Quando há três anos fizemos cartões de memória para uso industrial, nos comentários havia vontade de não falar em drones e câmeras - dizem, essa não é uma área típica de aplicação desses cartões de memória. OK, dissemos a nós mesmos e anotamos no plano de conteúdo - faça uma publicação com um case da indústria. Mas, por acaso, por trás do fluxo de publicações sobre os novos produtos Kingston, esse item permaneceu na backlist por muito tempo, até que foi aqui, em Habré, que nos conhecemos . Ela usa esses cartões de memória desde 2016 e usa centenas deles. A propósito, na sua ponte de rádio de 40 gigabits através do Yenisei, que entregou comunicação sem fio, cartões de memória estão instalados .
O tema do caso são comunicações de banda larga em ondas milimétricas
Na virada de 2016, ou seja, exatamente quando surgiram os cartões de memória de nível industrial Kingston da nossa análise, um salto qualitativo na velocidade dos links de rádio sem fio do backbone estava sendo preparado no mercado de telecomunicações. A segunda geração de estações retransmissoras de rádio a uma velocidade de 1 Gbit/s, dominante em 2010-2015, deveria passar o bastão para links de rádio de terceira geração capazes de operar no padrão 10 Gigabit Ethernet e transmitir dados a uma velocidade de 10 Gbit/s.
O rádio conecta 2x20 Gbit/s através do Yenisei em Igarka. Fonte: DOK LLC
Aliás, para fazer um canal de rádio com características de transmissão semelhantes a um cabo óptico, foram necessárias pelo menos algumas coisas em escala global: a criação de uma nova base de elementos para comunicação sem fio 10 Gigabit Ethernet (10GE) e a alocação de uma faixa de frequência suficiente em largura onde seja possível “encaixar” um fluxo de dados de 10 gigabits. Essa faixa foi o conjunto de frequências 71-76/81-86 GHz, que, com a mão leve do regulador americano FCC, foi alocado nos EUA em 2008. Rapidamente este exemplo foi seguido por reguladores em quase todos os países do mundo, incluindo a Rússia (a faixa 71-76/81-86 GHz foi permitida pelo Ministério das Comunicações da Federação Russa para utilização gratuita desde 2010).
Em 2016, os chips MMIC (circuitos integrados monolíticos de micro-ondas) de que os projetistas precisavam, capazes de fornecer modulação de sinal de rádio QAM 256 para uma taxa de transferência de dados de 10 Gbit/s, finalmente apareceram no mercado mundial, e começou a corrida para ver quem iria ser a primeira a lançar no mercado amostras comerciais de equipamentos de retransmissão de rádio da classe 10GE. Surpreendentemente, a primeira amostra de produção de tais links de rádio foi criada na Rússia, na empresa de engenharia DOK de São Petersburgo, e exibida no Mobile World Congress (MWC 2017) em Barcelona em 2017. Bem, porque não? - afinal, Alexander Popov inventou o rádio em São Petersburgo (embora essa primazia às vezes seja atribuída a Marconi ou Tesla).
Hoje, em 2019, os rádios sem fio 10GE se tornaram o padrão de fato da indústria. Graças ao seu alto rendimento, uma linha de retransmissão de rádio de 10 Gbit/s geralmente atende um bairro residencial inteiro ou uma grande área industrial com comunicações. As operadoras celulares usam voluntariamente links de rádio 10GE para backbones entre estações base 4G/LTE, porque garantem a sincronização das estações base com o relógio de referência do data center da operadora celular, importante para a transmissão do tráfego multimídia para smartphones e tablets. Além da telefonia digital e do acesso à Internet, centenas de canais de TV digital são transmitidos através de um canal sem fio Ethernet de 10 Gigabit, e há um fluxo de dados de câmeras CCTV.
“Tudo isso é interessante à sua maneira”, dirá o leitor de Habr, “mas o que os cartões de memória Kingston têm a ver com isso?” Mas é para isso que passaremos agora.
"Caixa preta" dentro do equipamento de retransmissão de rádio
Cartão de memória instalado no módulo de controle da estação retransmissora de rádio PPC-10G fabricada pela DOK como armazenamento de arquivos de configuração e registro de status do equipamento. Todos os parâmetros operacionais críticos são gravados no cartão 8 horas por dia: taxa de transferência de dados no canal, nível de sinal recebido (RSL, nível de sinal de recepção), temperatura no gabinete, parâmetros de fonte de alimentação e muito mais. De acordo com as regras do fabricante, o cartão deve armazenar esses dados por pelo menos um ano de operação do equipamento, depois os novos dados são sobrescritos sobre os antigos. A prática tem mostrado que para cumprir este requisito, uma capacidade de memória de cartão de XNUMX GB é suficiente, então o DOK agora usa apenas esses cartões. Um conjunto de duas estações retransmissoras de rádio requer dois cartões de memória microSD UHS-I de temperatura industrial, porque um cartão é colocado em cada um deles.
Carcaça da estação retransmissora de rádio PPC-10G, módulo com cartão de memória industrial Kingston. Fonte: DOK LLC
Um engenheiro de rede ou administrador de uma operadora de telecomunicações baixa periodicamente logs de um cartão de memória via FTP ou os visualiza na interface da web. Desta forma, são avaliadas estatísticas sobre a capacidade do canal e a estabilidade dos componentes internos das estações retransmissoras de rádio. As informações dos logs são especialmente importantes em caso de falha do equipamento ou de sua transição para uma taxa de transferência de dados reduzida.
Utilizando informações dos registros fornecidos pelo cliente, os especialistas de suporte técnico do DOC podem diagnosticar o problema e sugerir a maneira mais rápida de resolvê-lo. Por exemplo, tendo visto que o nível do sinal recebido (RSL) mudou a partir de um determinado momento, podemos concluir que, muito provavelmente, o apontar das antenas uma para a outra “deu errado”. Isso às vezes acontece depois que ventos com força de furacão ou gelo caem sobre a antena vindo das estruturas superiores de uma torre de telecomunicações.
As operadoras de telecomunicações, ao adquirirem equipamentos de retransmissão de rádio de 10 gigabits bastante caros, contam com alta confiabilidade de todos os seus componentes de acordo com o princípio “configure e esqueça”. O cartão de memória não é exceção aqui. Um fator importante aqui é a dificuldade de acesso aos equipamentos para reparos. Na esmagadora maioria dos casos, as ligações rádio na faixa 71-76/81-86 GHz são instaladas em torres de telecomunicações, em telhados de edifícios e estruturas. É claro que escalar uma torre de gelo no inverno russo para substituir componentes não é uma tarefa fácil e perigosa. Embora o cartão de memória não seja um componente crítico nas estações PPC-10G, e se falhar, a linha de retransmissão de rádio continuará a operar, mas a capacidade de registrar registros de status do equipamento e do canal de comunicação será perdida. Portanto, a operação confiável dos cartões é importante tanto para o fabricante de links de rádio quanto para os clientes representados pelas operadoras de telecomunicações.
Close de um módulo de estação PPC-10G com um cartão de memória industrial Kingston. Fonte: DOK LLC
“Projetamos e produzimos estações retransmissoras de rádio na Rússia há mais de 10 anos e, durante esse tempo, testamos cartões de memória de diferentes fabricantes. Alguns cartões funcionaram por um ano, outros por alguns anos, mas depois tivemos que formatá-los remotamente, e às vezes nem isso adiantou, o que gerou reclamações dos compradores de nossos equipamentos. Quando o modelo PPC-2016G de 10 Gigabit foi lançado em produção em 10, recorremos ao nosso fornecedor, Superwave (São Petersburgo), para obter orientação. Eles recomendaram cartões de memória industriais Kingston, dizendo que definitivamente não haveria problemas com eles. Desde então, nenhuma placa Kingston falhou e já instalamos cerca de mil delas. E isto apesar do facto de os equipamentos de telecomunicações serem operados ao ar livre durante todo o ano, em condições muito adversas”, observou Daniil Korneev, diretor da empresa DOK.
Como contornar os limites de temperatura de cartões de memória e outros componentes
Se você olhar para a página com Cartões de memória microSD UHS-I de temperatura industrial, você pode ver os limites de sua faixa de temperatura garantida de operação e armazenamento: de -40°C a +85°C. Mas o que fazer se estações retransmissoras de rádio forem operadas no Ártico russo, onde à noite pode facilmente atingir -50°C ou até menos? Ou, pelo contrário, algures em África?
Estação retransmissora de rádio PPC-10G com cartão de memória Kingston na cidade de Tarko-Sale, distrito de Purovsky do Okrug Autônomo Yamal-Nenets. Fonte: DOK LLC
Para condições de inverno, as estações rádio retransmissoras são equipadas com um aquecedor automático, que garante a temperatura no interior da caixa acima de 0°C, mesmo em geadas severas. No caso de uma “partida a frio”, por analogia com o lançamento de equipamentos automotivos no Ártico, o aquecedor liga primeiro. Bloqueia a ligação de componentes eletrônicos até que a temperatura dentro da caixa da estação atinja um limite aceitável.
Agora vamos para o limite superior da faixa de temperatura. Considerando que cada um dos fabricantes, inclusive os russos, se esforça para vender seus links de rádio para todo o mundo, o equipamento deve funcionar normalmente mesmo sob os raios escaldantes do sol. Para a modificação tropical, um sistema ampliado de radiadores é instalado nas estações DOK, distribuindo o calor por todo o corpo do equipamento.
A estação retransmissora de rádio PPC-10G (com cartão de memória Kingston, é claro) está sendo instalada em um prédio alto nos Emirados. Fonte: DOK LLC
“Como comentário sobre os cartões de memória Kingston, gostaria de observar que o limite inferior de temperatura de armazenamento de -40°C em suas especificações é fornecido com uma grande margem. Aconteceu repetidamente com nossos clientes das regiões do norte da Rússia que as estações retransmissoras de rádio foram desligadas em temperaturas mais baixas e nunca registramos uma falha nos cartões de memória quando o equipamento foi posteriormente ligado. Quanto ao limite superior de temperatura, os registros de temperatura dentro do gabinete, que novamente recebemos dos cartões de memória Kingston, não mostraram exceder o nível de +80°C para links de rádio no Oriente Médio. Portanto, os receios de que o sol aquecesse as estações e os seus componentes acima do limite permitido para os nossos clientes em Riade ou Ajman revelaram-se infundados”, Daniil Korneev expressou a sua opinião sobre os cartões de memória.
Este é um case interessante para cartões de memória que a Kingston Industrial Temperature microSD UHS-I nos forneceu . Esperamos continuar publicando em breve estudos de caso da indústria e da ciência sobre vários produtos da Kingston.
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Fonte: habr.com