El tiempo preciso es esencial en el mundo moderno de banca por Internet, subastas en línea y finanzas globales. Cualquier red informática que esté involucrada en la comunicación global necesita tener una fuente precisa del UTC de escala de tiempo global (Tiempo Universal Coordinado) para poder hablar con otras redes.

Recibir UTC es bastante simple. Está disponible en varias fuentes, pero algunas son más confiables que otras:

Fuentes de tiempo de Internet

Internet está inundado de fuentes de tiempo. Estos varían en confiabilidad y precisión, pero algunas organizaciones de confianza como NIST (Instituto Nacional de Estándares y Tiempo) y Microsoft. Sin embargo, existen desventajas con las fuentes de tiempo de Internet:

Confiabilidad - La demanda de fuentes de Internet de UTC a menudo significa que puede ser difícil acceder a ellas

Exactitud - la mayoría de los servidores de hora de Internet son dispositivos 2 de strat, lo que significa que dependen ellos mismos de una fuente de tiempo. A menudo pueden ocurrir errores y muchas fuentes de tiempo pueden ser muy inexactas.

Seguridad - Tal vez el mayor problema con las fuentes de tiempo de Internet es el riesgo que representan para la seguridad. Para recibir un sello de tiempo a través de Internet, el firewall debe tener una abertura para permitir el paso de las señales; esto puede llevar a que usuarios malintencionados se aprovechen.

Servidores de tiempo referenciados por radio.

Un método seguro para recibir marcas de tiempo UTC está disponible al usar un NTP servidor de tiempo que puede recibir señales de radio de laboratorios como NIST y NPL (National Physical Laboratory. Muchos países tienen estas señales de tiempo transmitidas que son altamente precisas, confiables y seguras.

Servidores de tiempo GPS

Otra fuente para servidores de tiempo dedicados es el GPS. La gran ventaja de un GPS NTP servidor de tiempo es que la fuente de tiempo está disponible en todas partes del planeta con una vista clara del cielo. Los servidores de tiempo de GPS también son altamente precisos, confiables y tan seguros como los servidores de tiempo referenciados por radio.

Cuando configura su reloj tal vez como el reloj que habla o la hora en Internet, ¿alguna vez se ha preguntado quién es quien establece esos relojes y verifica que son precisos?

No hay un solo reloj maestro utilizado para el tiempo del mundo, pero hay una constelación de relojes que se utilizan como base para un sistema de temporización universal conocido como UTC (Tiempo Universal Coordinado).

UTC permite que todas las redes de computadoras del mundo y otras tecnologías se comuniquen entre sí en perfecta sincronicidad, lo cual es vital en el mundo moderno del comercio por Internet y la comunicación global.

Pero como se mencionó, el control del UTC no se debe a un reloj maestro, sino a una serie de relojes atómicos de gran precisión basados ​​en diferentes países que trabajan en conjunto para producir una fuente de sincronización basada en el tiempo que todos ellos cuentan.

Estos cronometradores UTC incluyen organizaciones tan notables como el Instituto Nacional de Estándares y Tiempo de Estados Unidos (NIST) y el Laboratorio Físico Nacional del Reino Unido (NPL) Entre otros.

Estas organizaciones no solo ayudan a garantizar que el UTC sea lo más preciso posible, sino que también proporcionan una fuente de tiempo UTC disponible para las redes y tecnologías informáticas del mundo.

Para recibir el tiempo de estas organizaciones, un NTP servidor de tiempo (Servidor de tiempo de red) es obligatorio. Estos dispositivos reciben las transmisiones desde lugares como NIST y NPL a través de transmisiones de radio de onda larga. los Servidor NTP luego distribuye la señal de sincronización a través de una red, ajustando los relojes individuales del sistema para garantizar que sean tan precisos como sea posible.

Un solo servidor NTP dedicado puede sincronizar una red informática de cientos e incluso miles de máquinas y la precisión de una red que depende de las transmisiones de NIST y NPL en tiempo UTC también será muy precisa.

La señal de sincronización NIST se conoce como WWVB y se emite desde Boulder Colorado en el corazón de los EE. UU. mientras que la señal de NPL del Reino Unido se transmite en Cumbria, en el norte de Inglaterra, y es conocida como MSF - otros países tienen sistemas similares, incluido el DSSeñal F transmitida desde Frankfurt, Alemania.

El sistema de GPS es familiar para la mayoría de las personas. Muchos automóviles ahora tienen un dispositivo de navegación satelital GPS en sus automóviles, pero hay más en el Sistema de Posicionamiento Global que solo la orientación.

El Sistema de Posicionamiento Global es una constelación de más de treinta satélites que giran alrededor del mundo. La red de satélites GPS ha sido diseñada para que en cualquier momento haya al menos cuatro satélites por encima, sin importar dónde se encuentre en el mundo.

A bordo de cada satélite de GPS hay un reloj atómico de alta precisión y es la información de este reloj la que se envía a través de las transmisiones de GPS que mediante triangulación (utilizando la señal de múltiples satélites) un receptor de navegación por satélite puede determinar su posición.

Pero estas señales de sincronización ultra precisas tienen otro uso, desconocido para muchos usuarios de sistemas de GPS. Porque las señales de tiempo de la Relojes atómicos de GPS son tan precisos que constituyen una buena fuente de tiempo para sincronizar todo tipo de tecnologías, desde redes informáticas hasta cámaras de tráfico.

Para utilizar las señales de temporización de GPS, a menudo se utiliza un servidor de hora de GPS. Estos dispositivos usan NTP (Network Time Protocol) para distribuir el Fuente de sincronización GPS a todos los dispositivos en la red NTP.

NTP comprueba regularmente el tiempo en todos los sistemas de su red y lo ajusta en consecuencia si se ha desplazado a la fuente original de temporización de GPS.

Como el GPS está disponible en cualquier parte del planeta, proporciona una fuente de tiempo realmente útil para muchas tecnologías y aplicaciones, asegurando que todo lo que esté sincronizado con la fuente de sincronización GPS se mantenga lo más preciso posible.

Un único GPS NTP servidor puede sincronizar cientos y miles de dispositivos, incluidos enrutadores, PC y otro hardware, lo que garantiza que toda la red funcione perfectamente a la hora coordinada.

Los relojes atómicos son sin duda las piezas de tiempo más precisas en la faz del planeta. De hecho, la precisión de un reloj atómico es incomparable a cualquier otro cronómetro, reloj o reloj.

Si bien un reloj atómico no perderá ni un segundo en el tiempo en miles y miles de años, es posible que el reloj digital promedio pierda un segundo en pocos días, lo que después de unas semanas o meses significará que su reloj se está ejecutando lentamente o rápido por varios minutos.

Lo mismo puede decirse del reloj del sistema que controla su computadora. La única diferencia es que las computadoras dependen aún más del tiempo que nosotros mismos.

Casi todo lo que hace una computadora depende de las marcas de tiempo, desde guardar trabajo hasta realizar aplicaciones, la depuración e incluso los correos electrónicos dependen de las marcas de tiempo, lo que puede ser un problema si el reloj de la computadora funciona demasiado rápido o lentamente, ya que pueden ocurrir errores. especialmente si te estás comunicando con otra computadora o dispositivo.

Afortunadamente, la mayoría de las PC se sincronizan fácilmente con un reloj atómico, lo que significa que pueden ser precisas como estos potentes dispositivos de mantenimiento de tiempo, por lo que cualquier tarea realizada por su PC puede realizarse en perfecta sincronicidad con cualquier dispositivo con el que se esté comunicando.

En la mayoría de los sistemas operativos de PC, un protocolo incorporado (NTP) permite a la PC comunicarse con un servidor de tiempo que está conectado a un reloj atómico. En la mayoría de las versiones de Windows, se accede a través de la configuración de control de fecha y hora (haciendo doble clic en el reloj en la parte inferior derecha).

Sin embargo, para máquinas comerciales o redes que requieren sincronización de tiempo segura y precisa, los servidores de tiempo en línea simplemente no son lo suficientemente seguros o precisos para garantizar que su red no sea vulnerable a fallas de seguridad.

Sin embargo, Servidores de tiempo NTP que reciben el tiempo directo de los relojes atómicos están disponibles que pueden sincronizar redes enteras. Estos dispositivos reciben una marca de tiempo emitida distribuida ya sea por laboratorios nacionales de física o a través de la red satelital GPS.

NTP servidores Permitir que todas las redes tengan exactamente el tiempo sincronizado, que es tan preciso y seguro como es humanamente posible.

Los relojes atómicos Son tecnologías muy subestimadas. Su desarrollo ha revolucionado la forma en que vivimos y trabajamos, y ha hecho posibles las tecnologías que sin ellas no serían posibles.

La navegación por satélite, los teléfonos móviles, el GPS, Internet, el control del tráfico aéreo, los semáforos e incluso las cámaras de CCTV dependen del ultra cronometraje preciso de un reloj atómico.

La precisión de un reloj atómico es incomparable con otros dispositivos de mantenimiento del tiempo, ya que no se desplazan ni por un segundo en cientos de miles de años.

Pero los relojes atómicos son dispositivos sensibles de gran tamaño que necesitan un equipo de técnicos experimentados y condiciones óptimas, como las que se encuentran en un laboratorio de física. Entonces, ¿cómo se benefician todas estas tecnologías de la alta precisión de un reloj atómico?

La respuesta es bastante simple: los controladores de los relojes atómicos, generalmente laboratorios nacionales de física, transmiten a través de la radio de onda larga las señales de tiempo que producen sus relojes ultraprecisos.

Para recibir estas señales de tiempo, los servidores que usan el protocolo de sincronización de tiempo NTP (Protocolo de tiempo de red) se emplean para recibir y distribuir estas marcas de tiempo.

Servidores de tiempo NTP, a menudo conocidos como servidores de tiempo de red, son un método seguro y preciso para garantizar que cualquier tecnología ejecute un tiempo preciso de relojes atómicos. Estos dispositivos de sincronización de tiempo pueden sincronizar dispositivos individuales o redes enteras de computadoras, enrutadores y otros dispositivos.

Los servidores NTP que usan señales de GPS para recibir el tiempo de los satélites de reloj atómico también se usan comúnmente. Estas NTP GPS servidores de tiempo son tan precisos como los que reciben el tiempo de los laboratorios de física pero utilizan la señal de GPS de línea de visión más débil como fuente.

El GPS no es la única tecnología que depende de los relojes atómicos. Los altos niveles de precisión que son suministrados por relojes atómicos se utilizan en otras tecnologías cruciales que damos por sentado todos los días.

Control de tráfico aéreo No solo todos los aviones y aviones están equipados con GPS para permitir que los pilotos y el personal de tierra conozcan su ubicación exacta, sino que los relojes atómicos también son utilizados por los controladores de tráfico aéreo que necesitan mediciones precisas y precisas y tiempo entre aviones.

Semáforos y sistemas de congestión vial - Los semáforos son otro sistema que depende del tiempo del reloj atómico. La precisión y la sincronización son vitales para los sistemas de semáforos, ya que pequeños errores en la sincronización pueden provocar accidentes fatales.

Las cámaras de congestión y otros sistemas, como los parquímetros, también usan relojes atómicos como base de su cronometraje, ya que esto evita cualquier problema legal al emitir avisos de penalización.

CCTV - La televisión de circuito cerrado es otro usuario a gran escala de relojes atómicos. Las cámaras de CCTV a menudo se utilizan en la lucha contra el crimen, pero como evidencia son ineficaces en un tribunal de justicia a menos que la información de tiempo en la cámara de CCTV pueda ser comprobada. De lo contrario, los delincuentes podrían escapar de la persecución porque, a pesar de la identificación por parte de la cámara, la prueba de que se encontraba en el momento y la fecha de la infracción no se puede aclarar sin precisión y sincronización.

Internet - Muchas de las aplicaciones que ahora confiamos a internet solo son posibles gracias a los relojes atómicos. El comercio en línea, la banca por Internet e incluso las casas de subastas en línea necesitan tiempo preciso y sincronizado.

Imagínese tomar sus ahorros de su cuenta bancaria solo descubriendo que puede retirarlos nuevamente porque otra computadora tiene un reloj más lento o imagínese hacer una oferta en un sitio de subastas de Internet solo para que su oferta sea rechazada por una oferta que venía antes de la suya porque fue hecha en una computadora con un reloj más lento.

Usar relojes atómicos como fuente de tiempo es relativamente sencillo para muchas tecnologías. Las señales de radio e incluso las transmisiones de GPS se pueden utilizar como fuente de tiempo de reloj atómico y para los sistemas informáticos, el protocolo NTP (Network Time Protocol) garantizará que cualquier red de tamaño se sincronizará perfectamente entre sí. Dedicado Servidores de tiempo NTP se utilizan en todo el mundo en tecnologías y aplicaciones que requieren un tiempo preciso.

Los relojes atómicos son los dispositivos de cronometraje más precisos conocidos por el hombre. Su precisión es incomparable con otros relojes y cronómetros, mientras que incluso el reloj electrónico más sofisticado se desplazará por un segundo cada semana o dos, la mayor parte modernos relojes atómicos puede seguir funcionando durante miles de años y no perder ni una fracción de segundo.

La precisión de un reloj atómico se reduce a lo que utilizan como base para la medición del tiempo. En lugar de confiar en una corriente electrónica que atraviesa un cristal como un reloj electrónico, un reloj atómico utiliza la transición hiperfina de un átomo en dos estados de energía. Si bien esto puede sonar complicado, es solo una reverberación inquebrantable que se "apalanca" sobre 9 mil millones de veces por segundo, cada segundo.

Pero, ¿por qué esa precisión realmente necesaria y en qué tecnologías se emplean los relojes atómicos?

Es al examinar las tecnologías que utilizan relojes atómicos que podemos ver por qué se requieren tales altos niveles de precisión.

GPS - Navegación por satélite

La navegación por satélite es una gran industria ahora. Alguna vez una tecnología para militares y aviadores, la navegación por satélite GPS ahora es utilizada por los usuarios de la carretera en todo el mundo. Sin embargo, la información de navegación proporcionada por los sistemas de navegación por satélite como el GPS depende únicamente de la precisión de los relojes atómicos.

El GPS funciona al triangular varias señales de temporización que se implementan desde los relojes atómicos a bordo de los satélites GPS. Al calcular cuándo se liberó la señal de sincronización del satélite, el receptor de navegación por satélite puede determinar qué tan lejos está del satélite y al usar múltiples señales, calcular dónde se encuentra en el mundo.

Debido a que estas señales de temporización viajan a la velocidad de la luz, solo una segunda imprecisión dentro de las señales de temporización podría llevar a que la información postulada esté a miles de millas de distancia. Es un testimonio de la precisión de Relojes atómicos de GPS que actualmente un receptor de navegación por satélite tiene una precisión de hasta cinco metros.

El reloj atómico no es una invención reciente. Desarrollado en el 1950, el reloj atómico tradicional basado en cesio nos ha proporcionado un tiempo preciso durante medio siglo.

La Página Web de reloj atómico de cesio se ha convertido en la base de nuestro tiempo, literalmente. los Sistema Internacional de Unidades (SI) define un segundo como cierto número de oscilaciones del átomo de cesio y los relojes atómicos rigen muchas de las tecnologías que vivimos con un uso diario: Internet, navegación por satélite, control del tráfico aéreo y semáforos para nombrar pero unos pocos.

Sin embargo, los desarrollos recientes en relojes cuánticos ópticos que usan átomos individuales de metales como el aluminio o el estroncio son miles de veces más precisos que los relojes atómicos tradicionales. Para poner esto en perspectiva, el mejor reloj atómico de cesio utilizado por institutos como NIST (Instituto Nacional de Estándares y Tiempo) o NPL (National Physical Laboratory) para gobernar el calendario global del mundo UTC (Tiempo universal coordinado), es preciso en un segundo cada 100 millón de años. Sin embargo, estos nuevos relojes ópticos cuánticos tienen una precisión de un segundo cada 3.4 mil millones de años, casi tanto como la antigüedad de la Tierra.

Para la mayoría de la gente, su único encuentro con un reloj atómico es recibir su señal horaria. red servidor de tiempo or Dispositivo NTP (Protocolo de tiempo de red) con el fin de sincronizar dispositivos y redes y estas señales de reloj atómico se generan utilizando relojes de cesio.

Y hasta que los científicos del mundo acuerden un solo átomo para reemplazar el cesio y un diseño de reloj único para mantener UTC, ninguno de nosotros podrá aprovechar esta increíble precisión.

Al igual que con el avance de la tecnología informática que parece aumentar exponencialmente la capacidad cada año, los relojes atómicos también parecen aumentar dramáticamente en su precisión año tras año.

Ahora, esos pioneros de la tecnología del reloj atómico, el Instituto Nacional de Estándares de Estados Unidos (NIST), han anunciado que han logrado producir un reloj atómico con una precisión dos veces mayor que cualquiera de los relojes anteriores.

El reloj se basa en un solo átomo de aluminio y el NIST afirma que puede seguir siendo preciso sin perder un segundo en más de 3.7 millones de años (aproximadamente el mismo período de tiempo que la vida ha existido en la Tierra).

El reloj más exacto anterior fue ideado por el Physikalisch-Technische Bundesanstalt alemán (PTB) y era un reloj óptico basado en un átomo de estroncio y tenía una precisión de un segundo en más de mil millones de años. Este nuevo reloj atómico de NIST también es un reloj óptico pero se basa en átomos de aluminio, que según la investigación del NIST con este reloj, es mucho más preciso.

Los relojes ópticos utilizan láseres para mantener los átomos inmóviles y difieren de los relojes atómicos tradicionales utilizados por las redes informáticas usando NTP servidores (Protocolo de tiempo de red) y otras tecnologías que se basan en relojes fuente. Estos relojes de fuente tradicionales no solo usan cesio como su tiempo para mantener el átomo, sino que en lugar de láseres utilizan líquidos y aspiradores superfríos para controlar los átomos.

Gracias al trabajo de NIST, PTB y el Reino Unido NPL (National Physical Laboratory) los relojes atómicos continúan avanzando exponencialmente, sin embargo, estos nuevos relojes atómicos ópticos basados ​​en átomos como aluminio, mercurio y estroncio están muy lejos de ser utilizados como base para UTC (Tiempo Universal Coordinado).

UTC se rige por una constelación de relojes de fuente de cesio que, si bien son precisos por un segundo en años 100,000, son mucho menos precisos que estos relojes ópticos y se basan en tecnología de más de cincuenta años de antigüedad. Y desafortunadamente hasta que la comunidad científica mundial pueda ponerse de acuerdo sobre un diseño de átomo y reloj para ser utilizado internacionalmente, estos relojes atómicos precisos seguirán siendo un juego de la comunidad científica solamente.

Cualquier administrador de red le dirá qué tan importante sincronización de tiempo es para una red informática moderna. Las computadoras confían en el tiempo para casi todo, especialmente en la era actual del comercio en línea y la comunicación global donde la precisión es esencial.

Si no se garantiza que las computadoras se sincronicen con precisión, se pueden producir todo tipo de problemas: la pérdida de datos, las vulnerabilidades de seguridad, la incapacidad de realizar transacciones sensibles al tiempo y la dificultad de depuración pueden deberse a una falta de sincronización o a una sincronización de tiempo insuficiente.

Pero asegurar que cada computadora en una red tenga exactamente el mismo tiempo es simple gracias a dos tecnologías: el reloj atómico y el NTP servidor (Protocolo de tiempo de red).

Los relojes atómicos son cronómetros extremadamente precisos. Pueden mantener el tiempo y no la deriva por más de un segundo en miles de años y es esta precisión la que ha hecho posibles las tecnologías y aplicaciones como la navegación por satélite, el comercio en línea y el GPS.

La sincronización de tiempo para las redes de computadoras es controlada por el servidor de tiempo de la red, comúnmente conocido como el servidor NTP después del protocolo de sincronización de tiempo que utilizan, el protocolo de tiempo de red.
Cuando se trata de elegir un servidor de tiempo, en realidad solo hay dos tipos reales: la referencia de radio NTP servidor de tiempo y el GPS NTP servidor de tiempo.

Los servidores de tiempo de referencia de radio reciben el tiempo de la transmisión de onda larga transmitida por laboratorios de física como NIST en América del Norte o NPL en el Reino Unido. Estas transmisiones a menudo se pueden recoger en todo el país de origen (y más allá), aunque la topografía local y la interferencia de otros dispositivos eléctricos pueden interferir con la señal.

GPS servidores de hora, por otro lado, use la señal de navegación por satélite transmitida desde los satélites GPS. Las transmisiones de GPS son generadas por relojes atómicos a bordo de los satélites, por lo que son una fuente de tiempo muy precisa al igual que el reloj atómico generado tiempo transmitido por los laboratorios de física.

Además de la desventaja de tener que tener una antena de techo (el GPS funciona por línea de visión para que sea clara la vista del cielo), el GPS se puede obtener literalmente en cualquier parte del planeta.

Como ambos tipos de servidor de tiempo puede proporcionar una fuente precisa de tiempo confiable para decidir qué tipo de servidor de tiempo se debe basar en la disponibilidad de señales de onda larga o si es posible instalar una antena de GPS en la azotea.