Para recibir y distribuir y autenticar fuente de tiempo UTC, actualmente hay dos tipos de NTP servidor, el GPS NTP servidor y el servidor NTP con referencia de radio. Si bien estos dos sistemas distribuyen UTC de manera idéntica, la forma en que reciben la información de temporización es diferente.

A GPS NTP servidor de tiempo es una fuente ideal de tiempo y frecuencia porque puede proporcionar tiempo altamente preciso en cualquier lugar del mundo utilizando componentes relativamente baratos. Cada satélite de GPS transmite en dos frecuencias L2 para uso militar y L1 para uso de civiles transmitidos a 1575 MHz. Las antenas y receptores GPS de bajo costo ahora están ampliamente disponibles.

La señal de radio transmitida por el satélite puede pasar a través de las ventanas, pero puede ser bloqueada por los edificios por lo que el lugar ideal para una antena de GPS está en un tejado con una buena vista del cielo. Los más satélites que pueden recibir de la mejor será la señal. Sin embargo, las antenas montadas en el techo pueden ser propensos a las huelgas de iluminación u otros transitorios de tensión por lo que un supresor Es muy recomendable que se instala en línea en el cable del GPS.

El cable entre la antena GPS y el receptor también es crítico. La distancia máxima que puede recorrer un cable normalmente solo es de 20-30 metros, pero un cable coaxial de alta calidad combinado con un amplificador GPS colocado en línea para aumentar la ganancia de la antena puede permitir un exceso de cable 100. Esto puede proporcionar dificultades en la instalación en edificios más grandes si el servidor está demasiado lejos de la antena.

Una solución alternativa es usar una radio referenciada NTP servidor de tiempo. Estos se basan en una serie de transmisiones de radio nacionales de tiempo y frecuencia que transmiten la hora UTC. En Gran Bretaña, la señal (llamada MSF) es transmitida por el Nacional de Laboratorio de Física en Cumbria, que sirve como referencia de tiempo nacional del Reino Unido, también hay sistemas similares en los EE. UU. (WWVB) y en Francia, Alemania y Japón.

Una radio basada Servidor NTP por lo general consiste en un servidor de tiempo de montaje en rack y una antena, que consiste en una barra de ferrita dentro de un recinto de plástico, que recibe la hora de radio y la frecuencia de transmisión. Siempre se debe montar horizontalmente en ángulo recto hacia la transmisión para obtener una potencia de señal óptima. Los datos se envían en pulsos, 60 por segundo. Estas señales proporcionan tiempo UTC para una precisión de 100 microsegundos, sin embargo, la señal de radio tiene un rango finito y es vulnerable a la interferencia.

Las celebraciones de Año Nuevo tendrán que esperar otro segundo este año, ya que el Servicio Internacional de Sistemas de Referencia y Rotación de la Tierra (IERS) ha decidido que 2008 incorpore Leap Second.

IERS anunció en París en julio que un positivo Leap Second se agregaría a 2008, el primero desde Dec. 31, 2005. Leap Seconds se introdujeron para compensar la imprevisibilidad de la rotación de la Tierra y para mantener UTC (Tiempo Universal Coordinado) con GMT (Greenwich Meantime).

El nuevo segundo extra se agregará el último día de este año a las horas 23, minutos 59 y 59 segundos Coordinated Universal Time - 6: 59: 59 pm Eastern Standard Time. 33 Leap Seconds se han agregado desde 1972

Servidor NTP los sistemas que controlan la sincronización del tiempo en las redes de computadoras están todos gobernados por UTC (Tiempo Universal Coordinado). Cuando se agrega un segundo adicional al final del año, UTC será automáticamente modificado como el segundo adicional. #

Si una Servidor NTP recibe una señal de tiempo para transmisiones como MSF, WWVB o DCF o de la red de GPS, la señal transmitirá automáticamente el anuncio de Leap Second.

Aviso de Leap Second del Servicio internacional de rotación de tierras y sistemas de referencia (IERS)

SERVICIO INTERNACIONAL DE LA ROTACIÓN TERRESTRE ET DES SYSTEMES DE REFERENCIA

SERVICIO DE LA ROTACIÓN TERRESTRE
OBSERVATOIRE DE PARIS
61, Av. de l'Observatoire 75014 PARIS (Francia)
Tel. : 33 (0) 1 40 51 22 26
FAX: 33 (0) 1 40 51 22 91
correo electrónico: services.iers@obspm.fr
https://hpiers.obspm.fr/eop-pc

París, julio 4 2008

Boletín C 36

A las autoridades responsables de la medición y distribución del tiempo

UTC TIME STEP
en el 1st de enero 2009

Un salto de segundo positivo se introducirá a fines de diciembre en 2008.
La secuencia de fechas de los segundos marcadores UTC será:

2008 December 31, 23h 59m 59s
2008 December 31, 23h 59m 60s
2009 January 1, 0h 0m 0s

La diferencia entre UTC y el TAI del Tiempo Atómico Internacional es:

desde 2006 enero 1, 0h UTC, hasta 2009 enero 1 0h UTC: UTC-TAI = - 33
desde 2009 enero 1, 0h UTC, hasta nuevo aviso: UTC-TAI = - 34s

Los segundos intercalares se pueden introducir en UTC al final de los meses de diciembre

Los métodos para hacer un seguimiento del tiempo se han alterado a lo largo de la historia, con una precisión cada vez mayor que ha sido el catalizador del cambio.

La mayoría de los métodos de cronometraje tradicionalmente se han basado en el movimiento de la Tierra alrededor del Sol. Durante milenios, un día se ha dividido en partes iguales de 24 que se conocen como horas. Basar nuestras escalas de tiempo en la rotación de la Tierra ha sido adecuada para la mayoría de nuestras necesidades históricas; sin embargo, a medida que avanza la tecnología, ha sido evidente la necesidad de una escala de tiempo cada vez más precisa.

El problema con los métodos tradicionales se hizo evidente cuando los primeros relojes verdaderamente precisos - el reloj atómico se desarrolló en el 1950. Debido a que estos relojes se basaban en la frecuencia de los átomos y tenían una precisión de un segundo cada millón de años, pronto se descubrió que nuestros días, que siempre habíamos presumido que eran exactamente 24 horas, se alteraron día a día.

Los efectos de la gravedad de la Luna en nuestros océanos hacen que la Tierra se desacelere y acelere durante su rotación; algunos días son más largos que 24 horas, mientras que otros son más cortos. Si bien estas pequeñas diferencias en la duración de un día han tenido poca importancia en nuestra vida cotidiana, esta inexactitud tiene implicaciones para muchas de nuestras tecnologías modernas, como la comunicación por satélite y el posicionamiento global.

Se ha desarrollado una escala de tiempo para hacer frente a las imprecisiones en el giro de la Tierra: Tiempo Universal Coordinado (UTC). Se basa en la rotación tradicional de la Tierra de la hora 24 conocida como Greenwich Meantime (GMT), pero da cuenta de las imprecisiones en el giro de la tierra al agregar (o restar) los llamados 'Leap Seconds'.

Como UTC se basa en el tiempo contado por relojes atómicos es increíblemente preciso y, por lo tanto, ha sido adoptado como el calendario civil mundial y es utilizado por los negocios y el comercio en todo el mundo.

La mayoría de las redes de computadoras se pueden sincronizar a UTC mediante el uso de un dedicado NTP servidor de tiempo.

Decir el tiempo no es tan sencillo como la mayoría de la gente piensa. De hecho, la misma pregunta, '¿qué hora es?' es una pregunta que incluso la ciencia moderna puede dejar de responder. El tiempo, según Einstein, es relativo; se trata de cambios pasados ​​para diferentes observadores, afectados por factores tales como la velocidad y la gravedad.

Incluso cuando todos vivimos en el mismo planeta y experimentamos el paso del tiempo de una manera similar, decir la hora puede ser cada vez más difícil. Desde entonces, se ha descubierto que nuestro método original de utilizar la rotación de la Tierra es inexacto, ya que la gravedad de la Luna hace que algunos días sean más largos que 24 horas y unos pocos sean más cortos. De hecho, cuando los primeros dinosaurios vagaban por la Tierra, ¡un día solo duraba 22 horas!

Si bien los relojes mecánicos y electrónicos nos han proporcionado cierta precisión, nuestras modernas tecnologías han requerido mediciones de tiempo mucho más precisas. El GPS, el comercio por Internet y el control del tráfico aéreo son solo tres sectores en los que el segundo momento es increíblemente importante.

Entonces, ¿cómo hacemos un seguimiento del tiempo? Usar la rotación de la Tierra ha demostrado ser poco fiable, mientras que los osciladores eléctricos (relojes de cuarzo) y los relojes mecánicos solo son precisos uno o dos por día. Desafortunadamente para muchas de nuestras tecnologías, una segunda inexactitud puede ser demasiado larga. En la navegación por satélite, la luz puede viajar 300,000 km en poco más de un segundo, lo que hace que la unidad promedio de navegación por satélite sea inútil si hubiera un segundo de imprecisión.

La solución para encontrar un método preciso para medir el tiempo ha sido examinar la muy pequeña mecánica cuántica. La mecánica cuántica es el estudio del átomo y sus propiedades y cómo interactúan. Se descubrió que los electrones, las pequeñas partículas que orbitan alrededor de los átomos, cambiaron la ruta en la que orbitan y liberaron una cantidad precisa de energía cuando lo hacen.

En el caso del átomo de cesio, esto ocurre casi nueve mil millones de veces por segundo y este número nunca se altera y, por lo tanto, se puede utilizar como un método ultra confiable para hacer un seguimiento del tiempo. Los átomos de cesio son dinámicos y, de hecho, el segundo ahora se define como algo más de 9 mil millones de ciclos de radiación del átomo de cesio.

Los relojes atómicos son la base de muchas de nuestras tecnologías. Toda la economía global depende de ellos con el tiempo transmitido por Servidores de tiempo NTP en redes informáticas o transmitidas por satélites GPS; asegurando que todo el mundo mantenga el mismo tiempo, preciso y estable.

Una escala de tiempo global oficial, el Tiempo Universal Coordinado (UTC) se ha desarrollado gracias a los relojes atómicos que permiten que todo el mundo corra al mismo tiempo dentro de unas pocas milésimas de segundo.

A hora del servidor es una herramienta de oficina común, pero ¿para qué sirve?

Todos estamos acostumbrados a tener un horario diferente al del resto del mundo. Cuando América se está despertando, Honk Kong se va a la cama y es por eso que el mundo está dividido en zonas horarias. Incluso en la misma zona horaria todavía puede haber diferencias. En Europa continental, por ejemplo, la mayoría de los países están a una hora de distancia del Reino Unido debido al cambio de reloj estacional de Gran Bretaña.

Sin embargo, cuando se trata de comunicación global, tener diferentes horarios en todo el mundo puede causar problemas, especialmente si tiene que realizar transacciones sensibles al tiempo, como comprar o vender acciones.

Para este propósito, fue claro para los primeros 1970 que se requería una escala de tiempo global. Se introdujo en 1 January 1972 y se llamó UTC - Tiempo universal coordinado. UTC se mantiene con reloj atómico, pero se basa en Greenwich Meantime (GMT - a menudo llamado UT1), que a su vez es una escala de tiempo basada en la rotación de la Tierra. Desafortunadamente, la Tierra varía en su giro, por lo que UTC explica esto agregando un segundo una o dos veces al año (segundo bisiesto).

Aunque es controvertido para muchos, los astrónomos y otras instituciones necesitan segundos intercalares para evitar que el día se desplace, de lo contrario sería imposible determinar la posición de las estrellas en el cielo nocturno.

UTC ahora se usa en todo el mundo. No solo es la escala de tiempo global oficial sino que es utilizada por cientos de miles de redes de computadoras en todo el mundo.

Las redes de computadoras usan un red servidor de tiempo para sincronizar todos los dispositivos en una red a UTC. La mayoría de los servidores de tiempo usan el protocolo NTP (Network Time Protocol) para distribuir el tiempo.

Los servidores de tiempo NTP reciben el tiempo de los relojes atómicos mediante transmisiones de radio de onda larga de laboratorios nacionales de física o de la red GPS (Sistema de Posicionamiento Global). Todos los satélites GPS llevan un reloj atómico a bordo que hace que el tiempo vuelva a la Tierra. Mientras que esta señal de tiempo no es estrictamente UTC (se conoce como tiempo de GPS) debido a la precisión de la transmisión, se convierte fácilmente en UTC por una GPS NTP servidor.

Los relojes atómicos se utilizan para miles de aplicaciones en todo el mundo. Desde el control de satélites hasta la sincronización de una red informática utilizando un Servidor NTP, los relojes atómicos han cambiado la forma en que controlamos y gobernamos el tiempo.

En términos de precisión, un reloj atómico no tiene rival. Los relojes digitales de cuarzo pueden mantener el tiempo preciso durante una semana, sin perder más de un segundo, pero un reloj atómico puede mantener el tiempo durante millones de años sin derivar tanto.

Los relojes atómicos trabajar en el principio de saltos cuánticos, una rama de la mecánica cuántica que establece que un electrón; una partícula cargada negativamente, orbitará un núcleo de un átomo (el centro) en cierta llanura o nivel. Cuando absorbe o libera suficiente energía, en forma de radiación electromagnética, el electrón saltará a un plano diferente: el salto cuántico.

Al medir la frecuencia de la radiación electromagnética correspondiente a la transición entre los dos niveles, se puede registrar el paso del tiempo. Los átomos de cesio (cesio 133) son preferidos para el tiempo ya que tienen ciclos 9,192,631,770 de radiación en cada segundo. Debido a que los niveles de energía del átomo de cesio (los estándares cuánticos) son siempre los mismos y es un número tan alto, el reloj atómico de cesio es increíblemente preciso.

La forma más común de reloj atómico utilizado en el mundo de hoy es la fuente de cesio. En este tipo de reloj, una nube de átomos se proyecta hacia una cámara de microondas y se deja caer por gravedad. Los rayos láser ralentizan estos átomos y se mide la transición entre los niveles de energía del átomo.

La próxima generación de relojes atómicos se están desarrollando con trampas de iones en lugar de una fuente. Los iones son átomos con carga positiva que pueden quedar atrapados por un campo magnético. Otros elementos como el estroncio se utilizan en estos relojes de próxima generación y se estima que la precisión potencial de un reloj de trampa de iones de estroncio podría ser 1000 veces mayor que la de los relojes atómicos actuales.

Los relojes atómicos son utilizados por todo tipo de tecnologías; la comunicación por satélite, el Sistema de Posicionamiento Global e incluso el comercio por Internet depende de los relojes atómicos. La mayoría de las computadoras se sincronizan indirectamente con un reloj atómico usando una Servidor NTP. Estos dispositivos reciben el tiempo de un reloj atómico y se distribuyen alrededor de sus redes asegurando un tiempo preciso en todos los dispositivos.

Los relojes atómicos son el pináculo de los dispositivos de mantenimiento del tiempo. Los relojes atómicos modernos pueden mantener el tiempo con tanta precisión que en 100,000,000 años (100 millones) no pierden ni un segundo en el tiempo. Debido a este alto nivel de precisión, los relojes atómicos son la base de la escala de tiempo del mundo.

Para permitir la comunicación global y las transacciones sensibles al tiempo, como la compra de pilas y participaciones, una escala de tiempo global, basada en el tiempo contado por los relojes atómicos, se desarrolló en 1972. Esta escala de tiempo, Tiempo Universal Coordinado (UTC) es gobernado y controlado por el Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM) que usan una constelación de relojes atómicos 230 de los laboratorios 65 de todo el mundo para garantizar altos niveles de precisión.

Los relojes atómicos se basan en las propiedades fundamentales del átomo, conocidas como mecánica cuántica. La mecánica cuántica sugiere que un electrón (partícula con carga negativa) que orbita el núcleo de un átomo puede existir en diferentes niveles o planos en órbita, dependiendo de si absorben o liberan la cantidad correcta de energía. Una vez que un electrón ha absorbido o liberado suficiente energía como para 'saltar' a otro nivel, esto se conoce como salto cuántico.

La frecuencia entre estos dos estados de energía es lo que se usa para mantener el tiempo. La mayoría de los relojes atómicos se basan en el átomo de cesio que tiene períodos 9,192,631,770 de radiación correspondientes a la transición entre los dos niveles. Debido a la precisión de los relojes de cesio, el BIPM ahora considera que un segundo se define como ciclos 9,192,631,770 del átomo de cesio.

Los relojes atómicos se usan en miles de aplicaciones diferentes donde el tiempo preciso es esencial. La comunicación satelital, el control del tráfico aéreo, el comercio por internet y los médicos generales requieren relojes atómicos para mantener el tiempo. Los relojes atómicos también se pueden usar como un método de sincronizar redes de computadoras.

Una red informática que usa un NTP servidor de tiempo puede usar una transmisión de radio o las señales emitidas por satélites GPS (Sistema de Posicionamiento Global) como una fuente de temporización. El programa NTP (o demonio) se asegurará de que todos los dispositivos en esa red se sincronizarán a la hora indicada por el reloj atómico.

Usando un Servidor NTP sincronizado con un reloj atómico, una red informática puede ejecutar el tiempo universal coordinado idéntico a otras redes que permiten realizar transacciones sensibles al tiempo desde todo el mundo.

NTP servidores son utilizados por las redes informáticas como referencia de tiempo para la sincronización. Un Servidor NTP es realmente un dispositivo de comunicación que recibe el tiempo de un reloj atómico y lo distribuye. Los servidores NTP que reciben un reloj atómico directo se conocen como servidores NTP 1 de estrato.

Un dispositivo Stratum 0 es un reloj atómico en sí mismo. Estas son piezas de maquinaria muy costosas y delicadas, y solo se encuentran en laboratorios de física a gran escala. Lamentablemente, existen muchas reglas que rigen quién puede acceder a un servidor 1 de estrato debido a consideraciones de ancho de banda. La mayoría de los servidores 1 NTP de estrato están configurados por universidades u otras organizaciones sin fines de lucro, por lo que deben restringir quién accede a ellos.

Afortunadamente, los servidores de tiempo 2 de estrato pueden ofrecer una precisión suficiente como fuente de temporización y cualquier dispositivo que reciba una señal de tiempo puede utilizarse como referencia de tiempo (un dispositivo que recibe tiempo de un dispositivo 2 de un estrato es un servidor 3 de estrato. un servidor 3 de un estrato son dispositivos 4 de un estrato, y así sucesivamente).

Ntp.org, es el hogar oficial del proyecto de grupo NTP y, con mucho, el mejor lugar para encontrar un servidor público NTP. Hay dos listas de servidores públicos disponibles en el grupo; servidores primarios, que muestra los servidores 1 de los estratos (la mayoría de los cuales son de acceso cerrado) y secundarios, que son todos los servidores 2 de los estratos.

Cuando se usa un servidor NTP público, es importante cumplir con las reglas de acceso ya que si no se puede bloquear el servidor y si los problemas persisten, es posible que se interrumpa ya que la mayoría de los servidores NTP públicos se configuran como actos de generosidad.

Hay algunos puntos importantes para recordar cuando se utiliza una fuente de sincronización a través de Internet. Primero, las fuentes de sincronización de Internet no pueden ser autenticadas. La autenticación es una medida de seguridad incorporada utilizada por NTP pero no disponible en la red. En segundo lugar, para usar una fuente de temporización de Internet se necesita un puerto abierto en su cortafuegos. Un agujero en un firewall puede ser utilizado por usuarios maliciosos y puede dejar un sistema vulnerable al ataque.

Para aquellos que requieren una fuente de temporización segura o cuando la precisión es muy importante, un dedicado Servidor NTP que recibe una señal de temporización de transmisiones de radio de onda larga o de la red de GPs.

NTP (Network Time Protocol) es el protocolo de sincronización de tiempo más utilizado en Internet. El motivo de su éxito es que es flexible y altamente preciso (además de gratuito). NTP también está organizado en una estructura jerárquica que permite que miles de máquinas puedan recibir una señal de sincronización desde solo una Servidor NTP.

Obviamente, si mil máquinas en una red intentan recibir una señal de sincronización del servidor NTP al mismo tiempo, la red se embotellará y el servidor NTP se volverá inútil.

Por esta razón, existe el estrato NTP. En la parte superior del árbol está el servidor de tiempo NTP, que es un dispositivo 1 de un estrato (un dispositivo 0 de estrato es el reloj atómico del que el servidor recibe su tiempo). Bajo el Servidor NTP, varios servidores u ordenadores reciben información de temporización desde el dispositivo 1 del estrato. Estos dispositivos confiables se convierten en servidores 2 de estrato, que a su vez distribuyen su información de temporización a otra capa de computadoras o servidores. Estos se convierten luego en dispositivos 3 de estratos que a su vez pueden distribuir información de temporización a estratos inferiores (estrato 4, estrato 5, etc.).

En total, NTP puede admitir hasta nueve niveles de estrato, aunque cuanto más alejados estén del estrato 1 original, menos precisa es la sincronización. Para ver un ejemplo de cómo se configura una jerarquía NTP, consulte este árbol de estrato