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:
GPS對時 > 電波對時 > 網路對時
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。
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
GPS對時 > 網路對時 > 電波對時
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
電波對時 > 網路對時 > GPS對時
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
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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
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