«Создание высокоскоростного канала сбора и передачи данных

«Создание высокоскоростного канала сбора и передачи данных для
проведения исследований в области физики элементарных частиц на
кластере Байкальского глубоководного нейтринного телескопа
НТ1000 (УСУ БГНТ)»
Центр
кластера
Гирлянда 8
Гирлянда 2
Гирлянда 1
1 км, DSL линии
7 км
Оптоволоконная линия
Береговой
центр
Проблема
• Требуется устойчивая работа установки при частоте
поступления событий ~100 Гц -> линия передачи данных
от гирлянды должна работать со скоростью 30 Мбит/c (1
км).
• Помехи от линий электропитания гирлянд снижают
скорость DSL-линий с 30 Мбит/c до 1 - 4 Мбит/c.
• Использование оптоволоконных линий для связи с
гирляндами существенно увеличивает время монтажа.
Задачи
• Уменьшение размера событий без
снижения информативности данных.
• Увеличение скорости передачи за
счет снижения уровня помех от
системы электропитания.
Подходы
• Создание аппаратуры для канала
передачи, обеспечивающей сжатие
данных в режиме реального времени.
• Переход от электропитания 300В на
1200 В: обеспечивается заземление по
жилам кабеля и уменьшается сечение
жил.
Результаты
Задачи проекта полностью выполнены;
• Создана аппаратура системы электропитания установки от источника
постоянного напряжения 1200 В, включающий в свой состав
малошумящие резервируемые блоки преобразователей напряжения
1200 Вольт в 300 Вольт. Новая система электропитания позволяет
использовать жилы кабелей для заземления.
• На базе FPGA Xilinx Spartan 6 создан программно-аппаратный модуль
фильтрации, включение которого в канал передачи данных
обеспечивает сжатие информации в 20-40 раз (результаты натурных
испытаний).
• Создана аппаратура для экспериментального образца гирлянды
оптических модулей кластера НТ1000 на базе нового канала передачи
данных. Получена скорость передачи данных 30 Мбит/c (лабораторные
испытания).
• Максимальная скорость регистрации событий при использовании
нового модуля фильтрации увеличилась с 2 Гц до 40 Гц (натурные
испытания при скорости передачи 2 Мбит/c).