Kellolähteinä

Kellolähteinä tarkoitetaan ajan viitteitä, joita käytetään ylläpitämään ja jakamaan tarkka ajan tieto erilaisissa järjestelmissä, verkoissa ja palveluissa. Niiden avulla voidaan varmistaa, että laitteet ja ohjelmistot toimivat yhdenmukaisella aikaleimalla ja pystyvät tekemään ajoituksen ja tapahtuma-aikojen korrelaation oikein. Kellolähteet jaetaan tyypillisesti ulkoisiin ja sisäisiin lähteisiin sekä erilaisiin teknisiin toteutuksiin.

Ulkoiset kellolähteet perustuvat yleensä ulkopuolisiin signaaleihin tai verkon kautta saavutettavaan aikaan. GNSS-pohjaiset signaalilähteet (kuten GPS, GLONASS, Galileo ja BeiDou) antavat erittäin tarkkaa aikaa suurtaidosta. Radiolähetykset, kuten DCF77 Saksasta, MSF Isosta-Britanniasta, WWVB Yhdysvaltojen ja JJY Japanin signaalit, tarjoavat tunnistettavaa ajan viestein. Verkoissa käytetään ajan synkronointiin tarkoitettuja palveluita, kuten Network Time Protocol (NTP) ja Precision Time Protocol (PTP, IEEE 1588), joiden avulla useat laitteet voivat saada saman viittausajan ja vähentää viiveen vaikutusta.

Sisäiset kellolähteet koostuvat paikallisista, erittäin vakaista kelloista, jotka voivat toimia referenssinä, kun ulkoiset signaalit eivät ole käytettävissä. Nämä voivat olla OCXO-, rubidium- tai cesium -kelloja, joita käytetään kriittisillä järjestelmillä ja pienemmissä verkoissa sekä datakeskuksissa. Kellonhallinta käyttää näitä seuraavia: se disiplineeraa paikallista kelloa ulkoiselta viiteaikalta ja säätää sitä jatkuvasti, jotta synkrooni säilyy.

Käyttökohteita ovat tele- ja tietoliikenneverkon laitteet, palvelimet, rahoitusalan järjestelmät sekä teollinen automaatio ja tieteellinen tutkimus. Tärkeimmät haasteet ovat luotettavuus, viiveiden hallinta, turvallisuus sekä leijapysäkkäiset siirtymiset (leap seconds) ja mahdollinen aikavälineiden manipulointi. Siksi moniympäristö käyttää redundanssia useista kellolähteistä sekä jatkuvaa seurantaa ja kirjanpitoa ajansuunnittelun varmistamiseksi.