Suomalaiset tutkijat ovat kokeilleet yhdessä Hollannin ja Ruotsin metrologialaitosten kanssa tietoverkon tahdistamista tarkkaakin tarkemmalla, ns. White Rabbit -tekniikalla. Uusi nopeampi kuituverkko nitoo yhteen myös tulevaisuuden langattoman 5G-verkon.
Valokuitulinkillä voidaan synkronoida tietoverkko alle nanosekunnin epävarmuudella sekä verrata atomikelloja toisiinsa tarkemmin kuin nykyään laajasti käytössä olevilla satelliittivertailuilla.
VTT mittasi jo kaksi vuotta sitten myös maailman pisimmän, tuhannen kilometrin White Rabbit -valokuituyhteyden superlaskentakeskus CSC:n Funet-DWDM -verkossa Espoosta Kajaaniin. VTT:n MIKES Metrologian ylläpitämää Suomen aikaa UTC (MIKE) jaetaan pääasiassa täsmällisen aikatiedon välittämiseen tarkoitetun NTP-protokollan kautta tietoverkoissa/internetissä. Sen avulla päästään parhaimmillaan yhden millisekunnin epävarmuuteen.
Uudet 5G-verkot tulevat vaatimaan taustalla toimivalta kuituverkoltaan synkronointia yhden mikrosekunnin tai pienemmällä epävarmuudella. Myös älykkäät sähköverkot edellyttävät synkronointia mikrosekunnin tai pienemmällä epävarmuudella. Siksi avuksi tarvitaaan uudenlaista tarkempaa aikatahdistusta.
CERN:in kehittämä White Rabbit -teknologia perustuu PTP (Precision Time Protocol) -protokollaan, ja sillä päästään jopa 1 nanosekuntiin tai pienempään epävarmuuteen. White Rabbit -yhteys vaatii valokuituyhteyden WR-päätelaitteiden välille.
”Tuhannen kilometrin, Espoosta Kajaaniin olevan WR-yhteyden epävarmuudeksi arvioidaan 2 nanosekuntia sadan päivän mittausjakson aikana”, kertoo erikoistutkija Anders Wallin VTT:ltä. Virallinen aika, jota ylläpidetään Espoossa, pysyy tyypillisesti n. +/-5 nanosekuntia laskennallisesta UTC-maailmanajasta.
VTT on seuraavaksi rakentamassa WR-synkronointiverkkoa tarkkaa aikaa vaativille asiakkaille ja yhteistyökumppaneille, esimerkiksi Aalto-yliopiston Metsähovin radio-observatorioon. Synkronointiverkon sovelluksia voivat olla myös synkronoituun tukiasemaverkkoon perustuva, satelliittivapaa-navigointi tai hajautettu passiivitutka.
White Rabbit -teknologian tarkka ajansiirto perustuu edestakaisen viiveen mittaukseen ja tästä yhdensuuntaisen viiveen arvioon. Mittaus perustuu tarkkaan raudalla toteutettuun pakettien aikaleimaukseen sekä päätelaitteiden taajuussiirtoon. White Rabbit -käyttäjiä löytyy nykyään useilta eri tieteenaloilta, missä tarvitaan tarkkaa aikasynkronointia tiedonkeruuseen tai ohjaukseen.
Eurooppalaisten metrologiainstituuttien yhdistyksen, EURAMETin rahoittamassa, jo päättyneessä NEAT-FT -hankkeessa selvitettiin valokuidussa tapahtuvan ajan ja taajuuden siirron suorituskyvyn rajat. Lisäksi rakennettiin aika- ja taajuuslinkkejä Euroopassa valittujen laboratorioiden välille sekä mitattiin näiden suorituskykyä.
Suomen lisäksi toinen WR-yhteys, 137 kilometriä, toteutettiin Delftin ja Amsterdamin välille Hollantiin.
LISÄÄ: Atikkeli IEEE-julkaisussa, kesä 2016 ”Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control” (LINKKI)
Uusimmat teknologiauutiset kätevästi uutiskirjeessä – kerran viikossa (LINKKI).
LUE – UUTTA – LUE – UUTTA – LUE – UUTTA
Uusi ammattilehti huipputekniikan kehittäjille – Lue ilmaiseksi verkosta!
https://issuu.com/uusiteknologia.fi/docs/2_2016