Les horloges atomiques sont une merveille par rapport aux autres formes de chronométreurs. Cela prendrait 100,000 années pour une horloge atomique à perdre une seconde dans le temps qui est étonnante surtout lorsque vous le comparez à des horloges numériques et mécaniques qui peuvent dériver beaucoup en une journée.

Mais horloges atomiques Ne sont pas des équipements pratiques à disposer autour du bureau ou de la maison. Ils sont encombrants, coûteux et nécessitent des conditions de laboratoire efficaces. Mais l'utilisation d'une horloge atomique est assez simple, tout spécialement comme les gardiens de temps atomiques aiment NIST (Institut national des normes et du temps) et NPL (National Physical Laboratory) diffusent le temps tel que dit par leurs horloges atomiques sur radio à ondes courtes.

NIST transmet son signal, connu sous le nom WWVB de Boulder, Colorado et il est diffusé à une fréquence extrêmement basse (60,000 Hz). Les ondes radio de la station WWVB peuvent couvrir tous les États-Unis continentaux plus une grande partie du Canada et de l'Amérique centrale.

Le signal NPL est diffusé à Cumbria au Royaume-Uni et il est transmis sur des fréquences similaires. Ce signal, connu sous le nom de MSF, est disponible dans la plupart des pays du Royaume-Uni et des systèmes similaires sont disponibles dans d'autres pays comme l'Allemagne, le Japon et la Suisse.

Les horloges atomiques radio contrôlées reçoivent ces signaux à ondes longues et se corriger selon toute dérive détectée par l'horloge. Les réseaux informatiques profitent également de ces signaux d'horloge atomique et utilisent le protocole NTP (Network Time Protocol) et dédié NTP serveurs de temps Pour synchroniser des centaines et des milliers d'ordinateurs différents.

Bien qu'il existe plusieurs protocoles disponibles pour la synchronisation du temps, la majorité du temps réseau est synchronisé en utilisant soit NTP Ou SNTP.

Le protocole Network Time Protocol (NTP) et le protocole de temps de réseau simple (SNTP) ont été autour depuis la création d'Internet (et dans le cas de NTP, plusieurs années auparavant) et sont de loin les protocoles de synchronisation de temps les plus populaires et les plus répandus.

Cependant, la différence entre les deux est légère et décide quel protocole est le mieux pour un serveur de temps NTP Ou une application de synchronisation de temps particulière peut être gênante.

Comme son nom l'indique, SNTP Est une version simplifiée de Network Time Protocol, mais la question est souvent posée: 'quelle est exactement la différence?'

La principale différence entre les deux versions du protocole est l'algorithme utilisé. L'algorithme de NTP peut interroger plusieurs horloges de référence, un calcul qui est le plus précis.

Usage SNTP pour les petits processeurs - il convient aux machines moins puissantes, ne requiert pas la précision de NTP. NTP peut également surveiller tout décalage et gigue (petites variations de forme d'onde résultant des fluctuations d'alimentation en tension, des vibrations mécaniques ou d'autres sources) alors que SNTP ne le fait pas.

Une autre différence majeure réside dans la façon dont les deux protocoles s'adaptent à toute dérive dans les périphériques réseau. NTP accélérera ou ralentira une horloge système pour correspondre à l'heure de l'horloge de référence Serveur NTP (Rotation) alors que SNTP se déplace simplement vers l'avant ou vers l'arrière l'horloge système.

Cette étape de l'heure du système peut causer des problèmes potentiels avec des applications sensibles au temps, particulièrement de l'étape, est assez importante.

NTP est utilisé lorsque la précision est importante et lorsque les applications critiques nécessitent un accès au réseau. Cependant, son algorithme complexe n'est pas adapté aux machines simples ou à ceux dotés de processeurs moins puissants. Le SNTP, en revanche, est le mieux adapté à ces appareils, car il nécessite moins de ressources informatiques, mais il n'est pas adapté aux périphériques où la précision est critique ou où les applications critiques du temps dépendent du réseau.

L'approvisionnement en temps réel pour la synchronisation du réseau n'est possible que grâce aux horloges atomiques. Par rapport aux dispositifs de chronométrage standard et Horloge atomique Est des millions de fois plus précis avec les dernières conceptions offrant un temps précis dans une seconde dans les années 100,000.

Les horloges atomiques utilisent la résonance immobile des atomes pendant différents états d'énergie pour mesurer le temps fournissant une tache atomique qui se produit presque 9 milliard fois par seconde dans le cas de l'atome de césium. En fait, la résonance du césium est maintenant la définition officielle d'une seconde ayant été adoptée par le Système international d'unité (SI).

Les horloges atomiques sont les horloges de base utilisées pour l'heure internationale, UTC (Temps universel coordonné). Et ils fournissent également la base pour Serveurs NTP Pour synchroniser les réseaux informatiques et les technologies sensibles au temps telles que celles utilisées par le contrôle du trafic aérien et d'autres applications sensibles au temps de haut niveau.

Trouver une source d'horloge atomique de l'UTC est une procédure simple. En particulier avec la présence de sources de temps en ligne telles que celles fournies par Microsoft et le Institut national des normes et de temps (Windows.time.com et nist.time.gov).

Cependant, ces Serveurs NTP Sont ce qu'on appelle les périphériques 2 stratum qui signifient qu'ils sont connectés à un autre périphérique qui à son tour obtient le temps d'une horloge atomique (en d'autres termes, une source secondaire d'UTC).

Bien que la précision de ces serveurs Stratum 2 soit incontestable, elle peut être affectée par la distance que le client tire des serveurs temporels, ils sont également hors du pare-feu, ce qui signifie que toute communication avec un serveur de temps en ligne nécessite un UDP ouvert (User Datagram Protocol) Port pour permettre la communication.

Cela peut provoquer des vulnérabilités dans le réseau et n'est pas utilisé pour cette raison dans un système nécessitant une sécurité complète. Une méthode plus sécurisée (et plus fiable) de réception de l'UTC consiste à utiliser une méthode dédiée Serveur de temps NTP. Ces dispositifs de synchronisation de temps reçoivent le temps direct des horloges atomiques soit diffusées sur ondes longues par des endroits comme NIST ou NPL (National Physical Laboratory - UK). Alternativement, UTC peut être dérivé du signal GPS diffusé par la constellation de satellites dans le réseau GPS (Global Positioning System).

L'un des plus populaires au monde Horloges atomiques précises Doit être lancé en orbite et attaché à la Station spatiale internationale (ISS) grâce à un accord signé par l'agence spatiale française.

L'horloge atomique PHARAO (Projet d'Horloge Atomique par Refroidissement d'Atomes en Orbite) est attachée à l'ISS dans le but de tester plus précisément la théorie d'Einstein relativement ainsi que d'augmenter la précision du Temps Universel Coordonné (UTC) Parmi d'autres expériences de géodésie.

PHARAO est une horloge atomique au césium de nouvelle génération avec une précision qui correspond à moins de seconde à chaque année 300,000. PHARAO sera lancé par l'Agence spatiale européenne (ESA) dans 2013.

Les horloges atomiques sont les appareils de chronométrage les plus précis disponibles pour l'humanité, mais ils sont sensibles aux changements de traction gravitationnelle, comme l'a prédit la théorie d'Einstein, car le temps lui-même est déclenché par la traction terrestre. En plaçant cette horloge atomique précise en orbite, l'effet de la gravité de Terre diminue, ce qui permet à PHARAO d'être plus précis que l'horloge terrestre.

Tandis que horloges atomiques Ne sont pas nouveaux sur l'orbite, autant de satellites; Y compris le réseau GPS (Global Positioning System) contiennent des horloges atomiques, cependant, PHARAO sera l'une des horloges les plus précises jamais lancées dans l'espace, ce qui lui permettra d'être utilisé pour une analyse beaucoup plus détaillée.

Les horloges atomiques ont été autour depuis les 1960, mais leur développement croissant a ouvert la voie à des technologies de plus en plus avancées. Les horloges atomiques forment la base de nombreuses technologies modernes de la navigation par satellite pour permettre aux réseaux informatiques de communiquer efficacement à travers le monde.

Réseaux informatiques Recevoir des signaux horaires des horloges atomiques via NTP serveurs de temps (Network Time Protocol) qui peut synchroniser avec précision un réseau informatique à quelques millisecondes d'UTC.

Nous ne pourrions pas vivre nos vies sans eux. Ils affectent presque tous les aspects de notre vie quotidienne et bon nombre des technologies que nous accordons pour acquis dans le monde d'aujourd'hui, ne peuvent fonctionner sans eux. En fait, si vous lisez cet article sur Internet, il est possible que vous utilisiez un en ce moment.

Sans le savoir, les horloges atomiques nous gouvernent tous. De l'Internet; Aux réseaux de téléphonie mobile et à la navigation par satellite, sans horloges atomiques, aucune de ces technologies ne serait possible.

Les horloges atomiques régissent tous les réseaux informatiques en utilisant le protocole NTP (Protocole de temps réseau) et serveurs de temps réseau, Les systèmes informatiques à travers le monde restent en parfaite synchronisation.

Et ils continueront de le faire pendant plusieurs millions d'années, car les horloges atomiques sont si précises qu'elles peuvent maintenir le temps dans une seconde pour plus de 100 millions d'années. Toutefois, horloges atomiques Peut être encore plus précis et une équipe française de scientifiques envisage de faire cela en lançant une horloge atomique dans l'espace.

Les horloges atomiques sont limitées à leur précision sur Terre en raison des effets de l'attraction gravitationnelle de la planète à temps; Comme Einstein a suggéré, le temps lui-même est déformé par la gravité et cette déformation ralentit le temps sur Terre.

Cependant, un nouveau type d'horloge atomique nommé PHARAO (Projet d'Horloge Atomique par Refroidissement d'Atomes en Orbit) doit être placé à bord de l'ISS (station spatiale internationale) hors de portée des pires effets de l'attraction gravitationnelle de la Terre.

Ce nouveau type d'horloge atomique permettra une synchronisation hyper précise avec d'autres horloges atomiques, ici sur Terre (ce qui en fait la synchronisation à une Serveur NTP Encore plus précis).

On s'attend à ce que Pharao atteigne une précision d'environ une seconde par 300 millions d'années et permettra de faire progresser les technologies de pointe.

Windows 7 est le dernier opus de la famille des systèmes d'exploitation Microsoft. Suite à Windows Vista beaucoup décrié, Windows 7 a reçu un accueil beaucoup plus chaleureux de la part des critiques et des consommateurs.

La synchronisation de l'heure sur Windows 7 est extrêmement simple puisque le protocole NTP (Network Time Protocol) est intégré à Windows 7 et le système d'exploitation synchronise automatiquement l'horloge de l'ordinateur en se connectant au service temporel Microsoft time.windows.com.

Ceci est utile pour de nombreux utilisateurs domestiques, mais la synchronisation sur Internet n'est pas suffisamment sécurisée pour un réseau informatique pour la raison suivante:

Pour vous connecter à n'importe quelle source de temps Internet telle que time.windows.com, une publication doit être laissée ouverte dans le pare-feu. Comme pour tout port ouvert dans un pare-feu de réseau, cela peut être utilisé comme point d'entrée par un utilisateur malveillant ou par certains logiciels malveillants.

La fonctionnalité de synchronisation de l'heure dans Windows 7 peut être désactivée et est assez simple à faire en ouvrant la boîte de dialogue date et heure et décochez la case de synchronisation.

Cependant, la synchronisation de l'heure sur un réseau est essentielle, donc, si le service temporel Internet est désactivé, il doit être remplacé par une source de temps sûre et précise.

De loin, la meilleure façon de le faire est d'utiliser une source de temps externe au réseau (et au pare-feu).

La manière la plus simple, la plus sûre et la plus précise de synchroniser un réseau Windows 7 consiste à utiliser un système dédié Serveur NTP. Ces appareils utilisent une référence temporelle à partir d'une radiofréquence (généralement distribuée par des laboratoires nationaux de physique tels que la NPL de Grande-Bretagne et l'Amérique NIST) Ou du réseau de satellites GPS.

Parce que ces deux sources de référence proviennent de sources d'horloge atomique, elles sont incroyablement précises aussi et un réseau Windows 7 qui se compose de centaines de machines peut être synchronisé à quelques millisecondes du calendrier global UTC (temps universel coordonné) en utilisant un seul Serveur de temps NTP.

La synchronisation de l'heure peut être un mal de tête pour de nombreux administrateurs réseau tentant de synchroniser un réseau pour la première fois. Il existe de nombreux pièges auxquels un administrateur de réseau inconscient peut tomber lors de la tentative de synchronisation simultanée de chaque machine sur un réseau.

Le premier problème que plusieurs administrateurs réseau effectuent est la sélection de la source de temps. UTC (Temps universel coordonné) est un calendrier global et est utilisé dans le monde entier comme base pour Synchronisation temporelle Car il ne repose pas sur des fuseaux horaires permettant à la communauté mondiale de se baser sur une seule échelle de temps.

UTC est également contrôlé par une constellation d'horloges atomiques qui assure sa précision; Cependant, il est régulièrement ajusté pour s'assurer qu'il correspond au temps solaire moyen en ajoutant des secondes de saut qui sont ajoutées pour contrer le ralentissement naturel de la rotation de la Terre.

UTC est facilement disponible en tant que référence de temps à partir d'un certain nombre de sources. Internet est un lieu populaire pour recevoir une source de temps UTC. Cependant, une source de temps Internet est située à travers le pare-feu du réseau et des problèmes de sécurité peuvent résulter d'avoir à laisser le port UDP ouvert pour recevoir les demandes de temps.

Les sources de temps Internet peuvent également être inexactes et, comme le propre système de sécurité de NTP connu sous le nom d'authentification NTP ne peut pas fonctionner sur Internet, d'autres problèmes de sécurité peuvent survenir.

Une solution bien meilleure pour obtenir une source d'UTC consiste à utiliser le système de positionnement global (GPS) ou les transmissions radio à ondes longues diffusées par plusieurs laboratoires nationaux de physique tels que NIST Aux États-Unis et au Royaume-Uni NPL.

Dévoué NTP serveurs de temps Peuvent recevoir ces signaux sécurisés et authentifiés, puis les répartir entre tous les périphériques sur un réseau.

Les systèmes de navigation par satellites, ou les navires assis, ont changé la façon dont nous naviguons sur les routes principales. Fini, les jours où les voyageurs devaient avoir une boîte à gants pleine de cartes et qui ont disparu, c'est la nécessité d'arrêter et de demander à un local de se diriger.

La navigation par satellite signifie que nous passons maintenant du point A au point B confiants que nos systèmes nous conduiront là-bas et que les systèmes de navigation assis ne sont pas à l'épreuve (nous devons avoir lu toutes les histoires de personnes conduisant sur les falaises et dans les rivières, etc.) A certainement révolutionné notre Orientation.

À l'heure actuelle, il existe un seul système mondial de navigation par satellite (GNSS), l'American Run Global Positioning System (GPS). Bien que, un système européen rival (Galileo) soit en ligne après 2012 et un système à la fois russe (GLONASS) et chinois (COMPASS) en cours de développement.

Cependant, tous ces réseaux GNSS fonctionneront en utilisant la même technologie que celle utilisée par le GPS et, en fait, les systèmes GPS actuels devraient pouvoir utiliser ces systèmes futurs sans beaucoup d'altération.

Le système GPS est essentiellement une constellation de satellites (actuellement 27). Ces satellites contiennent chacun à bord d'un Horloge atomique (En fait deux sont sur la plupart des satellites GPS, mais dans le but de cette explication, un seul doit être considéré). Les signaux transmis à partir du satellite GPS contiennent plusieurs informations envoyées en un nombre entier:

* L'heure de l'envoi du message

* La position orbitale du satellite (connue sous le nom d'éphémérides)

* La santé générale du système et les orbites des autres satellites GPS (connu sous le nom d'almanach)

Un récepteur de navigation par satellite, le genre trouvé sur le dashbopard de votre voiture, reçoit cette information et l'utilisation des informations de synchronisation permet de déterminer la distance exacte entre le récepteur et le satellite. En utilisant trois ou plusieurs de ces signaux, la position exacte peut être triangulée (quatre signaux sont effectivement requis car la hauteur au-dessus du niveau de la mer doit aussi être calculée).

Parce que la triangulation fonctionne lorsque le signal de temps a été envoyé et combien de temps il faut pour arriver au récepteur, les signaux doivent être incroyablement précis. Même une seconde d'inexactitude pourrait voir les informations de navigation, mais des milliers de kilomètres comme lumière, et donc des signaux radio, peuvent voyager à peu près 300,000 km chaque seconde.

Actuellement, le réseau de satellite GPS peut fournir une précision de navigation dans les compteurs 5 qui montre comment Horloges atomiques précises peut être.

Il semble que presque tous les panneaux de bord de la voiture ont un récepteur GPS perché sur le dessus. Ils sont devenus incroyablement populaires comme un outil de navigation avec de nombreuses personnes qui dépendent uniquement de leur chemin autour des réseaux routiers.

L'option Système de positionnement global Existe depuis quelques années maintenant, mais a été conçu et construit à l'origine pour les applications militaires américaines, mais a été étendu à des fins civiles suite à une catastrophe aérienne.

Bien qu'il soit incroyablement utile et pratique, les systèmes GPS sont relativement simples dans son fonctionnement. La navigation fonctionne à l'aide d'une constellation de 30 ou plus de satellites (il y a encore quelques autres qui sont en orbite mais qui ne sont plus opérationnels).

Les signaux envoyés depuis les satellites contiennent trois informations qui sont reçues par les appareils sat nav dans nos voitures.

Cette information comprend:

* L'heure de l'envoi du message

* La position orbitale du satellite (connue sous le nom d'éphémérides)

* La santé générale du système et les orbites des autres satellites GPS (connu sous le nom d'almanach)

La façon dont l'information de navigation est calculée est d'utiliser les informations provenant de quatre satellites. Le temps que les signaux laissés à chacun des satellites est enregistré par le récepteur de nav sat et la distance de chaque satellite est alors calculée à l'aide de cette information. En utilisant les informations de quatre satellites, il est possible de déterminer exactement l'endroit où se trouve le récepteur satellite. Ce processus est connu sous le nom de triangulation.

Cependant, travailler exactement là où vous vous trouvez dans le monde dépend de la précision complète des signaux horaires diffusés par les satellites. Comme les signaux tels que le GPS se déplacent à la vitesse de la lumière (approximativement 300,000 km une seconde par aspiration) même une inexactitude d'une seconde pourrait voir des informations de positionnement par 300 kilomètres! Actuellement, le système GPS est précis à cinq mètres, ce qui démontre à quel point les informations de synchronisation diffusées par les satellites sont exactes.

Ce haut niveau de précision est possible car chaque satellite GPS contient des horloges atomiques. Les horloges atomiques Sont incroyablement précis en s'appuyant sur les oscillations inébranlables des atomes pour garder le temps - en fait, chaque satellite GPS durera plus d'un million d'années avant de dériver jusqu'à une seconde (par rapport à la montre électronique moyenne qui dériverait d'une seconde en Une semaine ou deux)

En raison de ce haut niveau de précision, les horloges atomiques à bord des satellites GPS peuvent être utilisées comme source de temps précis pour Synchronisation des réseaux informatiques Et d'autres dispositifs nécessitant une synchronisation.

La réception de ce signal de temps nécessite l'utilisation d'un Serveur GPS NTP Qui se synchronisera avec le satellite et distribuera l'heure à tous les périphériques sur un réseau.

Windows 7, le dernier système d'exploitation de Microsoft est également leur premier système d'exploitation qui synchronise automatiquement l'horloge du PC à une source Internet de Heure UTC (Temps universel coordonné). À partir du moment où un ordinateur Windows 7 est activé et connecté à Internet, il demandera des signaux horaires du service horaire Microsoft - time.windows.com.

Bien que pour de nombreux utilisateurs à domicile, cela leur permettra de réduire les problèmes de configuration et de correction de leur horloge, car pour les utilisateurs professionnels, cela peut être problématique car les sources de temps sur Internet ne sont pas sécurisées et la réception d'une source de temps via le port UDP du pare-feu pourrait conduire à Les infractions de sécurité et les sources de temps Internet ne peuvent pas être authentifiées par NTP (Network Time Protocol), les signaux peuvent être détournés par les utilisateurs malveillants.

Cette source de temps sur Internet peut être désactivée en ouvrant la boîte de dialogue horloge et date et en ouvrant l'onglet Internet, en cliquant sur le bouton de modification "Modifier" et en décochant le 'Synchroniser avec un serveur de temps Internet<option. '

Bien que cela ne soit pas sûr, aucun trafic indésirable n'apparaîtra dans votre pare-feu, cela signifie également que la machine Windows 7 ne sera pas synchronisée avec UTC et son chronométrage dépendra de l'horloge de la carte mère, qui finira par dériver.

Pour synchroniser un réseau de machines Windows 7 avec une source précise et sécurisée de UTC, la solution la plus pratique et la plus simple est de brancher un serveur dédié de temps NTP. Ceux-ci se connectent directement à un routeur ou à un commutateur et permettent la réception sécurisée d'une source de temps d'horloge atomique.

NTP serveurs de temps Utilisez le signal GPS hautement précis et sécurisé (Système de positionnement global) disponible partout sur la planète ou des signaux radio à ondes longues plus localisés transmis par plusieurs laboratoires nationaux de physique tels que NIST et NPL.