ソフトウエア相関器、新広帯域システム

Tomoaki Oyama
2013/10/02
VERA-UM1

目的• 光伝送装置、DIR2K、VSOP-FXのリプレース• 新ターミナルに付随した高性能化– 高分散ソフトウエア相関器– 広帯域記録システム• 光結合、大学連携広帯域化
VLBI2010、EVN2015（国際互換）
KJJVC（8 Gbps X 16局、OCTAVEシステム）対応

OCTAVEシステムを用いた新観測システム
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新観測モード
記録機能

HDD

Soft-Cor
KJJVC（処理時間）

2beam（phase-ref）

VERA 1 Gbps

◎

120h

X1

◎

◎

VERA 2+2 Gbps（A, Bビーム）

◎50h

X4

◎（今後）

◎（バグ改修）

VERA 8（10） + 2 Gbps（A, B beam） ◎50h

X4

◎（今後）

△

野辺山、（鹿島 ）4Gbps（１beam）

◎（試験）

50h

X4

◎（今後）

JVN-OCTAVE（2 Gbps） 4 回/月◎

X4◎（今後）• プロジェクトで予算化： 4Gbps記録系、1Gbps用HDD、1Gbps用ソフト相関器サーバー
ソフトウエア群• 科研費等： 8Gbps記録系、>広帯域 用ソフト相関器• 広帯域用HDD, ソフト相関器、運用経費等→今後予算化申請、KJJVC利用

3

OCTAVEシステム•

A/D（超広帯域>８Gbs）– ADS3000+ ：入来、小笠原、石垣局
512M x 4 ch
– OCTAD（超高速RFダイレクトA/D、VLBI2010対応DBBC内蔵） ： 水沢局
512MHz x 8 ch、 32MHz x 32 ch、 16MHz x 32ch 等•

光伝送– OCTAVIA ： VSI ⇔ 10GbE 変換装置、 8 Gbps、 VDIF形式•記録系– OCTADISK： VDIF形式記録（セクタ直接記録）、FPGAベース
KJJVC対応（コピーなし）– VSREC（OCTADISK2） ：VDIF形式（Linuxファイル→Mark6、DiFX互換）、PCベース
KJJVC対応（OCTADISK2）•ソフト相関器（OCTACOR）– GICO3＋天文用アプリケーション– 4M点、>10局
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5

進捗
•

•

ソフト相関器– 現状• SNR, Delay, rate（ 基線ベース）、Amp、Phase（局ベース）比較概ね完了• 定常運用化に向け運用試験中（週2）– 残る課題• 位相補償解析比較中（100-200μのづれ） by 松本、（廣田）• トータル遅延比較（測地解析）、rms＝2nsec（0.8sec）• グローバルFS（AIPS）後のSNR劣化調査（5-10%）• ＞2Gbps 相関処理サーバーの不足• 細かなバグ、不具合（アプリによるCODA、FITSサイズの違い、UVW再計算データ抜け、等々）
Disk化（２＋２Gbps）– 現状• OCTADISK改修、立ち上げ概ね完了(13/1）• 定常運用に向け記録試験を実施（4-8観測/月）、相関処理解析比較中– 残る課題6• HDDメーカー、個体に依存した相性、運用上のトラブル

定常化試験（ディスク、ソフト相関器）
1Gbpsソフト相関2013/5/31改訂
器移行• 光伝送装置
リプレース準備• ディスク化（1Gbps）
14/1より定常運用開始（スクリプト運用、HDD数を考慮）• ソフト相関器（１Gbps）
来年度新規天体から運用開始予定（メタノール、8月より開始）• ４Gbps化
運用開始時期要検討（マンパワー、ディスク量現状4/月程度）

処理
6月3週目
6月4週目

観測モード
K-band cont-pair
K-band cont-pair

DF-MODE
VERA1
VERA1

r13118ar13124a

ICRF
3c34

広帯域 PI
4Gbpsあり 小山
4Gbpsあり 小山

5月4週目
6月1週目

K-band Maser
K-band Maser

VERA7
VERA7

r13068ar13097aOrion-KL
Orion-KL

4Gbpsあり 廣田
4Gbpsあり 廣田

6月2週目
7月3週目

C-band Maser
C-band Maser

GEO1K
GEO1K

r13102br13151bW3（メタノール） 2Gbpsあり 松本
W3（メタノール） 2Gbpsあり 松本

7月1週目
7月2週目

Q-band Cont
Q-band Maser

VERA7SIO2
VERA7SIO2

r13102ar13093b

SgrA
R-AQR

2Gbpsあり 秋山
2Gbpsなし MIN

C-band Maser
K-band Maser
K-band Maser

1Gbpsなし

r13108ar13098ar13107aMon（広視野）
G359.138
G359.301

2Gbps
4Gbps
4Gbps

4Gbps試験観測
処理終了
処理終了

条件１

上記観測について
位置精度100μas、SNR 5%、delay rate、phase5%以内で一致

条件２

VEDAで解析し比較を行い条件１を満たす事

本間小山小山広帯域系の同時観測結果との比較を実施

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R12116A（メタノールメーザー）

１K FFT

Mitaka-FX(Hard correlator)

2012/12/19 by 松本さん

１6 K FFT

Software correlator(OCTACOR2)
8

SiO マルチライン観測（512MHzx2）
PI 今井

9

広帯域（2-12Gbps）、高分散試験観測• 2012年9月より開始– 工学試験観測（PI 小山）：3-5 epoch– 星連続波観測（PI 廣田）：3-5 epoch– 電波源サーベイ（PI 竹村）：5 epoch– 楕円銀河サーベイ（PI 竹村/須藤）：2 epoch– 広視野観測（PI 本間、廣田）：3 epoch– Sgr A*（＋野辺山、高萩、山口：PI秋山） JVN相乗り：7 epoch– Methanol Maser （VERA+山口、高萩、PI 松本） JVN相乗り ：2 epoch– 微弱天体サーベイ（山口、高萩 PI 新沼） JVN:１ epoch– W-Hya（＋野辺山：PI 今井）、VERA共同利用相乗り：6 epoch– EAVN、偏波、試験（広帯域記録→1Gbps）：2epoch– VERAプロジェクト観測相乗り（QSOペア、Ori-kl、銀中）：数10 epoch– 測地観測（PI 寺家）：1epoch

歩留まり：初期（50%）→現在（90%）

10広帯域（８Gbps）電波源サーベイ
Purpose：•広帯域観測システムの感度評価•実データによる参照電波源数の評価
Data：13/Jan.8 6:00~18:00
Band：KDFU mode：GEO1K
target：VCS X band（petrov et al.,2012）30°<DEC<55°（観測可能範囲の22%）
total 193 天体
freq:
DIR2K：21.459-21.971GHz
帯域幅256MHz
WIDE-BAND：21.459-23.507GHz 帯域幅2GHz
recorder:・DIR2K 1Gbps
・OCTADISK 2Gbps + VSRECORDER 6Gbps
total：8Gbps「観測」
DFUモード設定ミスにより開始1時間データなし
1Gbps、8Gbps記録成功（7：00~18:00）
天候：水沢、入来、小笠原 晴れ（Tsys約140K）
石垣 観測直前まで雨（Tsys約600K）

OCTAVIA

output using 10GbE

ADS3000+
input 0.5-2.5GHz
A/D output using VSI ×4ch

BBCInput IF 5-7GHz

性能評価 Amp & Phase
BLLAC

Wide band（512MHz X 4 st積分）

DIR2K（16MHz X 16 st 積分）

AMPの違いは同じTsysテーブルを使用している事による？

Result（Total 193天体観測）

DIR2K 256MHz

WIDE-BAND 2GHzDR2K検出率

8Gbps検出率

検出天体増加率 SNR増加率

MIZ-IRK（140K）

43%（83/193）

92%（176/193）

2.12

3.21

IRK-OGA

34%（66/193）

87%（167/193）

2.53

3.60

IRK-ISG（600K）

15%（28/193）

74%（142/193）

5.07

3.01

広帯域観測での参照電波源数見積もり
VCS天体総数
VERAの観測可能範囲（-30<DEC<90）
VERA可視範囲で平均離角2度を満たす必要天体数：５７７６：３２２８：２３８３（目標天体数）

X bandC、S band

Total

充足率（2383との比）-30<DEC<902193

1035

3228

135% （3228/2383）

Tsys140K、DR2K =43%943(2193X0.43）

194

1137

48% （1137/2383）

Tsys600K、DR2K =15%

329

91

420

18% （420/2383）

Tsys140K、8Gbps = 92%

2018

665

2683

113% （2683/2383）

Tsys600K、8Gbps = 74%

1623

347

1969

83％ （1969/2383）

Tsys 400Kでも、広帯域（8 Gbps）観測ならば全天どこを観測しても2度以内に参照電波源が存在する！

Sgr A* :R13084B（Q-band）
detection using Fringe search

SNR

SNR

Time(hours)

DIR2K

Time(hours)

8Gbps

15

SgrA*：amp＆phase

20 mJyAmp

50 mJyPhase
16

Sgr A* :8 Gbps first Image

17

Summary•••••

ソフト相関器定常化→来年度新規観測からOCTADISK記録定常化→1Gbps、13/1月より開始＞4Gbps観測定常化→要検討（マンパワー、ディスクリミット）
広帯域（＞2Gbps）観測システムの構築、試験運用開始
JVN/OCTAVE 広帯域化（高萩、臼田、筑波、鹿島、山口）、野辺山• ＞8Gbps広帯域観測システム本格導入に向けて、試験観測の実施サイエンスメリット、システムの検討要18