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

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1 Fakultät Mathematik und Naturwissenschaften Fachrichtung PHYSIK Institut für Kern- und Teilchenphysik Inbetriebnahme des CERN LHC Teilchenbeschleunigers Liveschaltung nach Dresden mit EVO und Tandberg Workshop des VCC "Videokonferenzen im Wissenschaftsnetz" Dresden, 14. Mai 2009

2 Teilchenphysik Experimente (BABAR, ATLAS/LHC) zum und zu Erweiterungen des Standardmodells der Teilchenphysik CP-Verletzung Herkunft der Masse Higgs-Physik Juniorprofessur Experimentelle Teilchenphysik mit Entwicklungen von Komponenten für zukünftige Detektoren an SLHC und/oder ILC Kernphysik grundlegenden Fragen der Neutrinophysik Experimente zum neutrinolosen doppelten Betazerfall (COBRA, GERDA,...). Medizinphysik (Oncoray) Entwicklung von Halbleiterdetektoren 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

3 mehr als 600 Physiker aus 24 Ländern mehr als 30 Physiker aus 8 Ländern mehr als 2500 Physiker aus 37 Ländern 1 TIER-0, 11 TIER-1, 140 TIER-2 Sites mehr als 100 Physiker aus 6 Ländern mehr als 50 Physiker aus 5 Ländern mehr als 2000 Physiker aus 14 Ländern Wie reden wir ständig miteinander?

4 Videokonferenzen mit PictureTel und mehreren ISDN- Channels 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 Juli 1996 Aber: Niemand weint dem (mittlerweile zu sich selbst inkompatiblen) kommerziellen CU-SeeMe eine Träne nach BABAR-meeting mit Real-Server 2006 VRVS-meetings seit 2006 merklicher Anstieg der Anforderungen an die Kommunikation untereinander

5 Der LHC mit seinen Experimenten

6 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.

7 Enabling Virtual Organizations

8 Institut für Kern- und Teilchenphysik CMS 904 ATLAS 475 EVO-LHC Meetings im April 2009 ALICE 62 LHCb 94

9 distributed Clients controlled administrated distributed Infrastruktur 52 Peer-to-Peer (PANDA-) Server in 22 Ländern selbstüberwachende Server-Infrastruktur basierend auf

10 Windows ViEVO 3Dmulti video client MAX OS X Clients: KOALA Java basierend lauffähig auf nahezu jedem PC, mit den von den Wissenschaftlern am meisten genutzten Betriebssystemen Microsoft Windows MAC OS X LINUX LINUX ViEVO JRAT EVOWB EVO video tool EVO audio tool whiteboard

11 Integration Telephone Bridges in 9 Ländern Alternative, falls keine oder unzureichende Netzverbindung Handy Verbindung unterwegs Switzerland (CERN, Geneva) Germany (DESY, Hamburg) Session Initiation Protocol (SIP) der Anruf erfolgt über KOALA angezeigt als neuer Teilnehmer Name == Display Name

12 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

13 H.323 Integration (interessante Optionen) audio only Frame Rate bandwidth connect through local Koala limit inbound Video show Speaker only die Verbindung erfolgt zum lokalen PC anstatt zum nächsten oder festgelegten PANDA-Server, vorteilhaft bei Firewall-Restriktionen Auch eine Verbindung in eine H.323 MCU (H.323 Multiport System wie z.b. ESNET Video Service) wird unterstützt (incl. DMTF Wähltöne).

14 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!

15 Was fällt uns auf? Institut für Kern- und Teilchenphysik allgemein es ist aus der Not geboren von einer Gruppe motivierter Leute am CALTECH für die Verbesserung 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)

16 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 Clients beim «LHC Startup Meeting» am 10. September 2008 keine Chance für die Interessenten im Instituts selbst teilzunehmen

17 Live-Videoübertragung seit Mitte August 2008 auf durch dem Webserver HQ-WebCast der über TU Dresden Relaystation zu finden: DESY (Dank an Herrn Eisberg) Live Webcast Live Interview HQ-WebCast über Relaystation EVO mit unserer Gruppe am CERN

18 Live-Interview durch EVO mit Institut für Kern- und Teilchenphysik 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

19 2009 an 17 Tagen an echten Teilchenphysikdaten forschen, gemeinsam mit 5000 Schüler/innen aus 77 Städten und 23 Ländern in aller Welt. Schülerforschungstag am Workshop für Lehrer am

20 Notewenige Tests vor der Teilnahme an den Videokonferenzen

21 Notewenige Tests vor der Teilnahme an den Videokonferenzen

22 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 (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

23 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 noch Abstriche in der Qualität gegenüber professionellen Systemen kein Bild von U. Grohmann