Praktické aspekty přenosu přesného času



Podobné dokumenty
Přenosy signálů citlivých na časování, pokročilé přepínače pro Open DWDM

Nové směry v návrhu a realizaci sítí - vyřeší koherentní systémy vše?

Využití fotonických služeb e-infrastruktury pro přenos ultrastabilních optických frekvencí

Relativistické jevy při synchronizaci nové generace atomových hodin. Jan Geršl Český metrologický institut

POKROČILÉ FOTONICKÉ SLUŽBY E-INFRASTRUKTURY ANEB OTEVŘENÝ LINKOVÝ SYSTÉM CZECH LIGHT

Josef Vojtěch Oddělení Optických sítí CESNET

Fotonické sítě jako médium pro distribuci stabilních signálů z optických normálů frekvence a času

Využití infrastruktury CESNET pro distribuci signálu optických atomových hodin

Moderní měřicí technika v optických komunikacích,

Efektivní využití vláknové infrastruktury krajů, měst a společností

Moderní přenosové systémy a expertní služby měření

MODERNÍ METODY CHEMICKÉ FYZIKY II (Přednáška 8) Stručná historie měření času (od kyvadel k frekvenčním hřebenům)

FTTX - Měření v optických sítích. František Tejkl

Softwarově řízená optická infrastruktura pro podporu experimentů

SBÍRKA ŘEŠENÝCH FYZIKÁLNÍCH ÚLOH

Základní jednotky v astronomii

Optoelektronika. Katedra fyzikální elektroniky FJFI ČVUT

BEZPEČNÁ DISTRIBUCE PŘESNÉHO ČASU. Vladimír Smotlacha CESNET. seminář Praha

Úvod do mobilní robotiky AIL028

Soustava vznikla v roce 1960 ze soustavy metr-kilogram-sekunda (MKS).

Efektivní využití vláknové infrastruktury krajů, měst a společností pro metrologii a měřící systémy

Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola, Šumperk, Gen. Krátkého 1, Šumperk

Metrologie v geodézii (154MEGE) Ing. Lenka Línková, Ph.D. Katedra speciální geodézie B

Vývoj a nasazení Czech Light

FOTONICKÉ SLUŽBY E-INFRASTRUKTURY A SYSTÉM CZECH LIGHT. Oddělení optických sítí CESNET Prezentující: Jan Radil , Praha

Komplexní soubor měření optických tras při nasazování vysokorychlostních systémů xwdm

100G a optická i elektrická měření v laboratoři CESNETu

Měření v optické síti různé požadavky operátorů

ATOMOVÁ FYZIKA JADERNÁ FYZIKA

Možnost sdílení vláken v metropolitní síti, navýšení přenosové kapacity od přístupové sítě až po transportní síť

dvojí povaha světla Střední škola informatiky, elektrotechniky a řemesel Rožnov pod Radhoštěm Název školy Předmět/modul (ŠVP) Vytvořeno listopad 2012

FTTX - pasivní infrastruktura. František Tejkl

CESNET a akademická sféra , Josef Baloun, Systémový inženýr

Velká data a moderní optické sítě

Měření a monitorování PMD trasy za provozu nebo bez provozu? Josef Beran, Jan Brouček. Měření a monitorování PMD trasy za provozu nebo bez provozu?

PB169 Operační systémy a sítě

Fyzická úroveň. Teoretický základ datových komunikací. Fourierova analýza

Transceivery versus kabeláž v datacentrech. Ing. Jaromír Šíma

Vyšší odborná škola, Obchodní akademie a Střední odborná škola EKONOM, o. p. s. Litoměřice, Palackého 730/1

ZÁKLADNÍ EXPERIMENTÁLNÍ

Disperzní parametry SMF optických vláken a tras

PÁTEŘNÍ AKADEMICKÁ SÍŤ ČESKÉ REPUBLIKY. Michal Petrovič

FTTH PON topologie. Ing. Martin Ťupa Brno. Passive Optical Network EPON = GEPON GPON. martin.tupa@profiber.cz

Domácí úlohy ke kolokviu z předmětu Panorama fyziky II Tomáš Krajča, , Jaro 2008

ZÁKLADY DATOVÝCH KOMUNIKACÍ

CESNET A SÍŤ ZČU. Michal Petrovič

Obnova signálu aktivní optické sítě na fyzické vrstvě pomocí erbiem dopovaného vláknového zesilovače EDFA a polovodičového zesilovače SOA

Intelligent Optical link Mapper

Novinky pro výuku vláknové optiky a optoelektroniky

Laboratorní úloha KLS 1 Vliv souhlasného rušení na výsledek měření stejnosměrného napětí

Vlnění, optika mechanické kmitání a vlnění zvukové vlnění elmag. vlny, světlo a jeho šíření zrcadla a čočky, oko druhy elmag. záření, rentgenové z.

Koncepce CzechLight, nasazení ROADM v síti CESNET2

CWDM CrossConnect pro Datacentra

Evropský navigační systém. Jan Golasowski GOL091

Bezpečná distribuce přesného času

Spojité regulátory Zhotoveno ve školním roce: 2011/2012. Spojité regulátory. Jednoduché regulátory

CESNET A SÍŤ ZČU. Michal Petrovič

Rezonanční jevy na LC oscilátoru a závaží na pružině

INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ. Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

ČASOMÍRA ROTAČNÍ ČASY FYZIKÁLNĚ DEFINOVANÉ ČASY JULIÁNSKÉ DATUM

Fyzika II, FMMI. 1. Elektrostatické pole

37 MOLEKULY. Molekuly s iontovou vazbou Molekuly s kovalentní vazbou Molekulová spektra

SOUČASNOST A BUDOUCNOST SÍTĚ CESNET SÍŤOVÁ KOMUNIKAČNÍ INFRASTRUKTURA CESNET2

Letní škola RADIOAKTIVNÍ LÁTKY a možnosti detoxikace

Proč studovat hvězdy? 9. 1 Úvod Energetické úvahy Zjednodušení použitá při konstrukci sférických modelů Model našeho Slunce 15

Příslušenství EXP1 - karty do 19 racku rozšiřující počet výstupů 1Vpp na 3 u jednovstupových karet

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: Lasery - druhy

Nejdůležitější pojmy a vzorce učiva fyziky II. ročníku

DVOUSTAVOVÉ MODULAČNÍ FORMÁTY V OPTICKÝCH PŘÍSTUPOVÝCH SÍTÍCH

Látkové množství. 6, atomů C. Přípravný kurz Chemie 07. n = N. Doporučená literatura. Látkové množství n. Avogadrova konstanta N A

KINETICKÁ TEORIE STAVBY LÁTEK

(CD?,PMD?) InBand měření OSNR signálu DWDM. Jan Brouček, Praha, WDM Systems Summit 7.dubna InBand měření OSNR.

Optika. Nobelovy ceny za fyziku 2005 a Petr Malý Katedra chemické fyziky a optiky Matematicko fyzikální fakulta UK

Datum: Projekt: Využití ICT techniky především v uměleckém vzdělávání Registrační číslo: CZ.1.07./1.5.00/34.

Perspektivy fixních telekomunikačních sítí. Ing. Jiří Vodrážka, Ph.D. Katedra telekomunikační techniky FEL ČVUT v Praze

Elektrický signál - základní elektrické veličiny

Signalizace v telekomunikačních sítích. Multiplexní principy a hierarchie

ZÁKLADY DATOVÝCH KOMUNIKACÍ

EXFO iolm intelligent Optical Link Mapper OTDR přesnější než přímá metoda? Pavel Kosour

Historie, současnost a budoucnost sdružení CESNET. Ing. Jan Gruntorád, CSc. ředitel CESNET, z.s.p.o Praha

Přednášky z lékařské biofyziky Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, Brno

Testování a hledání závad na trase pasivních optických přípojek PON FTTx pomocí reflektometru OTDR. Oprava přerušených vláken svařovací soupravou.

SYSTÉM GALILEO. Jakub Štolfa, sto231

ednáška Ing. Bc. Ivan Pravda

Rozvoj FTTx v ČR. FTTx Nový úkaz v ČR: ze země rostou FTTH PON! Zdroj: ČTÚ 2011/09. Jan Brouček,

Přenosová média. rek. Petr Grygárek Petr Grygárek, FEI VŠB-TU Ostrava, Počítačové sítě (Bc.) 1

Fyzická úroveň. Teoretický základ datových komunikací. Fourierova analýza Signály limitované šířkou pásma Maximální přenosová rychlost kanálem

Vyšší odborná škola, Obchodní akademie a Střední odborná škola EKONOM, o. p. s. Litoměřice, Palackého 730/1

VEDENÍ ELEKTRICKÉHO PROUDU V LÁTKÁCH

EU-OPVK: VY_32_INOVACE_FIL7 Vojtěch Filip, 2013

Benefity a úskalí plošného souvislého sledování IP provozu na bázi toků při řešení bezpečnostních hlášení

Měření délek. Přímé a nepřímé měření délek

metoda je základem fenomenologické vědy termodynamiky, statistická metoda je základem kinetické teorie plynů, na níž si princip této metody ukážeme.

Vlákna G.657 nejen pro přístupové sítě Patrick Stibor

evropský sociální fond v ČR Kurzy moderních komunikačních technologií pro pedagogy

3 Optické sítě. 3.1 Výzkum a vývoj CEF Networks. of :26

Čekám na signál? (FTTH na dohled, FTTH v nedohlednu) Stav FTTH v CZ,SK

Čas. John Archibald Wheeler: Čas - to je způsob, jakým příroda zajišťuje, aby se všechno neodehrálo najednou.

Chemické složení vesmíru

evropský sociální fond v ČR

Transkript:

www.cesnet.cz Jan Radil, Vladimír Smotlacha, Josef Vojtěch OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 1

CESNET - Czech Educational and Scientific NETwork Sdružení založeno 1996 jako nezisková organizace z.s.p.o. veřejné univerzity a Akademie věd ČR Národní síť pro vědu a vzdělávání CESNET2 www.cesnet.cz 23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 2

23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 3

Tato prezentaci obsahuje pouze naše osobní názory na danou problematiku. S využitím našich předchozích prezentací. Použité ukázky z jiných děl jsou použity pouze pro vzdělávací účely. Přesun do této sekce drobné úpravy. Praktické aspekty oslabeny 23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 4

Přesný čas. Víme vůbec co to čas je? 23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 5

Přesný čas. Víme vůbec co to čas je? Co je tedy čas? Vím to, když se mě na něj nikdo netáže; ale mám-li to někomu vysvětlit, nevím. Čas jest, jenom když zaniká? Aurelius Augustinus, 354-430, Vyznání (Confessiones) 23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 6

Sekunda základní jednotka času v soustavě SI. Doba trvání (časový interval vymezený) 9 192 631 770 period (kmitů) záření, které odpovídá přechodu mezi dvěma hladinami (hyperjemné) struktury základního stavu atomu 133 Cs. Hyperjemný působení elektronů a jádra, rozštěpení hladin. Mikrovlny. Frekvence - počet opakování periodického děje za daný časový úsek. 1Hz = jedna událost za sekundu. 1Hz = 1/s. Čas je integrál frekvence. Cs atom: jeden jediný, v klidu, absolutní nula, nulové magnetické pole, bez vnějších vlivů v praxi nelze dosáhnout. V minulosti jiné definice doba rotace Země. Přesnost nebyla dostatečná. Samozřejmě SI sekunda je blízká starším sekundám. Proto Cs a hyperjemné přechody nic lepšího nebylo. 23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 7

Přesný čas a CESNET: Praha - Vídeň Porovnání atomových hodin Praha (UFE) Vídeň (BEV) Začátky 2010, od 2011 v provozním režimu CESNET, ACOnet Celková délka vláknové trasy 550km, celkový útlum 137dB Cisco a OpenDWDM přenosové systémy (multivendor, multidomain) Různé metody kompenzace chromatické disperze vlákno DCF i mřížky FBG, mají vliv na přesnost, stabilitu Jde vlastně o Alien Wavelength (aka ITU Black Link), rychlost přenosu je mimo ITU doporuční Obrázky a text z [1],[2] 23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 8

23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 9

Propojení Praha-Ondřejov-Pecný Specifické požadavky na přenos přesného času (možný kandidát pouze vlákno) Praha-Ondřejov pouze jedno vlákno (poměrně běžné v CESNETu, finanční úspora oproti klasickým dvouvláknovým trasám) Ondřejov-Pecný jsou dvě vlákna (krátká vzdálenost) Přesný čas nutný mezi Prahou a Pecným 23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 10

Propojení Praha-Ondřejov-Pecný Návrh: M. Hůla, CESNET 23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 11

Propojení Praha-Ondřejov-Pecný Návrh: M. Hůla, CESNET Ondřejov 23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 12

Propojení Praha-Ondřejov-Pecný Návrh: M. Hůla, CESNET ČAS Ondřejov 23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 13

Propojení Praha-Ondřejov-Pecný Návrh: M. Hůla, CESNET ČAS Ondřejov DATA 23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 14

CESNET: adaptér pro přenos času a frekvence Návrh: V.Smotlacha, CESNET 23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 15

Atomové hodiny nejen Cs, Rb nebo H (maser), ale i Yb (optické mřížkové hodiny) a další (Ca, Al). Přesný zdroj frekvence a času. Problém v názvech velkých čísel! milion(10 6 )-miliarda-bilion-biliarda-trilion(10 18 )-triliarda... nebo million(10 6 )-billion-trillion-quadrillion-quintillion(10 18 )... 23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 16

Atomuhr-CS2 CC BY-SA 3.0 Jörg Behrens - Own work Atomic clock CS2 at the Physikalisch Technischen Bundesanstalt, Braunschweig. CS2 provides the German national legal time standard. Open house day 1997. 23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 17

Original source: http://tf.nist.gov/cesium/fountain.htm NIST-F1 Cesium fountain atomic clock, serving as the US time and frequency standard, with an uncertainty of 5.10-16 (as of 2005). NIST-F2 more accurate (2014). [3] 23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 18

Dvojhladinové soustavy [7] 23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 19

Original source: tf.boulder.nist.gov/general/pdf/2688.pdf Yb optical lattice clock (OLC) with instability 1,6.10-18 (desetina sekundy za dobu trvání vesmíru). Petahertz yterbium vs gigahertz u cesiových hodin. [4] 23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 20

Rb oscillator, uncertainty 10-10,10-11 (Cs 10-13 ) http://www.sbtron.co.kr/gps_rubidium_time/rubidium%20frequency%20standards/picture_h/90096 -AR133A20big.jpg 23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 21

http://www.nist.gov/pml/div688/f2-briefing-opening-statement-040314.cfm Historical improvements in timekeeping over the ages. The NIST-F2 cesium fountain clock, a new U.S. civilian time standard, is the world s most accurate time standard as of April 2014. 23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 22

Přesný čas. Teď už to víme? Ó Pane můj, Světlo mé! Zdaž i zde se Tvá pravda nevysměje člověku? Kdy vlastně byl minulý čas dlouhý? Jakmile totiž uplynul, již ho není. Přítomný čas tedy nemá žádného trvání. (K budoucímu času) Ale jak se může nazývat dlouhým nebo krátkým, co vůbec není? Aurelius Augustinus, 354-430, Vyznání (Confessiones) 23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 23

Proč to vlastně potřebujeme? Protože to jde. Redefinice jednotek SI, fyzika, navigační systémy, geodézie, astronomie, další obory (armáda). Případ konfliktu... Vláknová optika Používají se neobvyklá zařízení, např. Brilliouinovy zesilovače nebo obousměrné EDFA, šance vyzkoušet nové věci 23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 24

Proč to vlastně potřebujeme? Další možné hrátky. Například vztah mezi frekvencí a hmotností. E=mc 2 a E=hf takže lze napsat: f=mc 2 /h f[hz] = 1,36*10 50 *m [kg] Je třeba být opatrný, třeba pro atom uhlíku lze spočíst frekvenci 2,72*10 24 Hz. Tato frekvence je kvantověmechanická vlastnost, třeba jako spin. [5] 23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 25

Evropský projekt NEAT-FT Accurate time/frequency comparison and dissemination through optical telecommunication networks Network for European Accurate Time and Frequency Transfer http://www.ptb.de/emrp/neatft_home.html Čas: 50ps, Frekvence: 10-17 (a lepší stabilita) Francouzský projekt REFIMEVE+ Ultrastabilní frekvence Na produkční síti francouzské NREN - RENATER 26. září, 2013 WDM Systems Summit 2013 26

NEAT-FT 26. září, 2013 WDM Systems Summit 2013 27

Závěry Přenos přesného času už není taková exotika Lze použít normální optickou síť CESNET má tuto službu v provoznim režimu od 2011 Evropský projekt NEAT-TF úspěšně pokračuje Přesný čas lze přenášet společně s daty (možný problém kompenzace chromatické disperze nebo sousedící 100G a pomalé časové signály) Stabilní frekvence je další specifická aplikace nemodulovaný signál Fotonická služba termín pro plně optické spojení mezi koncovými body, vhodné pro tyto nové nedatové aplikace [6] Optické hodiny: další směr k ještě vyšší přesnosti 23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 28

[1] J.Radil, WDM Systems Summit 2013 [2] J.Radil, Optické Komunikace 2013 [3] www.nist.gov/pml/div688/nist-f2-atomic-clock-040314.cfm [4] www.nist.gov/pml/div688/grp80/yb-lattice-clock.cfm [5] www.nature.com/news/the-time-about-a-quarter-past-a-kilogram-1.12191 [6] GN3 report, Photonic Services: Challenge for Users and for Networkers, 2013. czechlight.cesnet.cz/documents/projects/gn3-year4/gn3-13-110_jra1- T2_Photonic-Services.pdf geant3.archive.geant.net/media_centre/media_library/media%20library/gn3-13- 110_JRA1-T2_Photonic-Services.pdf [7] Feynman, Leighton, Sands: Feynmanovy přednášky z fyziky 3.díl 23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 29

Poděkování: CESNET: Lada Altmanová, Miloslav Hůla, Stanislav Šíma, Pavel Škoda. 23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 30

Děkuji za pozornost. Otázky? 23.-24.10. 2014 OPTICKÉ KOMUNIKACE 2014 31