Wojbor Bogacki Poznańskie Centrum Superkomputerowo-Sieciowe OGÓLNOPOLSKI SYSTEM DYSTRYBUCJI ATOMOWYCH WZORCÓW CZASU I CZĘSTOTLIWOŚCI Wojbor Bogacki Poznańskie Centrum Superkomputerowo-Sieciowe

AGENDA Geneza projektu OPTIME Łącze Warszawa – Borowiec System OPTIME Czym jest OPTIME? Zapotrzebowanie; Porównywanie skal czasu; Łącze Warszawa – Borowiec Parametry; Wyniki; System OPTIME Topologia; Lokalne repozytoria; Monitoring i zarządzanie Podsumowanie Informacje ogólne Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013

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

Zapotrzebowanie Nauka Przemysł Bezpieczeństwo Laboratoria czasu i częstotliwości, Laboratoria astronomiczne, Laboratoria fizyczne, Inne. Przemysł Telekomunikacja, Technologie mobile, Transport, Bezpieczeństwo Bankowość i finanse, Przesył danych, Kryptografia, Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013

Zapotrzebowanie - nauka Synchronizacja Stabilność częstotliwości Czas urzędowy Liczba potencjalnych użytkowników Laboratoria czasu i częstotliwości Laboratoria astronomiczne Laboratoria fizyczne 1 ns 1.00E-15 NIE ~100 1 ns 1.00E-14 NIE ~100 10 ns 1.00E-17 NIE ~100 Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013

Zapotrzebowanie - przemysł Synchronizacja Stabilność częstotliwości Czas urzędowy Liczba potencjalnych użytkowników Telekomunikacja Technologie mobilne Transport < 3 µs 1.00E-12 TAK ~100 M < 3 µs 1.00E-12 TAK ~100 M 1 ms 1 µs/dzień TAK ~100 K Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013

Zapotrzebowanie - bezpieczeństwo Synchronizacja Stabilność częstotliwości Czas urzędowy Liczba potencjalnych użytkowników Bankowość i finanse Przesył danych Kryptografia 1 - 20 ms - TAK ~10 K ~ ms - TAK ~100 K 1 µs - TAK ~100 K Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013

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

Łącze CBK Borówiec – GUM Warszawa Parametry połączenia pilotażowego CBK Borówiec – GUM Warszawa (421 km) Borówiec CBK Warszawa LIM Warszawa GUM Poznań Gniezno Gorzykowo Konin Górki Golędzkie Sochaczew 67,80 km 14,50 dB 22,00 km 5,10 dB 56,70 km 12,50 dB 52,70 km 11,70 dB 59,20 km 12,60 dB 64,60 km 14,20 dB 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 Ponad 500 dni badań! Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013

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

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

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

System OPTIME – lokalne repozytorium Schemat repozytorium lokalnego: Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013

System OPTIME – monitorowanie i zarządzanie System zarządzania Sieć przesyłowa Lokalne repozytoria Laboratoria referencyjne System Użytkownik Operator Producent Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013

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

Ultra-precyzyjny Rozporoszony Stabilny Polski Podsumowanie Projekt OPTIME stworzy ogólnopolski system dystrybucji wzorców czasu i częstotliwości. Najważniejsze cechy systemu: Ultra-precyzyjny dokładność systemie na poziomie najlepszych ośrodków na świecie Rozporoszony przesyłanie sygnału na znaczne odległości wykorzystanie kilku laboratoriów wzorcowych Stabilny usługa dostępna dla środowiska naukowego (PCSS) oraz komercyjnego (ORANGE Polska) Polski wykorzystuje zasoby sprzętowe lokalne (Polskie) Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013

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

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ. Wojbor Bogacki wojbor@man.poznan.pl Krajowe Sympozjum Telekomunikacji i Teleinformatyki KSTiT - Gdańsk 4-6 września 2013