ZeitSynchronisation

Zeitsynchronisation bezeichnet das Angleichen der Uhren in vernetzten Systemen an eine gemeinsame Referenz, um zeitlich kohärente Abläufe, konsistente Logeinträge und präzise Zeitstempel zu ermöglichen. Sie ist zentral in IT-Infrastruktur, Telekommunikation, Finanztransaktionen, Navigation sowie wissenschaftlicher Messung, wo selbst kleine Abweichungen zu Fehlern führen können.

Zeitquellen und Standards bilden die Grundlage der Synchronisation. Die Referenzzeit basiert meist auf UTC, das durch Atomuhren und die Koordinierte Weltzeit definiert wird. Lokale Systeme beziehen Zeit aus Global Navigation Satellite Systems (GPS/GNSS) oder stabilen, physikalischen Referenzuhren. Zur Übertragung der Zeit über Netzwerke kommen verschiedene Protokolle zum Einsatz, von denen NTP und PTP die bekanntesten sind.

Netzwerkzeitprotokoll NTP (Network Time Protocol) arbeitet typischerweise in einer Client-Server-Hierarchie und ermittelt Offset und Verzögerung, um eine Uhrenabstimmung vorzunehmen. Stratum-Bezeichnungen zeigen, wie weit eine Uhr von der Referenz entfernt ist. Über das Internet erreicht NTP oft Millisekunden-Genauigkeit, in lokalen Netzwerken können es Untermillisekunden werden, besonders bei gut konfigurierten Pfaden und Hardware-Unterstützung.

Für engere Anforderungen kommt IEEE 1588, der Precision Time Protocol (PTP), zum Einsatz. PTP verwendet präzise Zeitstempel und oft Hardware-Time-Stamping, um Submikrosekunden- bis Mikrosekunden-Genauigkeit zu erreichen. Type-Anwendungen finden sich in Rechenzentren, Telekom-Infrastrukturen und Messnetzwerken.

Zu den Herausforderungen gehören Netzwerkjitter, asymmetrische Pfade und Sicherheitsaspekte wie Spoofing. Authentifizierung und Redundanz (z. B. NTP-Authentication, PTP-Sicherheitsoptionen) sind gängig, um Stabilität und Vertrauen in die Zeitreferenz zu gewährleisten.