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) 3/4

三種雲計時比較
雲計時的出現改變了人們傳統上接收時間的方法, 與其每個人用不同設備, 透過設備本身的運算方法計算時間, 不如把時間的運算交給雲端高精密原子鐘來進行, 而讓手邊的時鐘/手錶/手機/電腦就只顯示這些雲端傳來的標準時間, 不但精確度高而且也不需經常手動對時。而上述這三種雲計時各有不同優缺點, 也讓它們在精確度跟適用場所有不同。

A. 計時精確度:
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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

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
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電波時鐘價格最平實

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
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電波對時容易使用

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
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

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