JVNサブアレイOCTAVEの進捗と今後のJVN観測モード拡張

小山友明、河野祐介（国立天文台）
川口則幸（上海天文台）
JVN、OCTAVE member

1

OCTAVE+: e-VLBI array（Optically ConnecTed Array for Vlbi Exploration）
Subarray of JVN(Japanese VLBI Network)•••

Connected（10GbE）
From 2013?
Not scheduled（disk system）
199X～ ： Galaxy（野辺山ー臼田）
2004/x ： SINET（ATM）：臼田、筑波、岐阜

•
••
•
•

2004/1 : P-Cyg（臼田ー筑波 PI 川口）
2005 ：鹿島、山口、野辺山
2008 ：SINET3、JGN-X 10GbE
2011/4 ： SINET4（10 GbE）
2010-12 ：VERA（DISK system）

周波数：S、C、X、K
帯域 ：2Gbps（512MHz） X 2ch（両偏波）
感度 ：1 mJy（基線）、0.1 mJy（イメージング）

2３

e-VLBI Observations• Image of 4C32.44– 2007/4– X-band, BW512 MHz, 4stations– Real time correlator(OCTACOR)• Fringe detection survey of Parsec-Scale
Nonthermal Jets in Radio-Loud Broad
Absorption Line Quasars,
Doi et al., 2009
• Fringe detection survey of Fermi/LAT Unassociated Gamma-ray Sources,
Niinuma et al.,2013, Fujinaga et al. submitted• Science Obs. proposals are selected andoperated by JVN-Consortium

技術の進展2000

2006-2012

記録テープ(128Mbps、1Gbps)

FPGA、HDD（4 Gbps）汎用サーバー（>8Gbps）

伝送IP - ATM（2 Gbps）

10GbE - ATM（2 Gbps）

10GbE（8 Gbps）

サーバー演算30Gfps60Gfps120Gfps

現在40 GbE（32 Gbps）
波長多重（64Gbps）

4

Octave-DAS : Instruments• Octave series.
– OCTAD : OCTAve A/D Converter• 8Gsps high speed RF(~30GHz) direct A/D Converter– OCTAVIA 1,2 : OCTAve VSI Adapter• VSI-H ⇔ 10GbE (VDIF) converter、伝送装置– OCTADISK : OCTAve DISK drive• Disk recorder for VDIF (10GbE)– OCTADISK2：VDIF Software RECorder（VSREC)• Commercial PC with 10 GbE-card and Raid Box– OCTACOR : OCTAve CORrelator• Gbit realtime Hardware correlator (VSI-H)– OCTACOR2 : OCTAve CORrelator2• Software correlator system (10GbE, VDIF)

5

JVN広帯域観測システム• テープレコーダー：128Mbps（リプレース、稼働20年）→ディスク記録 or 光ファイバー：2-16Gbps• ハードウエア相関器：10局,128Mbps,16KFFT（リプレース、15年）→ソフトウエア相関器：>10局、>8Gbps、4MFFT、複視野付随する必要なアナログシステム、A/D変換器等光結合、JVNで開発、搭載した、広帯域システムを使用→高感度（従来の約５～10倍）
基線、イメージング感度：10mJy→1mJy、1mJy→0.1m Jy
ソフト相関→高分散分光（従来の10-100倍）
広視野（単一アンテナの視野）
30～60ｍ級の多数のアンテナが数100kmの基線に集中した高感度VLBIアレイ）

特徴： 広帯域

6OCTAVEシステム整備状況
A/D（Gbit sapler）

伝送装置

伝送

記録レート

Disk記録方法

1 GbE X 32 Gbps

K5VSI

4 GbpsOCTADISK

苫小牧

ADS1K

高萩

ADS1K、OCTAD

鹿島

ADS1K

OCTAVIA

10GbE

4 Gbps→三鷹記録

筑波

ADS1K X 2 ch

OCTAIVA

10GbE

4 Gbps

→三鷹記録

臼田

ADS1K

2 GbpsK5VSI

野辺山

ADS3K+(10GbE)

8 GbpsOCTADISK1、2（VSREC）

岐阜

ADS1K X 2 ch

OCTAVIA

10GbE

4 Gbps→三鷹記録

山口

ADS1K 、ADS3K

OCTAVIA

10GbE

4 Gbps→三鷹記録、OCTADISKVERAADS1K X 2ch
ADS3K+、OCTADOCTAVIA

12 Gbps

OCTADISK１，2（VSREC）

三鷹相関局

OCTAVIA

10GbE

OCTADISK、K5VSI, VSREC, Mark5B

多数のnon-OCTAVE 装置（ASD1000/3000, K5(NICT)
アナログ系（DC等）、整備も進行（各局担当）

7

試験観測（OCTAVE、JVN）• O型星、Tタウリ星、非熱的連続電波サーベイ– PI：廣田– 参加局：臼田、筑波、日立、山口– 日時：2012/11– 観測天体：数１０天体– 記録（2Gbps）：K5VSI（臼田、日立）、VSREC（山口、筑波）– 相関処理： OCTACOR2（ソフト相関器）• イメージング試験観測– PI：竹村– 観測天体：J1329+315（点源）、J1327+321（構造あり）– 参加局（筑波、日立、山口）– 記録（２Gbps）、日時（同様）– 相関処理： OCTACOR2（ソフト相関器）

8

O型星、Tタウリ星、非熱的連続電波サーベイ
結果（SNR）日立

日立臼田

臼田

12nsec２０9nsec
筑波

筑波

SNR

5天体検出！

delay

9イメージング試験観測結果（Amp & Phase）

J1329+315（点源）

J1327+321（構造あり）

2014年６～ JVN共同利用開始（広帯域）10イメージング試験観測結果（バンドパス位相補正要）- 20- 50

50 250-50 150

Cross power spectrum

delay

11

高分散観測（メタノールメーザー）

1K FFT

Mitaka-FX(Hard correlator)

16 K FFT

Software correlator(OCTACOR2)
12

Sgr A*
8 Gbps first Image(VERA,Qband)
SgrA*アストロメトリへの挑戦！
2014/3～試験開始
VERAは現在12(4+8)
Gbpsの2ビーム広帯域デモ観測が可能

13

JVN広帯域観測結果（2013～）と今後結果（2013～）• Extreme TeV Blazar 検出観測（5/7）• 微弱電波源サーベイ• UHE-BL LAC天体イメージング• メタノールメーザー高分散観測
今後• γ線AGN探査• BLLAC天体無バイアスサーベイ• ULIRGに埋もれたAGN探査• NLSY1系統的サーベイ• Deep Field 電波源サーベイ（広視野、高感度）
他多数

14

BLLAC型天体、無バイアスサーベイ

10mJy

1Jy

15

Deep Survey
SXDF、 CDFS

Simpson 2006

Middelberg 2011

SXDF（VLA)

CDFS（VLBA＋DiFX）

16

Summary• JVNサブアレイOCTAVEの定常化• 広帯域高感度OCTAVEシステムをJVNへ導入• リスクシェアでのプロポーザル観測開始（2013～）• OCTAVEシステムでの観測性能評価、検証を継続

17