Inbetriebnahme des CERN LHC Teilchenbeschleunigers

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Inbetriebnahme des CERN LHC Teilchenbeschleunigers
Fakultät Mathematik und Naturwissenschaften Fachrichtung PHYSIK Institut für Kern- und Teilchenphysik

   Inbetriebnahme des CERN LHC
      Teilchenbeschleunigers –
Liveschaltung nach Dresden mit EVO
         und Tandberg 6000

         12. Workshop des VCC
"Videokonferenzen im Wissenschaftsnetz"

                                                                         Dresden, 14. Mai 2009
Inbetriebnahme des CERN LHC Teilchenbeschleunigers
Institut für Kern- und Teilchenphysik
  „… erforschen, was die Welt im Innersten zusammenhält“

Teilchenphysik
  Experimente (BABAR, ATLAS/LHC)
  zum und zu Erweiterungen des
  Standardmodells der Teilchenphysik
       CP-Verletzung                              Kernphysik
       Herkunft der Masse                           grundlegenden Fragen der
       Higgs-Physik                                 Neutrinophysik
  Juniorprofessur Experimentelle                    Experimente zum neutrinolosen
  Teilchenphysik mit Entwicklungen                  doppelten Betazerfall (COBRA,
  von Komponenten für zukünftige                    GERDA, ...).
  Detektoren an SLHC und/oder ILC                   Medizinphysik (Oncoray)
                                                    Entwicklung von Halbleiterdetek-
                                                    toren zur Strahlungsmessung
                                                    nukleare Astrophysik
                                                    Suche nach seltenen Kernzerfällen
                                                    AG Strahlungsphysik

                    Phänomenologie der Elementarteilchen
                      offenen Fragen zur Phänomenologie der
                      Elementarteilchen
                      Fragen neuer Physik jenseits des
                      Standardmodells
                      Supersymmetrie
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  mehr als 600 Physiker aus                       mehr als 30 Physiker aus
         24 Ländern                                      8 Ländern

  mehr als 2500 Physiker aus
                                                  mehr als 100 Physiker aus
          37 Ländern
                                                          6 Ländern

     1 TIER-0, 11 TIER-1,
       140 TIER-2 Sites
                                                  mehr als 50 Physiker aus
                                                         5 Ländern

   mehr als 2000 Physiker aus
           14 Ländern

Wie reden wir ständig miteinander ?
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  1995 - Videokonferenzen mit PictureTel und mehreren ISDN-
         Channels
  1996 - CU-Seeme, freier Client der Cornell University (Joe Izen),
         bzw. kommerzieller Client der White Pine (Beta Tester)
     Reflektor auf einer ALPHA im URZ der TU
     BABAR-meeting 15.-18. Juli 1996
  Aber:
   Niemand weint dem (mittlerweile zu sich selbst inkompatiblen)
              kommerziellen CU-SeeMe eine Träne nach.

   2004 BABAR-meeting mit Real-Server

   2006 VRVS-meetings

seit 2006 merklicher Anstieg der Anforderungen an die
             Kommunikation untereinander
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Der LHC mit seinen Experimenten
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Die Physiker an diesen Experimenten benötigen
  ein skalierbares und robustes Kommunikationssystem, was die
  Anforderungen der Kollaborationen der LHC-Experimente und
  anderer Forschungsprogramme als auch der Öffentlichkeitsarbeit
  weitgehend erfüllt

  ein Tool, was die effektive Zusammenarbeit der Physiker fördert,
  sowohl vom Laptop aus als auch in großen Auditorien

  den stabilen Betrieb und den Support für ein einfaches System zur
  Unterstützung im gesamten Forschungs- und Bildungsbereich auch
  im globalen Maßstab

  also die Entwicklung eines Programmsystems, was alles das kann
  und dabei von einem hoffentlich kleinen Team gewartet und
  weiterentwickelt wird mit einer Superfunktionalität und möglichst
  niedrigen oder besser keinen Kosten.
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Enabling Virtual Organizations
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CMS 904

  ATLAS 475
                     EVO-LHC Meetings

                         im April 2009
          ALICE 62

                 LHCb 94
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    distributed

   controlled
   administrated                                                       Infrastruktur
   distributed

                                  52 Peer-to-Peer (PANDA-) Server in 22 Ländern
                       selbstüberwachende Server-Infrastruktur basierend auf

http://monalisa.caltech.edu
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                                                  Clients:
Windows
                                                     KOALA
                                                        Java basierend
                                                        lauffähig auf nahezu jedem
            ViEVO                                       PC, mit den von den
             3D-                                        Wissenschaftlern am
            multi                                       meisten genutzten
            video                  MAX OS X             Betriebssystemen
            client                                          Microsoft Windows
                                                            MAC OS X
                                                            LINUX

                                             ViEVO             EVO video tool

                                             JRAT              EVO audio tool

                                             EVOWB             whiteboard
               LINUX
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Integration

     Telephone Bridges in 9 Ländern
     Alternative, falls keine oder
     unzureichende Netzverbindung
     Handy Verbindung unterwegs
         Switzerland (CERN, Geneva)
         +41 22 76 71400
         Germany (DESY, Hamburg)
         +49 40 8998 1340

  Session Initiation Protocol (SIP)
     der Anruf erfolgt über KOALA
     angezeigt als neuer Teilnehmer
     Name == „Display Name“
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 H.323 Integration                        IP-Adresse

mögliche Verbindungsarten:
    lokale H.323 Software Clients (MIRIAL,
    (Ekiga, Xmeeting VCON, ...)
    externe H.323 Clients
    H.323 MCU
    H.323 Telefone
Audiomixing
Transcoding des Videostreams:
    Bandbreitenverminderung
    4 Videos auf ein 1 CIF oder auf ein 4CIF
kompatible Gatekeeper
ein wenig einfacher zu verwaltende
Firewallrestriktionen         Alias/E.164@Gatekeeper
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        H.323 Integration (interessante Optionen)

audio only
Frame Rate
bandwidth
connect through          die Verbindung erfolgt zum lokalen PC anstatt zum nächsten oder festgelegten
local Koala              PANDA-Server, vorteilhaft bei Firewall-Restriktionen
limit inbound Video
show Speaker only

Auch eine Verbindung in eine H.323 MCU (H.323 Multiport System wie z.B. ESNET
Video Service) wird unterstützt (incl. DMTF Wähltöne).
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Lokales (Standard-) Setup

                                          Kamera
                                             Sony EVI D30
                                             (Logitech Notebook Pro)

                                          Grabber
                                             USB Videoencoder

                                          Konferenz-Mikrofon
                                             Duet-Executive Conferencing
                                             USB Speakerphone

                                          PC
                                               Laptop mit MS Windows oder
                                               LINUX oder MAC

                                 Angepasst an die Erfordernisse einer
                                         kleinen Gruppe !
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Was fällt uns auf?
  allgemein
       es ist aus der Not geboren von einer Gruppe motivierter Leute am CALTECH für die Verbes-
       serung der wissenschaftlichen Kommunikation geschrieben, (noch) kein „plug and play“

  Audio
      Echounterdrückung muss im externen Audiogerät vorhanden sein – mehrere Mikrofone
      problematisch
      auch bei der Benutzung von Headsets benötigt man genauere Kenntnisse über die
      Konfiguration seines Audio-Devices
      u.U. müssen per Hand Lautsprecher und Mikrofon zu- bzw. abgeschaltet werden
      mitunter Choppy Sound unter Linux (ALSA-driver ?)
      Einbindung der Mikrofone unter MAC OS X etwas mehr Aufwand
  Video/ViEVO
      mitunter Einfrieren des gesendeten Videostreams, was sich mit Click auf die
      Kamerakonfiguration meist beheben lässt
      3D-Multi Video-Client (GPU based) vorerst nur für Windows
      etwas tricky unter MAC OS X, benötigt X11 und eine vom System abhängige Installation
      (noOpenGL)
      selbst wenn Kamera in Linux erkannt wird, wird sie noch lange nicht in ViEVO erkannt

  Betriebssystem
       die üblichen Windows-, MAC OS X- und Linux-Probleme schlagen natürlich auch
       hier gnadenlos zu (auch JAVA)
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     Also für “kleine” Meetings gut geeignet, was lernt man bei
     (Stresstest-) Meetings und Meetings mit einer größeren Gruppe

  193 Clients beim
  « All CMS Meeting »
  im Februar 2009.

1250 Clients beim
« LHC Startup Meeting » am
   10. September 2008
  keine Chance für die
  Interessenten im Instituts
  selbst teilzunehmen
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seit Mitte August 2008 aufdurch
Live-Videoübertragung      dem Webserver derüber
                                HQ-WebCast  TU Dresden  zu finden:
                                                 Relaystation  DESY
                                          (Dank an Herrn Eisberg)

       Live Webcast             HQ-WebCast über Relaystation

       Live Interview           EVO mit unserer Gruppe am CERN
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Live-Interview durch EVO mit

 H.323 Device (Tandberg 6000 MXP) im VCC der TU Dresden
     da Echounterdrückung in EVO nicht integriert, muss in
     größeren Räumen und mit einer größeren Anzahl von
     Teilnehmern auf professionelle Echounterdrückung
     zurückgegriffen werden

 Laptop mit USB-Kamera und Headset im Büro am CERN
     Standardkonfiguration „out of the box“

 der vorherige Test erwies sich aber als sehr sinnvoll
     H.323 zum lokalen Koala fror sporadisch ein bzw.
     rätselhaft, welcher Videostream auf dem H.323 CIF
     H.323 zum PANDA Server stabilste Verbindung
     Echoprobleme durch Audiodevice-Einstellungen auf
     Laptop am CERN
     Fehlereingrenzung über parallelen Test mit einem zweiten
     Client im Institut
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  2009 an 17 Tagen an echten Teilchenphysikdaten forschen, gemeinsam mit
       5000 Schüler/innen aus 77 Städten und 23 Ländern in aller Welt.

Schülerforschungstag am 30.03.2009

                                       Workshop für Lehrer am 28.03.2009
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Notewenige Tests vor der Teilnahme an den Videokonferenzen
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Notewenige Tests vor der Teilnahme an den Videokonferenzen
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Fazit „Videokonferenz“ Masterclasses on Particle Physics

einige Probleme, die wir vorher bei den Tests insbesondere bei der
Verbindung mit H.323-Devices beobachtet hatten, waren mit dem neuen
KOALA 1.3.0 (vom 12. März 2009) beseitigt,
       problemlos mit Tandberg 6000, Tandberg 990 und VSX3000
       Bildqualität (ankommend) ist nicht stabil
       Verbindung zur LifeSize ROOM 200 wird aufgebaut, friert aber
       nach wenigen Sekunden ein
       keine Verbindung zur XPoint
fast ein Drittel der teilnehmenden Institute benötigte einen zweiten Test
       Hauptproblem Audio schlecht oder unkontrolliertes Echo
das Setup in Dresden funktionierte sehr gut
       Tandberg 990
       Standardmikrofon
       zusätzlich Funk-Saalmikrofon
       bei mehr als vier Partnern muss man auswählen
sehr gute Qualität am Lehrerforschungstag
schlechte Audio-Qualität zweier teilnehmender Institute (und eine nicht
darauf eingestellte Moderation) am Schülerforschungstag
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                                                  nicht versäumen, Dank an

   EVO wins 2009 Internet2 IDEA awards

collaboration tool von Wissenschaftlern für
Wissenschaftler

bewährt sich bei den meetings und
Kommunikationen zwischen den
Wissenschaftlern
                                                         kein Bild von
noch Abstriche in der Qualität gegen-                    U. Grohmann

über professionellen Systemen
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