FOREST-NL
Netherlands Fiber-based Optical netwoRk for European Science and Technology
FOREST-NL voorziet in de behoefte van de Nederlandse wetenschap, samenleving en industrie aan positionerings-, navigatie- en timingdiensten die een nauwkeuriger en betrouwbaarder alternatief bieden voor wereldwijde navigatiesatellietsystemen. Dit doet het door de bestaande glasvezelnetwerkinfrastructuur te upgraden met technologie die het netwerk verandert in een uiterst nauwkeurige virtuele atoomklok, die via netwerkterminals beschikbaar kan worden gesteld aan een breed scala aan gebruikers. FOREST-NL zal naar verwachting bijdragen aan verbeterde radioastronomie, kwantuminternet, onderzoek naar nieuwe deeltjes en natuurkrachten, nauwkeurige positionering via mobiele netwerken en zeer nauwkeurige hoogtemetingen op basis van Einsteins gravitationele roodverschuiving.
Infrastructuur en gebruikersdiensten
FOREST-NL zal gebaseerd zijn op het SURF Time&Frequency Network, dat in eerste instantie 15 knooppunten in Nederland zal bedienen. Het zal ook worden aangesloten op het Europese GÉANT Core-Time and Frequency Network (C-TFN) in Science Park Amsterdam, de toegangspoort tot het voorgestelde Europese FOREST ESFRI.
FOREST-NL voorziet een gefaseerde realisatie van de onderzoeksinfrastructuur:
Ontwikkeling van de nationale glasvezelinfrastructuur, gebaseerd op SURF, die (virtuele) netwerktoegang biedt tot nationale atoomtijdbronnen bij VSL en internationaal via FOREST. Vorming van een slanke operationele organisatie die
- Toegangsverzoeken van gebruikers afhandelt;
- Deelt aan (het ontwerp van) interdisciplinaire onderzoekscampagnes die gebruikmaken van FOREST-NL;
- Helpt bij het verzamelen en beschikbaar stellen van FOREST-NL-gegevens voor (toekomstig) wetenschappelijk gebruik;
- Biedt ondersteuning voor R&D in kennisinstellingen voor geavanceerde toepassingen van FOREST-NL;
- Waarborgt kennis en expertise van strategisch economisch en geopolitiek belang voor Nederland.
FOREST-NL zal worden aangesloten op atoomtijdbronnen bij VSL Delft en in Amsterdam. Afhankelijk van de toepassing biedt FOREST-NL gebruikers:
- Zogenaamde White Rabbit Ethernet-signalen die tijdsynchronisatie bieden met restfouten tot 0,1 nanoseconde, en een frequentie-referentie met een stabiliteit van 10-11 Hz/Hz en langdurige traceerbaarheid naar de SI-seconde met >14 cijfers.
- Een eindgebruikersmodule die een ultrastabiele optische frequentie-referentie biedt met een stabiliteit van <10-14 Hz/Hz en reproduceerbaarheid tot op de 18e decimaal.
- Virtuele klokdiensten, met metrologische traceerbaarheid naar UTC(VSL), door netwerkvergelijkingen tussen atoomklokken uit te voeren en de virtuele klok te realiseren vanuit een lokale klok via nabewerking
Voorbeelden/beschrijving van het soort onderzoek
Typische voorbeelden van gebruikers/onderzoeksgebieden die worden gefaciliteerd door de verschillende FOREST-NL-diensten zijn, gegroepeerd per diensttype:
- Radioastronomie gedistribueerde antenne-arrays;
Kwantumnetwerken;
Augmentatiesystemen voor nauwkeurige positionering en lokalisatie;
Deeltjesfysica-experimenten;
Organisaties die verantwoordelijk zijn voor internationale tijdregistratie en tijddistributie;
Ruimtevaartorganisaties zoals ESA-ESTEC;
Gedistribueerde high-performance computing voor wetenschappelijk onderzoek;
Grondstations van optische communicatie systemen tussen aarde en ruimte; - Radioastronomie gedistribueerde antenne-arrays;
Fundamenteel natuurkundig onderzoek (inclusief zoektochten naar nieuwe deeltjes en natuurkrachten);
Geodesie en nivellering op basis van gravitationele roodverschuiving;
Geavanceerde kwantumcomputing;
Organisaties die verantwoordelijk zijn voor de realisatie en verspreiding van de tijdseenheid (de SI-seconde) en afhankelijke eenheden (bijvoorbeeld de SI-meter), zoals nationale metrologische instituten en het Internationaal Bureau voor Maten en Gewichten (BIPM);
Ruimtevaartorganisaties zoals ESA-ESTEC;
Akoestische seismische detectie met behulp van optische vezels;
Grondstations van optische communicatiesystemen tussen de aarde en de ruimte; - Radioastronomie gedistribueerde antenne-arrays;
Kwantumnetwerken;
Augmentatiesystemen voor nauwkeurige positionering en lokalisatie;
Deeltjesfysica-experimenten;
Organisaties die verantwoordelijk zijn voor internationale tijdregistratie en tijddistributie;
Ruimtevaartorganisaties zoals ESA-ESTEC;
Gedistribueerde high-performance computing voor wetenschappelijk onderzoek;
Grondstations van optische communicatie systemen tussen aarde en ruimte;
Toegang tot FOREST-NL zal in de meeste gevallen ter plaatse worden geleverd via in de handel verkrijgbare en op afstand bewaakte gebruikersterminals. Voor specifieke veldtoepassingen (bijvoorbeeld nivellering met behulp van verplaatsbare optische klokken) kan een "last-mile"-oplossing op basis van een vrije-ruimte-optische verbinding worden aangeboden (die eerst moet worden ontwikkeld).
Via de verbinding met FOREST kunnen diensten worden aangeboden aan gebruikers elders in Europa en/of gebruikers met een internationale aanwezigheid (zoals ESA, EUSPA, LOFAR, JIV-ERIC en multinationale netwerkexploitanten).
Hoe krijgt u toegang tot de infrastructuur?
Gebruikers (instituten, onderzoekers) zullen in samenwerking met hun gastinstellingen toegang moeten regelen tot een SURF PoP-locatie om FOREST-NL-signalen op te vangen. Als instellingen nog niet zijn aangesloten op SURF, kan het SURF Time&Frequency Network op verzoek worden uitgebreid (diensten 1, 3). Toegang tot dienst 2 voor geavanceerd onderzoek en relativistische geodesie zal vanwege de hoge kosten van individuele knooppunten beperkt blijven tot speciale gebruikerslocaties en in samenwerking met de gebruiker worden opgezet. Internationale gebruikers kunnen fysiek (diensten 1, 2) of virtueel (3) verbinding maken via het internationale FOREST-NL-toegangspunt in Amsterdam.