От Норилск до Рияд: реален случай на използване на карти с памет Kingston Industrial Temperature microSD UHS-I

Когато преди три години го направихме преглед карти с памет за промишлена употреба, в коментарите имаше пожелания да не се говори за дронове и камери - те казват, че това не е типична област на приложение за такива карти с памет. Добре, казахме си и го записахме в плана за съдържание – направете публикация с казус от индустрията. Но, както се случва, зад потока от публикации за нови продукти на Kingston, този артикул остана в задния списък за дълго време, докато не се срещнахме тук, на Хабре Руската фирма ДОК. Тя използва тези карти с памет от 2016 г. и използва стотици от тях. Между другото, в своя 40-гигабитов радиомост през Енисей, който доставя световен рекорд безжична комуникация, инсталирани са карти с памет Kingston Industrial Temperature microSD UHS-I.

Предмет на делото са широколентови комуникации на милиметрови вълни

В началото на 2016 г., тоест точно когато се появиха индустриалните карти с памет Kingston от нашия преглед, на телекомуникационния пазар се подготвяше качествен скок в скоростта на опорните безжични радиовръзки. Второто поколение радиорелейни станции със скорост 1 Gbit/s, доминиращи през 2010-2015 г., трябваше да предаде щафетата на радиовръзки от трето поколение, способни да работят в стандарта 10 Gigabit Ethernet и да предават данни със скорост 10 Gbit/s.

Радиомостове 2x20 Gbit/s през Енисей в Игарка. Източник: DOK LLC

Между другото, за да се направи радиоканал с характеристики на предаване, подобни на оптичен кабел, бяха необходими поне няколко неща в глобален мащаб: създаване на нова елементна база за безжична комуникация 10 Gigabit Ethernet (10GE) и разпределянето на честотен диапазон с достатъчна ширина, където е възможно да се „побере“ 10-гигабитов поток от данни. Този диапазон беше набор от честоти 71-76/81-86 GHz, който с леката ръка на американския регулатор FCC беше разпределен в САЩ през 2008 г. Скоро този пример беше последван от регулаторите в почти всички страни по света, включително Русия (обхватът 71-76/81-86 GHz е разрешен от Министерството на съобщенията на Руската федерация за свободно използване от 2010 г.).

През 2016 г. чиповете MMIC (микровълнови монолитни интегрални схеми), от които дизайнерите се нуждаеха, способни да осигурят модулация на радиосигнала QAM 256 за скорост на трансфер на данни от 10 Gbit/s, най-накрая се появиха на световния пазар и започна надпреварата кой ще бъдете първите, които пуснаха на пазара търговски образци на радиорелейно оборудване от клас 10GE. Изненадващо, първият производствен образец на такива радиовръзки е създаден в Русия в инженерната компания DOK в Санкт Петербург и е показан на Световния мобилен конгрес (MWC 2017) в Барселона през 2017 г. Е, защо не? - все пак Александър Попов е изобретил радиото в Санкт Петербург (въпреки че това първенство понякога се приписва на Маркони или Тесла).

Днес, през 2019 г., безжичните радиостанции 10GE се превърнаха в де факто индустриален стандарт. Благодарение на високата си пропускателна способност, една 10 Gbit/s радиорелейна линия често обслужва цял жилищен квартал или голяма индустриална зона с комуникации. Клетъчните оператори охотно използват 10GE радиовръзки за опори между 4G/LTE базови станции, т.к. те осигуряват синхронизация на базовите станции с референтния часовник на центъра за данни на клетъчния оператор, което е важно за предаването на мултимедиен трафик към смартфони и таблети. В допълнение към цифровата телефония и достъпа до Интернет, стотици цифрови телевизионни канали се излъчват чрез 10 Gigabit Ethernet безжичен канал и има поток от данни от камери за видеонаблюдение.

„Всичко това е интересно по свой собствен начин“, ще каже читателят на Habr, „но какво общо имат с това картите с памет Kingston?“ Но това е, към което ще преминем сега.

"Черна кутия" в радиорелейно оборудване

Карта с памет Промишлена температура microSD UHS-I монтиран в контролния модул на радиорелейна станция PPC-10G, произведена от ДОК, като файлово хранилище за конфигурационни файлове и регистриране на състоянието на оборудването. Всички критични работни параметри се записват на картата денонощно: скорост на трансфер на данни в канала, ниво на получения сигнал (RSL, Receive Signal Level), температура в кутията, параметри на захранването и много други. Според правилата на производителя, картата трябва да съхранява такива данни за най-малко една година работа на оборудването, след което новите данни се презаписват върху старите. Практиката показва, че за спазването на това изискване е достатъчна памет на картата с капацитет от 8 GB, така че DOK вече използва точно такива карти. Комплект от две радиорелейни станции изисква две карти с памет Industrial Temperature microSD UHS-I, тъй като във всяка от тях се поставя карта.

Корпус на радиорелейна станция PPC-10G, модул с индустриална карта памет Kingston. Източник: DOK LLC

Мрежов инженер или администратор на телекомуникационен оператор периодично изтегля регистрационни файлове от карта с памет чрез FTP или ги преглежда в уеб интерфейса. По този начин се оценява статистиката за капацитета на канала и стабилността на вътрешните компоненти на радиорелейните станции. Информацията от регистрационните файлове е особено важна в случай на повреда на оборудването или преминаването му към намалена скорост на трансфер на данни.

Използвайки информация от регистрационни файлове, предоставена от клиента, специалистите по техническа поддръжка на DOC могат да диагностицират проблема и да предложат най-бързия начин за разрешаването му. Например, след като видяхме, че нивото на приетия сигнал (RSL) се е променило от определен момент, можем да заключим, че най-вероятно насочването на антените една към друга е „объркано“. Това понякога се случва след ураганни ветрове или падане на лед върху антената от горните конструкции на телекомуникационна кула.

Телекомуникационните оператори, когато купуват доста скъпо 10-гигабитово радиорелейно оборудване, разчитат на висока надеждност на всички негови компоненти според принципа „настройте и забравете“. Картата с памет не прави изключение тук. Важен фактор тук е трудният достъп до оборудване за ремонтни дейности. В по-голямата част от случаите радиовръзките в диапазона 71-76/81-86 GHz са инсталирани на телекомуникационни кули, на покриви на сгради и конструкции. Ясно е, че изкачването на ледена кула през руската зима за подмяна на компоненти не е лесна и опасна задача. Въпреки че картата с памет не е критичен компонент в станциите PPC-10G и ако не успее, радиорелейната линия ще продължи да работи, но способността за запис на оборудването и регистрационните файлове за състоянието на комуникационния канал ще бъде загубена. Следователно, надеждна работа на картите Kingston Industrial Temperature microSD UHS-I е важно както за производителя на радиовръзки, така и за клиентите, представлявани от телеком операторите.

Едър план на модул на станция PPC-10G с индустриална карта с памет Kingston. Източник: DOK LLC

„Ние проектираме и произвеждаме радиорелейни станции в Русия повече от 10 години и през това време изпробвахме карти с памет от различни производители. Някои карти работеха една година, някои няколко години, но след това трябваше да ги форматираме дистанционно и понякога дори това не помогна, което предизвика оплаквания от купувачите на нашето оборудване. Когато моделът 2016-Gigabit PPC-10G беше пуснат в производство през 10 г., ние се обърнахме за съвет към нашия доставчик, Superwave (Санкт Петербург). Препоръчаха индустриални карти памет на Kingston, като казаха, че със сигурност няма да има проблеми с тях. Оттогава нито една карта на Kingston не се е повредила и вече сме инсталирали около хиляда от тях. И това въпреки факта, че телекомуникационното оборудване работи целогодишно на открито в много тежки условия“, отбеляза Даниил Корнеев, директор на компанията ДОК.

Как да заобиколите температурните ограничения на картите с памет и други компоненти

Ако погледнете страницата с техническа характеристика Индустриална температура microSD UHS-I карти с памет, можете да видите границите на техния гарантиран температурен диапазон на работа и съхранение: от -40°C до +85°C. Но какво да направите, ако радиорелейните станции работят в руската Арктика, където през нощта лесно може да бъде -50 ° C или дори по-ниско? Или, напротив, някъде в Африка?

Радиорелейна станция PPC-10G с карта памет Kingston в град Тарко-Сале, Пуровски район на Ямало-Ненецкия автономен окръг. Източник: DOK LLC

За зимни условия радиорелейните станции са оборудвани с автоматичен нагревател, който осигурява температура в корпуса над 0°C дори при силни студове. В случай на „студен старт“, по аналогия с пускането на автомобилно оборудване в Арктика, нагревателят започва първо. Той блокира включването на електронните компоненти, докато температурата в корпуса на станцията се повиши до приемлива граница.
Сега преминаваме към горната граница на температурния диапазон. Като се има предвид, че всеки от производителите, включително руските, се стреми да продава своите радио връзки по целия свят, оборудването трябва да работи нормално дори под палещите лъчи на слънцето. За тропическата модификация в станциите DOK е инсталирана разширена система от радиатори, разпределящи топлината в тялото на оборудването.

Радиорелейната станция PPC-10G (с карта с памет Kingston, разбира се) се инсталира на висока сграда в Емирствата. Източник: DOK LLC

„Като коментар относно картите с памет на Kingston бих искал да отбележа, че долната граница на температурата на съхранение от -40°C в техните спецификации е дадена с голям резерв. Многократно се е случвало на наши клиенти от северните райони на Русия радиорелейните станции да се изключват при по-ниски температури и никога не сме регистрирали повреда на картите с памет, когато оборудването впоследствие е включено. Що се отнася до горната граница на температурата, температурните дневници вътре в корпуса, които отново получаваме от картите с памет на Kingston, не показват превишаване на нивото от +80°C за радиовръзки в Близкия изток. Така че опасенията, че слънцето ще нагрее станциите и техните компоненти над допустимата граница за нашите клиенти в Рияд или Аджман се оказаха неоснователни“, изрази мнението си за картите с памет Даниил Корнеев.

Това е интересен калъф за карти с памет Kingston Industrial Temperature microSD UHS-I, който ни предостави Фирма ДОК. Надяваме се скоро да продължим да публикуваме казуси от индустрията и науката за различни продукти на Kingston.

Абонирайте се за блога на Kingston Technology и останете на линия.

За повече информация относно продуктите Kingston Technology моля, посетете уебсайта на компанията.

Източник: www.habr.com