Wyzwanie
Projekt systemu OMU (Operation and Maintenance Unit) został zrealizowany dla jednego z polskich operatorów telekomunikacyjnych. Podstawowym zadaniem opracowanego systemu jest monitorowanie poprawności pracy oraz raportowane ewentualnych problemów technicznych, które mogą wystąpić w urządzeniach przetwarzających ruch sieciowy (np. w centralach światłowodowych). W ramach projektu poza jednostką OMU zostały wykonane urządzenia tworzące zestaw demonstracyjny, będące kompletnym systemem pozwalającym na diagnostykę wkładek optycznych SPF+ oraz QSFP, sterowanie wentylacją, zasilaniem, odczytem temperatur poszczególnych sekcji urządzenia oraz stanu zasilacza redundantnego.
Dodatkowo rezultatem projektu były makiety demonstracyjne, na których umieszczone zostały wszystkie komponenty systemu wraz z jednostką XMAN. Dzięki temu można było w prosty sposób udostępnić gotowy Demonstrator zespołowi inżynierskiemu Klienta, łatwo testować funkcjonalności poszczególnych urządzeń oraz prowadzić badania w środowisku zbliżonym do rzeczywistego.
„Projekt OMU był pierwszym tak szeroko zakrojonym projektem w obszarze telekomunikacyjnym realizowanym w FastLogic. Do jego realizacji wymagane było dokładne zapoznanie się z dokumentacjami i normami dotyczącymi działania modułów wkładek optycznych SFP+ oraz QSFP zarówno od strony sprzętowej jak i oprogramowania. Ciekawym elementem projektu były szeroko zakrojone pomiary i testy elektryczne wykonywane już po uruchomieniu urządzeń, potwierdzające m.in. poprawność parametrów zasilania wkładek optycznych, niski poziom szumów i odpowiednią sekwencję sterowania w zmiennych warunkach środowiskowych.”
Jarosław, Senior Hardware Engineer
Projekt został zrealizowany zgodnie z początkowymi założeniami dotyczącymi działania jak i czasu realizacji. W skład końcowego urządzenia demonstracyjnego wchodziło 6 modułów które zostały zaprojektowane, zmontowane i przetestowane. Każdy z elementów został wyposażony w dedykowane oprogramowanie realizujące docelową funkcjonalność. Osiągnięcie każdego z punktów milowych projektu kończyło się przygotowaniem odpowiedniej dokumentacji, w skład której wchodziły taki dokumenty jak: architektura sprzętu, architektura oprogramowania, przypadki użycia, instrukcje użytkownika, opisy protokołów komunikacyjnych. Każdy element projektu, który mógłby okazać się problematyczny był wcześniej sprawdzany za pomocą prac typu PoC – odczyt danych z wkładek optycznych czy testy wydajności kanałów komunikacyjnych. Każdy moduł sprzętowy został przetestowany i pomierzony w laboratorium znajdującym się w firmie, a po zakończeniu powstały raporty z omówionymi wynikami pomiarów. Wszystkie elementy programowe zostały przetestowane z wykorzystaniem przygotowanych skryptów testowych napisanych w języku Python. Wyniki działania poszczególnych modułów zostały zweryfikowane z wykorzystaniem specjalizowanego sprzętu np. odczyty parametrów wkładek optycznych zostały sprawdzone z wykorzystaniem EXFO FTB1.
Urządzenia wchodzące w skład zestawu zostały przetestowane również w temperaturach otoczenia przekraczających 50oC aby potwierdzić poprawną pracę w warunkach docelowych.
Wszystkie projekty elektryczne i PCB działały poprawnie po pierwszej iteracji projektu, po minimalnych poprawkach mogły zostać wykorzystane do zestawienia gotowego systemu demonstracyjnego.
Wyniki i Korzyści
W ramach projektu zespół opracował funkcjonalny prototyp urządzenia „Operation and Maintenance Unit” wraz z płytką nakładkową do komunikacji awaryjnej LTE-Cat.4, płytami dystrybucji zasilania, sterowania wentylatorami, oraz płytami odczytującymi parametry wkładek SFP+ (12sztuk na 1 PCB) i QSFP (12 sztuk na 1 PCB). Stworzono makiety testowe, oprogramowanie dla wszystkich zaprojektowanych urządzeń oraz zintegrowano cały system w jedną funkcjonującą całość. Wykonane zostały testy elektryczne i temperaturowe wszystkich płyt i potwierdzono ich poprawne działanie po wprowadzeniu kilku poprawek.
Zaprojektowane płyty:
- OMU – jednostka główna posiadająca interfejsy komunikacyjne CAN, RS485 full duplex i half duplex, Ethernet, SMBus (komunikacja z zasilaczem redundantnym); dodatkowo wyposażona w procesor ARM-F Renesas, dokładny zegar czasu rzeczywistego i zewnętrzny watchdog timer. Wszystkie elementy urządzenia dobierane z serii o podwyższonej trwałości i z certyfikatami dla branży motoryzacyjnej (automotive).
- LTE-HEAD – płyta która umożliwia łączność zapasową GSM LTE-Cat.4. Jest to płyta nakładkowa zaprojektowana do połączenia z płytą OMU
- DISTRO – płyta dystrybucji zasilania z redundantnymi kluczami tranzystorowymi oraz pomiarem prądów i napięć pracy. Płyta zgłasza ewentualne nieprawidłowości co do napięć i prądów do płyty OMU
- FANS – płyta sterująca 8 kanałami wentylatorów, pozwalająca odczytywać ich prędkości obrotowe i zgłaszać ewentualne problemy do OMU
- SFP+ oraz QSFP – płyty pozwalające na podłączenie wkładek światłowodowych i odczyt ich parametrów serwisowych (każda płyta 12 wkładek)
Kluczowe Rozwiązania
- Wykonanie projektów 6 różnych PCB (w tym 5 płyt 6-warstwowych z kontrolą impedancji)
- Główne urządzenie będące złożeniem płyty głównej sprzęgającej wszystkie elementy całego systemu oraz płyty nakładkowej realizującej komunikację GSM
- Wykonanie przenośnych makiet zestawów testowo-developerskich
- Opracowanie oprogramowania dla wszystkich modułów łączącego urządzenia w spójny system
- Opracowanie solidnej i rozbudowanej dokumentacji projektowej
Wolumen i zasięg
Projekt badawczo-rozwojowy
