Tarkka aikasynkronointi ja aikalinkit maanpuolustuksessa. rahoitus: 90 855 eur



Samankaltaiset tiedostot
Tarkka aikasynkronointi ja aikalinkit kriittisessä infrastrukstuurissa

TIIVISTELMÄRAPORTTI (SUMMARY REPORT) Tarkka aikasynkronointi ja aikalinkit maanpuolustuksessa

Hajautetut vikasietoiset kelloverkot (2500M-0099) Anders Wallin, VTT, MIKES Metrologia. kesto: 2018/ /02 MATINE-rahoitus 100 keur

Referenssit ja näytteenotto VLBI -interferometriassa

Pakettisynkronointitestauksen automaatio

FPGA-piirien käyttökohteet nyt ja tulevaisuudessa Tomi Norolampi

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

AFCEA PVTO2010 Taistelija / S4

Televerkon synkronointi

Aurinkoenergiajärjestelmien etäseurantajärjestelmä

Asuntotuotantotarve

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY VERKOTAN OY VERKOTAN LTD.

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

TIIVISTELMÄRAPORTTI. Hajautetut vikasietoiset kelloverkot

Hinnasto. Sonera Ethernet. Julkinen

OH3SHF mikroaaltomajakka

Lohkoketjuteknologian hyödyntäminen tiedon oikeellisuuden todistamisessa. Joel Kaartinen,

Opinnäytetyön Loppuseminaari klo 8

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

Ohjausnäkymä Vertailu: Sivusto. 62,33 % Välitön poistumisprosentti Käynnit. 00:01:19 Keskim.

Operaattorivertailu SELVITYS LTE VERKKOJEN KUULUVUUDESTA

Operaattorivertailu SELVITYS LTE VERKKOJEN KUULUVUUDESTA

KESKIJÄNNITEVERKON SUOJAUS JA OHJAUS. Ville Tiesmäki

Time Systems. schneider-electric.fi

Sähkönjakeluverkon hallinnan arkkitehtuuri. Sami Repo

Kellot, taajuuslähteet. Kellot, taajuuslähteet. Mittaustekniikan perusteet / luento 6 Perusmittalaitteet 4. Kideoskillaattorit

Capacity Utilization

SMART BUSINESS ARCHITECTURE

Mittausteknologian tutkimuksen kaupallistamisen haasteellisuus

S Sähkön jakelu ja markkinat S Electricity Distribution and Markets


Q = pienin suunniteltu ilmamäärä ja k = puhaltimen tai iirispellin k-arvo.

Taajuusmittauskilpailu Hertsien herruus Mittausraportti

Satelliittipaikannus

Sähkötekniikan tutkintoohjelma. DI-tutkinto ja uranäkymät

HEVOSYRITYS HUIPPUKUNTOON KIERTUE

Älyvaatteet työympäristössä

Teollisuuden uudistuminen - innovaatiot uuden nousun mahdollistajana

PAINELAITEOSAAMISKESKITTYMÄ PRESSURE EQUIPMENT CENTER OF EXCELLENCE

Risto Kauppi, CEO. Rugged Tooling Subject to change

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND LTD

SI-mittayksiköt. Martti Heinonen VTT MIKES. FINAS-päivä National Metrology Institute VTT MIKES

Operaattorivertailu SELVITYS LTE VERKKOJEN KUULUVUUDESTA

ABB Oy Domestic Sales Harri Liukku Aurinkosähköjärjestelmät Kytkennät

Measurepolis Development Oy

TEST REPORT Nro VTT-S Air tightness and strength tests for Furanflex exhaust air ducts

Kanavamittaus moderneja laajakaistaisia HFjärjestelmiä

Liikenneverkot-tietotuote

Liikkuvuudenhallinta Mobile IP versio 6 - protokollalla

RFID ja etäanturit sovelluksia ja uutta teknologiaa. Kaarle Jaakkola VTT Technical Research Centre of Finland

WAMS 2010,Ylivieska Monitoring service of energy efficiency in housing Jan Nyman,

Space for work, meetings and events. Expert Services for knowledge intensive and growth oriented SME s

Myytävät laitteet/instruments for sale mobile:

CUMULUS Hotellit Kaupunki Hotelli Huoneluokka Normal Low High Normal Low High

Ilmakanaviston äänenvaimentimien (d= mm) huoneiden välisen ilmaääneneristävyyden määrittäminen

Piirien väliset ohjaus- ja tiedonsiirtoväylät H. Honkanen

00: :30 1h 30min Mon-Sun,# express Helsinki - Lahti. 01: :35 1h 15min Mon-Sun,*14 express Helsinki - Kuopio--Kajaani--Oulu

Rataverkon kokonaiskuva

Tiestön kehittämistarpeet Pohjois-Suomessa

Jyrki Kontio, Ph.D

Antennijärjestelmät, ST-käsikirja 12

Kriittinen näkemys muuntamoautomaation nykytilasta. Antti Nieminen Verkonkäyttö / Turku Energia Sähköverkot Oy VINPOWER älymuuntamotyöpaja 18.9.

4G LTE-verkkojen sisätilakuuluvuusvertailu 1H2014

TURVALLISEN TEKNIIKAN SEMINAARI Laitteiden etähallinta tietoverkkojen välityksellä Jani Järvinen, tuotepäällikkö

RIWA Luotettava ja reaaliaikainen langaton automaatio

Johdanto LoM-tarkasteluihin

TESTAUSSELOSTE Nro. RTE590/ Sadeveden erotusasteen määrittäminen. KOMPASS-500-KS. VTT RAKENNUS- JA YHDYSKUNTATEKNIIKKA

Teknisiä käsitteitä, lyhenteitä ja määritelmiä

LYTH-CONS CONSISTENCY TRANSMITTER

KMTK lentoestetyöpaja - Osa 2

Operaattorivertailu SELVITYS 3G VERKKOJEN DATANOPEUKSISTA

TOIMILUVAT ANALOGISEN RADIOTOIMINNAN HARJOITTAMISEKSI Valtakunnallinen ja siihen rinnastettava toiminta

VMU-C EM. Asennus ja käyttö

Mobiiliverkkojen tiedonsiirtonopeuksien vertailu 02/2015. Mobiiliverkkojen tiedonsiirtonopeuksien vertailu, Tiivistelmä 02/2015

Laajakaistaliittymien hintavertailu - kiinteät laajakaistaliittymät 04/2009 Tiedot päivitetty

1 db Compression point

Keskus- ja palveluverkko. UZ3 työpaja Ville Helminen

Kuntien välinen muuttoliike Hyvinkäällä KAIKKI IKÄRYHMÄT

KODAK EIM & RIM VIParchive Ratkaisut

Liiketoimintaa ICT-osaamisesta vahvuuksilla eteenpäin. Jussi Paakkari, teknologiajohtaja, VTT, R&D, ICT

BDD (behavior-driven development) suunnittelumenetelmän käyttö open source projektissa, case: SpecFlow/.NET.

GNSS-vastaanottimet. Havaintosuureet

National Building Code of Finland, Part D1, Building Water Supply and Sewerage Systems, Regulations and guidelines 2007

Läpimurto ms-taudin hoidossa?

Atostek. KanTa-konseptin tuotteistaminen ja vienti ulkomaille

LOPPUKÄYTTÄJÄN OHJEET KÄYNNISTYSTÄ, VIRRAN KATKAISEMISTA, ULOSKIRJAUSTA, KANAVAN VAIHTOA JA NÄYTTÖASETUSTEN MUUTTAMISTA VARTEN.

Ilmoittautuneet saavat kurssikutsun viikon ennen kurssin alkua tarkempine kurssin aikataulu ja koulutuspaikkatietoineen.

Efficiency change over time

Salasanojen hallinta. Salasanojen hallintaopas RESTAURANT ENTERPRISE SOLUTION

Jaakko Myllylä ja Anssi Lampinen Liikkuvan kelihavainnoinnin automatisointi

EMC MITTAUKSET. Ari Honkala SGS Fimko Oy

Suomen Aurinkolämpö Oy

Energiatehokkuussopimus - Energiapalvelujen toimenpideohjelman toteuttaminen

Säännöllinen kapasiteetti

Espoo IKÄVAKIOIDUT. Yhteensä 0,0. Ikäluokittain. IKÄVAKIOIMATTOMAT Yhteensä ,8 0,6 8,3 2,9

Suomen rakennettu ympäristö vuonna Bio Rex Miimu Airaksinen, VTT

Teknologiasta liiketoimintaa - case VTT

HITSAUKSEN TUOTTAVUUSRATKAISUT

Ammattikorkeakoulujen valintakoepäivät (syksy 2017)

Transkriptio:

VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND LTD Tarkka aikasynkronointi ja aikalinkit maanpuolustuksessa rahoitus: 90 855 eur Anders Wallin Mikko Merimaa MIKES Metrology, VTT Technical Research Centre of Finland ltd.

MIKES, SI järjestelmä ja Suomen aika The New SI

Time & Frequency Distribution in data networks NTP: milliseconds time.mikes.fi (software time-stamping, unpredictable delays in routers/switches/gateways) PTP: microseconds (hardware time-stamping) PTP = Precision Time Protocol (IEEE 1588) White Rabbit (PTP-WR): nanoseconds - sub-ns hardware time-stamping - 10km link length

Syntonization & Synchronization Problem k A = k B syntonization White Rabbit Solution Synchronous Ethernet at 1.25 GPS b A = b B synchronization Precision Time Protocol (PTP) + DMTD

White Rabbit towards a IEEE-1588 high resolution standard Step 1. Hardware time-stamping of t 1 -t 4 Gives coarse (8 ns) RTT Step 2. Phase measurement to enhance T2 and T4 I m late, I m late, for a very important date! No time to say hello, goodbye Measuring picoseconds with ~125 MHz clocks on FPGAs -> Round-trip-time measurement with sub-nanosecond precision 19/11/2015 5

White Rabbit hardware, software, networks WR Node: SFP + FPGA + FMC front-end hardware/firmware/software CERN/7-solutions/others [ohwr.org]

Hankkeen Tavoitteet 1. selvittää pitkän etäisyyden White Rabbit aikalinkin toimivuus Puolustusvoimien verkossa sekä White Rabbit tekniikan suorituskyvyn rajoitukset käyttäen linkin molemmissa päissä sijaitsevia vetymasereita Suorituskykymittauksia tehty lyhyillä etäisyyksillä Pitkän etäisyyden linkki voidaan toteuttaa 2016 2. kehittää uusia menetelmiä linkin epäsymmetrian määrittämiseen. Menetelmä joka perustuu up/down-link kääntöön 3. ja evaluoida Mittatekniikan keskuksen tuottaman Suomen ajan UTC(MIKE) käyttökelpoisuus Puolustusvoimien aikasynkronoinnin ylläpitoon poikkeustilanteissa, joissa synkronointi navigaatiosatelliittien tuottamaan aikaan ei ole mahdollista. Simuloitu redundanttia synkronointiverkkoa Evaluaatio voidaan tehdä tavoitteen 1. jälkeen 19/11/2015 7

Aikalinkin toimivuutta puolustusvoimien verkossa ei vielä kokeiltu hanke jatkuu 2016 Espoo-Kajaani ~1000 km aikavirhe +/-2 ns 100 päivän aikana Round-trip-time (~proportional to temperature) Time transfer error

Suorituskyvyn rajoitukset, 3 km kuitu 19/11/2015 9

Suorituskyvyn rajoitukset White Rabbit kytkin aikalähteenä, rajoittavat tekijät: Vaihelukko Atomikellosta kytkimeen Kytkimen sisäiset oskillaattorit 19/11/2015 10

Epäsymmetrian vaikutus ja mittaus Ideal symmetric Links can assume A time-offset of RTT/2 RTT/2?? Dms Slave Dsm RTT (round-trip-time) Master Asymmetry Cause: - Chromatic dispersion - Unequal fiberpaths Problem: time-transfer Error = (Dms-Dsm)/2 Virtual/calculated point at RTT/2 Master Master up up RTT/2 RTT down down Slave Slave does two measurements against Local clock -> fiber asymmetry can be determined. [Huang 2013, China Mobile] Works! But impractical for installed fiber networks 19/11/2015 11

Epäsymmetrian vaikutus ja mittaus Tietoliikenneverkot eivät ole staattisia à epäsymmetrian muutoksia syntyy huoltojen ja vaurioiden korjauksen seurauksena Robustit järjestelmät ovat verkkoja à muutokset yksittäisissä yhteyksissä voidaan mitata à saadaan muuttuneen yhteyden epäsymmetria. Tämä voidaan tehdä osaverkoille tai jopa yhdelle noodille, joka menettää hetkeksi yhteytensä kokonaan, jos kellon ajautuma voidaan ennustaa riittävän tarkasti. Kysymys: Kuinka ajansiirron epävarmuus verkossa kasvaa satunnaisissa paikoissa tapahtuvien epäsymmetriamuutosten seurauksena, kun niitä aktiivisesti korjataan. 19/11/2015 12

Synkronointiverkon simulointi verkon referenssi Cs-kello Rb-kello OCXO Simulaation oletukset Katkon todennäköisyys/(päivä*km)=5e-6 Korjauksen todennäköisyys/päivä=0.5 Kun linkki katkeaa, tieto linkin vaihevirheestä menetetään täysin Kun linkki palautuu, uusi vaihevirhe saadaan päissä olevien kellojen vaihetiedosta. Vaiheeseen lisätään vielä satunnainen 2 ns epävarmuus. Jos kello ei saa referenssiä, Tilannetta yritetään korjata vaihtamalla tilapäisesti linkkien suuntia Yleensä toimitaan karttaan merkityillä linkin suunnilla Jos tämä ei onnistu, paras arvaus on kellon vapaa käynti à tästä kuitenkin isoja vaihevirheitä Vapaille kelloille: Cs-kello: Rb-kello: OCXO: max drifti 7.5 ns/day, max muutos 2.5 ns/day max drifti 80000 ns/day, max muutos 10 ns/day max drifti 300000 ns/day, max muutos 2300 ns/day 19/11/2015 13

Synkronointiverkon simulointi Tilanne kun aikaa on kulunut: 1 vuosi 100 simulaatiota Keskimäärin 5,7 katkosta järjestelmän sisällä / simulaatio Vain muutama isompi poikkeama pienellä todennäköisyydellä =Sotkamo, jonne vain yksi linkki 20 Time offset [ns] 0-20 -40 Tampere Jyväskylä Kouvola Helsinki Joensuu Kontiolahti Kuopio Kajaani Sotkamo Oulu Turku 19/11/2015 14

Sovellukset [http://www.whiterabbitsolution.com/] Synkronointiverkon noodeissa on sama aika. 1-PPS ja 10MHz (ilman GPS riippuvuutta) Aikaleimaus (tapahtumat/sensorit) Pulssien generointi (samanaikainen hajautettu ohjaus) ADC: Analogisignaalien digitointi ( hajautettu oskilloskooppi ) DAC: hajautettu signaaligenerointi DDS: Digital-direct-synthesis (RF jakelu) 19/11/2015 15

Yhteenveto Tavoite 1: Vaikka Mikes PV yhteys ei vielä ole olemassa, on osatuloksia on saatu Espoo-Kajaani White Rabbit -linkillä Mittaustulos verifiointimenetelmän rajoittama Seuraavat kokeet linkittävät kaksi H-maseria Lyhyellä linkillä mitattu ADEV < 2x10-11 /t(s) Tavoite 2: Tutkittu epäsymmetrian mittausmenetelmiä Up/Downlink kuitujen vaihto toimii hankalaa linkillä jossa vahvistimia Simuloitu redundantin synkronointiverkon toimintaa. Tavoite 3: aikasynkronointi MIKES / Puolustusvoimat, odottaa yhteyden valmistumista (vaikuttaa myös muihin tavoitteisiin). Simuloitu redundantin synkronointiverkon toimintaa. Jatko: Sovellukset kuten radio lähettimet/vastaanottimet, hajautettu tutka, tietoliikenneverkot, sähköverkkomittaukset, laajemman verkon synkronointi, jne. 19/11/2015 16

TECHNOLOGY FOR BUSINESS