想要精準對時目前普遍為人知道有幾種方法:電波計時, GPS計時跟網路計時。我們來說說這三種方法在不同應用場合, 跟各自的特色。
喜歡電波計時的朋友, 對法詩電波時計部落格想必不陌生, ALFASO已經成了最專業領導電波時計電波鐘品牌, 這來自於我們多年來推廣電波時計上所做的努力, 一項好的技術需要搭配廠商努力才能夠普及開來, ALFASO就是在盡我們推廣電波時計的角色。
我們部落格上也討論過關於GPS計時跟網路計時, 可以先參閱這幾篇相關文章。
GPS衛星時間
網路時間校時 (Network Time Protocol)
時間信號源:
先從對時信號來源看這三種時間哪一種是更準確, 可以透過這一篇高精密度銫原子鐘法詩電波時計部落格, 您可以發現其實這三種對時方法背後時間信號來源, 基本上都是同樣的精確度, 不管是透過銫原子震盪, 或是雷射分子震盪, 這些時間信號源技術層面都是相同, 差別是在於時間信號傳播方式, 跟時間顯示方式不同所造成的精確度差異。
傳遞方式:
電波時計是透過標準電波發射站, 發射出含有時間信號的對時電波給電波時鐘或是電波錶, 一般而言在距離對時電波發射站1500公里之內, 是可以順利接收到時間信號範圍。另外可以了解對時電波是用光速在前進, 以光速每秒30萬公里而言, 1500公里簡直只是可以忽略不計的誤差, 所以電波時鐘或電波錶所接收到的時間跟發射站可以說完全一致。
但是電波鐘或電波錶主要用途是民間使用, 只要達到秒精確即可, 因為時鐘或手錶最小單位就是秒, 所以電波時計訴求便是秒精確。由電波時計的信號源跟傳遞方式來說, 其實電波時計可以達到非常高精確的時間正確度。
GPS同樣有時間信號, 而且是GPS定位必備才能夠計算出速度和換算位置。所以當了解GPS背後原理, 可以清楚知道GPS所講求的精確度要比電波發射站來得更高, 因為GPS要透過三個以上的衛星所攜帶時間校正信號源, 這些衛星信號同樣是光速前進, 但透過三角交叉可以更精確的計算出時間, 也才能夠算出GPS接收器的位置。
透過網際網路對時可以通過NTP(Network Time Protocol)也是可以獲得目前時間, 這時間信號源同樣是非常準確的高精密原子鐘, 但是網路對時的致命傷就在於網路傳遞的不確定性。例如在台灣校正時間可以用中華電信研究所時間與頻率國家標準實驗室時間服務器。時間信號源就是台灣標準時間, 但是透過公眾網路來傳遞網路時間, 由於公眾網路是透過許多節點在轉送網路封包, 每個節點間都會有延遲, 而且當接收端要接收網路時間時, 網路封包的傳遞並不一定是我們直觀認定會地理路徑最短距離, 而是會由網路轉送路徑尋找最方便路徑, 所以網路封包的傳遞就不像電波對時或是GPS都是以光速直線距離, 而有可能產生許多不同的延遲, 當然這些延遲可能只有幾毫秒, 但是也有可能誤差達到一秒。
適用範圍:
電波計時: 透過對時電波校正時間的電波時鐘或是電波錶, 無疑是家庭使用或是辦公室最適合方案, 精確誤差不到一秒, 所以呈現在時鐘上面與標準時間相比就是一秒不差時鐘。而且電波時鐘/電波錶的接收方式不太複雜, 製造的產品價格不貴容易被消費者接受。
GPS校時: 由於GPS精密計時特性以及全球各地都能夠接收信號, 許多電子設備需要校正時間, 則以GPS獲取時間為最方便也最精確方式, 精確度可達奈秒(10^-9)等級。
網路校時: 透過網路時間協定NTP從網際網路上獲取時間, 這一般作為電腦連網設備獲得時間使用, 精確度由於網路輾轉傳遞特性, 通常也僅作為正確到秒之用。不過, 如果信號源為GPS, 然後在小範圍區域內(例如機場)透過NTP傳遞時間, 則可以大幅的提高精確度到跟GPS等級類似。所以NTP變成為與GPS共同使用, 成為極佳傳遞時間訊號方式。