De Norilsk a Riyadh: Um exemplo real para os cartões de memória microSD UHS-I de temperatura industrial da Kingston

Quando analisamos os cartões de memória para uso industrial há três anos, nos comentários havia desejos de não falar sobre drones e câmeras - eles dizem que este não é um campo típico de aplicação para esses cartões de memória. OK, dissemos a nós mesmos e gravamos no plano de conteúdo - para fazer uma publicação com um caso da indústria. Mas, por acaso, por trás do fluxo de publicações nas notícias da Kingston, esse item permaneceu na lista de espera por um longo tempo, até que foi aqui, em Habré, que conhecemos a empresa russa DOK . Ela usa esses cartões de memória desde 2016 e usa centenas deles. A propósito, em sua ponte de rádio de 40 gigabits através do Yenisei, que estabeleceu o recorde mundial de comunicações sem fio, foram instalados os cartões de memória microSD UHS-I da Kingston Industrial Temperature .



Estudo de caso - Banda larga de ondas milimétricas



Na virada de 2016, ou seja, exatamente quando os cartões de memória de nível industrial Kingston de nossa análise apareceram, um salto qualitativo na velocidade dos links de rádio sem fio de backbone estava se preparando para o 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 Ethernet de 10 Gigabit e transmitir dados a uma velocidade de 10 Gbit / s.


O rádio faz uma ponte de 2x20 Gbit / s através dos ienes, em Igarka. Fonte: LLC DOK

A propósito, para criar um canal de rádio com características de transmissão semelhantes às de um cabo óptico, pelo menos algumas coisas eram necessárias em escala global: criando uma nova base de elementos para a comunicação sem fio 10 Gigabit Ethernet (10GE) e alocando uma banda de frequência ampla o suficiente para caber 10 Fluxo de dados Gigabit. Essa faixa foi o conjunto de frequências 71-76 / 81-86 GHz, que com o ponteiro leve do regulador americano FCC foi alocado nos EUA em 2008. Logo, este exemplo foi seguido por reguladores de quase todos os países do mundo, incluindo a Rússia (a faixa de 71-76 / 81-86 GHz é permitida pelo Ministério das Comunicações da RF para uso gratuito desde 2010).

Em 2016, os chips MMIC (circuitos integrados monolíticos de microondas), capazes de modular o sinal de rádio QAM 256 para uma taxa de transferência de dados de 10 Gb / s, finalmente apareceram no mercado mundial e a corrida começou - quem será o primeiro a lançar modelos comerciais de equipamentos de retransmissão de rádio da classe no mercado 10GE. Surpreendentemente, o primeiro modelo de produção desses links de rádio foi criado na Rússia na empresa de engenharia de São Petersburgo DOK e exibido no World Mobile Congress (MWC 2017) em Barcelona em 2017. Bem, porque não? - Mesmo assim, Alexander Popov inventou o rádio precisamente 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 do setor. Devido ao seu alto rendimento, uma única linha de relé de rádio de 10 Gb / s costuma servir como um serviço de comunicação para toda uma comunidade residencial ou grande área industrial. As operadoras de celular usam voluntariamente links de rádio 10GE para backbones entre estações base 4G / LTE, como eles fornecem a sincronização das estações de base com o relógio de referência do data center da operadora de celular, o que é importante para a transferência de tráfego de multimídia para smartphones e tablets. Além de telefonia digital e acesso à Internet por meio de um canal sem fio de 10 Gigabit Ethernet, centenas de canais de TV digital são transmitidos e há um fluxo de dados das câmeras de CFTV.

"- Isso tudo é interessante à sua maneira", dirá o leitor Habr, "mas o que o cartão de memória Kingston tem a ver com isso?" Mas agora vamos passar para isso.

"Caixa preta" dentro do equipamento de rádio relé


O cartão de memória temperatura industrial microSD UHS-I é instalado no módulo de controle da estação retransmissora de rádio PPC-10G fabricada pelo DOK como um armazenamento de arquivos para arquivos de configuração e registro de status do equipamento. Todos os parâmetros críticos de operação são gravados no cartão o tempo todo: velocidade de transferência de dados no canal, nível de sinal recebido (RSL, nível de sinal de recebimento), temperatura da caixa, parâmetros de potência 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, para que os dados mais recentes sejam substituídos pelos antigos. A prática demonstrou que, para cumprir esse requisito, um cartão de memória de 8 GB é suficiente; portanto, o PKD agora usa apenas esses cartões. Um conjunto de duas estações de retransmissão de rádio requer dois cartões de memória microSD UHS-I de temperatura industrial, como um cartão é colocado em cada um deles.


Caixa de relé de rádio PPC-10G, módulo com cartão de memória industrial Kingston. Fonte: LLC DOK

Um engenheiro de rede ou administrador de uma operadora de telecomunicações baixa periodicamente os logs de um cartão de memória via FTP ou os exibe na interface da web. Assim, as estatísticas são avaliadas sobre a capacidade do canal, a estabilidade dos componentes internos das estações de rádio relé. As informações dos logs são especialmente importantes no caso de falha do equipamento ou sua transição para um modo de baixa taxa de dados.

Usando as informações dos logs fornecidos pelo cliente, os especialistas em suporte técnico da PKD podem diagnosticar o problema e sugerir uma maneira de resolvê-lo o mais rápido possível. Por exemplo, tendo visto que o nível de sinal recebido (RSL) mudou a partir de um determinado momento, podemos concluir que, muito provavelmente, as antenas foram “perdidas” apontando uma para a outra. Às vezes, isso ocorre depois dos ventos com força de furacão, e o gelo cai na antena pelas estruturas superiores da torre de telecomunicações.

As operadoras de telecomunicações, adquirindo equipamentos de relé de rádio de 10 gigabits bastante caros, confiam na alta confiabilidade de todos os seus componentes no princípio de "colocar e esquecer". Um cartão de memória não é exceção. Um fator importante aqui é a complexidade do acesso ao equipamento para reparos. Na grande maioria dos casos, links de rádio na faixa de 71-76 / 81-86 GHz são instalados em torres de telecomunicações, nos telhados de edifícios e estruturas. É claro que escalar para substituir componentes por uma torre gelada nas condições do inverno russo é um negócio difícil e perigoso. Embora o cartão de memória não seja um componente crítico nas estações PPC-10G e, se falhar, a linha de relés de rádio continuará funcionando, mas perderá a capacidade de registrar os registros de status do equipamento e o canal de comunicação. Portanto, a operação confiável das placas microSD UHS-I da Kingston Industrial Temperature é importante tanto para o fabricante de links de rádio quanto para os clientes representados pelas operadoras de telecomunicações.


Close-up - módulo de estação PPC-10G com cartão de memória industrial Kingston. Fonte: LLC DOK

“Projetamos e fabricamos estações de retransmissão de rádio na Rússia há mais de 10 anos e, durante esse período, experimentamos cartões de memória de diferentes fabricantes. Alguns cartões funcionaram por um ano, outros por alguns anos, mas tiveram que ser formatados remotamente, e às vezes até isso não ajudou, o que causou reclamações dos compradores de nossos equipamentos. Quando o modelo PPC-10G de 10 gigabits foi lançado em produção em 2016, pedimos conselhos ao nosso fornecedor, Superwave (São Petersburgo). Eles aconselharam os cartões de memória industrial da Kingston, dizendo que definitivamente não haveria problema com eles. Desde então, nenhuma placa Kingston falhou e já instalamos cerca de mil delas. E isso apesar do fato de o equipamento de telecomunicações ser operado o ano todo ao ar livre sob condições muito adversas ”, disse Daniil Korneev, diretor da empresa DOK.

Como ignorar os limites de temperatura dos cartões de memória e outros componentes


Se você consultar a página com as especificações técnicas dos cartões de memória Temperatura Industrial microSD UHS-I, poderá ver os limites da faixa de temperatura garantida de operação e armazenamento: de -40 ° C a + 85 ° C. Mas e se as estações de retransmissão de rádio forem operadas no Ártico russo, onde à noite ela pode ser facilmente -50 ° C ou até mais baixa? Ou, inversamente, em algum lugar da África?


Estação retransmissora de rádio PPC-10G com cartão de memória Kingston na cidade de Tarko-Sale, distrito de Purovsky, Okrug autônomo de Yamalo-Nenets. Fonte: LLC DOK

Um aquecedor automático é fornecido nas estações de retransmissão de inverno para as condições de inverno, fornecendo mesmo em geadas severas que a temperatura dentro do gabinete esteja acima de 0 ° C. No caso de um "arranque a frio", - por analogia com o lançamento da tecnologia automotiva no Ártico - o aquecedor é o primeiro a iniciar. Bloqueia a inclusão de componentes eletrônicos até que a temperatura dentro do edifício da estação atinja um limite aceitável.
Agora estamos indo para o limite superior da faixa de temperatura. Considerando que cada um dos fabricantes, incluindo os russos, procura vender seus links de rádio em todo o mundo, o equipamento deve funcionar normalmente sob uma luz solar intensa. Para modificações tropicais, um sistema expandido de radiadores é instalado nas estações DOK, distribuindo calor por todo o gabinete do equipamento.


A estação retransmissora de rádio PPC-10G (é claro, com um cartão de memória Kingston) está sendo instalada em um prédio nos Emirados. Fonte: LLC DOK

“Como comentário sobre os cartões de memória Kingston, quero observar que o limite mais baixo de temperatura de armazenamento de -40 ° C em suas especificações é fornecido com uma grande margem. Repetidamente, aconteceu aos nossos clientes das regiões norte da Rússia que as estações retransmissoras de rádio foram desligadas a temperaturas mais baixas e nunca registramos uma falha no cartão de memória na próxima vez em que o equipamento foi ligado. Quanto ao limite superior de temperatura, os registros de temperatura dentro do gabinete, que obtemos novamente dos cartões de memória Kingston, não mostraram um excesso de + 80 ° C para links de rádio no Oriente Médio. Portanto, o medo de que o sol aqueça as estações e seus componentes acima do limite permitido em nossos clientes em Riad ou Ajman acabou sendo infundado ”, Daniil Korneev expressou sua opinião sobre os cartões de memória.

Aqui está um caso tão interessante dos cartões de memória microSD UHS-I da Kingston Industrial Temperature fornecidos pelo DOK . Esperamos em breve continuar a publicar casos da indústria e da ciência em vários produtos Kingston.

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Source: https://habr.com/ru/post/pt474004/


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