Adakah Radio Atom Jam?

An jam atom membuat masa yang lebih baik daripada mana-mana jam lain. Mereka juga menjaga masa yang lebih baik daripada putaran Bumi dan pergerakan bintang-bintang. Tanpa jam atom, navigasi GPS tidak mungkin, Internet tidak akan menyegerakkan, dan kedudukan planet tidak akan diketahui dengan ketepatan yang cukup untuk probe ruang dan pendarat yang akan dilancarkan dan dipantau.

Jam atom tidak radioaktif, ia tidak bergantung kepada kerosakan atom. Sebaliknya, jam atom mempunyai massa berayun dan musim bunga, sama seperti jam biasa.

Perbezaan besar antara jam piawai di rumah anda dan jam atom adalah bahawa ayunan dalam jam atom berada di antara nukleus atom dan elektron-elektron di sekelilingnya. Osilasi ini tidak selari dengan roda keseimbangan dan keberanian jam menonton, tetapi hakikatnya ialah kedua-dua menggunakan ayunan untuk menjejaki masa berlalu. Kekuatan osilasi dalam atom ditentukan oleh jisim nukleus dan graviti dan "spring" elektrostatik antara caj positif pada nukleus dan awan elektron yang mengelilinginya.

Apakah Jenis Jam Atom?

Hari ini, walaupun terdapat pelbagai jenis jam atom, prinsip di sebalik semuanya tetap sama. Perbezaan utama dikaitkan dengan elemen yang digunakan dan cara mengesan apabila tahap tenaga berubah. Berbagai jenis jam atom termasuk:

Jam atom Cesium menggunakan rasuk atom caesium. Jam memisahkan atom cesium dari tahap tenaga yang berlainan dengan medan magnet.

Jam atom atom hidrogen mengekalkan atom hidrogen pada tahap tenaga yang diperlukan dalam bekas dengan dinding bahan khusus supaya atom tidak kehilangan keadaan tenaga yang lebih tinggi terlalu cepat.

Jam atom Rubidium, paling sederhana dan paling padat semua, gunakan sel kaca gas rubidium yang mengubah penyerapan cahaya pada frekuensi rubidium optik apabila kekerapan gelombang mikro di sekelilingnya betul.

Jam atom komersial yang paling tepat pada hari ini menggunakan atom cesium dan medan magnetik dan pengesan. Di samping itu, atom cesium dihentikan dari zipping bolak-balik oleh sinar laser, mengurangkan perubahan frekuensi kecil akibat kesan Doppler.

Bilakah Adakah Jam Atom Dicipta? jam atom

Di 1945, profesor fizik Universiti Columbia, Isidor Rabi mencadangkan bahawa jam boleh dibuat dari teknik yang dikembangkannya dalam 1930 yang dipanggil resonans magnetik rasuk atom. Oleh 1949, Biro Piawaian Kebangsaan (NBS, kini Institut Piawaian dan Teknologi Kebangsaan, NIST) mengumumkan jam atom pertama di dunia menggunakan molekul ammonia sebagai sumber getaran, dan oleh 1952 ia mengumumkan jam atom pertama menggunakan atom cesium sebagai sumber getaran, NBS-1.

Di 1955, Makmal Fizikal Kebangsaan (NPL) di England membina jam atomik sessium-beam pertama yang digunakan sebagai sumber penentukuran. Dalam dekad yang akan datang, bentuk jam atom yang lebih maju dicipta. Dalam 1967, Persidangan Umum 13th pada Timbang dan Sukat ditakrifkan SI kedua berdasarkan getaran atom sesium; sistem penyimpanan masa dunia tidak lagi mempunyai asas astronomi pada ketika itu! NBS-4, jam atom cesium yang paling stabil di dunia, telah disiapkan di 1968, dan digunakan dalam 1990 sebagai sebahagian daripada sistem masa NPL.

Dalam 1999, NPL-F1 mula beroperasi dengan ketidakpastian bahagian-bahagian 1.7 di 10 ke kuasa 15th, atau ketepatan kira-kira satu saat dalam 20 juta tahun, menjadikannya jam atom yang paling tepat yang pernah dibuat (perbezaan dibahagikan dengan piawai yang sama dalam Paris).

Bagaimanakah Masa Jam Atom Berukur?

Frekuensi yang betul untuk resonans resonans tertentu kini ditentukan oleh persetujuan antarabangsa sebagai 9,192,631,770 Hz supaya apabila dibahagikan dengan nombor ini output adalah tepat 1 Hz, atau 1 kitaran sesaat.

Ketepatan jangka panjang yang boleh dicapai oleh jam atom cesium moden (jenis yang paling biasa) adalah lebih baik daripada satu per satu juta tahun. Jam atom hidrogen menunjukkan ketepatan jangka pendek (satu minggu) yang lebih baik, kira-kira 10 kali ketepatan jam atom cesium. Oleh itu, jam atom telah meningkatkan ketepatan pengukuran masa kira-kira satu juta kali berbanding dengan pengukuran yang dilakukan dengan teknik astronomi.

Menyelaras dengan Jam Atom

Cara paling mudah untuk synchonise kepada jam atom adalah menggunakan a pelayan NTP yang berdedikasi. Peranti ini akan menerima sama ada isyarat jam ataomik GPS atau gelombang radio dari tempat seperti NIST atau NPL.

Penerima jam atom MSF

Isyarat radio yang mengawal untuk Makmal Fizikal Negarajam atom dipancarkan pada isyarat MSF 60kHz melalui pemancar di, CumbriaAnthorn, yang dikendalikan oleh British Telecom. Isyarat masa jam radio radio ini sepatutnya mempunyai pelbagai km 1,500 atau 937.5 batu. Semua Kepulauan British sudah tentu dalam radius ini.
Peranan Makmal Fizikal Kebangsaan sebagai penjaga piawaian masa kebangsaan adalah untuk memastikan bahawa skala masa UK bersetuju dengan Waktu Universal yang diselaraskan (UTC) ke tahap ketepatan tertinggi dan untuk menjadikan masa itu tersedia di seluruh UK. Sebagai contoh, MSF (tanda panggilan tiga huruf untuk mengenal pasti sumber isyarat) siaran radio menyediakan isyarat masa untuk, perdagangan saham elektronik, jam di kebanyakan stesen keretapi dan untuk jam bercakap BT.

Jam atom DCF penerima

Isyarat radio yang mengawal jam Jerman ditransmisikan melalui gelombang panjang dari pemancar DCF 77kHz di Mainflinger, berhampiran Dieburg, beberapa 25 km tenggara timur Frankfurt - pemancar Standard Masa Kebangsaan Jerman. Ia serupa dalam operasi ke pemancar Cumbria, namun terdapat dua antena (tiang radio) sehingga isyarat masa jam atom radio dapat dikendalikan sepanjang masa.

Gelombang panjang adalah frekuensi radio yang disukai untuk menghantar isyarat radio masa jam atom radio yang berfungsi secara konsisten di bahagian bawah ionosfera yang stabil. Ini kerana isyarat gelombang panjang yang membawa kod masa ke arah jam tangan anda bergerak dalam dua cara; secara langsung dan tidak langsung. Antara 700 km (437.5 mil) hingga 900 km (562.5 mil) dari setiap pemancar gelombang pembawa dapat melakukan perjalanan langsung ke arloji. Isyarat radio juga mencapai arloji melalui pemantauan bawah ionosfera. Semasa waktu siang, sebahagian daripada ionosfera yang dikenali sebagai "lapisan D" pada ketinggian beberapa 70 km (43.75 miles) bertanggungjawab untuk mencerminkan isyarat radio gelombang panjang. Semasa jam kegelapan apabila sinaran matahari tidak bertindak dari luar atmosfera, lapisan ini naik ke ketinggian beberapa kilometer 90 (56.25 miles) menjadi lapisan "E" dalam proses tersebut. Trigonometri mudah akan menunjukkan bahawa isyarat yang dicerminkan akan bergerak lebih jauh.

Sebahagian besar kawasan Kesatuan Eropah dilindungi oleh penerima pemancar yang memudahkan untuk mereka yang melakukan perjalanan secara meluas di Eropah. Jam Jerman ditetapkan pada Waktu Eropah Tengah - satu jam lebih awal dari masa UK, berikutan keputusan antara kerajaan, dari waktu 22nd Oktober, 1995, UK akan menjadi jam 1 kurang dari Masa Eropah dengan kedua-dua UK dan tanah besar Eropah memajukan dan memendekkan jam pada "masa" yang sama.

Cloc atom WVVBpenerima k

Sistem jam atom radio boleh didapati di Amerika Utara yang ditubuhkan dan dikendalikan oleh NIST - Institut Piawaian dan Teknologi Kebangsaan, yang terletak di Fort Collins, Colorado.

WWVB mempunyai kuasa pemancar yang tinggi (watt 50,000), antena yang sangat cekap dan frekuensi yang sangat rendah (60,000 Hz). Sebagai perbandingan, sebuah stesen radio AM biasa menyiarkan pada kekerapan 1,000,000 Hz. Kombinasi kuasa tinggi dan kekerapan rendah memberikan gelombang radio dari MSF yang banyak melantun, dan stesen tunggal ini boleh merangkumi seluruh benua Amerika Syarikat serta banyak Kanada dan Amerika Tengah.

Oleh yang demikian jam atom radio kod masa dihantar dari WWVB menggunakan salah satu sistem paling mudah yang mungkin, dan pada kadar data yang sangat rendah satu bit sesaat. Isyarat 60,000 Hz sentiasa dihantar, tetapi setiap saat ia dikurangkan berkuasa dalam tempoh 0.2, 0.5 atau 0.8 saat:

• 0.2 saat kekurangan kuasa bermakna sifar binari • 0.5 saat kuasa dikurangkan adalah satu binari. • 0.8 saat kuasa dikurangkan adalah pemisah.

Kod masa dihantar dalam BCD (Binary Coded Decimal) dan menunjukkan minit, jam, hari tahun dan tahun, bersama-sama dengan maklumat tentang waktu simpanan masa siang dan tahun lompat. Masa dihantar menggunakan bit 53 dan pemisah 7, dan dengan itu mengambil masa 60 untuk dihantar.

Jam atau tontonan boleh mengandungi antena dan penerima jam atom radio yang sangat kecil dan agak mudah untuk menyahkod maklumat dalam isyarat dan menetapkan waktu jam atom dengan tepat. Semua yang anda perlu lakukan ialah menetapkan zon waktu, dan jam atom akan memaparkan masa yang betul.

NTP bergantung pada jam rujukan dan semua jam pada Rangkaian NTP disegerakkan untuk masa itu. Oleh itu adalah penting bahawa jam rujukan adalah setepat mungkin. Jam tangan yang paling tepat ialah jam atom. Alat-alat laboratorium fizik yang besar ini dapat mengekalkan waktu yang tepat selama berjuta-juta tahun tanpa kehilangan satu detik.

An Pelayan NTP akan menerima masa dari jam atom sama ada dari seluruh internet, rangkaian GPS atau penghantaran radio. Dalam menggunakan jam atom sebagai rujukan rangkaian NTP akan tepat dalam beberapa milisaat skala dunia global UTC (Selaras Masa Sejagat).

NTP adalah sistem hierarki. Semakin dekat sebuah peranti adalah jam rujukan yang lebih tinggi pada strata NTP itu. Jam rujukan jam atom ialah peranti 0 lapisan dan a Pelayan NTP yang menerima masa daripadanya adalah peranti 1 lapisan, pelanggan pelayan NTP adalah peranti 2 stratum dan sebagainya.

Oleh kerana sistem hierarki ini, peranti menurunkan strata juga boleh digunakan sebagai rujukan yang membolehkan rangkaian besar beroperasi semasa disambungkan dengan hanya satu NTP server masa.

NTP adalah protokol yang bersalah. NTP mengamati kesilapan dan boleh memproses pelbagai sumber masa dan protokol akan memilih yang terbaik secara automatik. Walaupun ketika jam rujukan tidak tersedia sementara, NTP boleh menggunakan pengukuran masa lepas untuk menganggarkan masa semasa ..

Mengetahui apa masa, adalah sesuatu yang kita semua ambil begitu sahaja. Jam di mana-mana dan sepintas lalu di jam tangan, menara jam, skrin komputer atau microwave juga akan memberitahu kami apa masa. Walau bagaimanapun, memberitahu masa tidak semudah itu.

Jam tidak tiba sehingga zaman pertengahan dan ketepatan mereka sangat miskin. Ketepatan masa benar mengatakan tidak tiba sehingga selepas kedatangan jam elektronik pada abad kesembilan belas. Walau bagaimanapun, banyak teknologi dan aplikasi moden yang kami ambil begitu sahaja di dunia moden seperti navigasi satelit, kawalan lalu lintas udara dan perdagangan internet memerlukan ketepatan dan ketepatan yang jauh melebihi jam elektronik.

Jam atom adalah setakat yang paling tepat masa memberitahu peranti. Mereka begitu tepat bahawa skala masa dunia global yang berdasarkan kepada mereka (Masa Universal yang diselaraskan) harus diselaraskan sesekali untuk menjelaskan perlambatan putaran bumi. Pelarasan ini mengambil bentuk detik tambahan yang dikenali sebagai detik lompat.

Ketepatan jam atom sangat tepat sehingga tidak ada masa kedua yang hilang dalam lebih sejuta tahun sementara perbandingan jam elektronik akan kehilangan satu kali dalam seminggu.

Tetapi ketepatan ini sangat diperlukan? Apabila anda melihat teknologi seperti kedudukan global maka jawapannya adalah ya. Sistem navigasi satelit seperti kerja GPS dengan mensintesis isyarat masa yang dihasilkan oleh jam atom di atas satelit. Oleh kerana isyarat ini ditransmisikan pada kelajuan cahaya, mereka bergerak hampir 100,000 km setiap saat. Apa-apa ketidaktepatan dalam jam oleh bahkan seribu sekilas dapat melihat maklumat kedudukan yang ditetapkan oleh batu.

Rangkaian komputer yang perlu berkomunikasi antara satu sama lain di seluruh dunia perlu memastikan bahawa mereka tidak hanya menjalankan masa yang tepat tetapi juga disegerakkan antara satu sama lain. Sebarang transaksi yang dilakukan pada rangkaian tanpa penyegerakan boleh mengakibatkan pelbagai kesalahan.

Kekayaan rangkaian komputernya digunakan NTP (Protokol Masa Rangkaian) dan pelayan masa rangkaian sering dirujuk sebagai Pelayan NTP. Peranti ini menerima isyarat masa dari jam atom dan mengedarkannya di antara rangkaian dengan melakukan demikian rangkaian dijamin tepat dan tepat.

Jadi, anda telah memutuskan untuk menyegerakkan rangkaian anda UTC (Selaras Masa Sejagat), anda mempunyai pelayan masa yang menggunakannya NTP (Protokol Masa Rangkaian) kini satu-satunya perkara yang perlu ditentukan adalah di mana untuk menerima masa dari.

Pelayan NTP tidak menjana masa mereka hanya menerima isyarat yang selamat dari jam atom tetapi ia adalah pemeriksaan berterusan masa yang menyimpannya Pelayan NTP tepat dan seterusnya rangkaian yang disegerakkannya.

Menerima isyarat masa jam atom adalah di mana pelayan NTP masuk ke dalamnya sendiri. Terdapat banyak sumber waktu UTC di seluruh Internet tetapi ini tidak disyorkan untuk kegunaan korporat atau untuk setiap kali keselamatan menjadi masalah kerana sumber internet UTC adalah luar kepada firewall dan boleh menjejaskan keselamatan - kita akan membincangkannya dengan lebih terperinci di masa depan jawatan.

Biasanya, terdapat dua jenis pelayan masa. Terdapat mereka yang menerima sumber jam atom waktu UTC dari siaran radio gelombang panjang atau mereka yang menggunakan rangkaian GPS (Global Positioning System) sebagai sumber.

Penghantaran gelombang gelombang panjang disiarkan oleh beberapa makmal fizik kebangsaan. Isyarat yang paling umum ialah WWVB Amerika Syarikat (siaran oleh NIST - Institut Kebangsaan untuk Standard dan Masa), MSF UK (disiarkan oleh UK Makmal Fizikal Negara) dan isyarat DCF Jerman (Penyiaran oleh Makmal Fizik Kebangsaan Jerman).

Bukan setiap negara mengeluarkan isyarat masa ini dan isyarat terdedah kepada gangguan dari topografi. Walau bagaimanapun, di Amerika Syarikat isyarat WWVB boleh diterima di kebanyakan kawasan Amerika Utara (termasuk Kanada) walaupun kekuatan isyarat akan berbeza-beza bergantung kepada geografi tempatan seperti gunung dan lain-lain.

Isyarat GPS di sisi lain boleh didapati secara harfiah di mana-mana di planet ini seiring dengan antena GPS yang dilampirkan pada server GPS NTP boleh melihat langit yang jelas.

Kedua-dua sistem adalah kaedah yang tepat dan tepat waktu UTC dan menggunakan sama ada akan membenarkan penyegerakan rangkaian komputer dalam beberapa milisaat UTC.

Ketepatan dalam memberitahu masa tidak pernah begitu penting seperti sekarang. Ultra tepat jam atom adalah asas bagi banyak teknologi dan inovasi abad kedua puluh. Internet, navigasi satelit, kawalan lalu lintas udara dan perbankan global semuanya hanya beberapa aplikasi yang bergantung pada ketepatan masa yang tepat.

Masalah yang kita hadapi pada zaman moden ialah pemahaman kita tepat pada waktunya telah berubah dengan pesat sejak abad yang lalu. Sebelum ini, difikirkan bahawa masa adalah tetap, tidak berubah dan kami melangkah ke hadapan dalam masa pada kadar yang sama.

Mengukur masa berlalu juga lurus ke hadapan. Setiap hari, yang dikawal oleh revolusi Bumi dibahagikan kepada jumlah yang sama 24 - jam itu. Walau bagaimanapun, selepas penemuan Einstein pada abad yang lalu, ia tidak lama lagi mendapati masa tidak sama sekali dan boleh berbeza bagi pemerhati yang berlainan sebagai kelajuan dan juga graviti boleh melambatkannya.

Apabila masa tamat kami menjadi lebih tepat lagi masalah lain menjadi jelas dan itulah kaedah lama untuk mengesan masa, dengan menggunakan putaran bumi, bukanlah satu kaedah yang tepat.

Kerana pengaruh graviti Bulan terhadap lautan kita, putaran bumi adalah sporadis, kadang-kadang jatuh pada hari jam 24 dan kadang-kadang berlari lebih lama.

Jam atom telah dibangunkan untuk berusaha untuk menjaga masa yang secepat mungkin. Mereka bekerja dengan menggunakan ayunan yang tidak berubah elektron atom semasa mereka menukar orbit. Ini 'berdetik' atom berlaku lebih sembilan bilion kali sesaat dalam atom cesium yang menjadikan mereka sebagai asas yang sesuai untuk jam.

Waktu jam atom ultra tepat (dikenali secara rasmi sebagai Waktu Atom Antarabangsa - TAI) adalah asas bagi skala waktu rasmi dunia, walaupun kerana keperluan untuk mengekalkan skala masa selari dengan putaran Bumi (penting ketika berurusan dengan badan darat tambahan seperti objek astronomi atau juga satelit), tambahan detik, yang dikenali sebagai lompat kedua, ditambah kepada TAI, skala kali diubah ini dikenali sebagai UTC - Masa Universal yang diselaraskan.

UTC adalah skala masa yang digunakan oleh perniagaan, industri dan kerajaan di seluruh dunia. Memandangkan ia dikawal oleh jam atom, ia bermakna seluruh dunia boleh berkomunikasi menggunakan skala masa yang sama, yang dikawal oleh jam atom ultra-tepat. Rangkaian komputer di seluruh dunia menerima masa ini menggunakan Pelayan NTP (Protokol Masa Rangkaian) memastikan semua orang mempunyai masa yang sama dalam beberapa milisaat.

Protokol Masa Rangkaian (NTP) adalah salah satu daripada protokol tertua Internet yang masih digunakan. Diciptakan oleh Dr David Mills dari University of Delaware ia telah digunakan sejak 1985. NTP adalah protokol yang direka untuk menyegerakkan jam pada komputer dan rangkaian di seluruh Internet atau Rangkaian Kawasan Tempatan (LAN).

NTP (versi 4) boleh mengekalkan masa melalui Internet awam dalam milisaat 10 (1 / 100th daripada kedua) dan boleh melakukan lebih baik lebih LAN dengan ketepatan daripada 200 mikrosaat (1 / 5000th daripada kedua) di bawah keadaan yang ideal.

NTP bekerja dalam TCP suite / IP dan bergantung kepada UDP, bentuk yang kurang kompleks NTP wujud dipanggil Rangkaian Protokol Masa Simple (SNTP) yang tidak memerlukan penyimpanan maklumat-ayat sebelumnya, diperlukan oleh NTP. Ia digunakan dalam beberapa peranti dan aplikasi di mana masa ketepatan yang tinggi tidak begitu penting.

Penyegerakan masa dengan NTP agak mudah, ia menyegerakkan masa dengan merujuk kepada sumber jam yang boleh dipercayai. Sumber ini boleh menjadi relatif (jam dalaman komputer atau masa pada pergelangan tangan) atau mutlak (A Waktu UTC UTC - Sumber Waktu Waktu Bersama yang tepat seperti mungkin secara manusia).

Jam atom adalah peranti masa penyimpanan yang paling mutlak. Mereka bekerja pada prinsip bahawa atom, sesium-133, mempunyai nombor yang tepat kitaran radiasi setiap saat (9,192,631,770). Ini telah membuktikan begitu tepat Sistem Unit Antarabangsa (SI) kini telah mendefinisikan kedua sebagai tempoh kitaran 9,192,631,770 radiasi atom sesium-133.

Walau bagaimanapun, jam atom adalah sangat mahal dan biasanya hanya boleh didapati di makmal fizik besar-besaran. Walau bagaimanapun, NTP boleh menyelaras rangkaian untuk jam atom dengan menggunakan sama ada Sistem Kedudukan Global (GPS) atau transmisi radio pakar.

Yang paling banyak digunakan adalah sistem GPS yang terdiri daripada beberapa satelit menyediakan tepat kedudukan dan lokasi maklumat. Setiap satelit GPS hanya boleh melakukan ini dengan menggunakan jam atom yang seterusnya boleh boleh digunakan sebagai rujukan masa.

A GPS penerima biasa boleh menyediakan masa maklumat kepada satu nanosaat beberapa UTC selagi terdapat antena terletak dengan tujuan yang baik dari langit.

Terdapat juga beberapa penghantaran kebangsaan masa dan frekuensi radio yang boleh digunakan untuk menyegerakkan pelayan NTP. Di Britain, isyarat (dipanggil MSF) disiarkan oleh Makmal Fizik Kebangsaan di Cumbria yang berfungsi sebagai rujukan masa kebangsaan United Kingdom, terdapat juga sistem yang serupa di Colorado, AS (WWVB) dan di Frankfurt, Jerman (DCF-77). Isyarat ini menyediakan masa UTC kepada ketepatan mikrosecond 100, bagaimanapun, isyarat radio mempunyai jarak terhingga dan terdedah kepada gangguan.

Jarak dari jam rujukan ini dikenali sebagai tahap stratum dan mereka wujud untuk mengelakkan kitaran dalam NTP. Stratum 0, adalah peranti seperti jam atom disambungkan terus ke komputer. Stratum 1, adalah komputer melekat pada lapisan peranti 0, manakala lapisan 2 adalah komputer yang menghantar permintaan kepada pelayan NTP Stratum 1. NTP boleh menyokong sehingga 256 strata.

Semua versi Microsoft Windows sejak 2000 termasuk Perkhidmatan Masa Windows (w32time.exe) yang mempunyai kemampuan untuk menyegerakkan jam komputer ke pelayan NTP (atau pelayan SNTP - versi mudah NTP) Banyak sistem operasi Linux dan UNIX yang juga mempunyai versi NTP tetapi kod sumber bebas untuk memuat turun (versi semasa 4.2.4) di laman web NTP (ntp.org).

Ia sangat disyorkan oleh Microsoft dan lain-lain, bahawa masa berasaskan luaran hendaklah digunakan bukannya berasaskan Internet, kerana ini tidak dapat disahkan. Pelayan masa NTP pakar boleh didapati yang boleh menyegerakkan masa pada rangkaian menggunakan sama ada MSF (atau setaraf) atau isyarat GPS.

Jam atom terkenal kerana tepat. Kebanyakan orang mungkin tidak pernah melihatnya tetapi mungkin menyedari bahawa jam atom menyimpan masa yang sangat tepat. Malah jam atom moden akan menyimpan masa yang tepat dan tidak akan kehilangan sejuta dalam seratus juta tahun.

Ketepatan ini mungkin kelihatan terlalu berlebihan tetapi banyak teknologi moden bergantung pada jam atom dan memerlukan ketepatan yang tinggi. Satu contoh yang sempurna ialah sistem navigasi satelit yang kini terdapat di kebanyakan kereta auto. GPS bergantung pada jam atom kerana isyarat satelit yang digunakan dalam perjalanan triangulasi pada kelajuan cahaya yang dalam satu saat dapat menampung hampir 100,000 km.

Jadi, dapat dilihat bagaimana sesetengah teknologi moden bergantung pada masa yang tepat ini yang tepat dari jam atom tetapi penggunaannya tidak berhenti di situ. Jam atom mengawal skala masa dunia global UTC (Masa Universal yang diselaraskan) dan mereka juga boleh digunakan untuk menyegerakkan rangkaian komputer juga.

Ia mungkin kelihatan keterlaluan untuk menggunakan ketepatan nanodetik ini untuk menyegerakkan rangkaian komputer juga tetapi seperti banyak transaksi sensitif masa dijalankan di seluruh dunia dengan perdagangan seperti bursa saham di mana harga boleh jatuh atau meningkat setiap satu saat ia dapat dilihat mengapa jam atom adalah digunakan.

Untuk menerima masa dari jam atom yang khusus Pelayan NTP adalah kaedah yang paling selamat dan tepat. Peranti ini menerima isyarat masa yang disiarkan oleh sama ada jam atom dari makmal fizik kebangsaan atau langsung dari jam atom di atas satelit GPS.

Dengan menggunakan dedikasi Pelayan NTP rangkaian komputer akan lebih selamat dan kerana ia disegerakkan ke UTC (skala masa global), ia akan disegerakkan dengan setiap rangkaian komputer lain menggunakan pelayan NTP.

Penyegerakan masa memainkan peranan yang lebih penting di dunia moden dengan lebih banyak teknologi bergantung pada masa yang tepat dan boleh dipercayai.

Penyegerakan masa bukan sahaja penting tetapi juga penting dalam sistem yang selamat seperti kawalan lalu lintas udara yang tidak dapat berfungsi tanpa penyegerakan yang tepat. Fikirkan bencana yang boleh berlaku di udara pesawat tidak saling selaras antara satu sama lain?

Dalam perdagangan global juga penyegerakan masa yang tepat dan boleh dipercayai adalah sangat penting. Apabila pasaran saham dunia dibuka pada waktu pagi dan pedagang dari seluruh dunia membeli stok pada komputer mereka. Oleh kerana stok turun naik kedua dengan kedua jika mesin tidak disegerakan, ia boleh menelan kos berjuta-juta.

Tetapi penyegerakan juga penting dalam rangkaian komputer moden; ia memastikan sistem selamat dan membolehkan kawalan dan debugging sistem yang betul. Walaupun rangkaian komputer tidak terlibat dalam urus niaga sensitif pada masa yang sama, kekurangan penyegerakan boleh menyebabkan ia terdedah kepada serangan berniat jahat dan juga boleh terdedah kepada kehilangan data.

Penyegerakan tepat mungkin dalam rangkaian komputer terima kasih kepada dua perkembangan: UTC dan NTP.

UTC adalah waktu universal yang dikosongkan waktu, ia berdasarkan GMT tetapi dikendalikan oleh pelbagai jam atom yang menjadikannya tepat dalam beberapa nanodetik.

NTP adalah protokol perisian - Protokol Masa Rangkaian, yang direka untuk menyegerakkan rangkaian komputer secara tepat kepada sumber tunggal masa. Kedua-dua pelaksanaan ini bersatu dalam satu peranti yang bergantung kepada dunia untuk menyegerakkan rangkaian komputer - yang Pelayan NTP.

An NTP server masa or rangkaian pelayan masa adalah peranti yang menerima masa dari jam atom, sumber UTC dan mendistribusikannya ke seluruh rangkaian. Kerana sumber masa sentiasa diperiksa oleh pelayan masa dan dari jam atom ia menjadikan rangkaian tepat dalam beberapa milisaat UTC menyediakan penyegerakan pada skala global.

Membangunkan kaedah baru untuk memberitahu masa dengan tepat dan tepat telah berkembang menjadi obsesi baru di kalangan ahli kronologi pada abad kedua puluh satu. Sejak pembangunan yang pertama jam atom dalam 1950 dengan ketepatan milisaat perlumbaan bermula dengan organisasi seperti AS NIST (National Institute for Standards and Time) dan UK NPL (Makmal Fizikal Kebangsaan) membangun jam atom yang semakin akurat.

Jam atom digunakan sebagai sumber masa untuk teknologi tinggi dan aplikasi seperti navigasi satelit dan kawalan lalu lintas udara, mereka juga merupakan sumber untuk isyarat masa yang digunakan oleh Pelayan NTP untuk menyegerakkan rangkaian komputer.

An Pelayan NTP berfungsi dengan terus menyesuaikan jam sistem komputer untuk memastikan ia sepadan dengan masa yang disampaikan oleh jam atom. Dalam melakukan ini Pelayan NTP boleh menyimpan rangkaian komputer dalam beberapa milisaat jam atom yang dikawal UTC (Masa Universal yang diselaraskan).

Bagaimanapun, sebagai teknologi yang luar biasa ini mungkin kelihatannya Nature Nature telah melakukan perkara yang sama dengan jam badan kita sendiri.

Jam tubuh manusia hanya dipahami oleh sains perubatan (kajian yang dipanggil Chronobiology) tetapi apa yang diketahui adalah bahawa jam badan sangat penting dalam berfungsi kehidupan sehari-hari kita; ia juga sangat tepat dan berfungsi dengan cara yang sangat serupa dengan Pelayan NTP.

Walaupun a NTP server masa menerima isyarat masa dari jam atom dan menyesuaikan jam sistem pada komputer untuk dipadankan, jam badan kita melakukan perkara yang sama. Jam badan berjalan dalam irama circadian dengan kata lain jam jam 24. Apabila matahari terbit pada bahagian pagi otak yang mengatur jam badan yang disebut nukleus suprachiasmatic - yang terletak di hipotalamus otak, secara automatik membetulkan pergerakan matahari.

Dengan cara ini, jam badan manusia menyesuaikan diri dengan musim sejuk yang lebih gelap dan bulan-bulan musim panas yang lebih kerap sebab itulah sebabnya anda lebih sukar untuk bangun pada musim sejuk. Jam badan menyesuaikan diri setiap hari untuk memastikan ia disegerakkan dengan putaran matahari seperti NTP server masa menyegerakkan jam sistem komputer untuk memastikan ia berjalan dengan tepat ke sumber masa - jam atom.