Tiden

Varje dygn består normalt av 86 400 sekunder. För många företagare är sekunden den direkta måttstocken för vad man tar betalt för, eller vad man betalar ut i lön till sina anställda. Men att mäta tid med absolut precision i digitala system och servrar kan vara oväntat komplicerat. För verksamheter som kräver hög precision, till exempel inom finansiell handel, logistik eller automatiserade debiteringssystem, räcker det inte med en vanlig klocka som drar sig. Lösningen stavas atomur – en teknik som numera finns tillgänglig i kompakt format för vanliga företag.

Priset för att komma igång med en egen tidsserver baserad på ett kompakt atomur, oftast med en rubidiumoscillator, varierar men innebär i regel en investering från ett tiotal tusen kronor och uppåt från specialiserade leverantörer. Driftsättningen i företagets lokala nätverk är oftast en relativt snabb process för en IT-avdelning.

Principen bakom ett atomur handlar inte om att titta på en atom som tickar av sig själv. Istället bygger tekniken på ett samspel mellan en vanlig elektronisk oscillator, som en kvartskristall, och specifika atomer. Enligt fysikens lagar har atomer av samma ämne, till exempel cesium-133 eller rubidium, helt fasta och identiska energitillstånd.

När man utsätter dessa atomer för mikrovågor med en viss frekvens förändras deras energitillstånd. Systemet känner av denna förändring och använder den som ett facit. Om frekvensen från kvartskristallen avviker, justerar styrsystemet signalen så att den åter hamnar helt rätt. Sedan 1967 definieras en sekund internationellt som exakt 9 192 631 770 perioder av den strålning som motsvarar övergången mellan två energitillstånd hos cesium-133 i ett helt ostört tillstånd.

I avancerade laboratorier använder forskare så kallade cesiumfontäner där atomer kyls ner med laserljus till nära den absoluta nollpunkten och kastas upp i ett vakuumrör för att ge extremt noggranna mätningar. I den källartikel som denna text bygger på kan du läsa mer i detalj om fysiken bakom laserkylning och hur atomerna växelverkar i vakuum.

För ett företag krävs som väl är inga vakuumrör eller laserstrålar på kontoret. Istället köper man en kompakt nätverkstidsserver som innehåller ett mindre och robust rubidiumur. Denna enhet monteras i företagets serverutrymme och kopplas direkt till det lokala nätverket.

Som ett tänkbart exempel kan nämnas ett logistikföretag med automatiserade sorteringsband. Om de sensorer som registrerar streckkoder och tidsstämplar paket avviker med några millisekunder från varandra finns en risk att databasen registrerar händelser i fel ordning. Detta skulle kunna skapa systemfel som stör produktionen. Genom att synkronisera lokala enheter mot en intern tidsserver baserad på ett kompakt atomur kan man säkerställa att tidsstämplingen blir korrekt.

Även om ett kompakt atomur är extremt stabilt finns det begränsningar. En nackdel för mindre företag kan vara den initiala inköpskostnaden jämfört med att använda kostnadsfria tidsservrar över det öppna internet. Dessutom kan fysisk hårdvara påverkas av exempelvis extrema miljöförändringar i serverrummet. Om systemet dessutom förlitar sig på externa GPS-signaler för att kalibrera den absoluta tiden, varnar säkerhetsexperter ibland för sårbarheter som GPS-spoofing, där yttre aktörer kan försöka manipulera tidsdatan. Det är därför viktigt att nätverkstidsbärare har goda inbyggda skyddsmekanismer.