Le centre de calcul Orphéon

Relier les stations GNSS permanentes en réseau à un centre de calcul

Pour plus de précision, les signaux d’observation des antennes GNSS permanentes  du réseau Orphéon sont regroupés sur un serveur qui va permettre un meilleur traitement des signaux et une meilleure détermination et modélisation des sources d’erreurs en utilisant :

• Des orbites ultra rapides prédites avec une imprécision de 5 cm correspondant à  3 ns en lieu et place des orbites radiodiffusées qui ont une plus grande imprécision de 100 cm ou 5 ns.
•  Des modèles météo complémentaires notamment troposphériques
• Des modèles géophysiques (marée et surcharge océanique induite, marée solide, marée polaire, surcharge atmosphérique etc .)

Traitement et cohérence des signaux

En mode réseau, les données de corrections envoyées à chaque utilisateur sont issues d’une cellule de plusieurs stations de référence en fonction des observations satellitaires communes. 

Il est nécessaire que le matériel composant l’infrastructure du réseau mais aussi les bases de stations permanentes du réseau soient tous compatibles avec l’ensemble de ces différentes constellations de satellites pour pouvoir délivrer une correction complète et cohérente correspondante aux différents utilisateurs sur le terrain.

Augmentation des capacités

L’augmentation du nombre de constellations avec l’arrivée de Galileo et de Beidou ainsi que le nombre croissant d’utilisateurs du réseau obligent à faire évoluer constamment la puissance et les capacités des serveurs NRTIP utilisés par le réseau. En faisant parti du groupe Hexagon le réseau Orphéon dispose de ressources adaptées et confortables, mais aussi d’une équipe d’experts dédiée à la supervision et à l’entretien des infrastructures pour assurer un très haut niveau de disponibilité des services Orphéon.

Garantir la disponibilité du service temps réel

Pour pouvoir proposer le meilleur taux de disponibilité des données et des services de correction, nous avons optimisé nos infrastructures et mis en place des solutions techniques de premier plan.

Les corrections étant diffusées en temps réel, il est indispensable de disposer de meilleures infrastructures pouvant garantir  l’ensemble des flux de données :

• Les flux provenant de nos stations pour alimenter les serveurs
• Les flux entrants et sortants les positions et les corrections de chaque utilisateur

Typiquement, le mobile de l’utilisateur reçoit à chaque époque de mesure (typiquement toutes les secondes) les « corrections » individualisée correspondant à sa zone de travail, même lorsqu’il se déplace.

Ces corrections parviennent à chaque utilisateur en continu par internet mobile avec un délai moyen d’acheminement de 750 ms, l’écart type, c’est-à-dire l’écart à la moyenne pour 68% des corrections envoyées, étant également de cet ordre de grandeur.

De manière à ce que le système reste cohérent, il reste donc moins de 250 ms pour :

1. 1. 1. Recevoir les observations des stations permanentes sur le centre de calcul
      2. Les mettre en cohérence temporelle
      3. Calculer les « corrections »
      4. Envoyer les « corrections » à l’utilisateur

Nous avons donc fait le choix d’une infrastructure très performante

La mise en place de ce réseau de télécommunications nous garantit les plus faibles latences  possibles (temps de transmission des données) entre les stations permanentes de l’ensemble du réseau et le centre de calcul.

Objectif : avoir les plus faibles latences

Ce choix sans compromis, afin de mettre le mobile de l’utilisateur dans la meilleure situation possible en lui permettant de recevoir le plus de corrections possible de la manière la plus fluide et la plus continue.

Les taux de charge d’un réseau privé sont garantis par les opérateurs télécoms proposant ce type de services. Un tel réseau est également bien plus disponible qu’internet, la redondance des liaisons étant assuré par les opérateurs en charge de son exploitation.

Dans la chaîne de transmission des corrections :

Le lien GPRS entre le GPS et nos serveurs NTRIP permet d’acheminer 95% des corrections avec une latence comprise entre 0 et 1,5 secondes, d’où l’importance capitale de ce réseau type MPLS en terme de latence. Un mobile configuré en mode interpolé (mode « précision » chez Leica, « prévision » chez Topcon et « Low Latency » chez Trimble) pouvant typiquement tenir 3 secondes sans recevoir de corrections.

Pourquoi une liaison internet ordinaire ne suffit pas ?

Internet est un réseau mutualisant les ressources pour tous les utilisateurs, sur le principe du « best effort », quitte à ce que les performances se dégradent très fortement. L’utilisation d’internet n’est donc pas pertinente ici, dans la mesure où l’on souhaite garantir et maîtriser les délais de transmission (latences). Le réseau Orphéon ne subit donc pas ces « ralentissements » pour pouvoir effectuer ses calculs de corrections.

L’infrastructure Full GNSS

Dans l’idée de réduire au maximum les délais de transmission (latences) et augmenter la disponibilité de nos services, des machines puissantes et renforcées servant au calcul de la correction NRTK désormais Full GNSS, sont hébergées dans un Datacenter situé au cœur du réseau de notre opérateur de télécommunications, c’est-à-dire au plus près de ses propres machines.

L’infrastructure et les logiciels de calculs de correction nous permettent de diffuser des corrections « Full GNSS » (GPS + GLONASS + Galiléo + BeiDou)

• Infrastructure pensée pour la performance des services
• Aucune perte de temps entre stations de référence et serveurs
• Des serveurs de calcul puissants
• Des trajets de données optimisés
• Des temps de latence les plus réduits
• Des services toujours secourus avec les mêmes performances

Sur ce Datacenter, chaque élément du réseau (capteur GNSS, modem des stations, onduleurs etc.) est « vu » comme s’il était en local et est capable d’envoyer de manière indépendante toutes les informations nécessaires à sa maintenance proactive.

Evolution de la sécurité du réseau

Sécurité niveau 1

Une installation sécurisée dès l’origine

En 2006 lors de la création de l’infrastructure, la première plateforme a bénéficié de toute l’attention nécessaire afin que l’ensemble des équipement de la plateformes mais aussi des lien internet soit dédoublés

• Propriétaire de l’ensemble des équipements
• Les liens internet sont doublés
• Les serveurs sont doublés
• Les équipement de connexion et de brassage
• Les Alimentations sont doublées et secourues
• Les stations de référence connectées en VPN sur un réseau privé

Sécurité niveau 2

En 2016, l’installation de la deuxième plateforme et la mise en place d’un serveur d’adresse (DNS) à permis de renforcer la disponibilité des corrections mais aussi à permis de partager le support technique au sein d’une organisation experte et dédiée.

• Installation d’une deuxième plateforme
• Machines virtuelles adaptables sur demande
• Serveur d’adresses DNS pour un basculement serein
• Support technique partagé

Sécurité niveau 3

En 2017, l’installation de modems 3G/4G sur nos antennes de référence permet de doubler les connexion internet VPN et de réduire les problèmes de connexion qu’une ligne ADSL ou SDSL peut rencontrer.

• doublement des connexions des antennes de référence : connexion ADSL + 4G

Deux lignes de calcul en redondance

Au cœur de chaque plateforme, deux lignes de calcul parfaitement redondantes et distinctes l’une de l’autre sont installées  afin de garantir la continuité du service en fonction des équipements utilisés par nos clients.

• La ligne de calcul Spider Leica dispose de ses 2 serveurs distincts
• La ligne de calcul Trimble Pivot dispose de ses 2 serveurs distincts

Les éléments vitaux de chaque machine étant également doublés (processeurs, disques durs, unités de mémoire vive, blocs d’alimentation, cartes réseaux).

Ces lignes de calcul sont alimentées par deux arrivées électriques indépendantes, elles-mêmes ondulées et secourues par des groupes électrogènes et des salles de batteries.

Elles sont également refroidies par deux lignes de climatisation indépendantes.

Deux data centers

Le groupe Hexagon à sélectionné deux data centers distincts dans deux pays différents afin d’héberger les serveurs de l’ensemble de ses infrastructures informatiques du réseau européen HxGN SMARTNET.

Une équipe d’ingénieurs spécialisés est dédiée à la conception et à la supervision de l’ensemble des ces serveurs, assure la continuité des services 24h/365j.

Une deuxième plateforme

Une deuxième plateforme équipée en machines virtuelles (VM) a été mise en place dans un lieu différent du data center de la première plateforme afin de garantir un accès permanent aux données de correction de géo positionnement en toutes circonstances. Cette solution permet également de bénéficier de ressources et de matériels évolutifs disponibles en fonction de nos besoins et de la croissance que connait l’utilisation de correction de géo positionnement  GNSS notamment sur de nouveaux marchés.

Cette deuxième plateforme est une copie à l’identique de la première plateforme et permet de s’affranchir de tous problèmes relatif aux connexions internet.

• Haute disponibilité des services Orphéon
• Une plateforme principale avec sécurité renforcée
• Une plateforme de secours dans un autre data center

Serveur d’adresse DNS

Nos deux infrastructures étant indépendantes, une adresse IP différente leur est attribuée. Ainsi, tout basculement d’une plateforme à l’autre part impliquerait de reconfigurer votre matériel GNSS avec une autre adresse IP.

Pour vous éviter une telle procédure, nous avons mis en place un service DNS (Domain Name System) qui réalisera le changement d’adresse IP automatiquement. Ainsi, en cas de maintenance ou de problème imposant un changement d’infrastructure, votre matériel GNSS se connectera automatiquement à nos services.

La mise en place du serveur d’adresse (DNS) permet ainsi de basculer lorsque nécessaire d’une plateforme à l’autre en toute transparence pour les clients.

• Un serveur d’adresse DNS
• Pas de reconfiguration de matériel
• Un service Orphéon disponible immédiatement sur une autre plateforme
• Une bascule transparente et sereine

Une surveillance accrue

La mise en place de plateformes identiques et distantes nous permet de disposer d’installations homogènes et standardisées au sein du groupe Hexagon. Cette homogénéité permet ainsi d’étendre la dimension de nos équipes de supports et leur permet d’intervenir à tout moment 24h/24 quelque soit l’endroit ou le pays où nos ingénieurs support sont basés.

• • • Haute surveillance 24h/24
    • Homogénéité des installations
    • Support technique partagé