第四屆台北藝穗節大象時鐘

台北藝穗節

藝穗節源起於1947年英國愛丁堡藝術節期間, 當時有8個藝術團體未獲主辦單位的邀請, 於是決定自行籌製演出, 與藝術節的表演分庭抗禮。他們以藝穗(Fringe)自居, 結果大受歡迎, 發展至今60多年來, Fringe已成為全世界最大最受歡迎的藝術節活動。藝穗節的精神, 就是以開放自由的理念, 接納演出的團隊。意指參加的表演者均未經評審或挑選, 即可加入年輕藝術家出人頭地的全新場域。觀眾選擇來看藝穗節的演出, 也潛藏了許多的趣味與冒險, 因為可能成為明日之星, 也有可能是曇花一現。

我們也用行動來鼓舞參加第四屆台北藝穗節的新秀表演團體, 凡是參觀任何藝穗節的演出, 票根別丟掉, 憑票根購買法詩計時(alfaso.com)全系列產品, 票價全額折抵購買價格, 一張票折抵一個法詩產品。200元票價就折200元, 500元折抵500元, 1000元折抵1000元。

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雲計時同樣使用非連續性校正, 透過固定週期與雲計時服務器做時間校正。以一般石英錶所使用的石英震盪器, 一個月產生的誤差約± 15秒, 換算成每天誤差約1秒, 因此如果一天至少校正一次, 時間就應該一秒不差。而通常雲計時終端設備一天不只校正一次, 越強調精準的設備校時次數越多。

採用電波對時的雲計時方式, 如果主要的應用是在手錶或時鐘, 則一天校正一次已經足夠, 大部分日本的卡西歐或星辰/精工錶, 都是設定為在半夜進行數次自動校正, 當第一次校正成功之後, 當天就不再做校正。具備連網功能的網路設備, 由於連網都已經是24小時持續連線, 所以可以進行更頻繁的雲端時間校正, 以讓時間更精確。但以微軟視窗Windows系統而言, 雖然已經具備網路與雲端計時同步功能, 但是由於視窗系統雖然已經改朝換代數次, 但是同步計時的週期還在設定在早期網路連線不普及的七天才校正一次, 不過可以透過修改程一小時一次或其它間隔。

GPS目前大多數只用在汽車導航或是登山/自行車, 在開啟GPS定位功能之後, 時間校正這是定位之後的副產品, 所以只要開啟導航, 那麼時間校正就是持續進行。但是當關閉定位之後, GPS設備仍然可以顯示時間, 此時就是上一次定位時候校正的時間。另一種GPS設備則是GPS手錶, 由於設計成可以行動配戴的手錶, 因此就如同電波手錶一般, 也加入了定期與衛星同步時間功能, 讓GPS手錶用戶能夠更精準的確定時間。

雲計時未來發展

雲端運算已經是使用網路不可逆轉的趨勢, 越來越多的應用軟體已經不出單機版, 而改用雲端版本提供, 慢慢的連作業系統OS也可以轉到雲端提供, 就如同谷歌的願景, 只要有瀏覽器, 就能夠使用各種程式, 根本不需要在個人電腦上安裝軟件。

同樣的雲計時的出現也是個不可逆轉的趨勢, 與其手錶/時鐘/鬧鐘/手機/電腦各自有時間計算方法, 各自用不同的步調去”估算”最接近現在的時間, 倒不如把這整個時間計算的功能, 讓在雲端的原子鐘來提供, 原子鐘它的專長就是計算最正確的時間, 精確度高達每十萬年才有一秒的誤差。時間的計算交給雲端原子鐘進行, 而手錶/時鐘/鬧鐘/手機/電腦這些只要接收雲端時間, 做好顯示功能就好。這就如同在瀏覽器上查看Gmail郵件, 複雜的郵件程式處理由雲端服務器解決, 而瀏覽器只要做好顯示功能就行。

電波對時的發展方向, 在於讓電波手錶跟電波時鐘更為普及, 以目前的技術, 把雲端電波對時做在手錶跟時鐘/鬧鐘上面, 都不是困難複雜的技術, 在成本上也相對便宜, 與普通石英鐘相距不遠, 因此發展的方向在於加強宣導, 讓民眾知道既然要看時鐘跟手錶時間, 不如選擇使用雲計算的電波手錶跟電波時鐘。而電波對時未來的更進階應用, 則可以透過這種雲計時信號傳遞機制, 加入極端氣候預警系統。在電波信號裡面加入各區域的即時氣象/雨量/災害等訊號, 便可以即時在極端氣候發生之時(例如豪大雨), 將此關鍵信息傳送到最需要被通報的受災地方。台灣正在由中華電信研究所規劃此一透過電波對時信號機制, 所加入極端氣候預警系統, 便使此一未來發展趨勢。

雲計算之網路對時可以看到的未來, 則是隨著行動連網設備越來越普及, 以後伴隨著電冰箱、微波爐、電鍋等家用電化產品都連上網, 這些設備便能夠過雲計時獲得正確時間, 而能加入更人性化設計, 例如可以預先設定幾點開始煮飯, 讓回家電鍋就煮好香噴噴的飯。或是讓路口的監視器都能夠連網獲取標準時間, 這樣當警察追尋犯罪嫌疑犯在不同的街道監視影片, 就能夠正確的分析嫌犯的行動路跡。

GPS對時的未來發展, 則是隨著GPS受信設備種類更多樣化, 價格更便宜, 讓小型手持GPS設備例如手錶或是手機、相機能夠更為普及, 有了GPS手錶不僅能夠看到標準時間, 更能夠記錄旅行軌跡。而帶有GPS功能的相機, 取得GPS雲端傳送的標準時間與座標位置, 可以把這樣訊息加入相片資料中, 與類似Google Earth這樣軟體結合, 就能夠清楚的知道在哪個地方旅行, 在哪個時間哪個位置拍下這張照片。

結語
雲端運算所帶動的集中資訊計算, 分散資訊顯示已經造成了網路應用大革命, 從Gmail所帶動的郵件閱讀方式, 已經讓少有個人用戶還在電腦上安裝郵件閱讀軟體, 這便是雲計算所快速帶動的革命。同樣的, 當越來越多用戶習慣複雜的計算交給雲端去煩惱, 而只要把運算結果讓我知道就好, 這樣的雲端思考便正是雲計時必然引爆計時革命的基礎。這樣的雲計時方式, 在德國跟日本已經是現在式, 在這兩個國家民眾普遍習慣使用電波時鐘跟電波錶, 牆上掛的時鐘跟手上戴的手錶時間一秒不差, 火車巴士時刻表上面寫著7點12分發出, 那就一定是7點12分發出, 而牆上掛的時鐘一定也是7點12分。

而德國不僅在雲計時的電波對時上發展迅速, 在產業上更為全球雲計時領導地位, 德國廠商透過電波計時與GPS對時, 發展出許多世界領先的計時設備, 例如高鐵跟飛機場所需要的複雜時間校正系統, 便幾乎都是德國廠商天下。

既然是看時間, 能夠看標準時間那何必看不準的時間。雲計時在觀念更為普及, 與技術快速更新和產品價格更快速的滑落, 這三種雲計時方法只會更快速的進入你我日常生活中。以後起床看的鬧鐘, 出門看的時鐘, 通信時用的手機, 娛樂用的平板電腦, 上班用的筆記本電腦, 這所有時間顯示在雲計時之後, 它們通通都會是一模一樣的時間。

雲計時系列文章:
雲端運算, 雲計算帶來對時概念的革命: 雲端計時, 雲計時 (Cloud Timing) 1/4
雲端運算, 雲計算帶來對時概念的革命: 雲端計時, 雲計時 (Cloud Timing) 2/4
雲端運算, 雲計算帶來對時概念的革命: 雲端計時, 雲計時 (Cloud Timing) 3/4
雲端運算, 雲計算帶來對時概念的革命: 雲端計時, 雲計時 (Cloud Timing) 4/4

A. 計時精確度:
GPS對時 > 電波對時 > 網路對時
三種雲計時的時間來源都是高精密度原子鐘, 這些原子鐘也都是國家標準等級原子鐘, 精確度都是最高標準, 所以三者的時間源在精確度上可說沒有差別。而真正區分出高下的是在於傳播方式與應用。

GPS 時間精確度最高

在不牽涉到複雜的技術討論下, 我們來了解這三種雲計算在用戶端的精確度差別。GPS對時精密度最高, 原因是由於位置定位牽涉到時間跟速度的計算, 而此處衛星訊號傳送是以光速進行每秒30萬公里, 因此GPS要能夠準確跟你說”前方300公尺右轉”, 它必須在時間計算上至為精準, 才能夠計算出你的車速走300公尺的距離, 因此GPS它在時間的精確度上要求最高。

電波對時在精確度上次於GPS對時, 雖然兩種作法都幾乎是接收設備(GPS導航器或電波手錶)直接與時間信號源(衛星或電波發射站)用電波光速連接, 而且衛星位於外太空, 而電波發射站只發射到1500公里遠, 所以似乎電波對時由於接收距離近因此要更準確。但是由於GPS的應用需要用時間來計算位置, 在與每秒30萬公里的光速相比, 要計算出300公尺距離在時間的精確度上非常高。而電波對時的典型應用是在電波手錶或是電波時鐘, 這些民生設備的最小刻度是一秒, 因此不需要用到像GPS如此高的精確度。

雲端網路對時雖然信號來源也是原子鐘, 但由於網路傳遞的特性, 它需要透過多個中繼站節點最後才傳入手機/電腦等設備, 而在每個中間節點都會造成微小的時間差, 因此在時間的精細度上比不上GPS或是電波對時這種採用光速直接接收的信號。

三種雲計時方式雖然精確度不同, 但這是嚴格的計算探討毫秒或是微秒以下等級差異, 對於使用手錶/時鐘/手機/電腦等計時設備的人們, 這三種雲計時都能夠達到一秒不差等級。

B. 計時顯示設備價格
GPS對時 > 網路對時 > 電波對時

電波時鐘價格最平實

雲計時透過雲端高精密度原子鐘提供標準時間, 但終究需要有時間顯示終端設備給人們看時間, 這就牽涉到獲取雲計時的時間所需要付出的成本。GPS設備價格最高, 不管是車用GPS導航器, 手持GPS定位器或是GPS手錶, 它主要功能是在定位與導航, 因此產品單價高, 而時間校正是GPS定位後必然的結果, 也導致了要從GPS雲端計時獲得時間成本大為提高。

移動上網是目前相當熱門產業, 智慧型手機跟平板電腦的出現, 引爆了移動上網的熱潮。而只要能夠上網, 就能夠透過網路對時獲取雲端時間, 這對於習慣使用連網設備的人, 網路對時對它而言成本是0。但換個角度想, 如果在沒有連網設備的地方, 要使用網路對時的成本就很高了, 必須要能夠有價格便宜的連網設備, 這才能夠獲得時間。

而最便宜能夠獲取時間則是透過電波對時, 由於只需要對時晶片接收電波對時信號, 晶片解碼容易價格不高, 因此做成電波時鐘單價比普通石英鐘不會高出很多, 相對合宜的價格讓電波對時成為個人與家庭雲端計時的絕佳選擇。當然了, 此處我們不討論電波對時手錶, 由於加入許多複雜電子與機械功能以訴求高價值, 而讓售價變得非常高昂。

C. 方便實用性
電波對時 > 網路對時 > GPS對時

電波對時容易使用

在台灣如果三種雲端計時以方便實用性來比較, 電波對時會是最好用的雲計時方式。

由於台灣可以同時收到日本對時信號站, 跟中國河南對時信號站所發出的雲計時信號, 日本信號來自台灣東北邊, 河南信號從台灣西北邊傳來, 所以不管是居住在台北、高雄或是綠島、金門, 通通都可以收到只少一種對時信號, 在台北市更可以順利同時收到日本跟河南信號。

電波對時由於是長波傳送, 可以透過地面波跟高空波由大氣層折射傳送對時信號, 因此距離才能夠如此遠, 而且不受地形限制, 在高山上仍然可以接收, 建築物室內也能夠接收。同時由於接收設備所需電子元件複雜度不高, 因此電波時鐘價格便宜, 使用上也與一般石英鐘相同, 因此普及容易, 在日本跟德國都幾乎已經採用這種雲計時電波時鐘, 台灣雖然尚未普及電波時鐘, 但是具備良好環境可以大量推廣。因此在台灣雲端計時首推電波對時, 不僅價格低, 而且容易對時。

網路對時則只要能夠連網就能夠校時, 連網設備經過網際網路蓬勃發展, 再加上智慧型手機行動通訊廣為流行, 只要能上網就能夠接收網路對時, 因此網路對時的設備普及率在三種雲端計時方式上最高, 從3G手機、平板電腦、桌上型電腦、筆記型電腦等等, 都能夠接收網路雲計時。但同樣的, 仍然有許多環境是沒有網路連接, 例如在深山裡面, 也還有許多人是沒有使用網路, 例如高齡老人或是幼兒, 這些人仍然有時間的需求, 就無法透過網路雲端對時獲得當下時間。但是網路對時以目前上網設備的普遍性, 遠遠大於GPS接收裝置, 因此網路雲端對時方便性勝過GPS對時。

GPS對時適合在戶外使用, 它獨特的全球衛星系統, 不管在地球上任何角落, 只要是看得到天空都能夠使用, 這也是應用範圍最為廣泛的雲計時方式, 只是它所需要的設備也特別, 需要能夠接收GPS衛星信號。即使目前衛星導航已經慢慢普及在汽車上, 普及率仍然不高, 而且一離開汽車也就沒有辦法接收到GPS定位信號, 因此GPS衛星適用地理範圍廣, 但是接收設備普及侷限。此一狀況隨著GPS應用的普及也在逐漸改善中, 例如GPS手錶的出現, 就大大讓GPS對時更增加行動性。

因此三種雲計時各有長處, 端視使用環境的不同有適用方式。

雲計時系列文章:
雲端運算, 雲計算帶來對時概念的革命: 雲端計時, 雲計時 (Cloud Timing) 1/4
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雲端運算, 雲計算帶來對時概念的革命: 雲端計時, 雲計時 (Cloud Timing) 4/4

造型精美卡西歐電波錶

A. 電波對時
電波自動對時(Radio Controlled Clock)這已經是發展超過30年的技術, 但近年來由於日系廠商卡西歐/精工/星辰推出許多造型精美, 功能齊全的電波對時手錶, 因此讓電波對時開始流行起來。除了手錶之外, 在日本跟德國也早已普及電波自動對時時鐘。

透過電波對時的雲計時, 技術核心在於功率強大發射範圍廣泛的對時信號發射台, 這便是雲計時的雲端時間”服務器”。對時信號發射站的時間信號來源, 是等同於國家實驗室等級的原子鐘, 並定期與全球各國原子鐘做時間校正, 時間精確度非常高。透過此一雲計時”服務器”, 所發射出的對時信號是採用等同光速的電波信號傳遞, 這電波信號是用0與1的數位方式記錄, 自動對時電波手錶或是電波時鐘接收到這數位信號後, 解碼之後便知道當時正確時間, 再顯示成指針讓使用者能夠查看時間。此種雲端計時適合在與對時發射站距離1500公里範圍之內使用, 目前全球已有日本、美國、德國、英國與中國架設此種雲端計時發射站。

由於電波以光速傳遞, 光速每秒可以運行30萬公里, 因此傳遞1500公里等於完全沒有時間差, 讓自動對時電波錶可以一秒不差的精準顯示標準時間。

雲端計時採用電波對時方式有它優缺點, 優點是對時精確度高, 電波手錶與電波時鐘透過每天定時與雲端計時發射站校正, 可以保持時間正確度。同時接收解碼晶片設計並不複雜, 因此適合作為單價低的個人家庭消費市場計時產品。但是缺點就是受到地理環境限制, 只能夠在發射站1500公里之內, 而由於發射站佔地廣大發射功率高, 也無法普遍架設, 全球目前也僅有六座此種雲端計時的電波發射站。

B. 網路對時(NTP)
傳統計時設備如時鐘、鬧鐘、手錶可以透過雲端計時發射站做精確對時, 而行動上網裝置如手機、平板電腦則可以透過雲計時由網路對時。此種網路對時技術稱為Network Time
Protocol (NTP)。此種方法更接近人們熟知的雲端運算, 時間來源仍然是國家實驗室等級的原子鐘, 之後把時間信號傳送給網路時間服務器, 此處的時間服務器就真的是高速運算電腦, 這是雲端運算時間設備, 主要功能就是處理各種用戶端如電腦所提出的時間校正需求, 這就如同穀歌架設了郵件服務器, 提供用戶端電腦所提出的郵件閱讀需求。

美國德拉瓦大學網路時間服務器時間信號校正設備

具有上網能力的手機/平板電腦/桌上電腦/筆記本電腦, 可以透過網路連線到雲計時服務器, 服務器提供目前正確時間做校正, 之後由用戶端顯示供讀取。這些上網設備會定期自動與雲計時服務器校正時間, 以確保時間精準無誤。整個時間對正過程, 跟你透過Gmail到穀歌的郵件服務器, 或是Facebook服務器概念相同, 你不需要知道Gmail服務器在哪裡, 你也不需要知道Facebook服務器在哪裡, 透過雲端運算你不管用哪種上網設備, 都能夠從雲端服務器獲得你需要的Gmail跟Facebook朋友動態。網路對時也是同樣道理, 你不需要知道雲計時服務器位在哪裡, 也不需要知道它如何與原子鐘連結, 這些雲計時服務器都是國家級單位在提供作為國家標準, 包含美國海軍實驗室或是台灣國家時間與頻率標準實驗室, 你只要用上網設備去獲取這些雲端時間即可。

透過網路對時的雲計時也有它優缺點, 優點在於只要能夠上網, 就能夠正確接收時間, 這也同時是它的缺點, 雖然要能夠連網這對時髦的行動通訊族不是什麼問題, 但雖然老阿嬤不上Facebook但卻還是要看時間, 網路連線的雲計時就沒辦法使用, 這部份不連網的時鐘/鬧鐘, 就可以用雲計時電波發射接收來解決。
C. GPS對時:

GPS 雲端計時

雲計時若採用電波發射接收有與發射站1500公里內限制, 若採用網路對時則有需要連網限制, 在地球表面這麼廣大的地方, 不能夠僅靠這兩種雲端計時方式來解決, 因此還有透過衛星定位系統的GPS雲計時。

GPS我們習慣利用在汽車導航, 對衛星定位來說, 同時需要有三顆衛星, 透過三角定位原理, GPS設備量測衛星信號的傳輸時間來量測距離與定位。高中課本都學過, 距離=時間x速度, 而這速度是光速, 因此只要知道彼此傳送時間就能夠知道距離(也就是位置)。所以在GPS衛星上都具備高精密度原子鐘, 這些原子鐘也會定期與地面相關機構做校正, 因此時間精確度非常高。

GPS手錶

GPS導航設備接收衛星定位同時也接收到GPS原子鐘傳送的時間, 因此可以利用這時間做顯示。每一個裝載有衛星導航系統的汽車, 它不需要知道導航衛星在哪裡, 也不需要知道導航衛星的原子鐘怎麼校正, 只要能夠接收衛星定位, 就能夠從這比”雲端”還更高更遠的”太空端”收到對時信號。

導航設備已經普遍應用在許多地方, 除了熟悉的汽車導航, 不同形式的定位系統, 可以用在登山、野外探險、船隻定位等。而採用GPS雲端對時手錶, 也能作為一般人配戴之用, 相較於使用雲計時電波接收的手錶, 利用GPS對時手錶更能克服對時電波1500公里範圍地理限制, 而達到只要是在地表都能夠接收到時間信號。

GPS雲端計時同樣有優缺點, 優點在於可以在地表不管是高山還是沙漠, 都能夠接收到雲端(其實是太空端)傳來的計時信號, 而且由於衛星導航接收器是直接與衛星信號接收, 透過光速傳遞的信號直接得到原子鐘時間, 因此GPS信號精準度也相當高。但缺點就在於如果是位於室內, 就無法接收到GPS信號, 傳統的時鐘/鬧種都沒法使用GPS雲計時, 所以居家跟辦公大樓並不適用。

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