Transcript Prezentacja programu PowerPoint

OGÓLNOPOLSKI SYSTEM DYSTRYBUCJI
ATOMOWYCH WZORCÓW CZASU I CZĘSTOTLIWOŚCI
Wojbor Bogacki
Poznańskie Centrum Superkomputerowo-Sieciowe
PARTNERZY
Akademia
Górniczo Hutnicza
Centrum
Badań Kosmicznych CBK
Orange Polska - TPSA
Poznańskie Centrum
Superkomputerowo-Sieciowe
AGENDA
1. Geneza projektu OPTIME
–
–
–
Czym jest OPTIME?
Zapotrzebowanie;
Porównywanie skal czasu;
2. Łącze Warszawa – Borowiec
–
–
Parametry;
Wyniki;
3. System OPTIME
–
–
–
Topologia;
Lokalne repozytoria;
Monitoring i zarządzanie
4. Podsumowanie
5. Informacje ogólne
Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013
2
Czym jest OPTIME?
Projekt OPTIME zakłada stworzenie ultraprecyzyjnego system transferu czasu i
częstotliwości z wykorzystaniem telekomunikacyjnych łączy światłowodowych.
•
•
•
•
Możliwy dostęp do wielu sygnałów wzorcowych,
Dostosowanie dokładności sygnału do potrzeb odbiorcy,
Samokalibracja systemu,
Przesył sygnału na znaczne odległości.
Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013
3
Zapotrzebowanie
Nauka
•
•
•
•
Laboratoria czasu i częstotliwości,
Laboratoria astronomiczne,
Laboratoria fizyczne,
Inne.
Przemysł
•
•
•
•
Telekomunikacja,
Technologie mobile,
Transport,
Inne.
Bezpieczeństwo
•
•
•
•
Bankowość i finanse,
Przesył danych,
Kryptografia,
Inne.
Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013
4
Zapotrzebowanie - nauka
Laboratoria czasu i
częstotliwości
•
•
•
•
Synchronizacja
Stabilność częstotliwości
Czas urzędowy
Liczba potencjalnych użytkowników
1 ns
1.00E-15
NIE
~100
Laboratoria
astronomiczne
•
•
•
•
Synchronizacja
Stabilność częstotliwości
Czas urzędowy
Liczba potencjalnych użytkowników
1 ns
1.00E-14
NIE
~100
Laboratoria fizyczne
•
•
•
•
Synchronizacja
Stabilność częstotliwości
Czas urzędowy
Liczba potencjalnych użytkowników
10 ns
1.00E-17
NIE
~100
Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013
5
Zapotrzebowanie - przemysł
Telekomunikacja
•
•
•
•
Synchronizacja
Stabilność częstotliwości
Czas urzędowy
Liczba potencjalnych użytkowników
< 3 µs
1.00E-12
TAK
~100 M
Technologie mobilne
•
•
•
•
Synchronizacja
Stabilność częstotliwości
Czas urzędowy
Liczba potencjalnych użytkowników
< 3 µs
1.00E-12
TAK
~100 M
Transport
•
•
•
•
Synchronizacja
Stabilność częstotliwości
Czas urzędowy
Liczba potencjalnych użytkowników
1 ms
1 µs/dzień
TAK
~100 K
Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013
6
Zapotrzebowanie - bezpieczeństwo
Bankowość i finanse
•
•
•
•
Synchronizacja
Stabilność częstotliwości
Czas urzędowy
Liczba potencjalnych użytkowników
1 - 20 ms
TAK
~10 K
Przesył danych
•
•
•
•
Synchronizacja
Stabilność częstotliwości
Czas urzędowy
Liczba potencjalnych użytkowników
~ ms
TAK
~100 K
Kryptografia
•
•
•
•
Synchronizacja
Stabilność częstotliwości
Czas urzędowy
Liczba potencjalnych użytkowników
1 µs
TAK
~100 K
Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013
7
Porównywanie skal czasu
Precise Point Positioning (PPP)
• metoda pomiaru fazy częstotliwości nośnej satelitów nawigacyjnych, zapożyczona z geodezji satelitarnej,
• wymaga ona dostępu do efemeryd precyzyjnych (dokł. ~5cm) i rozwiązań zegarów satelitów,
publikowanych z opóźnieniem co najmniej 24h przez wyspecjalizowane służby międzynarodowe np. IGS
(International GNSS Service), ESA
• dokładność ~100 ps.
Two-Way
• dwu-kierunkowy transfer czasu przez satelitę telekomunikacyjnego w zakresie częstotliwości
mikrofalowych,
• dokładność ~20 ps.
Time Transfert by Laser Link (L2T2)
• eksperymentalna metoda wykorzystująca geodezyjne lasery satelitarne, synchronizowane przez zegary
atomowe w laboratoriach. Stacje „strzelają” impulsami laserowymi do satelity Jason2 wyposażonego w
odbłyśniki laserowe,
• w eksperymencie uczestniczą 4 stacje laserowe na świecie, wśród nich Astrogeodynamiczne
Obserwatorium w Borówcu (partner projektu),
• dokładność ~20ps.
Światłowodowy transfer czasu i częstotliwości
• transfer czasu przez światłowód,
• natychmiastowe wyniki pomiary
• dokładność ~10ps.
Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013
8
Łącze CBK Borówiec – GUM Warszawa
Parametry połączenia pilotażowego CBK Borówiec – GUM Warszawa (421 km)
Borówiec
CBK
Poznań
Gniezno
67,80 km
14,50 dB
Gorzykowo
22,00 km
5,10 dB
56,70 km
12,50 dB
Konin
Górki
52,70 km
11,70 dB
Golędzkie
59,20 km
12,60 dB
Warszawa
LIM
Sochaczew
64,60 km
14,20 dB
Warszawa
GUM
60,30 km
13,10 dB
383,30 km
83,70 dB
Linia światłowodowa sieci PIONIER włókna G.655
Linia światłowodowa sieci TP S.A. włókna G.652
Regenerator
Węzeł końcowy
Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013
9
Łącze CBK Borówiec – GUM Warszawa
Rezultat porównania skal UTC(AOS) oraz
UTC(PL) z wyk.: łącza optycznego
(czerwony) i metody PPP (niebieski)
Porównanie dokładności metody
światłowodowego transferu czasu w
stosunku do metody satelitarnej PPP
Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013
10
System OPTIME
Trzy główne elementy systemu:
Laboratoria referencyjne
Dostarczają wzorcowe sygnały czasu i częstotliwości dla całego systemu. Laboratoria
te powinny być wiodącymi ośrodkami metrologicznymi charakteryzującymi się wysoką
dokładnością i niezawodnością dostarczanych sygnałów. Parametry całego systemu są
ściśle uzależnione od parametrów sygnałów dostarczanych przez te laboratoria.
W naszym systemie laboratoria wzorcowe to CBK oraz GUM.
Lokalne repozytoria
Są synchronizowane z laboratoriami referencyjnymi i pełnią rolę rezerwowego
źródła sygnału czasu i częstotliwości podczas awarii sygnału otrzymywanego z
laboratoriów referencyjnych. Struktura repozytorium umożliwi automatyczne
wykrywanie awarii i przejścia na rezerwowe źródła czasu i częstotliwości.
Takie rozwiązanie zapewnia większą niezawodność całego systemu.
Repozytoria znajdować się będą w PCSS oraz w FAMO.
Sieć przesyłowa
Łączy laboratoria referencyjne, lokalne repozytoria oraz użytkowników końcowych.
Najbardziej zaawansowani użytkownicy będą podłączeni przez sieć światłowodową,
która zapewnia największą dokładność otrzymywanych sygnałów. Rozpatruje się także
połączenia użytkowników o mniejszych wymaganiach przy wykorzystaniu innych
metod.
Sieć przesyłowa należy do dwóch operatorów PCSS oraz TPSA, wykorzystywane są
także urządzenia stworzone przez partnerów z AGH
Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013
11
System OPTIME – topologia
Schemat sieci dystrybucyjnej:
Istniejące połączenie
Laboratoria wzorcowe
Regeneratory sygnału
Sieć PIONIER
Sieć TPSA
Połączenie planowane
Lokalne Repozytorium
Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013
12
System OPTIME – lokalne repozytorium
Schemat repozytorium lokalnego:
Linia Światłow.
Kierunek I
Odbiornik
Optycznego
Systemu Czasu i
Częstotliwości
10MHz
Odbiornik
Optycznego
Systemu Czasu i
Częstotliwości
10MHz
1PPS
Dystrybucja i
Wzmocnienie
sygnału 1PPS
1PPS
1PPS
Linia Światłow.
Kierunek II
1PPS
Dystrybucja i
Wzmocnienie
sygnału 1PPS
1PPS
1PPS
TTS - 4
1PPS
10MHz
Wzorzec Czasu
i Częstotliwości
1PPS
SIS GPS/
GLONASS/
Galileo
10MHz
Microstepper
10MHz
M
U
L
T
I
P
L
E
K
S
E
R
10MHz
Dystrybucja i
Wzmocnienie
sygnału 10MHz
Nadajnik
Optycznego
Systemu Czasu i
Częstotliwości
10MHz
Linia Światłow.
10MHz
1PPS
1PPS
Dystrybucja i
Wzmocnienie
sygnału 1PPS
1PPS
Dopełnienie
Sekundy
1PPS
1PPS
1PPS
Licznik Wielokanałowy
Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013
13
System OPTIME – monitorowanie i zarządzanie
Sieć
przesyłowa
Lokalne
repozytoria
Użytkownik
System
System
Operator
zarządzania
Laboratoria
referencyjne
Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013
Producent
14
System OPTIME – monitorowanie i zarządzanie
Użytkownik
• Otrzymywanie informacji o awariach i przerwach w działaniu systemu,
• Otrzymywanie informacji o dostawcy sygnałów wzorcowych,
• Monitorowanie jakości otrzymanego sygnału.
Operator
•
•
•
•
•
Gromadzenie i przechowywanie informacji o aktualnym stanie całego systemu,
Analizowanie i badanie korelacji zdarzeń w systemie (log systemowy),
Szybkie wykrywanie awarii i usterek,
Zdalne administrowanie całym systemem, a także poszczególnymi jego elementami,
Automatyczne gromadzenie statystyk dotyczących systemu.
Producent
• Możliwość uzyskania logów w celu analizy działania urządzeń,
• Bezpieczny dostęp do urządzeń w celu odczytania i modyfikacji ich parametrów .
Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013
15
Podsumowanie
Projekt OPTIME stworzy ogólnopolski system dystrybucji wzorców czasu i częstotliwości.
• usługa
dostępna dla
środowiska
naukowego
(PCSS) oraz
komercyjnego
(ORANGE
Polska)
Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013
Polski
• przesyłanie
sygnału na
znaczne
odległości
• wykorzystanie
kilku
laboratoriów
wzorcowych
Stabilny
• dokładność
systemie na
poziomie
najlepszych
ośrodków na
świecie
Rozporoszony
Ultra-precyzyjny
Najważniejsze cechy systemu:
• wykorzystuje
zasoby
sprzętowe
lokalne
(Polskie)
16
Informacje ogólne
OGÓLNOPOLSKI SYSTEM DYSTRYBUCJI ATOMOWYCH WZORCÓW CZASU I CZĘSTOTLIWOŚCI
Początek: 1 grudnia 2012 r.
Czas trwania: 36 miesięcy
Strona www: optime.org.pl
Projekt jest współfinansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach Programu Badań Stosowanych.
Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013
17
DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ.
Wojbor Bogacki
[email protected]
Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013
18
KONTAKT
Poznańskie Centrum Superkomputerowo-Sieciowe
61-704 Poznań, ul. Noskowskiego 10
Binczewski Artur
tel: (+48 61) 858 2010, (+48) 601 727 048
e-mail; [email protected]