Los relojes atómicos son una maravilla en comparación con otras formas de cronometradores. Se necesitarían más de 100,000 años para que un reloj atómico pierda un segundo en el tiempo, lo cual es asombroso, especialmente cuando lo comparas con relojes digitales y mecánicos que pueden derivar tanto en un día.

Pero relojes atómicos no son piezas prácticas de equipo para tener en la oficina o el hogar. Son voluminosos, costosos y requieren condiciones de laboratorio para funcionar de manera efectiva. Pero hacer uso de un reloj atómico es bastante sencillo, especialmente cuando los guardianes del tiempo atómico les gusta NIST (Instituto Nacional de Estándares y Tiempo) y NPL (National Physical Laboratory) transmiten el tiempo tal como lo cuentan sus relojes atómicos en la radio de onda corta.

NIST transmite su señal, conocida como WWVB desde Boulder, Colorado, y se transmite a una frecuencia extremadamente baja (60,000 Hz). Las ondas de radio de la estación WWVB pueden abarcar todos los Estados Unidos continentales y gran parte de Canadá y América Central.

La señal NPL se transmite en Cumbria en el Reino Unido y se transmite a lo largo de frecuencias similares. Esta señal, conocida como MSF, está disponible en casi todo el Reino Unido y sistemas similares están disponibles en otros países como Alemania, Japón y Suiza.

Los relojes atómicos controlados por radio reciben estas señales de onda larga y se corrigen de acuerdo con cualquier deriva que detecte el reloj. Las redes de computadoras también aprovechan estas señales de relojes atómicos y usan el protocolo NTP (Protocolo de tiempo de red) y dedicado Servidores de tiempo NTP para sincronizar cientos y miles de computadoras diferentes.

Si bien hay varios protocolos disponibles para la sincronización de tiempo, la mayoría del tiempo de la red se sincroniza con cualquiera de los dos NTP o SNTP.

Network Time Protocol (NTP) y Simple Network Time Protocol (SNTP) han existido desde el inicio de Internet (y en el caso de NTP, varios años antes) y son por mucho los protocolos de sincronización de tiempo más populares y extendidos.

Sin embargo, la diferencia entre los dos es leve y decidir qué protocolo es mejor para un ntp servidor de hora o una aplicación de sincronización de tiempo particular puede ser problemática.

Como su nombre indica, SNTP es una versión simplificada del protocolo de tiempo de red, pero a menudo se hace la pregunta: '¿cuál es exactamente la diferencia?'

La diferencia principal entre las dos versiones del protocolo está en el algoritmo que se utiliza. El algoritmo de NTP puede consultar múltiples relojes de referencia y calcular cuál es el más preciso.

Uso de SNTP para dispositivos de bajo procesamiento: es adecuado para máquinas menos potentes, no requiere la precisión de alto nivel de NTP. NTP también puede monitorear cualquier desplazamiento y jitter (pequeñas variaciones en la forma de onda que resultan de las fluctuaciones de suministro de voltaje, vibraciones mecánicas u otras fuentes) mientras que SNTP no lo hace.

Otra diferencia importante es la forma en que los dos protocolos se ajustan para cualquier deriva en los dispositivos de red. NTP acelerará o reducirá la velocidad de un reloj del sistema para que coincida con la hora del reloj de referencia que entra en el Servidor NTP (giro) mientras que SNTP simplemente avanzará o retrocederá el reloj del sistema.

Este paso del tiempo del sistema puede causar problemas potenciales con las aplicaciones sensibles al tiempo, especialmente del paso es bastante grande.

NTP se usa cuando la precisión es importante y cuando las aplicaciones de tiempo crítico dependen de la red. Sin embargo, su complejo algoritmo no es adecuado para máquinas simples o con procesadores menos potentes. Por otro lado, SNTP es más adecuado para estos dispositivos más simples, ya que consume menos recursos de la computadora, sin embargo, no es adecuado para cualquier dispositivo donde la precisión sea crítica o donde las aplicaciones de tiempo crítico dependan de la red.

La obtención del tiempo correcto para la sincronización de la red solo es posible gracias a los relojes atómicos. Comparado con los dispositivos de sincronización estándar y reloj atómico es millones de veces más preciso con los últimos diseños que brindan un tiempo preciso dentro de un segundo en un año 100,000.

Los relojes atómicos usan la resonancia inmutable de los átomos durante diferentes estados de energía para medir el tiempo, proporcionando una marca atómica que ocurre casi 9 mil millones de veces por segundo en el caso del átomo de cesio. De hecho, la resonancia del cesio es ahora la definición oficial de un segundo que ha sido adoptado por el Sistema Internacional de Unidad (SI).

Los relojes atómicos son los relojes de base utilizados para el tiempo internacional, UTC (Tiempo Universal Coordinado). Y también proporcionan la base para NTP servidores sincronizar redes informáticas y tecnologías sensibles al tiempo, como las utilizadas por el control del tráfico aéreo y otras aplicaciones de alto nivel sensibles al tiempo.

Encontrar una fuente de reloj atómico de UTC es un procedimiento simple. Particularmente con la presencia de fuentes de tiempo en línea como las proporcionadas por Microsoft y el Instituto Nacional de Estándares y Tiempo (windows.time.com y nist.time.gov).

Sin embargo, estos NTP servidores son lo que se conoce como dispositivos Stratum 2 que significa que están conectados a otro dispositivo que a su vez obtiene el tiempo de un reloj atómico (en otras palabras, una fuente de UTC de segunda mano).

Si bien la precisión de estos servidores 2 de estrato es incuestionable, puede verse afectada por la distancia del cliente de los servidores horarios, también están fuera del firewall, lo que significa que cualquier comunicación con un servidor horario en línea requiere un UDP abierto (Protocolo de datagramas de usuario) puerto para permitir la comunicación.

Esto puede causar vulnerabilidades en la red y no se usa por este motivo en ningún sistema que requiera seguridad completa. Un método más seguro (y confiable) para recibir UTC es usar un NTP servidor de tiempo. Estos dispositivos de sincronización de tiempo reciben el tiempo directamente de los relojes atómicos, ya sea transmitiendo en onda larga por lugares como NIST o NPL (Laboratorio Nacional de Física - Reino Unido). Alternativamente, UTC puede derivarse de la señal de GPS emitida por la constelación de satélites en la red GPS (Sistema de Posicionamiento Global).

Uno de los más relojes atómicos precisos se lanzará a la órbita y se adjuntará a la Estación Espacial Internacional (EEI) gracias a un acuerdo firmado por la agencia espacial francesa.

El reloj atómico PHARAO (Projet d'Horloge Atomique por Refroidissement d'Atomes en Orbite) se adjuntará a la ISS en un esfuerzo por evaluar con mayor precisión la teoría de Einstein de relativa e incrementar la precisión del Tiempo Universal Coordinado (UTC) entre otros experimentos de geodesia.

PHARAO es un reloj atómico de cesio de próxima generación con una precisión que corresponde a menos de un segundo de deriva cada 300,000 años. PHARAO será lanzado por la Agencia Espacial Europea (ESA) en 2013.

Los relojes atómicos son los dispositivos de cronometraje más precisos disponibles para la humanidad, pero son susceptibles a los cambios en la atracción gravitacional, como lo predice la teoría de Einstein, ya que el tiempo en sí mismo se desplaza por el tirón de la Tierra. Al colocar este preciso reloj atómico en órbita, el efecto de la gravedad de la Tierra se reduce permitiendo que PHARAO sea más preciso que el reloj basado en la Tierra.

Mientras relojes atómicos no son nuevos en órbita, como muchos satélites; incluyendo la red GPS (Sistema de Posicionamiento Global) contiene relojes atómicos, sin embargo, PHARAO estará entre los relojes más precisos jamás lanzados al espacio, lo que le permite ser utilizado para un análisis mucho más detallado.

Los relojes atómicos han existido desde los 1960, pero su creciente desarrollo ha allanado el camino para tecnologías cada vez más avanzadas. Los relojes atómicos forman la base de muchas tecnologías modernas de la navegación por satélite para permitir que las redes informáticas se comuniquen eficazmente en todo el mundo.

Red de computadoras recibir señales de tiempo de relojes atómicos vía Servidores de tiempo NTP (Protocolo de tiempo de red) que puede sincronizar con precisión una red informática dentro de unos pocos milisegundos de UTC.

No podríamos vivir nuestras vidas sin ellos. Afectan casi todos los aspectos de nuestra vida cotidiana y muchas de las tecnologías que damos por sentadas en el mundo de hoy, simplemente no podrían funcionar sin ellas. De hecho, si está leyendo este artículo en Internet, existe la posibilidad de que esté utilizando uno en este momento.

Sin saberlo, los relojes atómicos nos gobiernan a todos. Desde Internet; para las redes de telefonía móvil y la navegación por satélite, sin relojes atómicos, ninguna de estas tecnologías sería posible.

Los relojes atómicos gobiernan todas las redes informáticas que utilizan el protocolo NTP (protocolo de tiempo de red) y servidores de tiempo de red, los sistemas informáticos de todo el mundo permanecen en perfecta sincronización.

Y continuarán haciéndolo durante varios millones de años, ya que los relojes atómicos son tan precisos que pueden mantener el tiempo dentro de un segundo durante más de 100 millones de años. Sin embargo, relojes atómicos puede hacerse aún más preciso y un equipo francés de científicos está planeando hacer eso lanzando un reloj atómico al espacio.

Los relojes atómicos están limitados a su precisión en la Tierra debido a los efectos de la atracción gravitacional del planeta sobre el tiempo mismo; como Einstein sugirió que el tiempo mismo está deformado por la gravedad y esta deformación ralentiza el tiempo en la Tierra.

Sin embargo, un nuevo tipo de reloj atómico llamado PHARAO (Proyect d'Horloge Atomique par Refroidissement d'Atomes en Orbit) debe colocarse a bordo de la ISS (estación espacial internacional) fuera del alcance de los peores efectos del tirón gravitatorio de la Tierra.

Este nuevo tipo de reloj atómico permitirá la sincronización hiper-precisa con otros relojes atómicos, aquí en la Tierra (que en efecto hará la sincronización a una Servidor NTP aún más preciso).

Se espera que Pharao alcance precisiones de alrededor de un segundo cada 300 millones de años y permitirá avances adicionales en tecnologías que dependen del tiempo.

Windows 7 es la última entrega de la familia de sistemas operativos de Microsoft. Siguiendo con el muy difamado Windows Vista, Windows 7 tiene una recepción mucho más cálida por parte de críticos y consumidores.

La sincronización de tiempo en Windows 7 es extremadamente sencilla ya que el protocolo NTP (Network Time Protocol) está integrado en Windows 7 y el sistema operativo sincroniza automáticamente el reloj de la computadora conectándose al servicio horario de Microsoft time.windows.com.

Esto es útil para muchos usuarios domésticos, pero la sincronización a través de Internet no es lo suficientemente segura para una red informática por el siguiente motivo:

Para conectarse a cualquier fuente de hora de Internet, como time.windows.com, se debe dejar una publicación abierta en el firewall. Al igual que con cualquier puerto abierto en un firewall de red, este puede ser utilizado como un punto de entrada por un usuario malintencionado o algún software malicioso.

La función de sincronización de tiempo en Windows 7 se puede desactivar y es bastante simple de hacer abriendo el cuadro de diálogo de fecha y hora y desmarque la casilla de sincronización.

Sin embargo, la sincronización de tiempo en una red es vital, por lo tanto, si el servicio de tiempo de Internet está desactivado, debe ser reemplazado por una fuente de tiempo segura y precisa.

Con mucho, la mejor manera de hacerlo es usar una fuente de tiempo que sea externa a la red (y al cortafuegos).

La manera más sencilla, segura y precisa de sincronizar una red Windows 7 es utilizar un dispositivo dedicado Servidor NTP. Estos dispositivos utilizan una referencia de tiempo de una frecuencia de radio (generalmente distribuida por laboratorios nacionales de física como la NPL de Gran Bretaña y la estadounidense NIST) o de la red satelital GPS.

Debido a que ambas fuentes de referencia provienen de fuentes de reloj atómico, son increíblemente precisas y una red Windows 7 que consta de cientos de máquinas se puede sincronizar dentro de unos pocos milisegundos del UTC de escala de tiempo global (tiempo universal coordinado) utilizando solo una NTP servidor de tiempo.

La sincronización de tiempo puede ser un dolor de cabeza para muchos administradores de red que intentan sincronizar una red por primera vez. Hay muchas trampas en las que puede caer un administrador de red inconsciente cuando intenta hacer que cada máquina en una red se sincronice al mismo tiempo.

El primer problema que hacen muchos administradores de red es la selección de la fuente de tiempo. UTC (Tiempo Universal Coordinado) es una escala de tiempo global y se usa en todo el mundo como base para sincronización de tiempo ya que no depende de husos horarios que permitan a la comunidad global basarse en una escala de tiempo.

UTC también está controlado por una constelación de relojes atómicos que garantiza su precisión; sin embargo, se ajusta regularmente para garantizar que coincida con el tiempo solar medio mediante la adición de segundos intercalares que se agregan para contrarrestar la ralentización natural de la rotación de la Tierra.

UTC está disponible como referencia de tiempo a partir de varias fuentes. Internet es una ubicación popular para recibir una fuente de tiempo UTC. Sin embargo, una fuente de tiempo de Internet se encuentra a través del firewall de red y pueden surgir problemas de seguridad al tener que dejar el puerto UDP abierto para recibir las solicitudes de tiempo.

Las fuentes de tiempo de Internet también pueden ser imprecisas y, dado que el propio sistema de seguridad de NTP conocido como autenticación NTP no puede funcionar en Internet, pueden surgir otros problemas de seguridad.

Una solución mucho mejor para obtener una fuente de UTC es utilizar el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) o las transmisiones de radio de onda larga emitidas por varios laboratorios nacionales de física, tales como NIST en los Estados Unidos y en el Reino Unido NPL.

Dedicado Servidores de tiempo NTP puede recibir estas señales seguras y autenticadas y luego distribuirlas entre todos los dispositivos en una red.

Los sistemas de navegación por satélite, o los sistemas de navegación por satélite, han cambiado la forma en que navegamos por las carreteras principales. Atrás quedaron los días en que los viajeros tenían que tener una guantera llena de mapas y también se fue la necesidad de detenerse y pedirle instrucciones a un local.

La navegación por satélite significa que ahora pasamos del punto A al punto B confiados en que nuestros sistemas nos llevarán allí y que los sistemas de navegación por satélite no son infalibles (todos debemos haber leído las historias de personas que conducen por acantilados y ríos, etc.). sin duda ha revolucionado nuestra wayfinding.

Actualmente, solo hay un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS), el Sistema de Posicionamiento Global de carrera estadounidense (GPS) Sin embargo, un Sistema Europeo rival (Galileo) se pondrá en marcha en algún momento después de que 2012 y un sistema ruso (GLONASS) y chino (COMPASS) se estén desarrollando.

Sin embargo, todas estas redes GNSS operarán utilizando la misma tecnología que emplea el GPS, y de hecho, los sistemas GPS actuales deberían poder utilizar estos sistemas futuros sin mucha alteración.

El sistema de GPS es básicamente una constelación de satélites (actualmente hay 27). Estos satélites contienen cada uno a bordo reloj atómico (En realidad, dos están en la mayoría de los satélites GPS, pero a los efectos de esta explicación solo se debe considerar uno). Las señales que se transmiten desde el satélite GPS contienen varias piezas de información enviadas como un entero:

* La hora en que se envió el mensaje

* La posición orbital del satélite (conocida como efemérides)

* El estado general del sistema y las órbitas de los otros satélites GPS (conocido como el almanaque)

Un receptor de navegación por satélite, del tipo que se encuentra en el dashbopard de su automóvil, recibe esta información y el uso de la información de sincronización funciona a la distancia exacta desde el receptor hasta el satélite. Al utilizar tres o más de estas señales, la posición exacta puede triangularse (en realidad se requieren cuatro señales ya que la altura sobre el nivel del mar también debe calcularse).

Debido a que la triangulación funciona cuando se envió la señal de tiempo y cuánto tiempo tomó llegar al receptor, las señales tienen que ser increíblemente precisas. Incluso un segundo de imprecisión podría ver la información de navegación fuera pero miles de kilómetros como luz, y por lo tanto señales de radio, pueden viajar casi 300,000 km por segundo.

Actualmente, la red de satélites GPS puede proporcionar precisión de navegación dentro de los medidores 5, lo que muestra cómo relojes atómicos precisos puede ser.

Parece que casi todos los tableros de los automóviles tienen un receptor GPS encaramado en la parte superior. Se han vuelto increíblemente populares como una herramienta de navegación con muchas personas que dependen de ellos únicamente para abrirse camino en las redes de carreteras.

La Página Web de Sistema de Posicionamiento Global ha existido durante bastantes años pero originalmente se diseñó y construyó para aplicaciones militares de los EE. UU. pero se extendió para uso civil luego de un desastre aéreo.

Si bien es una herramienta increíblemente útil y conveniente, los sistemas de GPS son relativamente simples en su funcionamiento. La navegación funciona usando una constelación de 30 o más satélites (hay bastantes más que están en órbita pero ya no funcionan).

Las señales enviadas desde los satélites contienen tres piezas de información que son recibidas por los dispositivos de navegación por satélite en nuestros automóviles.

Esa información incluye:

* La hora en que se envió el mensaje

* La posición orbital del satélite (conocida como efemérides)

* El estado general del sistema y las órbitas de los otros satélites GPS (conocido como el almanaque)

La forma en que se desarrolla la información de navegación es mediante el uso de la información de cuatro satélites. La hora en que las señales salieron de cada uno de los satélites es registrada por el receptor de navegación por satélite y la distancia desde cada satélite se calcula con esta información. Al utilizar la información de cuatro satélites es posible determinar exactamente dónde se encuentra el receptor de satélite, este proceso se conoce como triangulación.

Sin embargo, trabajar exactamente donde se encuentra en el mundo depende de la precisión completa en las señales de tiempo que transmiten los satélites. Como las señales como el GPS viajan a la velocidad de la luz (aproximadamente 300,000 km por segundo a través de un vacío) incluso una imprecisión de un segundo podría ver la información de posicionamiento en 300 kilómetros. Actualmente, el sistema GPS tiene una precisión de cinco metros, lo que demuestra cuán precisa es la información de tiempo transmitida por los satélites.

Este alto nivel de precisión es posible porque cada satélite de GPS contiene relojes atómicos. Los relojes atómicos son increíblemente precisas confiando en las oscilaciones constantes de los átomos para mantener el tiempo; de hecho, cada satélite GPS funcionará durante más de un millón de años antes de que se desplace hasta un segundo (en comparación con el reloj electrónico promedio que se desplazará por un segundo una semana o dos)

Debido a este alto nivel de precisión, los relojes atómicos a bordo de los satélites GPS se pueden usar como fuente de tiempo preciso para el sincronización de redes informáticas y otros dispositivos que requieren sincronización.

Recibir esta señal de tiempo requiere el uso de un Servidor GPS NTP que se sincronizará con el satélite y distribuirá la hora a todos los dispositivos en una red.

Windows 7, el último sistema operativo de Microsoft, es también su primer sistema operativo que sincroniza automáticamente el reloj de la PC con una fuente de Internet de hora UTC (Tiempo Universal Coordinado). Desde el momento en que se enciende una computadora con Windows 7 y se conecta a Internet, se solicitarán señales horarias del servicio horario de Microsoft - time.windows.com.

Mientras que para muchos usuarios domésticos esto les ahorrará la molestia de configurar y corregir su reloj a la deriva, para los usuarios de negocios puede ser problemático ya que las fuentes de tiempo de Internet no son seguras y recibir una fuente de tiempo a través del puerto UDP en el firewall podría conducir a infracciones de seguridad y como fuentes de tiempo de Internet no pueden ser autenticadas por NTP (Protocolo de tiempo de red) las señales pueden ser secuestradas por usuarios maliciosos.

Esta fuente de hora de internet se puede desactivar abriendo el cuadro de diálogo de reloj y fecha, y abriendo la pestaña de Hora de Internet, haciendo clic en el botón de configuración 'Cambiar' y desmarcando 'Sincronizar con un servidor de hora de Internet<opción. '

Si bien esto no garantiza que no entrará tráfico no deseado a través de su cortafuegos, también significará que la máquina 7 de Windows no se sincronizará con UTC y su cronometraje dependerá del reloj de la placa base, que eventualmente derivará.

Para sincronizar una red de máquinas Windows 7 con una fuente precisa y segura de UTC, la solución más práctica y simple es conectar un dedicado servidor de tiempo NTP. Estos se conectan directamente a un enrutador o interruptor y permiten la recepción segura de una fuente de tiempo de reloj atómico.

Servidores de tiempo NTP utilice la señal de GPS altamente precisa y segura (Sistema de Posicionamiento Global) disponible en cualquier parte del planeta o señales de radio de onda larga más localizadas transmitidas por varios laboratorios nacionales de física tales como NIST y NPL.