CERN/Nikhef leren de wereld hoe je klokken tot op de nanoseconde gelijk zet

29 juni 2020

De internationale ingenieursorganisatie IEEE heeft een CERN-techniek voor het synchroniseren van kloksignalen overgenomen als industriestandaard. Deze White Rabbit-techniek, naar het konijn met het horloge uit Alice in Wonderland, maakt het mogelijk om systemen binnen een nanoseconde gelijk te laten lopen.

Dat is door IEEE en CERN bekend gemaakt. White Rabbit is op CERN ontwikkeld om de onderdelen en subsystemen van de Large Hadron Collider versneller naadloos met elkaar te laten samenwerken. Daarbij wordt gebruikt gemaakt van ethernet, waarin extreem korte lichtpulsen in glasvezels de tikken van de klok geven.

White Rabbit is een protocol dat voorschrijft hoe tijdverschillen kunnen worden bepaald en gecompenseerd. De protocollen kunnen in logische schakelingen worden vastgelegd, die in elektronica kunnen worden geïntegreerd.

Bijzonder is dat White Rabbit van begin af aan een open source technologie is geweest, waardoor allerlei experts eraan hebben kunnen bijdragen. Ook maakt dit mogelijk dat White Rabbit in andere grote wetenschappelijke projecten is toegepast, zoals in radiotelescopen met veel schotels. Inmiddels toont ook de commerciële wereld er belangstelling voor, van de financiële sector tot telecombedrijven. Elektronica-leveranciers beginnen ook commercieel de technieken aan te bieden.

Nikhef is sinds jaar en dag betrokken geweest bij het uitontwikkelen van White Rabbit, in eerste instantie voor de KM3NeT neutrinodetector in de Middellandse Zee,  de LHC-versneller op CERN en de Nikhef-experimenten in Genève. Elektronicus Peter Jansweijer van de sectie Electronica in Amsterdam won twee jaar op rij een IEEE-prijs voor zijn bijdragen aan de techniek en de praktische toepassingen ervan.

Met White Rabbit wordt de industriestandaard voor kloksynchronisatie een stuk scherper. Tot voor kort was precisie binnen microseconden gangbaar. Nu kan dat binnen nanoseconden worden, ook op honderden kilometers afstand. Nikhef produceert zelf circuit boards met White Rabbit voor metrologische toepassingen.