한일공동VLBI상관기(Korea-Japan Joint VLBI Correlator, KJJVC)는 2010년 정상가동을 목표로 한국과 일본 간 공동으로 개발이 진행되고 있다. 이 연구에서는 KJJVC의 핵심이 되는 VLBI 상관 서브시스템(VLBI Correlation Subsystem, VCS)과 동일한 규격을 갖는 소프트웨어 상관기를 개발하였다. 소프트웨어 상관기는 VCS와 같은 8Gbps급, 8192출력채널, 262,144점 FFT(Fast Fourier Transform)의 규격을 갖고 있으며, VCS의 하드웨어 규격과 동일한 함수 알고리즘과 연산 레지스터를 적용하고 있다. 개발한 소프트웨어 상관기의 성능을 확인하기 위해 일본국립천문대의 VERA(VLBI Exploration of Radio Astrometry) 관측망으로 관측한 스펙트럼선과 연속파 천체를 대상으로 상관처리 실험을 수행하고, 그 결과는 미타카 FX 상관기의 스펙트럼 모양, 위상변화, 프린지 검출 등을 비교하였다. 실험을 통하여, VERA 관측데이터를 이용한 소프트웨어 상관기의 결과는 미타카 FX 상관기의 상관결과와 일치하는 것을 확인하여 그 유효성을 입증하였다. 향후 개발한 소프트웨어 상관기는 GUI와 같은 사용자 인터페이스와 상관 후 처리 부분을 개선하면 KJJVC와 함께 한국우주전파관측망(Korean VLBI Network, KVN)의 소프트웨어 상관기로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
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.
한국천문연구원에서는 2009년 1단계 한일공동VLBI상관기(Korea-Japan Joint VLBI Correlator, KJJVC)의 개발과 설치를 완료하였다. KJJVC는 한국우주전파관측망(Korean VLBI Network, KVN), KVN과 일본 내의 VLBI 관측망을 포함하는 한일공동VLBI관측망(Korea-Japan Joint VLBI Network, KJJVN), 그리고 한중일의 VLBI관측망인 동아시아 VLBI관측망(East Asian VLBI Network, EAVN)으로 관측한 VLBI 데이터를 상관처리할 수 있도록 설계 제작되었다. 그리고 고속재생기, 데이터 동기재생처리시스템(Raw VLBI Data Buffer, RVDB), VLBI상관서브시스템(VLBI Correlation Subsystem, VCS), 데이터 아카이브 시스템(Peta-scale Epoch Data Archive, PEDA)로 구성된다. 특히 일본국립천문대 VERA에서는 테이프 형태의 DIR2000 고속기록기를 사용하고 있는데, DIR2000의 제품단종으로 인해 이 데이터를 VCS에 재생하기 위해 DIR1000을 개량한 VERA2000 고속재생기를 개발하였다. 즉, VSI 형태의 데이터를 1Gbps 속도로 재생만 하기 위해 기존의 시스템을 개량하였으며, 2009년 10월에 VLBI상관기실에 설치되었다. 본 논문에서는 VERA2000 시스템의 구성 및 개발, 시험운영 등에 대해 간략히 소개하고자 한다.
한일상관센터(Korea-Japan Correlation Center, KJCC)는 한국천문연구원이 일본국립천문대와 공동으로 2006년부터 개발한 한일공동VLBI상관기(Korea-Japan Joint VLBI Correlator, KJJVC)의 설치를 2010년 완료하였으며, 2010년 5월 13일에 개소하였다. 한일상관센터에 설치된 한일공동VLBI상관기는 한국우주전파관측망(Korean VLBI Network, KVN), VERA(VLBI Exploration of Radio Astrometry), JVN(Japanese VLBI Network), 그리고 중국의 Chinese VLBI Network(CVN)을 연결하여 관측한 동아시아 지역의 VLBI 관측데이터의 상관처리를 2011년 하반기부터 정상적으로 수행할 예정이다. 한일상관센터의 정상운영을 위해 각 하드웨어 시스템들의 시험운영을 진행하고 있으며, KVN과 VERA로 관측한 VLBI 관측데이터의 상관처리를 진행하고 있다. 특히 상관분석 소프트웨어 부분에서 상관처리 결과를 과학적 목적으로 분석할 수 있는 상관후처리 소프트웨어 개발을 한일공동으로 진행하고 있으며, 현재 소프트웨어 디버깅 작업을 진행하고 있다. 본 발표에서는 한일상관센터의 전체적인 하드웨어 및 소프트웨어 구성, 상관결과 분석방법, 운영방법 등의 내용을 중심으로 기술한다.
본 논문에서는 한일공동VLBI상관기(Korea-Japan Joint VLBI Correlator, KJJVC)의 핵심 구성시스템인 VLBI상관서브 시스템(VLBI Correlation Subsystem, VCS) 본제품의 1차 성능시험에 대해 기술한다. VCS 본제품의 1차 성능시험의 주요 목적은 현장에 설치하기 전에 제작사에서 다양한 시험항목을 대상으로 시험을 수행하여 문제점을 확인 후 전체 시스템의 완성도를 높이는 것이다. 이번 성능시험에서는 VCS 시작품에서 발견된 FFT 재양자화의 유효비트 부족으로 인한 오버폴로어 문제점을 포함한 기능적인 시험을 수행하였다. 이번 VCS 본제품의 공장시험을 통하여 2008년 VCS 시작품의 성능시험에서 발견한 FFT 의 재양자화 문제점이 완전히 해결되었으며 VCS 본제품에 지연추적, 지연보상, 주파수 묶음 등의 중요 기능도 추가되었다. 그리고 실제 관측 데이터(광대역/협대역)를 이용한 상관처리 시험에서도 예측되는 상관결과가 출력되는 것을 확인하였다.
In this paper, we describe the installation of VLBI Correlation Subsystem (VCS) main product and its performance at the Korea-Japan Correlation Center (KJCC). The VCS main product was installed at KJCC in August 2009. For the overall performance evaluation of VCS, playbacks, Raw VLBI Data Buffer (RVDB) system, and Data Archive (DA) system were installed together. The VCS main product was connected between RVDB and DA, and the correlation results were put into the DA to confirm the normal operation of VCS 16 station mode configuration. The evaluation test was first performed with 4 station mode, same as the factory test of VCS main product. Based on the results of 4 station mode, the same evaluation test was conducted for 16 station mode of VCS. We found that the correlation results of VCS were almost similarly compared to those of the Mitaka FX Correlator. Through the test results, we confirmed that the problems such as spectrum errors, delay parameter processing module and field programmable gate array errors in antenna unit, which were generated at the factory test of VCS main product, were clearly solved. And we verified the performance and connectivity of VCS by obtaining the expected correlation results and we also confirmed that the performance of VCS was sufficient for real VLBI observation data in both 4 and 16 station modes.
VLBI experiments have been conducted by radio telescopes in the East Asia VLBI Network (EAVN) in which 14 telescopes in China, Japan, and Korea participated. One of the aims of the EAVN is to obtain higher angular resolution that is provided by the 6,000 km baseline between China and Japan and better sensitivity by adding large telescopes. Data were recorded at 1 a Gbps recording rate at all stations and processed on the Korea-Japan Joint VLBI Correlator (KJJVC) at the Korea-Japan Correlation Center (KJCC) after experiments. Fringes were obtained from these experiments conducted at 8 GHz and 22 GHz and post-correlation data analysis of the experiments is undergoing. The outcomes of these experiments open the possibility of conducting EAVN observations with global VLBI networks. In this presentation, the recent status of these experiments and future prospects are presented.
Park, Sun-Youp;Kang, Yong-Woo;Roh, Duk-Gyoo;Oh, Se-Jin;Yeom, Jae-Hwan;Sohn, Bong-Won;Yukitoshi, Kanya;Byun, Do-Young
한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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한국우주과학회 2008년도 한국우주과학회보 제17권2호
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pp.37.2-37.2
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2008
Korea-Japan Joint VLBI Correlator (KJJVC), to be used for Korean VLBI Network (KVN) in Korea Astronomy & Space Science Institute (KASI), is a high-speed calculator that outputs the correlation results in the maximum speed of 1.4GB/sec.To receive and record this data keeping up with this speed and with no loss, the design of the software running on the data archive system for receving and recording the output data from the correlator is very important. But, the simple kind of programming using just single thread that receives data from network and records it by turns, can cause a bottleneck effect while processing high speed data and a probable data loss, and cannot utilize the merit of hardwares supporting multi core or hyper threading, or operating systems supporting these hardwares. In this talk we summarize the design of the data transfer software for KJJVC and high speed, large capacity data archive system using general socket programming and multi threading techniques, and the pre-BMT(Bench Marking Test) results from the tests of the storage product providers' proposals using this software.
In this paper, we introduce the performance evaluation and development of Raw VLBI Data Buffer(RVDB) system for the synchronized playback processing of observed data in Korea-Japan Joint VLBI Correlator(KJJVC). The high-speed correlation processing system is under development so that the radio data obtained with 8192 channels and 8 Gbps speed from 16 stations will be able to be processed. When the recorded data of each station are played to correlator, the time synchronization of each station is very important because the correlator should process the data obtained with same time and condition. There are many types of recorder systems in the East Asia VLBI Network (EAVN). Therefore it is required to prepare the special time synchronized playback processing system to synchronize the time tag of observed data. The developed RVDB system consists of Data Input Output(DIO), 10GbE switch, and Disk Data Buffer(DDB). It can record the data with maximum 2 Gbps speed, and can play back the data to correlator with nominal 2 Gbps speed. To enable to play back the data of different playback system to the correlator, we developed the high-speed time synchronized playback processing system. We carried out the experiments of playing back and correlation for gigabit correlator and VCS trial product so as to confirm the performance of developed time synchronized playback processing system. In case of online and offline playing back experiment for gigabit correlator, we confirmed that the online and offline correlation results were the same. In case of playing back experiment for VCS trial product, we verified that the wide band and narrow band correlation results were also the same. Through the playing back experiments of RVDB system, the effectiveness of developed RVDB system was verified. In this paper, the system design, construction and experimental results are shown briefly.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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