От Норильска до Эр-Рияда: реальный кейс применения карт памяти Kingston Industrial Temperature microSD UHS-I

Когда три года назад мы сделали обзор карт памяти для промышленного применения, в комментариях были пожелания не рассказывать про дроны и фотоаппараты, — мол, это не типичная область применения для таких карт памяти. ОК, сказали мы себе и записали в контент-план — сделать публикацию с кейсом из промышленности. Но, как это бывает, за потоком публикаций о новинках Kingston этот пункт долго оставался в бэклисте, пока именно здесь, на Хабре, мы не познакомились с российской компанией ДОК. Она использует эти карты памяти с 2016 года, причем использует сотнями. Кстати, в ее 40-гигабитном радиомосте через Енисей, поставившем мировой рекорд беспроводной связи, установлены именно карты памяти Kingston Industrial Temperature microSD UHS-I.

Предметная область кейса — широкополосная связь на миллиметровых волнах

На рубеже 2016 года, — то есть именно тогда, когда появились карты памяти Kingston промышленного класса из нашего обзора, — на рынке телекоммуникаций готовился качественный скачок в скорости магистральных беспроводных радиолинков. Второе поколение радиорелейных станций на скорость 1 Гбит/c, доминирующее в 2010-2015 годах, должно было передать эстафету радиолинкам третьего поколения, способным работать в стандарте 10 Gigabit Ethernet и передавать данные со скоростью 10 Гбит/c.

Радиомосты 2х20 Гбит/c через Енисей в Игарке. Источник: ООО «ДОК»

К слову, чтобы сделать радиоканал с характеристиками передачи как у оптического кабеля, требовались как минимум пара вещей в глобальном масштабе: создание новой элементной базы для беспроводной связи 10 Gigabit Ethernet (10GE) и выделение достаточного по ширине диапазона частот, куда можно «уместить» 10-гигабитный поток данных. Таким диапазоном стал набор частот 71-76/81-86 ГГц, который с легкой руки американского регулятора FCC был выделен в США в 2008 году. Вскоре этому примеру последовали регуляторы практически всех стран мира, включая и Россию (диапазон 71-76/81-86 ГГц разрешен Минсвязи РФ для свободного использования с 2010 года).

В 2016 году на мировом рынке наконец-то появились нужные конструкторам чипы MMIC (микроволновые монолитные интегральные схемы), способные обеспечить модуляцию радиосигнала QAM 256 для скорости передачи данных 10 Гбит/c, и началась гонка — кто первым выпустит на рынок коммерческие образцы радиорелейного оборудования класса 10GE. Как это ни удивительно, но первый серийный образец таких радиолинков был создан в России в петербургской инженерной компании ДОК и показан на Всемирном Мобильном Конгрессе (MWC 2017) в Барселоне в 2017 году. Ну, а почему бы нет? — все-таки Александр Попов изобрел радио именно в Петербурге (хотя это первенство и приписывают порой Маркони или Тесле).

Сегодня, в 2019 году, беспроводные радио 10GE стали де-факто отраслевым стандартом. Благодаря высокой пропускной способности, одна радиорелейная линия на 10 Гбит/c зачастую обслуживает связью целый жилой микрорайон или большую промзону. Сотовые операторы охотно используют радиолинии 10GE для опорных магистралей между базовыми станциями 4G/LTE, т.к. они обеспечивают синхронизацию базовых станций с эталонными часами дата-центра сотового оператора, что важно для передачи мультимедийного трафика на смартфоны и планшеты. Кроме цифровой телефонии и доступа к интернету по беспроводному каналу 10 Gigabit Ethernet транслируются сотни каналов цифрового ТВ, идет поток данных с камер видеонаблюдения.

«— Это все по-своему интересно», — скажет читатель Хабра, — «но причем тут карты памяти Kingston?» А вот к этому мы сейчас и перейдем.

«Черный ящик» внутри радиорелейного оборудования

Карта памяти Industrial Temperature microSD UHS-I установлена в модуле управления радиорелейной станции PPC-10G производства ДОК в качестве файлового хранилища для конфигурационных файлов и протоколирования состояния оборудования. На карту круглосуточно пишутся все критически важные параметры работы: скорость передачи данных в канале, уровень принимаемого сигнала (RSL, Receive Signal Level), температура в корпусе, параметры электропитания и многое другое. По правилам производителя, карта должна хранить такие данные не менее чем за год работы оборудования, потом свежие данные перезаписываются поверх старых. Практика показала, что для соблюдения этого требования достаточно объема памяти карты в 8 ГБ, поэтому сейчас компания ДОК использует именно такие карты. На комплект из двух радиорелейных станций требуется две карты памяти Industrial Temperature microSD UHS-I, т.к. карта ставится в каждую из них.

Корпус радиорелейной станции PPC-10G, модуль с промышленной картой памяти Kingston. Источник: ООО «ДОК»

Сетевой инженер или админ оператора связи периодически скачивает логи с карты памяти по протоколу FTP или просматривает их в веб-интерфейсе. Таким образом оценивается статистика по пропускной способности канала, стабильности работы внутренних компонентов радиорелейных станций. Особенно важны сведения из логов в случае отказа оборудования или перехода его в режим пониженной скорости передачи данных.

С помощью сведений из логов, предоставленных заказчиком, специалисты технической поддержки ДОК могут диагностировать проблему и подсказать способ ее наиболее быстрого устранения. Например, увидев, что с определенного момента изменился уровень принимаемого сигнала (RSL), можно сделать вывод, что, вероятнее всего, «сбилось» наведение антенн друг на друга. Такое иногда бывает после ветров ураганной силы, падения на антенну наледи с верхних конструкций телекоммуникационной вышки.

Операторы связи, приобретая достаточно дорогое 10-гигабитное радиорелейное оборудование, рассчитывают на высокую надежность всех его компонентов по принципу «Поставил и забыл». Карта памяти здесь не исключение. Здесь важный фактор — сложность доступа к оборудованию для ремонтных работ. В подавляющем числе случаев радиолинки диапазона 71-76/81-86 ГГц устанавливаются на телекоммуникационных вышках, на крышах зданий и сооружений. Понятно, что лезть с целью замены компонентов на обледенелую вышку в условиях российской зимы — дело непростое и опасное. Хотя карта памяти и не является критически важным компонентом в станциях PPC-10G, и при ее отказе радиорелейная линия продолжит работу, но будет утеряна возможность вести запись логов состояния оборудования и канала связи. Поэтому надежная работа карт Kingston Industrial Temperature microSD UHS-I важна как для производителя радиолинков, так и для заказчиков в лице операторов связи.

Крупным планом — модуль станции PPC-10G с промышленной картой памяти Kingston. Источник: ООО «ДОК»

«Мы конструируем и выпускаем радиорелейные станции в России уже более 10 лет, и за это время перепробовали карты памяти разных производителей. Какие-то карты работали по году, какие-то по паре лет, но потом приходилось их форматировать в удаленном режиме, а порой даже это не помогало, что вызывало нарекания у покупателей нашего оборудования. Когда в 2016 году запускали в производство 10-гигабитную модель PPC-10G, обратились за советом к нашему поставщику, в компанию Superwave (СПб). Они посоветовали промышленные карты памяти Kingston, сказав, что с ними проблем точно не будет. С тех пор не отказала ни одна карта Kingston, а мы установили их уже около тысячи штук. И это притом, что телекоммуникационное оборудование круглогодично эксплуатируется на открытом воздухе в очень жестких условиях», — отметил Даниил Корнеев, директор компании ДОК.

Как обходят температурные ограничения карт памяти и других компонентов

Если заглянуть на страницу с техническими характеристиками карт памяти Industrial Temperature microSD UHS-I, то можно увидеть пределы их гарантированного температурного диапазона работы и хранения: от -40°C до +85°C. А что делать, если радиорелейные станции будут эксплуатироваться в условиях российской Арктики, где ночами запросто может быть -50°C и даже ниже? Или, наоборот, где-нибудь в Африке?

Радиорелейная станция PPC-10G с картой памяти Kingston в г. Тарко-Сале Пуровского района ЯНАО. Источник: ООО «ДОК»

Для зимних условий в радиорелейных станциях предусмотрен автоматический подогреватель, обеспечивающий даже в сильные морозы температуру внутри корпуса выше 0°C. В случае «холодного старта», — по аналогии с запуском автомобильной техники в Арктике, — первым запускается подогреватель. Он блокирует включение электронных компонентов до тех пор, пока температура внутри корпуса станции не поднимется до допустимого предела.
Идем теперь к верхнему пределу температурного диапазона. Учитывая, что каждый из производителей, включая российских, стремится продавать свои радиолинки по всему миру, оборудование должно нормально работать и под палящими солнечными лучами. Для тропической модификации в станциях ДОК устанавливается расширенная система радиаторов, распределяющих тепло по корпусу оборудования.

Идет монтаж радиорелейной станции PPC-10G (естественно, с картой памяти Kingston) на высотном здании в Эмиратах. Источник: ООО «ДОК»

«В качестве комментария по картам памяти Kingston хочу отметить, что нижний температурный предел хранения -40°C в их спецификации дан с большим запасом. Неоднократно бывало у наших заказчиков из северных регионов России, что радиорелейные станции находились в выключенном состоянии при более низких температурах, и мы ни разу не зафиксировали отказа карт памяти при последующем включении оборудования. Что касается верхнего температурного предела, то логи температуры внутри корпуса, которые мы опять-таки получаем с карт памяти Kingston, не показали превышение уровня +80°C для радиолинков на Ближнем Востоке. Так что опасения, что солнце нагреет станции и их компоненты выше допустимого предела у наших заказчиков в Эр-Рияде или Аджмане, оказались безосновательными», — выразил свое мнение о картах памяти Даниил Корнеев.

Вот такой интересный кейс по картам памяти Kingston Industrial Temperature microSD UHS-I предоставила нам компания ДОК. Надеемся вскоре продолжить публиковать кейсы из промышленности и науки по различной продукции Kingston.

Подписывайтесь на блог Kingston Technology и оставайтесь с нами.

Для получения дополнительной информации о продуктах Kingston Technology обращайтесь на сайт компании.

Источник: habr.com