Слайд 1 - CBK PAN

Система сбора и распостранения
научной информации в эксперименте
«КОРОНАС-ФОТОН»
А. Буслов
Институт Астрофизики
Московского инженерно-физического института
Система
управления КА
Канал
управления
Система
телеметрической
информации
Канал
телеметрии
Цифровой
источник 1
Цифровой
источник 2
Радиоканал
8,128 ГГц
ССРНИ
БИС-КФ
…
Цифровой
источник 24
Центр Экспресс-Обработки, Накопления и Хранения Данных
Радиоканал
8,320 ГГц
Канал научной
информации
Система связи КА
Структура взаимодействия НКУ и НКПОР
Передающая
станция МО
КА
ВНИИЭМ
Управление
TATA (Индия)
Резервный пункт
приема
ФИАН (Москва)
НКПОР
МИФИ
Научный совет проекта
“КОРОНАС-ФОТОН”
Основной пункт
приема
ЦЭОНХД
FTP-сервер
ИКИ (Москва)
НКУ
Научные данные
Центр Экспресс-Обработки, Накопления и Хранения Данных
Разработчики приборов
Управление научной аппаратурой
ПК-7
Важное событие
ПК-2
Баллистический вектор
8.2 ГГц
РНИИ КП
ФТИ РАН (Спб)
Управление бортом
ЦУП
ИЗМИРАН (Москва)
НИИЯФ МГУ (Москва)
ХНУ (Украина)
Другие потребители
Особенность приема для канала 8,2 ГГц
Работа двух передающих антенн
канала 8,2 ГГц
Одновременная передача данных по
двум радиоканалам – вынужденная
мера для КА «КОРОНАС-ФОТОН».
Движение по орбите с вращениями
Центр Экспресс-Обработки, Накопления и Хранения Данных
В результате принятие на Земле
данные необходимо «сшивать» по двум
каналам для получения целостного
потока данных.
Прием данных в НЦ ОМЗ
ПК-7
Основной приемный
комплекс
ПК-2
Резервный приемный
комплекс
В штатном режиме прием будет осуществляться приемным комплексом
ПК-7 (7 метров) Научного Центра Околоземного Мониторинга Земли
(НЦ ОМЗ), в случае необходимости предполагается использовать
резервный пункт приема – приемный комплекс ПК-2 (2,6 метра) НЦ
ОМЗ.
Характеристики бортового сегмента радиолинии КОРОНАС-ФОТОН:
Общие:
Способ модуляции:
Полусуточный объем данных:
Несущие частоты радиоканалов:
Мощность передатчика в каждом канале, Вт:
Снятие сверточного
кода
НП1:
Снятие кода РидоСоломона
НП2:
FTP-сервер
НЦ ОМЗ
Скорость передачи в канале:
Скорость передачи данных ССРНИ:
Помехоустойчивое кодирование:
Скорость передачи в канале:
Скорость передачи данных ССРНИ:
Помехоустойчивое кодирование
- сверточный кодер:
- кодер Рида-Соломона (255,223):
Центр Экспресс-Обработки, Накопления и Хранения Данных
ОФМ
4,5 Гбит
8,128 и 8,320 ГГц
10
7,68 Мбит/с
7,62 Мбит/с
отсутствует
15,36 Мбит/с
6,66 Мбит/с
К=7, R=1/2
J=8, E=16, I=4
Параметры приемного комплекса ПК-7
Параметр
Значение
Диаметр зеркала антенны
7м
Поляризация
правая и левая, круговая
Кинематическая схема антенны
азимутально-угломестная
Рабочие скорости: по азимуту/ по углу места
до 12 град/сек / до 3 град/сек
Наведение антенны
программное (От ПЭВМ),
Автосопровождение
(по принимаемому с КА сигналу)
Ошибка наведения на КА
±2 угл.мин
Способ сканирования диаграммы направленности
электронное сканирование
Каналы приема
2 разнесенных по частоте
Рабочая частота приема
оперативно и независимо
перестраиваемая в каждом канале в
пределах 8,025-8,4 ГГц (с шагом 50
кГц)
Модуляция
ОФМ, ДОФМ
Скорости приема информации при ОФМ / при ДОФМ
от 4 до 75 Мбит/с / от 8 до 150 Мбит/с
Максимальная общая скорость приема
до 300 Мбит/с (на 1-м этапе — до 150
Мбит/с)
Вероятность искажения информации
не более 10-6 на бит
Шумовая температура приемника
50-60 К
Декодер и кадровый синхронизатор
программируемые
Центр Экспресс-Обработки, Накопления и Хранения Данных
Центр экспресс-обработки, накопления и хранения данных
Назначение ЦЭОНХД:
Серверная стойка ЦЭОНХД
- "Сшивку" данных по двум радиочастным каналам в штатном режиме в течении
не более 1 часа после получения их на FTP-сервер ЦЭОНХД МИФИ.
- Экспресс-обработку суточного объема данных (1 Гбайт) в штаном режиме в
течение не более чем 6-ти часов рабочего времени.
- Прием данных ССРНИ с пункта приема в ЦЭОНХД в штатном режиме
в течение не более 2-х часов рабочего времени.
- Графическое отображение данных на экранах мониторов автоматизированных
рабочих мест эксперсс-обработки данных, а так же на широкоформатном
дисплее дежурной смены операторов.
- Графическое отображение данных на бумажных носителях с черно-белой
печатью со скоростью не ниже 12 стр./мин и разрешением до 1200 точек на
дюйм(dpi).
- Вывод изображения на бумажные носители с цветной печатью и разрешением
не хуже 1200 точек на дюйм(dpi).
- Архивацию суточного объема данных в течение 1 часа рабочего времени.
- Оперативную оцифровку и хранение документов поступающих на твердых
носителях.
- Доступ к данным участников эксперимента из Интернет и по средствам
организации внутренней локальной сети.
- Автоматический прием первичной информации по линии Интернет с
пропускной способностью не ниже 100 Мбит/c.
- Хранение архивов данных объемом не менее 1100 Гбайт на твердых носителях
не менее 20-лет со дня поступления.
- Дублирование и резервирование каналов доступа к сети Интернет.
- Ведение электронной базы данных результатов эксперимента.
Центр Экспресс-Обработки, Накопления и Хранения Данных
Аппаратные средства ЦЭОНХД
Ip-адрес 80.250.160.41
Модем SHDSL Zyxel
Prestige 791R EE
Резервный интернет-сервер
ЦЭОНХД(сервер 1-й очереди)
Рабочие места сотрудников ИАФ МИФИ
Маршрутизатор
CISCO 1604
Сетевой
коммутатор
(16 портов)
Телефонная линия
Выделенный оптический
канал по территории МИФИ
Рабочие места сотрудников ИАФ МИФИ
Maршрутизатор
СISCO 1760
Ip-адрес 80.250.160.39
Сетевой
коммутатор
Сервера кластера
интернет-серверов
Сетевой
коммутатор
(8 портов)
Широкоформатный монитор
SyncMaster 400PXN, 40"
Сетевой
коммутатор
(8 портов)
Сетевой
коммутатор
(16 портов)
Сканер
Ip-телефоны для связи с ЦУП
Сервер 1 кластера
баз данных
Рабочие места обработки данных в ЦЭОНХД
Сетевой принтер
Внешний RAID-массив
(16 дисков по 500ГБайт)
Сервер 2 кластера
баз данных
Сканер
Рабочие места обработки данных в ЦЭОНХД
Центр Экспресс-Обработки, Накопления и Хранения Данных
Резервирование и безопасность
1
Кластер высокой готовности
В штатном режиме все приложения запущены на сервере 1, который
осуществляет контроль и имеет доступ к внешнему RAID-массиву
(1). Сервер «горячего резерва» идентичный по своим аппаратным
возможностям,
находится
«на
подхвате»,
осуществляя
непрерывную связь и обмен с основным сервером по Ethernet.
2
Кластерное ПО следит за аппаратными сбоями и состоянием
запущенных на сервере 1 служб и приложений. В случае неполадок
оно передает управление на сервер 2, запрещая серверу 1 доступ к
RAID-массиву (2). Сервера имеют контроль над блоками
бесперебойного питания друг друга, и в случае необходимости
могут отключить питание (3).
Каналы связи ЦЭОНХД <-> Интернет
3
• защита портов аппаратными средствами CISCO
• оптоволоконная линия в режиме выделенного канала
• резервный канал связи по технологии ADSL
• антивирусная защита серверов и рабочих станций на базе NOD32
Центр Экспресс-Обработки, Накопления и Хранения Данных
Структура программного обеспечения ЦЭОНХД
Потребитель
информации
Кластер интернетсерверов
Кластер баз
данных
интернет
`
Прием научных
данных
Вывод группы
обобщенных
параметров
контроля КНА
“Сшивка” двух
потоков в
единый массив
Распаковка по
цифровым
источникам,
проверка на
сбои
Модуль
управления БД
ЦЭОНХД
Преобразование
в FITS
Преобразование
в табличную
форму
База данных
Файловый
массив
Экспрессобработка
Визуализация
Аппаратно-программный
модуль мониторинга
орбиты КА
Центр Экспресс-Обработки, Накопления и Хранения Данных
Программное обеспечение ЦЭОНХД
Модуль визуализации и контроля
приема информации с КА «КОРОНАС-ФОТОН»
Модуль доступа к базе данных эксперимента
ОС Серверов: Microsoft Windows Server 2003
ОС Рабочих станций: Microsoft Windows XP
Модуль экспресс-анализа научных данных
Центр Экспресс-Обработки, Накопления и Хранения Данных