Onderzoeksproject IM/RT/23/BOOSTED (Onderzoeksactie IM)
De meest gebruikte techniek voor nauwkeurige synchronisatie van tijd en frequentie (T&F) maakt gebruik van de metrologische signalen die worden uitgezonden door de wereldwijde satellietconstellaties voor plaatsbepaling, zoals GPS (Verenigde Staten) of Galileo (Europa). Het bepaalt de frequentieafwijking tussen klokken op afstand met een onzekerheid van 10-16 in relatieve frequentie met een gemiddelde van een dag. Het is de meest nauwkeurige techniek die tot nu toe werd gebruikt op de Koninklijke Sterrenwacht van België (KSB) om UTC(ORB) te verspreiden waarop de Belgische wettelijke tijd is gebaseerd. De T&F-overdracht die gebruik maakt van de GPS/Galileo-signalen is echter kwetsbaar voor diverse storingen zoals jamming en spoofing. Het is dus niet geschikt voor toepassingen die een hogere precisie en veiligheid vereisen.
Het meest veelbelovende alternatief is de T&F-overdracht via optische vezels, waarbij gebruik wordt gemaakt van de bestaande telecommunicatienetwerken. Het overtreft de prestaties van de andere technieken van T&F-overdracht met meerdere ordes van grootte, dankzij het transmissiemedium waarin systematische effecten die de propagatievertraging veranderen, worden gecompenseerd. Het doel van dit project is om een nieuwe infrastructuur voor T&F-overdracht via optische vezels in België te implementeren, BOOSTED genaamd (Belgium Optical network for Optical frequency Standards and TimE Dissemination), zie fig. 1, en deze aan te sluiten op het Europese metrologische netwerk van optische vezels via het Franse REFIMEVE-netwerk.
Het eerste deel van het BOOSTED-project is het uitzenden van UTC(ORB) met nanosecondeprecisie met behulp van het White Rabbit-protocol, een evolutie van NTP/PTP. Een verbinding Gent < Brussel(KSB) > Leuven - Hasselt - Mol - Luik zal operationeel zijn tegen 2026.
Tegelijkertijd omvat een tweede deel van het BOOSTED-project de aansluiting van de KSB op het Franse REFIMEVE-netwerk om te profiteren van een ultrastabiele frequentie, in de orde van 10-18 in frequentie ten opzichte van een dag. Een tweede verbinding Parijs - Brussel (KSB) - Louvain-la-Neuve zal dit ultrastabiele signaal tegen 2026 dragen. Uiteindelijk zal het REFIMEVE-signaal onder impuls van het BOOSTED-project worden uitgezonden naar alle Belgische belanghebbenden.
De relatieve stabiliteit van de frequentie onder 10-18 (op 1 dag) heeft toepassingen in de toegepaste fysica, bijvoorbeeld in de karakterisering van lasers, toegepaste kwantummechanica of de fabricage van klokken. Toegang tot dit ultrastabiele signaal zal ook geavanceerd onderzoek mogelijk maken op gebieden zoals de behandeling van nucleair afval, fotonica, kwantumcryptografie, frequentiekamlaser en hoge-precisie spectroscopie. Een eerste comité van toekomstige gebruikers is al opgericht, met onderzoekscentra en belanghebbenden van KU Leuven, ORB, SCK-CEN, SMD, UGent, UCLouvain en ULB.
Ten slotte verbindt een Europees netwerk voor T&F-overdracht via optische vezel momenteel het VK, Frankrijk, Italië en Duitsland, terwijl er projecten bestaan om het operationele lokale netwerk in andere EU-landen te verbinden, in een voorbereidende fase voor een integratie in het Europese landschap van onderzoeksinfrastructuren. Dit project zal het ontluikende Belgische netwerk inbedden in de EU-infrastructuur met een strategische en centrale rol.
