한국천문연구원은 한일상관센터(Korea-Japan Correlation Center)에 2009년부터 한일공동 VLBI상관기(Korea-Japan Joint VLBI Correlator, KJJVC)를 설치하여 운영하고 있다. 한일공동VLBI상관기는 한국우주전파관측망(Korean VLBI Network, KVN), VERA(VLBI Exploration of Radio Astrometry), JVN(Japanese VLBI Network)을 연결하여 관측을 수행하고 동아시아 지역의 VLBI 관측망의 상관처리를 담당할 예정이다. 한일공동VLBI상관기 중에서 데이터동기재생처리장치(Raw VLBI Data Buffer, RVDB)와 관측데이터를 재생할 수 있는 재생기 시스템(Mark5B)간의 데이터 전송은 1Gbps 전송속도를 가지는 VSI(VLBI Standard Interface)규격의 전송케이블을 통하여 수행된다. 고속 데이터 전송에 있어 발생하는 전자기방해(Electromagnetic Interference, EMI)는 관측 데이터의 손실을 발생시키며, 이러한 고속데이터 전송간에 발생하는 EMI는 케이블의 길이가 길어질수록 많이 발생하게 되며 향후 상관기 시스템의 확장을 고려할 때 상당한 문제점을 초래 할 수 있다. 따라서, VSI규격의 통신에서 발생하는 EMI 노이즈 정도를 측정하고, 노이즈 제거 필터를 적용하여 데이터 손실을 최소화 할 수 있는 방안을 고려하였다. 본 발표에서는 한일공동VLBI상관기(KJJVC)에서 운용되는 고속재생기(Mark5B)와 RVDB간의 VSI방식의 데이터 전송에 있어 야기되는 EMI를 제거하고 관측 데이터의 손실을 최소화할 수 있는 방안을 제안한다.
Oh, S.J.;Yeom, J.H.;Roh, D.G.;Chung, H.S.;Kim, K.D.;Cappallo, Roger
Journal of Astronomy and Space Sciences
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제27권2호
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pp.107-116
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2010
We developed the playback control software for a high-speed playback system which is a component of the Korea-Japan Joint VLBI Correlator (KJJVC). The Mark5B system, which is a recorder and playback system used in the Korean VLBI Network (KVN), has two kinds of operation mode. That is to say, the station unit (SU) mode, which is for the present Mark4 system, and the VSI mode, which is for the new VLBI standard interface (VSI) system. The software for SU is already developed and widely used in the Mark4 type VLBI system, but the software for VSI has only been developed for recording. The new VLBI system is designed with a VSI interface for compatibility between different systems. Therefore, the playback control software development of the VSI mode is needed for KVN. In this work, we developed the playback control software of the Mark5B VSI mode. The developed playback control software consists of an application part for data playing back, a data input/output part for the VSI board, a module for the StreamStor RAID board, and a user interface part, including an observation time control part. To verify the performance of developed playback control software, the playback and correlation experiments were performed using the real observation data in Mark5B system and KJJVC. To check the observation time control, the data playback experiment was performed between the Mark5B and Raw VLBI Data Buffer (RVDB) systems. Through the experimental results, we confirmed the performance of developed playback control software in the Mark5B VSI mode.
본 논문에서는 한국우주전파관측망(Korean VLBI Network; KVN)을 통하여 천체의 미약한 우주전파를 고속으로 기록하는 Mark5B 고속기록기 시스템의 제어운용 소프트웨어를 분석하고 VSI(VLBI Standard Interface) 형식의 시각정보를 기록할 수 있는 소프트웨어를 개발하였다. 고속기록기 시스템의 제어운용 소프트웨어는 대용량 하드디스크를 제어할 수 있는 RAID 보드를 구동하는 소프트웨어와 네트워크를 통한 제어운용을 할 수 있다. 핵심 제어 소프트웨어가 시스템에서 구동하고 있으면 네트워크로 입력된 명령을 해석하고 실행 후 결과를 다시 네트워크를 통해 출력하도록 구성되어 있다. 이러한 소프트웨어 분석을 통하여 기록된 관측데이터를 상관처리하기 위해 필요한 시각정보를 함께 기록할 수 있는 소프트웨어를 본 논문에서 개발하였다. 개발된 소프트웨어는 데이터를 기록할 때 입력되는 1PPS 신호의 인터럽트를 확인한 후 데이터 기록과 함께 기록시각정보도 함께 데이터 기록시간동안 기록한다. 개발한 소프트웨어의 정상동작을 확인하기 위해 실제 관측을 수행하였으며, 기록한 데이터의 분석을 통하여 그 유효성을 확인하였다.
한국천문연구원은 한일상관센터 (Korea-Japan Correlation Center, KJCC)에 2009년부터 한일공동VLBI상관기(Korea-Japan Joint VLBI Correlator, KJJVC)를 설치하여 운영하고 있다. 한일공동VLBI상관기는 한국우주전파관측망(Korean VLBI Network, KVN), VERA(VLBI Exploration of Radio Astrometry), JVN(Japanese VLBI Network) 및 공동 관측망 등에서 관측한 VLBI(Very Long Baseline Interferometer) 데이터를 상관처리하고, 과학적 목적을 위해 관측데이터를 처리하는 전용 계산기로 사용된다. KJJVC는 각 구성시스템 사이의 데이터 입출력 규격으로 VLBI 국제표준인 VSI(VLBI Standard Interface)를 따르고 있다. 특히 관측된 데이터를 상관처리하기 위해 고속재생기인 Mark5B시스템과 동기재생처리장치(Raw VLBI Data Buffer, RVDB) 사이에는 1024 Mbps급으로 데이터가 전송된다. 고속 데이터 전송에 있어 발생하는 전자기 방해 (Electromagnetic Interference, EMI)는 관측데이터의 손실을 야기 시키며, 전송 케이블의 길이가 길수록 손실 발생빈도가 많고, 디지털 데이터 신호의 전압레벨을 감소시켜 데이터 인식 오류를 초래한다. 따라서 본 논문에서는 VSI 규격의 통신에서 발생하는 EMI 잡음 정도를 측정하고, 데이터 손실을 최소화할 수 있는 방법으로 1) RC 필터를 사용한 방법, 2) Microstrip 라인을 이용한 임피던스 매칭, 3) Differential line driver를 이용한 신호 복원 방법 등을 제안하였다. 각 제안방법들의 유효성을 확인하기 위해 제안방법들은 시뮬레이션과 실험적인 구현을 통하여 성능시험을 수행하였으며, 각각의 제안 방법이 VSI 규격의 고속 데이터 전송에 유효함을 확인하였다.
In this paper, we propose a small-scale Gigabit VLBI observing system for the Korean VLBI Network (KVN) under construction. The system consists of high-speed sampler, IP-VLBI board, PC-VSI board, and software correlator. Radio signal received by receiver is sampled by high-speed sample. at 1 Gsps (Gigabit sample per second) rate with 2 bits quantization. The digitized signal is recorded in PC and the software correlator does the cross correlation. IP-VLBI board will be used for the geodesy VLBI observation, while PC-VSI board is for the astronomical VLBI observation. The PC-VSI board adopts the VSI-H (VLBI Standard Interface Hardware). The proposed system is based on commercial PCs and therefore can be built inexpensively.
In this paper, we introduce the performance test results of digital data processing system for KVN (Korean VLBI Network). The digital data processing system for KVN consists of DAS (Data Acquisition System) and high-speed recorder which called Mark5B system. DAS system performs the digitalization of analog radio signal through ADS-1000 gigabit sampler with 1 Gsps/2-bit and process the digital filtering of digital signal. Mark5B system records the output data of DFB (Digital Filter Bank) with about 1 Gbps. In this paper, we carried out the preliminary evaluation experiments of the KVN digital data processing system connected between DAS system and Mark5B with VSI (VLBI Standard Interface) interface which is designed for compatible in each VLBI system. We first performed all of the KVN digital data processing system connected by VSI interface in the world. In factory inspection phase, we found that the DAS system has a memory read/write error in DSM (Digital Spectrometer) by analyzing the recorded data in Mark5B system. We confirmed that the DSM memory error has been correctly solved by comparing DSM results with Mark5B results. The effectiveness of KVN digital data processing system has been verified through the preliminary experiments such as data transmission, recording with VSI interface connection and data analysis between DSM and Mark5B system. In future work, we will perform the real astronomical observation by using the KVN 21m radio telescopes so as to verify its stability and performance.
e-VLBI was invented to enhance the efficiency of VLBI (Very-Long-Baseline Interferometry) system by transmitting the data via high speed network. Korean VLBI Network (KVN) has a plan to construct e-VLBI system named e-KVN. High speed backbone network and efficient network model are essential to implement successful e-VLBI system. This paper introduces a network model based on PC cluster technology. The present status of high speed backbone network in Korea is overviewed. We suggest that the network link via Korea Advanced Research Network (KOREN) is one of feasible way for e-KVN. We also describe the principles of e-VLBI and protocol for network transmission such as VSI-E (VLBI Standard Interface - Electronic), RTP (Real-Time Transport Protocol) and RTCP (Real-Time Transport Control protocol).
한국천문연구원에서는 한국우주전파관측망(Korean VLBI Network; KVN)에서 사용할 관측 시스템 중에서 소규모 자료획득시스템(DAS) 구축을 위하여 기가비트 고속샘플러, PC-VSI 보드, 소프트웨어 상관기를 도입하였다. 고속샘플러는 기가비트급 ADS1000, PC-VSI 보드는 VSI-H(VLBI Standard Interface Hardware) 표준을 따른 PCI 버스를 채택하고 있어 일반 컴퓨터에 설치하여 동작되며, 이 규격을 갖춘 시스템과의 데이터 입출력이 가능하다. 소프트웨어 상관기는 일본 NILT와의 연구협력을 통하여 본 연구원에서도 사용할 수 있게 되었으며, FX와 XF 형 2가지를 모두 갖추고 있다. 하지만 현재 구현된 소프트웨어 상관기는 측지 VLBI 관측을 위해 설계되어 있어, 향후 KVN의 하드웨어 상관기와 함께 천문 VLBI 관측을 위한 3기선 분의 소프트웨어 상관기로 개량하려고 한다. 이상에서 소개한 시스템을 좁은 의미로 K5 시스템이라고도 한다. 본 논문에서는 PC-VSI 보드에 대해 간략히 소개하고, K5 시스템을 이용하여 관측한 결과를 빨리 관측자가 원하는 정보를 얻을 수 있는 소프트웨어 상관기의 구조에 대해서도 소개하고자 한다.
우리는 한국우주전파관측망(: Korea VLBI Network: KVN)에 적용 가능한 새로운 디지털 샘플러를 개발하였다. 이 샘플러는 1024MHz 샘플링으로 2bits/sample의 성능을 가지고 있다. 입력 기준 주파수 Clock은 1PPS(: Pulse per second)와 10MHz를 사용하며, 1PPS 신호에 동기되어 UTC(: Universal Time Coordinated) 시각정보가 출력된다. 샘플링된 데이터 출력은 시각정보를 포함한 VSI(: VLBI Standard Interface)규격을 채택하고 있다. 개발된 샘플러의 성능을 검증하기 위하여, KVN 울산전파천문대에 설치하여 우주 전파 관측 시험을 수행하였다. 관측시험 결과, 안정적인 성능을 보여 주었다. 본 논문에서는 새로 개발된 샘플러와 관측 시험 결과를 발표하고자 한다.
In this paper, we introduce the development of the large storage system in order to record the observed space radio signal in the Korean VLBI Network(KVN) with high-speed. The KVN is the Very Long Baseline Interferometery(VLBI) to observe the birth of star, the structure of space by constructing radio telescope with diameter 21m at the Seoul, Ulsan, Jeju from 2001 to 2007 years. To do this, Korea Astronomy Observatory joined the international consortium for developing the high-speed large storage system(Mark 5), which is developed by MIT Haystack observatory. The Mark 5 system based on hard disk has to record up to 1 Gbps the observed space radio signal. The main features of Mark 5 system are as follows; First it is able to directly record the input data to the hard disk without PC1(Peripheral Component Interconnect) internal bus, and the second, it has two hard disk banks, which are able to hot-swap ATA/IDE type very cheap up to 1 Gbps recording and playback. The third is that it follows the international VLBI standard interface hardware(VSI-H). Therefore it can be connect directly the VSI-H type system at the input/output. Finally it also supports e- VLBI(Electronic-VLBI) through the standard Gigabits Ethernet connection.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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