Eckdaten

Computergesteuerte Kontrollsysteme komplexer Versorgungsnetze müssen über Redundanzmodelle verfügen. Dies stellt hohe Anforderungen an alle Einzelbestandteile und erfordert vor allem ein nahtloses Ineinandergreifen von Mechanik, Hardware und Software. Der bei der hier beschriebenen Applikation gewählte Advanced-TCA-Standard erweist sich als ideale Basis für große Übertragungsleistung, Hochverfügbarkeit, Redundanz und einfache Wartung.

Bei dieser Highend-Systemplattform werden bis zu 96 Signale mit unterschiedlichen Wellenlängen über Glasfaserpaare übertragen. Mit entsprechenden optischen Verstärkern werden so Übertragungsreichweiten bis zu 1000 km bei Übertragungsraten von bis zu 10 GBit/s pro Kanal erreicht. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an die Übertragungsleistung pro Slot, Zuverlässigkeit, Hochverfügbarkeit, aber auch an eine einfache Wartung. Denn moderne Versorgungsnetze, egal wie sie geartet sind oder ob es sich dabei um Daten- oder Energieübertragung handelt, müssen möglichst unterbrechungsfrei funktionieren. Deshalb sind die Anforderungen an die Systeme, die diese Netze steuern, einfach zu formulieren, aber schwierig umzusetzen: Hochverfügbarkeit bedeutet, dass sowohl planbare Unterbrechungen wie Software Updates als auch ungeplante Unterbrechungen durch Hardware- oder Software-Ausfälle minimal sein sollen.

Die hochverfügbare Systemplattform für optische Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung

Die hochverfügbare Systemplattform für optische Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung Heitec

Flexibles Switch Management: Switch für Hot Swap

Flexibles Switch Management: Switch für Hot Swap Heitec

Einer der drei innovativen und hot-swap-fähigen Lüftereinschübe

Einer der drei innovativen und hot-swap-fähigen Lüftereinschübe Heitec

Zwei redundant ausgelegte PEMs (Power-Entry-Module) mit integrierten Signalleuchten

Zwei redundant ausgelegte PEMs (Power-Entry-Module) mit integrierten Signalleuchten Heitec

Heitec konzipierte, entwickelte und fertigte die Plattform nach Kundenspezifikationen. In einer Konzeptstudie wurden die wichtigsten Anforderungen bezüglich Produktverfügbarkeit, Hochverfügbarkeit der Kontrollfunktion (High Availability), Schnittstellen, Wärmemanagement, Leistung sowie der Funktionsumfang erfasst und in einem zweiten Schritt die detaillierten Anforderungen in einem System-Lastenheft definiert. In Absprache mit dem Kunden wählte Heitec als Basisarchitektur den Advanced-TCA-Standard (Advanced Telecommunications Computing Architecture) aus, der durch seine Marktakzeptanz Zugang zu vielfältigen Technologien, eine zukunftssichere Produktstabilität sowie Langzeitverfügbarkeit eröffnet. Advanced-TCA zeichnet sich durch hohe Skalierbarkeit und Bandbreite sowie flexibles Switch Management aus, managt hohe Packungsdichten und entspricht den Anforderungen für fortschrittliches und anspruchsvolles Carrier-Grade-Telekommunikationsequipment. Das Gesamtsystem hat eine Tiefe von 332 mm, eine Höhe von 10 HE und misst 19 Zoll in der Breite.

Signalintegritätsanalyse

Die Backplane des Netzwerkknotens wurde gemäß den Kundenwünschen entwickelt. Heitec führte eine Signalintegritätsanalyse durch. Die Backplane bildet die Basis des Netzwerkknotens und bietet Platz für bis zu zwölf Schnittstellenkarten, zwei Steuereinheiten und zwei Power-Entry-Module (PEM). Ein besonderes Augenmerk musste bei der Entwicklung des kompakten Systems auf eine effiziente Entwärmung und die Gewährleistung der Hochverfügbarkeit für die komplexe unterbrechungsfreie Datenverarbeitung gelegt werden, und das obwohl der hohe Durchsatz gleichzeitig zu großer Wärmeentwicklung im Gehäuse führt. Das vollbestückte System erreicht eine Gesamtleistung von zirka 2350 W.

Im Gegensatz zu mechanischen Bauteilen wie Gehäuse und Backplane werden in hochverfügbaren Systemen aktive Elektronikteile (Baugruppen) sowie Power Supplies und vor allem Lüfter, deren MTBF aufgrund der bewegten Teile deutlich geringer ist, redundant konzipiert, wobei all diese aktiven Komponenten mit Hot-swap-Mechanismen für schnelle Austauschbarkeit im laufenden Systembetrieb ausgerüstet sind.

Auf der nächsten Seite geht es um die in der Konzeptphase durchgeführte Thermosimulation

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