NIST 在上周停电后与 UTC 存在 5 微秒偏差
如果你今天迟到了 5 微秒，可以怪 NIST。 他们位于科罗拉多州博尔德市的设施停电了数天。在一台备用发电机失效后，他们的主原子钟组失去了与协调世界时的同步。 但即使你使用了他们运行的 NTP 时间服务器，其偏差也从未超过 5 微秒。
5 微秒可能看起来微不足道。但对于依赖 NIST 更专业授时信号的科学家和大学来说，这意义重大。 不过，你无需恐慌。是的，他们现在已经控制住了局面。 但我想回顾一下发生了什么、这意味着什么，以及我们可以从 NIST 这次近乎中断的事件中学到什么。
视频
这篇博文是我最新 YouTube 视频的轻微编辑版本：
发生了什么
分发互联网时间、运营着六个最流行 NTP 服务器的 NIST 园区，在上周三断电了。 由于风速超过每小时 100 英里（160 公里/小时），电力公司被迫切断了电源。电线被吹倒，他们不想冒险引发野火。 整个园区为了安全而封锁，因此无人可以进出。
他们拥有备用发电机。那些发电机本应工作…但显然其中一台在几天后发生了故障。具体来说，是为 NTP 服务器提供动力的主原子钟组供电的那台发电机。 上周五情况变得岌岌可危，他们无法让更多员工进入修复。 事态发展到 NIST 时间实现与分发小组的负责人杰夫·谢尔曼考虑关闭为时间服务器供电的备用发电机。那样做可以防止他们发出不准确的时间，对于许多应用来说，这比完全没有时间更糟糕。 NTP 的设计使得你可以查看多个服务器，如果一个失效，不会导致你失去时间。 幸运的是，对于 NIST 来说，他们在博尔德园区有另一栋大楼，里面有更多的时钟，如果需要，那栋大楼可以将时间传递回遭遇停电的那栋楼。
但昨天杰夫发布了另一个更新：电力已经恢复，显然现场还有一些员工保住了时钟。 在主备用发电机停机后，他们能够重新路由应急电力。 电池备份，我猜是一些大型 UPS，能够填补空白，直到他们启动了备用的备用电源。 当一切尘埃落定，他们的监测显示与 UTC 的偏差小于 5 微秒。 看到所有这些情况，杰夫和 NIST 的团队决定让他们的时间服务器保持在线。
但他们为什么要这样做，如果时间不准了？嗯，这里的时间尺度很重要。如果你像我一样使用 Mac，进入终端并运行 sntp time-a-b.nist.gov。
这个命令或者在 Linux 上类似的 ntpdate 命令会返回一个误差范围，显示你的计算机与 NTP 时间服务器之间的延迟。
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在我的情况下，它显示 0.035 秒。那是 35 毫秒，或者说 35,000 微秒。5 微秒在那里甚至算不上一个波动。 因此，NIST 没有关闭服务器（这可能会引起更多问题），而是让它们保持在线。
但杰夫说，NIST 的时间通常比这精确大约 5000 倍。如果你是依赖 NIST 进行授时的大学或航空航天公司之一，5 微秒的差异可能确实很重要。 因此，他们将直接与这些机构合作。但对于大多数人来说，他们永远不会注意到。 杰夫在邮件的结尾提到，美国 GPS 系统成功地故障切换到了 WWV-柯林斯堡园区。所以，再次强调，对几乎所有人来说，没有任何问题，系统设计的冗余性按预期发挥了作用。
时间是脆弱的
我整个周末都在密切关注这件事。我的工作室里有两个树莓派 GPS 时钟。一个运行我的主 Stratum 0 NTP 服务器，另一个我作为测试备份运行。（是的，我知道为了良好的仲裁，我应该运行 4 个以上。） 它们都连接到我室外的 GPS 天线，该天线信号分发到我的机架室和工作室，用于时间研究。 和我的工作室一样，大多数需要精确时间的地方都依赖 GPS。而这可能是个问题！ 我很高兴冗余措施防止了 GPS 时间漂移——我不知道如果 GPS 时间消失会发生什么，但那不会是好结果！但我认为主要的启示是：授时基础设施是脆弱的。 CISA 曾指出美国过度依赖 GPS 存在很多风险。 正因为如此，美国今年早些时候宣布正在尝试为 PNT 寻找良好的替代方案。
我实际上参加了 NAB 的一个会议，撰写那两篇 NIST 更新的科学家杰夫·谢尔曼在会上谈到了 BPS。广播定位系统将为我们提供冗余，即使 GPS 失效。 但即使有多个时间源，一些地方需要更多。我的工作室里有两个铷原子钟，包括一个放在高级的 GPS 驯服振荡器里的那个。这对于保持时间很有用。即使有人干扰我的信号，或者我的 GPS 天线坏了，我也可以在一段时间内将时间精确度保持在纳秒级，几个月内保持在毫秒级。这对我来说足够了。 （说实话，这实际上有些过度了，但我现在已经掉进了时间爱好者的兔子洞——如果你懂，你就懂。）
但有些地方确实需要纳秒级精度，用于科学实验、射频、媒体或金融。他们可能会运行自己更精确的时钟。但他们仍然会将时间追溯到 NIST，至少在美国大多数是这样。 因此，当 NIST 的灾难响应经受考验时，所有人都在关注。 上周，当我们离灾难只有微秒之遥时，NIST 的团队修复了它，以至于几乎没有人注意到。