パソコンでできるインターネットＶＬＢＩシステムの開発

*近藤 哲朗[1], 小山 泰弘[1], 関戸 衛[1], 中島 潤一[1]
大久保 寛[1], 大崎 裕生[1], 木村 守孝[1], 市川 雄一[2]

通信総合研究所鹿島宇宙通信研究センター[1]
日本通信機株式会社[2]

Development of the PC-based new real-time VLBI technique using the Internet Protocol

*Tetsuro Kondo[1] ,Yasuhiro Koyama [1],Mamoru Sekido [1]
Junichi Nakajima [1],Hiroshi Okubo [1],Hiro Osaki [1]
Moritaka Kimura [1],Yuichi Ichikawa [2]
Kashima Space Research Center, Communications Research Laboratory[1]
Japan Communications Equipment Co., Ltd[2]

Communications Research Laboratory has been developing a new real-time VLBI system using the Internet Protocol (IP-VLBI). The PCI sampling board that we are developing has a maximum sampling frequency of 16 MHz per channel, and a system equivalent to the current geodetic VLBI is achieved by use of 16 channels. Real-time data transmission and a coherent sampling up to 16 MHz sampling have been checked by present. Regarding a software correlation processing, we have prospect of real-time processing up to 4 MHz sampling at present. The processing algorithm is reexamined in order to attain improvement in the speed.

通信総合研究所ではパソコンおよびインターネット・プロトコル(ＩＰ) を利用した汎用の実時間ＶＬＢＩシステム（IP-VLBI）の開発を行って いる。通常のＶＬＢＩ観測では、２局以上のアンテナで受信された電波 天体からの信号は磁気テープに記録され、それらのテープが相関処理局 に送られ、相関処理が実行される。地殻変動の定常観測用途に開発され た実時間ＶＬＢＩシステムでは、電波星からの信号は256Mbpsのディジ タル信号に変換され、それらは磁気テープに記録する代わりに高速 (2.4Gbps)非同期転送モード(ATM)ネットワークを通して実時間に相関 処理局に転送される。相関処理局ではATMネットワークに接続された 専用の相関器が、実時間に相関処理を行う（この実時間VLBIシステム を“ATM-VLBI”と呼ぶ）。高速ATMネットワークの使用料は未だに高価 であり、接続サイトも制限されるため、ATM-VLBIはまだ一般に普及する ところまでは至ってない。そこで、ネットワーク利用コストの低減、 かつ接続サイトの拡充を目指し、またＶＬＢＩ技術を汎用化するため に、既に広く普及しているIP技術と更にパソコンを使用した新方式の 実時間ＶＬＢＩシステムの開発を開始した（このシステムを “IP-VLBI”と呼ぶ）。 　IP-VLBIとして２種類のシステムが考えられる。１つはATMネット ワークに載せている高速データストリームを単にIPプロトコルでの伝送 に置き換える方法である。この方式では単に高速にデータを転送する 方式であるため、例えば多チャネルのデータから構成される測地ＶＬＢ Ｉのデータの場合にはその処理に専用の周辺装置が必要となる。 　もう一つの方式は、低速（狭帯域）におけるＶＬＢＩシステムを 確立し、広帯域が必要な場合は、狭帯域システムを必要数だけ並列運用 するという方式である。例えば測地VLBIシステムでは、通常S (2GHz) およびX (8GHz)バンドで併せて14〜16の周波数チャネルを受信する が、それぞれのチャネルデータを独立して送信し、相関処理を行うこと により容易に測地ＶＬＢＩを実現できる。この方式では一つのチャネル データに関してシステムを確立することにのみ技術開発を集中すれば よい。また、実時間ＶＬＢＩの用途以外にも、高精度な時刻ラベルと ともにデータの記録が行える汎用のデータレコーダとしても使用する ことができ、地球物理現象の様々データ収集において役立つであろう。 　我々が開発中のIP-VLBIシステム用のサンプリングボード（PCIバス ボード）は、最大16MHzサンプリングが可能であり、ボードあたりの チャネル数は４ｃｈである。サンプリングボード部の様々な評価試験と 並行して、パソコンでの実時間相関処理ソフトを開発している。現在 までに研究室内ＬＡＮでの１ビット16MHzサンプリングデータの実時間 転送およびコヒーレントサンプリングが確認できた。パソコンによる 完全ソフトウェア相関処理も４MHzサンプリングデータまでは実時間 相関処理が可能である見込みを得た。更に高速化を図るためアルゴリ ズムの再検討を行っている。