OGÓLNOPOLSKI SYSTEM DYSTRYBUCJI ATOMOWYCH WZORCÓW CZASU I CZĘSTOTLIWOŚCI

Akademia Górniczo Hutnicza

Centrum Badań Kosmicznych CBK

Orange Polska - TPSA Poznańskie Centrum Superkomputerowo-Sieciowe

PARTNERZY

OGÓLNOPOLSKI SYSTEM DYSTRYBUCJI ATOMOWYCH WZORCÓW CZASU I CZĘSTOTLIWOŚCI

Wojbor BogackiPoznańskie Centrum Superkomputerowo-Sieciowe

2

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. Podsumowanie5. Informacje ogólne

Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013

3

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.


4

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.

5

Zapotrzebowanie - nauka


• Synchronizacja• Stabilność częstotliwości• Czas urzędowy• Liczba potencjalnych użytkowników

Laboratoria czasu i częstotliwości


Laboratoria astronomiczne


Laboratoria fizyczne

1 ns1.00E-15NIE~100

1 ns1.00E-14NIE~100

10 ns1.00E-17NIE~100

6

Zapotrzebowanie - przemysł



Telekomunikacja


Technologie mobilne


Transport

< 3 µs1.00E-12TAK~100 M

< 3 µs1.00E-12TAK~100 M

1 ms1 µs/dzieńTAK~100 K

7

Zapotrzebowanie - bezpieczeństwo



Bankowość i finanse


Przesył danych


Kryptografia

1 - 20 ms-TAK~10 K

~ ms-TAK~100 K

1 µs-TAK~100 K

8

Porównywanie skal czasu


• 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.

Precise Point Positioning (PPP)

• dwu-kierunkowy transfer czasu przez satelitę telekomunikacyjnego w zakresie częstotliwości mikrofalowych,

• dokładność ~20 ps.

Two-Way

• 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.

Time Transfert by Laser Link (L2T2)

• transfer czasu przez światłowód,• natychmiastowe wyniki pomiary• dokładność ~10ps.

Światłowodowy transfer czasu i częstotliwości

9

Łącze CBK Borówiec – GUM Warszawa

Parametry połączenia pilotażowego CBK Borówiec – GUM Warszawa (421 km)


Gniezno Gorzykowo Konin67,80 km14,50 dB

Poznań Golędzkie SochaczewWarszawa

LIMGórkiWarszawa

GUM22,00 km5,10 dB

56,70 km12,50 dB

52,70 km11,70 dB

59,20 km12,60 dB

64,60 km14,20 dB

60,30 km13,10 dB

Regenerator

Węzeł końcowy

Linia światłowodowa sieci TP S.A. włókna G.652

Linia światłowodowa sieci PIONIER włókna G.655

383,30 km83,70 dB

Ponad 500 dni badań!

BorówiecCBK

10

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

11

System OPTIME

Trzy główne elementy systemu:


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.

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.

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

Laboratoria referencyjne

Lokalne repozytoria

Sieć przesyłowa

12

System OPTIME – topologia

Schemat sieci dystrybucyjnej:


Istniejące połączenie

Laboratoria wzorcowe

Regeneratory sygnału

Sieć PIONIER

Połączenie planowane

Lokalne Repozytorium

Sieć TPSA

13

System OPTIME – lokalne repozytorium

Schemat repozytorium lokalnego:


Odbiornik Optycznego

Systemu Czasu i Częstotliwości

Dystrybucja i Wzmocnienie

sygnału 10MHz

Dystrybucja i Wzmocnienie sygnału 1PPS

Nadajnik Optycznego

Systemu Czasu i Częstotliwości

Dopełnienie Sekundy

TTS - 4

Licznik Wielokanałowy

10MHz

1PPS

Odbiornik Optycznego

Systemu Czasu i Częstotliwości 1PPS

1PPS

10MHz10MHz

1PPS 1PPS

1PPS

1PPS

1PPS

1PPS

1PPS

10MHz

1PPS 1PPS

10MHz

10MHz

1PPS

Linia Światłow.Kierunek I

Linia Światłow.Kierunek II

Linia Światłow.

1PPS

SIS GPS/GLONASS/

Galileo



10MHzMicrostepper

MULTIPLEKSER

10MHz

Wzorzec Czasu i Częstotliwości

Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013 14

System

Użytkownik

Operator

Producent

System zarządzania

Sieć przesyłowa

Lokalnerepozytoria

Laboratoriareferencyjne

System OPTIME – monitorowanie i zarządzanie


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 .


Podsumowanie

Projekt OPTIME stworzy ogólnopolski system dystrybucji wzorców czasu i częstotliwości.

Najważniejsze cechy systemu:

Ultr

a-pr

ecyz

yjny • dokładność

systemie na poziomie najlepszych ośrodków na świecie

Rozp

oros

zony • przesyłanie

sygnału na znaczne odległości

• wykorzystanie kilku laboratoriów wzorcowych

Stab

ilny • usługa

dostępna dla środowiska naukowego (PCSS) oraz komercyjnego (ORANGE Polska)

Polsk

i • wykorzystuje zasoby sprzętowe lokalne (Polskie)

17

Informacje ogólne

OGÓLNOPOLSKI SYSTEM DYSTRYBUCJI ATOMOWYCH WZORCÓW CZASU I CZĘSTOTLIWOŚCI

Początek: 1 grudnia 2012 r.Czas trwania: 36 miesięcyStrona www: optime.org.pl

Projekt jest współfinansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach Programu Badań Stosowanych.



DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ.

Wojbor [email protected]

Poznańskie Centrum Superkomputerowo-Sieciowe61-704 Poznań, ul. Noskowskiego 10Binczewski Arturtel: (+48 61) 858 2010, (+48) 601 727 048e-mail; [email protected]

KONTAKT

OGÓLNOPOLSKI SYSTEM DYSTRYBUCJI ATOMOWYCH WZORCÓW CZASU I CZĘSTOTLIWOŚCI

Documents

Transcript of OGÓLNOPOLSKI SYSTEM DYSTRYBUCJI ATOMOWYCH WZORCÓW CZASU I CZĘSTOTLIWOŚCI