Los osciladores han sido esenciales en el desarrollo de los relojes y la cronología. Los osciladores son solo circuitos electrónicos que producen una señal electrónica repetitiva. A menudo se usan cristales como el cuarzo para estabilizar la frecuencia de la oscilación,

Los osciladores son la tecnología principal detrás de los relojes electrónicos. Los relojes digitales y el reloj analógico alimentado por batería están controlados por un circuito oscilante que generalmente contiene un cristal de cuarzo.

Y aunque los relojes electrónicos son muchas veces más precisos que un reloj mecánico, un oscilador de cuarzo aún se desplazará un segundo o dos cada semana.

Los relojes atómicos por supuesto, son mucho más precisos. Sin embargo, todavía usan osciladores, con mayor frecuencia cesio o rubidio, pero lo hacen en un estado hiperfino a menudo congelado en nitrógeno líquido o helio. Estos relojes en comparación con los relojes electrónicos no se desviarán por un segundo en incluso un millón de años (y con los relojes atómicos más modernos 100 millones de años).

Para utilizar esta precisión cronológica un servidor de tiempo de red que utiliza NTP (Network Time Protocol) se puede usar para sincronizar redes informáticas completas. NTP servidores utilice una señal horaria desde el GPS o la radio de onda larga que proviene directamente de un reloj atómico (en el caso del GPS, el tiempo se genera en un reloj abordo del satélite GPS).

NTP servidores compruebe continuamente esta fuente de tiempo y luego ajuste los dispositivos en una red para que coincida con esa hora. Entre las encuestas (que reciben la fuente de tiempo), el servidor de tiempo usa un oscilador estándar para mantener el tiempo. Normalmente estos osciladores son de cuarzo, pero debido a que el servidor horario está en comunicación regular con el reloj atómico cada minuto o dos, entonces la deriva normal de un oscilador de cuarzo no es un problema ya que unos pocos minutos entre encuestas no conducirían a una deriva medible.

Continuará ...

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.

Uno de los aspectos más importantes de las redes es mantener todos los dispositivos sincronizados con la hora correcta. Incorrecto tiempo de red y la falta de sincronización puede causar estragos en los procesos del sistema y puede provocar errores incalculables y problemas de depuración.

Y si no se garantiza que los dispositivos se revisen continuamente para evitar la deriva, también puede conducir a que una red sincronizada se desincronice lentamente y conduzca a los tipos de problemas antes mencionados.

Sin embargo, garantizar que una red no solo tenga la hora correcta sino que ese tiempo no se desplace se logra utilizando el protocolo de tiempo NTP.

Network Time Protocol (NTP) no es el único protocolo de sincronización de tiempo, pero es con mucho el más utilizado. Es un protocolo de fuente abierta, pero se actualiza continuamente por una gran comunidad de cronometradores de Internet.

NTP se basa en un algoritmo que puede calcular el tiempo correcto y más preciso a partir de una variedad de fuentes. NTP permite que una red de centenares y miles de máquinas utilice una única fuente de tiempo y puede mantener cada una de ellas con precisión en ese momento dentro de unos pocos milisegundos.

La forma más fácil de sincronizar una red con NTP es usar un NTP servidor de tiempo, También conocido como red servidor de tiempo.

Los servidores NTP utilizan una fuente de tiempo externa, ya sea desde la red GPS (Sistema de Posicionamiento Global), o desde transmisiones de laboratorios nacionales de física tales como NIST en los Estados Unidos o NPL en el Reino Unido.

Estas señales de tiempo son generadas por relojes atómicos que son muchas veces más precisos que los relojes en computadoras y servidores. NTP distribuirá esta hora de reloj atómico a todos los dispositivos en una red, luego seguirá revisando cada dispositivo para asegurarse de que no haya variaciones y corrigiendo el dispositivo, si es que existe.

La sincronización del tiempo es crucial para muchas aplicaciones modernas. Mientras que las redes de computadoras tienen que estar funcionando en el momento perfecto para evitar errores y garantizar la seguridad de otros sistemas requieren sincronización de tiempo por razones legales.

Las cámaras de velocidad promedio, cámaras de semáforo, CCTV, parquímetros y sistemas de alarma, por nombrar solo algunos, requieren sincronización de tiempo precisa no solo para garantizar el funcionamiento correcto de los sistemas, sino también para proporcionar una pista auditable y legal para su uso en los procesamientos.

De lo contrario, el sistema puede ser completamente inútil ya que cualquier caso legal basado en la tecnología debería ser demostrable.

Por ejemplo, una red de CCTV que no está sincronizada no sería admisible en la corte, un acusado podría afirmar fácilmente que una imagen de ellos en una cámara no podría ser, ya que no estaban en la vecindad en ese momento y a menos que el sistema de cámara pueda ser auditado y probado ser exacto, entonces la duda razonable vería descartar cualquier caso contra el sospechoso.

Por esta razón, los sistemas como los mencionados anteriormente requieren una sincronización de tiempo auditable completa que pueda probarse más allá de toda duda razonable en un sistema judicial.

Un sistema auditable de sincronización de tiempo solo es posible utilizando un NTP servidor de tiempo (Network Time Protocol). NTP servidores no solo proporciona un método preciso de sincronización con una precisión de unos pocos milisegundos, sino que también proporciona una pista de auditoría completa que no se puede disputar.

Sistemas de servidor NTP utilice la red de GPS o las transmisiones de radio especializadas para recibir la hora del reloj atómico, que es tan precisa, la posibilidad de que esté a un segundo de distancia hora UTC (Tiempo coordinado universal) supera los 3 billones a uno, que es incluso mayor que la precisión de otras evidencias legales como el ADN.

Asegurar que una red informática esté sincronizada en el tiempo es vital en las redes informáticas modernas. La sincronización, no solo entre diferentes máquinas en una red, sino también cada red informática que se comunica con otras redes también debe sincronizarse con ellas.

UTC (tiempo universal coordinado) es una escala de tiempo global que permite que las redes en otros lados del globo se sincronicen juntas. Sincronizar una red a UTC es relativamente sencillo gracias a NTP (Network Time Protocol) el protocolo de software diseñado para este propósito.

La mayoría de los sistemas operativos, incluida la última versión de Microsoft, Windows 7, tienen una versión de NTP (a menudo en una forma simplificada conocida como SNTP), que permite usar una sola fuente de tiempo para sincronizar cada computadora y dispositivo en una red.

Seleccionar una fuente para esta referencia de tiempo es la única dificultad real para sincronizar una red. Hay tres ubicaciones principales donde la hora UTC se puede recibir con precisión desde:

Hora de Internet

Hay muchas fuentes de tiempo de Internet y la última versión de Windows (Windows 7) se sincroniza automáticamente con el servidor de hora de Microsoft time.windows.com, por lo tanto, si el tiempo de Internet es adecuado, los usuarios de Windows 7 no necesitan modificar sus configuraciones. Sin embargo, para las redes de computadoras donde la seguridad es un problema, las fuentes de tiempo de internet pueden dejar un sistema vulnerable ya que el tiempo tiene que ser recibido a través del firewall forzando la apertura de un puerto UDP. Esto puede ser utilizado por usuarios maliciosos. Además, no hay autenticación con una fuente de tiempo de Internet, por lo que el código de tiempo podría ser secuestrado antes de que llegue a su red.

GPS Tiempo

Disponible literalmente en todas partes del mundo, el GPS proporciona una fuente 24-hora, 365 días-año de tiempo UTC. Entregado externamente al firewall a través de la señal satelital del GPS, sincronización de tiempo con GPS es preciso y seguro

Transmisiones de radio

Usualmente transmitido por laboratorios nacionales de física tales como NIST en los Estados Unidos y el Reino Unido NPL, las señales horarias se reciben a través de onda larga y también son externas al firewall, por lo que son seguras y precisas.

A dedicado servidor de tiempo NTP puede recibir señal de tiempo de radio y GPS garantizando precisión y seguridad.

El tiempo gobierna nuestras vidas y mantenerse al tanto es vital si queremos llegar a tiempo a trabajar, llegar a casa para cenar o ver nuestros programas favoritos de una noche.

También es crucial para los sistemas informáticos. Las computadoras usan el tiempo como punto de referencia, de hecho, el tiempo es el único punto de referencia que puede usar para distinguir entre dos eventos y es crucial que las computadoras que operan en las redes se sincronicen juntas.

La sincronización de tiempo es cuando todas las computadoras que están conectadas juntas se ejecutan al mismo tiempo. La sincronización del tiempoSin embargo, no es fácil de implementar, principalmente porque las computadoras no son buenas guardias del tiempo.

Todos estamos acostumbrados al momento que se muestra en la parte inferior derecha de los escritorios de nuestra computadora, pero esta vez normalmente se genera mediante el oscilador de cristal integrado (normalmente cuarzo) en la placa base.

Desafortunadamente estos relojes a bordo son propensos a la deriva y un reloj de la computadora puede perder o ganar un segundo más o menos cada día. Si bien esto puede no parecer mucho, puede acumularse pronto y, con algunas redes que incluyen cientos e incluso miles de máquinas, si todas funcionan en diferentes momentos, no es difícil imaginar las consecuencias; los correos electrónicos pueden llegar antes de que se envíen, los datos pueden fallar al hacer una copia de seguridad, los archivos se perderán y las redes estarán llenas de confusión y serán casi imposibles de depurar.

Para asegurar la sincronización a través de una red, todos los dispositivos deben conectarse a una sola fuente de tiempo. NTP (Protocolo de tiempo de red) se ha diseñado para este propósito y puede distribuir una fuente de tiempo a todos los dispositivos y garantizar que se contrarreste cualquier deriva.

Para una verdadera precisión, la fuente de tiempo único debe ser una fuente de UTC (Tiempo Universal Coordinado) que es una escala de tiempo global que se utiliza en todos los continentes y no presta atención a las zonas horarias, esto permite que las redes en lados opuestos de la Tierra se sincronicen juntas.

Una fuente de UTC también debe regirse por un reloj atómico, ya que cualquier deriva en el tiempo significará que su red no estará sincronizada con UTC. Con mucho, el método más fácil, más eficiente, seguro, preciso y confiable de recibir una fuente de reloj atómico de UTC es utilizar un dedicado servidor de tiempo NTP. Los servidores NTP reciben la hora UTC ya sea desde la red GPS (Sistema de Posicionamiento Global) o desde la transmisión de radio transmitida por laboratorios nacionales de física tales como NIST or NPL.

Para aquellos de nosotros que vivimos en Gran Bretaña, la cámara CCTV (circuito cerrado de TV) será un sitio familiar en las calles principales. Más de cuatro millones de cámaras están en funcionamiento en todas las Islas Británicas, y cada ciudad importante es monitoreada por cámaras financiadas por el estado, lo que le ha costado al contribuyente británico más de £ 200 millones ($ 400 millones).

Las razones para el uso de tal vigilancia generalizada siempre han sido declaradas para prevenir y detectar el crimen. Sin embargo, los críticos argumentan que hay poca evidencia de que las cámaras de CCTV hayan hecho algo para reducir el aumento del crimen callejero en las calles del Reino Unido y que el dinero podría ser mejor gastado.

Uno de los problemas de CCTV es que muchas ciudades tienen ambas cámaras controladas por los consejos locales y cámaras de control privado. En lo que respecta a la detección de delitos, la policía a menudo debe obtener tanta evidencia como sea posible, lo que a menudo significa combinar las diferentes cámaras de CCTV controladas por la autoridad local con los sistemas de control privado.

Muchas autoridades locales sincronizan sus cámaras CCTV juntas, sin embargo, si la policía tiene que obtener imágenes de un barrio vecino o de una cámara privada, estas pueden no estar sincronizadas en absoluto, de ser así, sincronizadas a un tiempo diferente por completo.

Aquí es donde CCTV cae en la lucha contra el crimen. Imagínense que un delincuente sospechoso es visto en una cámara CCTV cometiendo un acto criminal. El tiempo en la cámara podría decir 11.05pm, pero ¿qué pasa si la policía sigue los movimientos sospechosos en una ciudad y utiliza imágenes de una cámara privada o de otros municipios y mientras que la cámara CCTV que atrapó al sospechoso en el acto puede decir 11.05, el otro la cámara podría localizar al sospechoso minutos más tarde solo para que el tiempo sea aún más temprano. Podría imaginarse a un buen abogado defensor aprovechando esto al máximo.

Para garantizar su valor en la lucha contra el crimen, es imperativo que las cámaras de CCTV sean tiempo sincronizado usando un servidor de tiempo de red. Estos servidores de tiempo aseguran que todos los dispositivos (en este caso, la cámara) funcionen exactamente al mismo tiempo. Pero, ¿cómo aseguramos que todas las cámaras estén sincronizadas con la misma fuente de tiempo? Bueno, afortunadamente, una fuente de tiempo global conocida como UTC (Tiempo Universal coordinado) ha sido desarrollado para este propósito exacto. UTC es lo que rige las redes de computadoras, el control del tráfico aéreo y otras tecnologías sensibles al tiempo.

Una cámara CCTV usando un servidor NTP que recibe un Fuente de tiempo UTC de un reloj atómico no solo será preciso, sino que el tiempo que se mostrará en los dispositivos será demostrable en el tribunal y con una precisión de milésimas de segundo (milisegundos).