Projektzusammenfassung

Jedes Messgerät, welches in einer wissenschaftlichen Untersuchung verwendet wird, muss verlässlich kalibriert sein. Im Bereich der Energie- und Frequenzmessung wird dazu eine zertifizierte „Taktfrequenz“ am Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen (BEV) mit Hilfe einer Atomuhr erzeugt. Dieses Signal soll für Präzisionsmessungen an Forschungsstandorten in ganz Österreich über das konventionelle Glasfaser-Datenkommunikationsnetzt verteilt werden (ITU-T Kanal 44).


Das AQUnet-Connect Project beschreibt die Anschaffung der Infrastruktur für die Auskopplung und interne Verteilung des Eich-Referenzsignals an 4 Standorten: TU Wien, Uni Wien, JKU Linz, Uni Innsbruck. Wesentliches Element ist dabei ein „optischer Multiplexer“, der es ermöglicht, sämtliche an den Standorten verwendeten Frequenzquellen im optischen und radiofrequenz-Bereich auf das zertifizierte BEV-Signal zu kalibrieren. Dabei kommt die Frequenzkamm-Technik zum Einsatz, die 2005 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet wurde.

Ziele

Viele wesentliche Effekte in der Forschung (z.B. Gravitationseffekte, Magnetische Felder in technischen und medizinischen Anwendungen, …) benötigen extrem präzise Messungen - entsprechend präzise muss die Kalibrierung der verwendeten Messinstrumente sein. Im Bereich der Zeit- und Frequenzmessung erfolgt diese Kalibrierung über einen Abgleich mit einer Atomuhr, die vom Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen (BEV) betrieben wird. Allerdings erfordert eine solche hochpräzise Kalibration bisher einen Transport der Messapparatur ans BEV, was faktisch nicht praktikabel ist. Damit sind Forschungseinrichtungen in Österreich letztlich auf lokale Eichquellen angewiesen, was die erreichbare Präzision um einen Faktor 100 zurückwirft. Es sei Angemerkt, dass letztlich fast jede Präzisionsmessung eine Frequenzmessung darstellt, insofern ist Zeit/Frequenz die mit Abstand wichtigste vorzunehmende Kalibrierung.

Diese Aktivität ist derzeit einzigartig in Europa: während sich optische Referenzsysteme gerade als State-of-the-Art etablieren, ist eine nationale Verteilung über den Datenbackbone und eine Erschließung an einer Vielzahl von akademischen Standorten beispielhaft.


Maßnahmen

Beschaffung eines State-of-the-Art-Frequenzkamms zur Kalibrierung von Messungen im mittleren Infrarotbereich. Überprüfung der Spezifikationen und Kalibrierung gegen einen bestehenden, kalibrierten Präzisionslaser im Telekommunikationsband. Verwendung des Lasers im Rahmen der Messungen des Sonderforschungsbereichs COMB.AT

Nachhaltigkeit

Die Kosten eines optischen Multiplexers mit allen zusätzlich benötigten Komponenten übersteigt mit >500 k€ die Möglichkeiten einzelner Forschungsgruppen. Einmal angeschafft, ist die Infrastruktur jedoch quasi wartungsfrei und erzeugt (bis auf allfällige Reparaturen) keine Wartungskosten. Es handelt sich um 19 Zoll Rack-Komponenten die unter moderaten Laborbedingungen (oder in IT Räumen) betrieben werden können. Kühlung ist nicht erforderlich, Stromverbrauch mit unter 1000W moderat. Wir gehen davon aus, dass evtl. anfallende Reparaturkosten im weiteren Verlauf aus den Budgets der beteiligten Institute/Forschungsgruppen getragen werden.

Nachdem beliebig viele Nutzer parallel ihr Signal kalibrieren können, ist kein Zugangsmanagement erforderlich.

Projektplan

  • 2023:Bestellung des Frequenzkammes
  • 2024: Lieferung und Inbetriebnahme des Frequenzkammes
  • 2025: Überprüfung der Spezifikationen,  Kalibrierung und anschließende Verwendung des Frequenzkammes.
Projektdaten
Projektleiter*innen

Thorsten Schumm (TUW)

Koordinator*innen
innerhalb der Universität Wien

Oliver Heckl (UW)

Startdatum

Enddatum

Status

IN BEARBEITUNG

KategorisierungForschung
Förderung(Digitale) Forschungsinfrastrukturen
Involvierte Universitäten

Technische Universität Wien

Universität Wien

Johannes Kepler Universität Linz

Universität Innsbruck

Ziel

Ziel ist die koordinierte Beschaffung und Installation der Infrastruktur, die für die Auskopplung  und internen Verteilung  (Multiplexing) des optischen  Kalibrier-Signals, benötigt wird.

Projektkooperation
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