Sistem GPS sudah biasa kepada kebanyakan orang. Banyak kereta kini mempunyai peranti navigasi satelit GPS di dalam kereta mereka tetapi terdapat Sistem Global Positioning lebih daripada sekadar jalan.

Sistem Kedudukan Global adalah sebuah konstelasi lebih dari tiga puluh satelit yang berputar di seluruh dunia. Rangkaian satelit GPS telah direka supaya pada bila-bila masa terdapat sekurang-kurangnya empat satelit atas - tidak kira di mana anda berada di dunia.

Di atas setiap satelit GPS terdapat jam atom yang sangat tepat dan ia adalah maklumat dari jam ini yang dihantar menerusi penghantaran GPS yang dengan triangulasi (menggunakan isyarat daripada pelbagai satelit) penerima navigasi satelit boleh menyelesaikan kedudukan anda.

Tetapi isyarat masa ultra tepat ini mempunyai penggunaan lain, tanpa diketahui ramai pengguna sistem GPS. Kerana isyarat masa dari Jam atom GPS sangat tepat, mereka membuat sumber masa yang baik untuk menyegerakkan pelbagai jenis teknologi - dari rangkaian komputer ke kamera trafik.

Untuk menggunakan isyarat masa GPS, pelayan masa GPS sering digunakan. Peranti ini digunakan NTP (Protokol Masa Rangkaian) untuk mengedarkan Sumber pemasaan GPS kepada semua peranti di rangkaian NTP.

NTP kerap memeriksa masa pada semua sistem di rangkaiannya dan menyesuaikannya dengan sewajarnya jika ia telah hanyut ke sumber asal asal GPS itu.

Memandangkan GPS boleh didapati di mana-mana sahaja di planet ini, ia menyediakan sumber masa yang sangat berguna untuk banyak teknologi dan aplikasi yang memastikan bahawa apa sahaja yang disegerakkan kepada sumber masa GPS akan tetap setepat mungkin.

A tunggal server GPS NTP boleh menyegerakkan beratus-ratus dan beribu-ribu peranti termasuk penghala, PC dan perkakasan lain yang memastikan rangkaian keseluruhan berjalan dengan sempurna diselaraskan dengan sempurna.

NTP (Protokol Masa Rangkaian) mungkin merupakan protokol tertua dan paling biasa yang digunakan oleh komputer dan mungkin ia paling kurang difahami.

NTP digunakan oleh hampir semua komputer, rangkaian dan peranti lain yang terlibat dalam komunikasi di seluruh rangkaian internet atau dalaman. Ia telah dibangunkan di peringkat internet yang paling terawal apabila ia menjadi jelas bahawa beberapa kaedah memastikan ketepatan jarak jauh diperlukan.

Protokol ini berfungsi dengan memilih sumber masa tunggal, yang mana NTP mempunyai keupayaan untuk menubuhkan ketepatan dan kebolehpercayaan, yang kemudiannya diedarkan di sekitar setiap peranti pada rangkaian NTP.

Setiap peranti diperiksa dengan kerap terhadap jam rujukan ini dan diselaraskan jika mana-mana peredaran diperhatikan. Versi NTP kini dikerahkan dengan hampir setiap sistem pengendalian yang membolehkan mesin mana-mana disegerakkan ke sumber satu masa.

Jelas sekali jika setiap rangkaian di dunia memilih sumber masa yang berbeza sebagai rujukannya, sebab bagi semua penyegerakan ini akan hilang.

Mujurlah, skala masa global berdasarkan konsortium antarabangsa jam atom telah dibangunkan untuk menyediakan sumber masa tunggal untuk tujuan penyegerakan global.

UTC (Selaras Masa Sejagat) digunakan oleh rangkaian komputer di seluruh dunia sebagai rujukan masa yang bermaksud mana-mana peranti yang disegerakkan ke UTC dengan NTP akan disegerakkan dengan setiap rangkaian yang menggunakan UTC sebagai masa asasnya.

Terdapat banyak kaedah berbeza yang boleh diakses oleh NTP waktu UTC. Internet adalah lokasi biasa walaupun ini menyediakan isu keselamatan dan firewall. Kaedah yang lebih selamat (dan tepat) adalah dengan menggunakan khusus NTP server masa yang mengambil masa dari sumber luar seperti rangkaian GPS (GPS berfungsi dengan menyiarkan jam atom jam yang mudah diubah menjadi UTC oleh Pelayan NTP).

Dengan NTP, pelayan masa berdedikasi dan akses kepada UTC rangkaian keseluruhan boleh disegerakkan dalam beberapa milisaat masa sejagat yang menyediakan rangkaian yang selamat dan tepat yang boleh beroperasi dalam sinkronistik lengkap dengan rangkaian lain di seluruh dunia.

Jam atom adalah tanpa keraguan masa yang paling tepat pada muka bumi. Malah ketepatan jam atom tidak dapat dibandingkan dengan kronometer lain, menonton atau jam.

Walaupun jam atom tidak akan kehilangan masa kedua dalam masa beribu-ribu tahun, anda menonton jam purata mungkin akan kehilangan sejam dalam beberapa hari yang selepas beberapa minggu atau bulan bermakna jam tangan anda berjalan perlahan atau cepat dengan beberapa minit.

Perkara yang sama juga boleh dikatakan untuk jam sistem yang mengawal komputer anda satu-satunya perbezaan adalah bahawa komputer bergantung lebih banyak pada masa berbanding kita sendiri.

Hampir segala-galanya komputer tidak bergantung pada cap waktu, daripada menyimpan kerja untuk melaksanakan aplikasi, penyahpepijatan dan bahkan e-mel semua bergantung pada cap waktu yang dapat menjadi masalah jika jam pada komputer anda berjalan terlalu cepat atau lambat karena kesalahan sering terjadi, terutamanya jika anda berkomunikasi dengan komputer atau peranti lain.

Mujurlah, kebanyakan PC mudah disegerakkan kepada jam atom yang bermakna mereka boleh menjadi tepat kerana peranti ini menyimpan masa yang berkuasa supaya tugas-tugas yang dilakukan oleh PC anda dapat berada dalam sinkchronicity yang sempurna dengan apa sahaja peranti yang anda berkomunikasi.

Dalam kebanyakan sistem pengendalian PC protokol terbina (NTP) membenarkan PC untuk berkomunikasi dengan pelayan masa yang disambungkan ke jam atom. Dalam kebanyakan versi Windows ini diakses melalui tetapan kawalan tarikh dan masa (klik dua kali jam di sebelah kanan bawah).

Walau bagaimanapun, untuk mesin atau rangkaian perniagaan yang memerlukan penyegerakan masa yang selamat dan tepat, pelayan masa dalam talian hanya tidak selamat atau cukup tepat untuk memastikan rangkaian anda tidak terdedah kepada kecacatan keselamatan.

Walau bagaimanapun, pelayan masa NTP yang menerima masa terus dari jam atom boleh didapati yang boleh menyegerakkan seluruh rangkaian. Peranti ini menerima timestamp yang disiarkan oleh makmal fizik kebangsaan atau melalui rangkaian satelit GPS.

Pelayan NTP membolehkan seluruh rangkaian kepada semua mempunyai masa yang disegerakkan yang tepat dan selamat seperti mungkin manusia.

Jam atom adalah teknologi yang sangat dirumuskan pembangunan mereka telah merevolusikan cara kita hidup dan bekerja dan telah membuat teknologi yang mungkin yang mustahil tanpa mereka.

Navigasi satelit, telefon bimbit, GPS, internet, kawalan lalu lintas udara, lampu isyarat dan bahkan kamera CCTV bergantung kepada ultra tepat waktu jam atom.

Ketepatan jam atom tidak dapat dibandingkan dengan peranti penyimpanan waktu lain kerana mereka tidak hanyut bahkan lebih cepat dalam beratus-ratus ribu tahun.

Tetapi jam atom adalah peranti sensitif yang besar yang memerlukan pasukan juruteknik yang berpengalaman dan keadaan yang optimum seperti yang terdapat dalam makmal fizik. Jadi bagaimanakah semua teknologi ini mendapat manfaat dari ketepatan tinggi jam atom?

Jawapannya agak mudah, pengawal jam atom, biasanya makmal fizik kebangsaan, disiarkan melalui radio gelombang panjang, isyarat masa yang menghasilkan jam ultra tepat.

Untuk menerima isyarat masa ini, pelayan yang menggunakan protokol penyegerakan masa NTP (Protokol Masa Rangkaian) digunakan untuk menerima dan mengedarkan cap waktu ini.

pelayan masa NTP, sering kali dirujuk sebagai pelayan masa rangkaian, adalah cara yang selamat dan tepat untuk memastikan teknologi mana-mana masa jam atom yang tepat. Peranti penyegerakan masa ini boleh menyegerakkan peranti tunggal atau seluruh rangkaian komputer, penghala dan peranti lain.

Pelayan NTP yang menggunakan isyarat GPS untuk menerima masa dari satelit jam atom juga biasa digunakan. Ini NTP pelayan masa GPS adalah tepat seperti yang menerima masa dari makmal fizik tetapi menggunakan kelemahan, garisan penglihatan GPS sebagai sumber mereka.

GPS bukan satu-satunya teknologi yang bergantung kepada jam atom. Tahap ketepatan yang tinggi yang dibekalkan oleh jam atom digunakan dalam teknologi penting lain yang kami ambil untuk diberikan setiap hari.

Kawalan trafik udara Bukan sahaja semua kapal terbang dan pesawat udara kini dilengkapi dengan GPS untuk membolehkan juruterbang dan kakitangan tanah mengetahui lokasi yang tepat tetapi jam atom juga digunakan oleh pengawal trafik udara yang memerlukan pengukuran dan masa yang tepat dan tepat antara pesawat.

Lampu Lalu Lintas dan Sistem Kesesakan Jalan - Lampu lalu lintas adalah sistem lain yang bergantung kepada masa jam atom. Ketepatan dan penyegerakan sangat penting untuk sistem lampu isyarat kerana kesilapan kecil dalam penyegerakan boleh mengakibatkan kemalangan maut.

Kamera kesesakan dan sistem lain seperti meter letak kereta juga menggunakan jam atom sebagai asas masa ketepatan mereka kerana ini menghalang sebarang isu undang-undang apabila mengeluarkan notis penalti.

CCTV - Televisyen litar tertutup adalah pengguna skala besar jam atom yang lain. Kamera CCTV sering digunakan dalam memerangi jenayah tetapi sebagai bukti mereka tidak berkesan di mahkamah undang-undang kecuali maklumat masa pada kamera CCTV dapat dibuktikan menjadi tepat. Kegagalan berbuat demikian boleh menyebabkan penjenayah melarikan diri dari pendakwaan kerana walaupun pengenalpastian oleh kamera, bukti bahawa pada masa dan tarikh kesalahan itu tidak dapat dijelaskan tanpa ketepatan dan penyegerakan.

Internet - Ramai aplikasi yang kami berikan kepada internet hanya dimungkinkan berkat jam atom. Perdagangan dalam talian, perbankan internet dan juga rumah lelongan dalam talian semuanya memerlukan masa yang tepat dan serentak.

Bayangkan mengambil simpanan anda dari akaun bank anda hanya mendapati bahawa anda boleh menarik baliknya lagi kerana komputer lain mempunyai jam yang lebih perlahan atau membayangkan pembida di tapak lelongan internet hanya untuk membida anda ditolak oleh tawaran yang datang sebelum anda kerana ia dibuat pada komputer dengan jam yang lebih perlahan.

Menggunakan jam atom sebagai sumber untuk masa agak lurus ke hadapan untuk banyak teknologi. Isyarat radio dan juga penghantaran GPS boleh digunakan sebagai sumber jam jam atom dan untuk sistem komputer, protokol NTP (Protokol Masa Rangkaian) akan memastikan rangkaian bersaiz akan disegerakkan dengan sempurna bersama-sama. Didedikasikan pelayan masa NTP digunakan di seluruh dunia dalam teknologi dan aplikasi yang memerlukan masa yang tepat.

Jam atom adalah peranti timekeeping yang paling tepat diketahui manusia. Terdapat ketepatan yang tiada tandingannya dengan jam dan kronometer lain, walaupun jam elektronik yang paling canggih akan hanyut satu saat setiap minggu atau dua, paling banyak jam atom moden boleh terus berjalan selama beribu-ribu tahun dan tidak akan kehilangan sekurang-kurangnya beberapa saat.

Ketepatan jam atom turun ke apa yang mereka gunakan sebagai asas untuk pengukuran masa. Daripada bergantung pada arus elektronik yang berjalan melalui kristal seperti jam elektronik, jam atom menggunakan peralihan hyperfine sebuah atom dalam dua keadaan tenaga. Walaupun ini mungkin agak rumit, ia hanya satu reverberation yang tidak mencolok yang 'kutu' lebih daripada 9 bilion kali setiap saat, setiap saat.

Tetapi mengapa ketepatan itu benar-benar diperlukan dan teknologi apa yang digunakan oleh jam atom?

Ini adalah dengan mengkaji teknologi yang menggunakan jam atom yang dapat kita lihat mengapa tahap ketepatan yang tinggi diperlukan.

GPS - Navigasi satelit

Navigasi satelit adalah industri yang besar sekarang. Sebaik sahaja teknologi untuk tentera dan penyokong, navigasi satelit GPS kini digunakan oleh pengguna jalan raya di seluruh dunia. Walau bagaimanapun, maklumat navigasi yang disediakan oleh sistem navigasi satelit seperti GPS semata bergantung pada ketepatan jam atom.

GPS berfungsi dengan mengesahkan beberapa isyarat masa yang digunakan dari jam atom di atas satelit GPS. Dengan bekerja apabila isyarat masa dikeluarkan dari satelit penerima navigasi satelit boleh sejauh mana ia dari satelit dan dengan menggunakan pelbagai isyarat mengira di mana ia berada di dunia.

Oleh kerana isyarat masa ini bergerak pada kelajuan cahaya, hanya satu ketidakakuratan kedua dalam isyarat masa boleh membawa kepada maklumat pos yang beribu-ribu batu keluar. Ia adalah bukti ketepatan Jam atom GPS yang kini penerima navigasi satelit adalah tepat dalam jarak lima meter.

Penyegerakan sangat penting untuk kebanyakan rangkaian komputer. Timestamp adalah satu-satunya rujukan komputer boleh digunakan untuk menganalisis bila dan jika proses atau aplikasi selesai. Timestamp yang disegerakkan juga penting untuk keselamatan, debugging dan pembalakan ralat.

Kegagalan menyimpan rangkaian secukupnya dapat membawa kepada pelbagai masalah. Aplikasi gagal dimulakan, urus niaga sensitif masa akan gagal dan kesilapan dan kehilangan data akan menjadi perkara biasa.

Walau bagaimanapun, memastikan penyegerakan tidak kira saiz rangkaian adalah lurus ke hadapan dan tidak mahal, terima kasih kepada pelayan masa rangkaian khusus dan protokol masa NTP.

Protokol Masa Rangkaian (NTP)

NTP telah lebih lama daripada internet tetapi protokol penyegerakan yang paling banyak digunakan. NTP bebas untuk digunakan dan membuat penyelarasan sangat lurus ke hadapan. Ia berfungsi dengan mengambil sumber masa tunggal (atau berbilang) dan mendistribusikannya di antara rangkaian. Ia akan mengekalkan tahap ketepatan yang tinggi walaupun ia kehilangan isyarat masa asal dan boleh membuat penilaian mengenai tepat setiap rujukannya.

Pelayan NTP Masa

Ini datang dalam beberapa bentuk. Pertama terdapat beberapa pelayan masa maya di internet yang mengedarkan masa secara percuma. Walau bagaimanapun, kerana rangkaian berasaskan internet mengambil risiko meninggalkan pelabuhan firewall terbuka untuk komunikasi kali ini. Juga tidak ada kawalan ke atas isyarat masa jadi jika ia turun (atau menjadi tidak stabil atau sepenuhnya tidak tepat) rangkaian anda boleh ditinggalkan tanpa penyegerakan yang mencukupi.

Dedicated pelayan masa NTP gunakan rujukan GPS atau radio untuk menerima masa. Ini jauh lebih selamat dan sebagai isyarat GPS dan radio seperti WWVB (dari NIST) dihasilkan oleh jam atom di sana ketepatan tidak ada.

Oleh kerana protokol NTP bersifat hierarkis, ia juga bermakna bahawa hanya satu pelayan masa yang khusus perlu digunakan untuk rangkaian, tidak kira ukurannya, kerana peranti lain pada rangkaian boleh bertindak sebagai pelayan masa selepas menerima rece9ved time dari primary Pelayan NTP.

Oleh yang demikian Makmal Fizikal Negara telah mengumumkan penyelenggaraan berjadual minggu ini (Khamis) bererti masa dan isyarat frekuensi MSF60kHz akan dimatikan sementara untuk membolehkan penyelenggaraan dijalankan secara selamat di Stesen Radio Anthorn di Cumbria.

Biasanya tempoh penyelenggaraan berjadual ini hanya berlangsung beberapa jam dan tidak boleh menimbulkan sebarang gangguan kepada sesiapa yang bergantung pada isyarat MSF untuk aplikasi masa.
NTP (Protokol Masa Rangkaian) sangat sesuai dengan kehilangan isyarat sementara ini dan sedikit jika tiada drift yang harus dialami oleh mana-mana NTP server masa pengguna.

Walau bagaimanapun, terdapat beberapa pengguna tahap tinggi pelayan rangkaian masa atau mungkin mempunyai kebimbangan mengenai ketepatan teknologi mereka semasa tempoh yang dijadualkan tanpa isyarat. Terdapat satu lagi penyelesaian untuk memastikan isyarat masa yang berterusan, selamat dan sama tepat sentiasa digunakan.

GPS, yang paling biasa digunakan untuk navigasi dan cara mengendalikan ia sebenarnya teknologi berasaskan jam atom. Setiap satelit GPS menyiarkan isyarat dari jam atom onboard mereka yang digunakan oleh peranti navigasi satelit yang bekerja di lokasi melalui triangulasi.

Isyarat GPS ini juga boleh diterima oleh a pelayan masa NTP GPS. Sama seperti MSF atau pelayan masa isyarat radio lain menerima isyarat luar dari pemancar Anthorn, pelayan masa GPS boleh menerima isyarat yang tepat dan luaran ini dari satelit.

Tidak seperti siaran radio, GPS tidak boleh turun walaupun kadang-kadang tidak praktikal untuk menerima isyarat sebagai antena GPS memerlukan pandangan yang jelas dari langit dan dengan itu sebaiknya di atas bumbung.

Bagi mereka yang ingin membuat dua kali ganda pasti tidak ada tempoh apabila isyarat tidak diterima oleh Pelayan NTP, yang pelayan dwi masa boleh digunakan. Ini mengambil kedua-dua penghantaran radio dan GPS dan daemon NTP onboard mengira masa yang paling tepat dari mereka berdua.

Peningkatan serangan GPS ' telah menyebabkan beberapa kebimbangan di kalangan masyarakat saintifik. GPS, sementara sistem transmisi dan maklumat yang sangat tepat dan boleh dipercayai, bergantung kepada isyarat yang sangat lemah yang terhalang oleh gangguan dari Bumi.

Kedua-dua gangguan yang tidak disengajakan seperti dari stesen radio lanun atau niat sengaja yang disengajakan oleh penjenayah masih jarang tetapi sebagai teknologi yang boleh menghalang isyarat GPS menjadi lebih mudah didapati, keadaan dijangka bertambah buruk.

Dan sementara kesan kegagalan isyarat sistem GPS mungkin mempunyai hasil yang jelas bagi orang yang menggunakannya untuk navigasi (berakhir di lokasi yang salah atau tersesat), ia mungkin mempunyai kesan yang lebih serius dan mendalam bagi teknologi yang bergantung pada GPS untuk waktu isyarat.

Oleh kerana begitu banyak teknologi kini bergantung Isyarat pemasaan GPS dari rangkaian telefon, internet, perbankan dan lampu isyarat dan juga grid kuasa kami apa-apa kegagalan isyarat tidak kira berapa lama, boleh menyebabkan masalah yang serius.

Masalah utama dengan isyarat GPS adalah bahawa ia adalah sangat lemah dan kerana ia datang dari satelit angkasa lepas, sedikit yang boleh dilakukan untuk meningkatkan isyarat supaya frekuensi yang sama yang disiarkan di kawasan setempat dapat dengan mudah menenggelamkan GPS.

Walau bagaimanapun, GPS bukan satu-satunya kaedah yang tepat dan selamat untuk menerima masa dari sumber jam atom. Banyak makmal fizik kebangsaan dari seluruh dunia menyiarkan isyarat jam atom melalui gelombang radio (biasanya gelombang panjang). Di Amerika Syarikat isyarat ini disiarkan oleh NIST (Institut Kebangsaan untuk Standard dan Masa (dikenali sebagai WWVB) manakala di UK, isyarat MSF disiarkan oleh NPL (Makmal Fizikal Kebangsaan).

Pelayan masa dua hala yang boleh menerima kedua-dua isyarat tersedia dan merupakan pertaruhan yang lebih selamat untuk mana-mana syarikat teknologi tinggi yang tidak mampu untuk risiko kehilangan isyarat masa.

Jam atom bukan ciptaan baru-baru ini. Dibangunkan dalam 1950, jam atom berasaskan sesium tradisional telah memberikan kita masa yang tepat selama setengah abad.

Oleh yang demikian jam atom cesium telah menjadi asas masa kita - secara literal. The Sistem Unit Antarabangsa (SI) mentakrifkan detik sebagai beberapa ayunan dari sesium atom dan jam atom mengawal banyak teknologi yang kita hidup dengan penggunaan setiap hari: Internet, navigasi satelit, kawalan lalu lintas udara dan lampu isyarat untuk dinamakan tetapi beberapa.

Walau bagaimanapun, perkembangan terbaru dalam jam kuantum optik yang menggunakan atom tunggal logam seperti aluminium atau strontium beribu-ribu kali lebih tepat berbanding jam atom tradisional. Untuk meletakkan perspektif ini, jam atom cesium yang terbaik seperti yang digunakan oleh institut seperti NIST (National Institute for Standards and Time) atau NPL (Makmal Fizikal Kebangsaan) untuk mentadbir skala masa dunia global UTC (Masa Teragih Masa Sejagat), tepat dalam masa sejam setiap juta tahun 100. Walau bagaimanapun, jam optik kuantum yang baru ini adalah tepat untuk setiap tahun bilion 3.4 - hampir selagi bumi sudah tua.

Bagi kebanyakan orang, satu-satunya pertemuan dengan jam atom yang menerima isyarat masa adalah a rangkaian pelayan masa or Peranti NTP (Protokol Masa Rangkaian) untuk tujuan menyegerakkan peranti dan rangkaian dan isyarat jam atom dihasilkan menggunakan jam cesium.

Dan sehingga ahli-ahli sains dunia boleh bersetuju dengan atom tunggal untuk menggantikan cesium dan reka bentuk jam tunggal untuk menjaga UTC, tiada seorang pun daripada kita akan dapat memanfaatkan ketepatan yang luar biasa ini.