- Šiandienos sparčiai besivystančios naudojimo atvejų, kuriems reikalinga labai naši ir efektyvi tinklo infrastruktūra, aplinka vis labiau pabrėžia, kaip kuriami ir diegiami tiesioginiai stiprintuvai (ILA).
- Meta ILA Evo pastangomis siekiama iš naujo įsivaizduoti, kaip būtų galima įdiegti ILA svetainę, kad būtų padidintas greitis ir sąnaudos, kartu patobulinant energijos vartojimo efektyvumą.
Per pastaruosius metus „Meta“ keliavo siekdama iš naujo sukurti šviesolaidinio linijinio stiprintuvo (ILA) svetaines. Svarbi tinklo infrastruktūros dalis, ILA tarnauja optiniams signalams stiprinti ir dažnai yra atokiose vietose tarp duomenų centrų. Jei vienas ILA nepavyksta, sugenda visas tarpmiestinis maršrutas, o jei vienas ILA negali augti, visas pluošto maršrutas yra apribotas. Meta džiaugiasi galėdama pristatyti naujas idėjas ir koncepcijas, kurios padėtų modernizuoti rytojaus ILA.
Tuo tikslu mes pradėjome ILA Evo pastangas, kad įveiktume istorinius šiandieninių ILA dizaino suvaržymus, būtent:
- Minimali kvalifikuota darbo jėga ir žaliavos, reikalingos diegimo vietoje;
- Reikalavimas, kad pastatai atitiktų vietinę sniego, vėjo ir seisminę apkrovą, taip pat priešgaisriniai kodeksai ir sveikatos bei saugos taisyklės, įskaitant ilgesnę nei 25 metų eksploatavimo trukmę;
Šiomis naujomis pastangomis siekiama paskatinti pažangą įgyvendinant kelis naujus reikalavimus:
- Reikalinga pastato ir vidaus gamykla (ISP) turi būti įdiegta per tris ar keturias dienas.
- Specializuotos sunkiosios technikos poreikio mažinimas (išvengiant didelių kranų važiavimo į atokią vietą sąnaudų ir laiko).
- Sumažinti betoną (išvengti išlaidų ir laiko transportuoti, formuoti, surišti armatūrą, lieti ir kietinti betoną).
- Energijos naudojimo efektyvumo (PUE) sumažinimas iki mažiau nei 1,5 – niekur Metos operatyvinio duomenų centro PUE vidurkis 1,09 (2023 m. vidurkis), bet pasiekiamas ir reikšmingas patobulinimas.
Trumpa ILA istorija
Nuo tada šviesolaidinių kabelių tinklų dydis ir pajėgumas sparčiai augo Pirmąjį šviesolaidinį tinklą GTE pristatė 1977 m. JAV tinklo operatoriai iki 1985 m. įrengs 20 039 mylių (32 250 km) tarpmiestinių šviesolaidinių linijų. Tai būtų keturgubai iki 83 618 mylių (134 570 km) iki 1989 m. ir vėl dvigubai iki 159 779 mylių (257 149 km) iki 1998 m.kurių pagrindiniai žaidėjai pirmaisiais laikais buvo MCI, Sprint, USTelecom ir WilTel.
Kai šviesolaidis buvo ištiestas išilgai kelių, geležinkelių ir vamzdynų, lygiagrečiai buvo kuriamas nekilnojamasis turtas optinių signalų kartotuvams. Vėliau žinomos ILA vietos buvo nutolusios 18–25 mylių (30–40 km) atstumu. Sparčiai pagerėjus optinio pluošto grynumui ir sudėčiai bei optronikos pažangai, atstumas greitai padvigubėjo iki 50–60 mylių (80–100 km), kur jis išliko iki šiol.
Ankstyvieji ILA pastatų projektai buvo apytiksliai sudaryti pagal Bell Telephone centrinių biurų modelius, nors ir sumažėjusią versiją: betoniniai korpusai (arba sutvirtinta konstrukcija ant plieninio I sijos pagrindo) buvo pastatyti ant betoninių pamatų; sieniniai ŠVOK įrenginiai; -48V maitinimo paskirstymas; švino rūgšties akumuliatoriai; dyzeliniai atsarginiai generatoriai ir tt, aptverti grandininėmis tvorelėmis.
Pastatai buvo pastatyti centrinėje vietoje, prieš išsiunčiant į vietą (per specializuotą variklinį vežėją) į korpusą įtaisytas IPT ir pastatytas su sunkios apkrovos kranu. Tačiau, skirtingai nei nepaprasta (ir nuolatinė) šviesolaidžio ir optronikos pažanga (pvz., nuo CWDM iki DWDM iki nuoseklaus DWDM), pačios ILA svetainės sulaukė mažai dėmesio.
Šiandieniniai ILA pastatai dažnai yra didesni, juose yra efektyvesnės ŠVOK sistemos. Tokie komponentai kaip apsauga ir prieigos prie pastatų sistemos buvo modernizuoti, bet jei 1990 m. dirbtumėte vietoje techniką į vieną iš šiandieninių ILA, jiems kiltų nedaug sunkumų naršyti. Istoriškai ILA svetainės nereikalavo didelės evoliucijos, tačiau naujai atrastas pajėgumų augimas ir inovacijos lėmė naujų ILA metodų kūrimą.
ILA Evo struktūra
Darbas su pasauline inžinerine konsultacija AECOMmes suskirstėme problemą ir savo inžinerines pastangas į kelias kategorijas: skirtingos pastato sistemos ir pamatai; naujas IPT diegimo būdas; alternatyvi balistinė apsauga; efektyvesnio aušinimo įdiegimas; ir modernizuojant atsargines maitinimo sistemas.
Pastato sistema
Nustatykite lengvų pastatų konstrukcijas, kurias galima plokščiai supakuoti, kad būtų lengva ir greitai išsiųsti, ir iškrauti diegimo vietoje naudojant pakeliamus vartus. Daugiausia dėmesio skyrėme pastatams, sudarytiems iš stiklo pluoštu sustiprinto polimero (FRP), dar žinomo kaip stiklu armuoto polimero (GRP) sienų ir stogo plokštės, pakankamai lengvos, kad galėtų tvarkyti du žmonės, tačiau pakankamai tvirtos, kad atitiktų mūsų projektavimo poreikius. Šioje erdvėje yra tvirta sprendimus siūlančių įmonių ekosistema. Šis metodas taip pat leidžia pastatyti šiek tiek aukštesnius pastatus nei surenkamieji, kad būtų suteikta papildomos vietos ŠVOK sistemos elementams ar kitiems komponentams.
Pastato pamatai
Jei geologija leidžia, naudokite žemo betono arba nebetonuotus pamatų projektus, kad būtų lengviau juos naudoti tiek plynuose, tiek apleistose srityse. Paprastai ILA pastatai yra ant plokščių pamatų su perimetro krašto grąžinimu. Ši konstrukcija puikiai tinka įvairioms dirvožemio sąlygoms ir puikiai tinka svoriui. Tačiau, kai siekiame lengvesnių pastatų, tampa įmanomi ir kiti pamatų projektai. Visų pirma, projekte daugiausia dėmesio buvo skiriama plieninėms arba FRP I formos sijoms virš betoninių trinkelių pamatų arba sraigtinių plieninių sraigtinių polių. Abu variantai siūlo mažesnes išlaidas ir greitesnį diegimą.
Pagaminta savininko įrengta įranga IPT
Sukurkite greito ISP įdiegimo procesą, kad po statybos būtų kuo mažiau dulkių ir šiukšlių išvalymo viduje. Mes įsivaizduojame, kad IPT naudosime pagamintą savininko aprūpintos įrangos (MOFE) procesą: šeši stelažų moduliai, susidedantys iš įrangos stelažų ir viršutinių pakopų, palaikomų išoriniu skeletu ir judinami ant ratukų, yra iš anksto sumontuoti centralizuotoje, švarioje gamykloje panašioje aplinkoje. Kaip ir pastato sistema, jie gali būti pristatomi įprastuose sunkvežimiuose su pakeliamais vartais ir moduliais, įsuktais į pastatą, kad būtų galima pritvirtinti varžtais.
Balistika
Jei reikia, pasirūpinkite tinkama balistine apsauga; pvz., NIJ 0101.06 IIA lygis. Tačiau manėme, kad šios funkcijos priskyrimas pastatų sistemai nebuvo vienintelis pasirinkimas, todėl palikome galimybę sukurti balistines privatumo tvoras ir kitas idėjas, kaip išspręsti šį reikalavimą, kuris suteikia daugiau lankstumo tam, kas „tvoros viduje“. galėtų atrodyti.
Aušinimas
Vienintelė didžiausia galimybė pagerinti PUE – įdiegti efektyvesnę aušinimo technologiją kartu su aukštesnėmis temperatūros nustatymo taškais. PUE istoriškai nebuvo mažų telekomunikacijų svetainių dėmesio metrika, tačiau tai turi būti pakeista. Tradicinėse svetainėse naudojami autonominiai, prie sienos montuojami ŠVOK įrenginiai, kurie remiasi dideliais ventiliatoriais, kad stumtų orą per pastatą be ortakių sistemos. Šis metodas veikia, bet nėra labai efektyvus: Šiaurės Amerikos ILA PUE paprastai yra nuo 2,5 iki 3,0. Tačiau per pastaruosius kelerius metus galios poreikiai nuo 600–800 W vienam stovui perėjo į 2–4 kW. Didėjant galios tankiui, pradėjome ieškoti kitų variantų, kurie galėtų efektyviau atlikti darbą (ty sumažinti PUE).
Pagrindiniai elementai:
- Radikaliai pagerinkite ILA svetainės ŠVOK efektyvumą naudodami pažangią pasyviojo (ty be kompresoriaus) ir (arba) skysčių aušinimo technologiją.
- Kadangi ILA yra nepilotuojami, leiskite pastatui veikti karštiau: pvz., padidinkite temperatūros nustatymus nuo įprastų 22°C (72°F) iki >35°C (95°F); dauguma optinio transportavimo rinkinio yra suderinami su GR-63-CORE NEBS-3 ir gali nepertraukiamai veikti 40 °C (104 °F) temperatūroje.
- Termiškai „nesandari“ pastatų sistemos; ty ne oro nuotėkis, o mažesnės R vertės sienos.
- Perkelkite lygintuvus ir baterijas į lauko spintas: daugiau vietos optiniams įrenginiams ir mažiau šilumos.
- Panaudoti vėsios paviršiaus medžiagos ir dangos (pvz., šilumą atspindintys dažai), kad dar labiau sumažintumėte saulės šilumos apkrovą.
Projekte buvo ištirta daug itin efektyvių variantų, pvz., šaldomos sijos (montuojamos ant lubų, oras-skysčiai šilumokaičiai) kartu su žemės šilumos mainais (vanduo arba glikolis cirkuliuoja uždaroje, palaidotoje žemės kilpoje), bet, deja, nė vienas jų negalėjo. rankena 24 x 2 kW. Tačiau kilpinė termosifono sistema kartu su didelio efektyvumo kompresoriumi (pagalbininku, naudojamu karščiausiomis karščiausiomis dienomis) gali pasiekti mūsų PUE.
Projektas dar neatliko galutinio pasirinkimo, nes dėl šių technologijų mūsų tikslą „be kranų“ bus sunku pasiekti, tačiau tikime, kad turime galimybę rasti sprendimą.
Atsarginė galia
Ištirkite modernias alternatyvas dyzeliniams generatoriams ir švino-rūgšties akumuliatoriams budėjimo režimui. Mes svarstome galimybę pakeisti dyzelinio generatoriaus atsarginę kopiją, kuri gali apimti H2 kuro elementai, kondensatoriai ar kiti sprendimai, pagrįsti vieta ir komercinėmis galimybėmis.
Be to, ištyrėme įvairias akumuliatorių technologijas. Šiuo metu ekonomika tokio masto nėra patraukli. Tuo tarpu mes tikime, kad H2 kuro elementas kartu su maža NaNiCl išlydytos druskos akumuliatoriaus sistema (kelia apkrovą vietoje, kol kuro elementas sukasi ir apkrauna) yra patrauklus sprendimas, kuriam nereikia daug priežiūros.
Makro ILA Evo privalumai
Be techninių aspektų, ILA Evo suteikia potencialiai galingų komercinių ir rizikos valdymo pranašumų: tiekimo grandinė ir galimybė kaupti atsargas.
Pradedant nuo pažįstamos dabartinės ILA tiekimo grandinės, pagrindinis pranašumas yra tai, kad daugumą darbų galima atlikti vienoje vietoje. Tačiau dėl to kyla sunkumų, susijusių su sąnaudomis, sudėtingu gamybos apimties didinimo arba mažinimo lygiu ir būtinos sunkiosios įrangos transportavimo į atokias vietas sunkumais ir sąnaudomis. Be to, dabartinių ILA pastatų kaupimo galimybė yra ginčytina: dėl erdvės poreikio sunaudotų vertingą nekilnojamąjį turtą gamybos vietoje, o jų pastatymas už objekto ribų tiesiog padidina transportavimo problemą, kai juos reikia perkelti kelis kartus.
Žvelgiant į ILA Evo ir pradedant nuo naujos išskaidytos tiekimo grandinės, daugelis IPT medžiagų ir kitų elementų, pvz., ŠVOK, greičiausiai būtų gaunami iš įprastų šaltinių, tačiau šie šaltiniai jau linkę keisti mastelį. Kitus elementus, tokius kaip pastatų sistema ir MOFE IPT, gamins arba surinks įmonės, kurios nebūtinai yra šiandieninės telekomunikacijų ekosistemos dalis.
Be to, procesas labai skiriasi. Betoniniai ir karkasiniai pastatai kuriami per a statybos procesaskurio pobūdis yra pagal užsakymą ir palyginti mažas tūris. ILA Evo vyrauja gamyba arba surinkimo procesaikurios iš prigimties yra orientuotos į mastą, įskaitant galimybę atlikti operacijas 24 × 7.
Toliau – atsargų kaupimas. Nesunku įsivaizduoti, kad pagaminame 500 pastatų sistemų, efektyviai supakuotų ir paruoštų siuntimui kitą dieną. Taip pat galima įsivaizduoti 2000 MOFE IPT modulių (po keturis kiekvienam 24 stovo pastatui), kurie yra iš anksto surinkti ir paruošti siuntimui. Be to, perkant dideliais kiekiais pardavėjai gali nerizikuoti savo investicijomis ir pasiekti tokį mastą, kuris reikalingas sąnaudų mažinimui, kuris neįmanomas naudojant šiuolaikinius dizainus.
Kryžminis su dabartiniu ILA dizainu
Paskutinis dalykas yra nustatyti idėjas, kurias būtų galima pritaikyti esamose svetainėse. Atmetus kitą pastatų sistemą ir MOFE IPT, ŠVOK sistema ir kiti „efektyvumo patobulinimai“ galėtų būti naudojami esamose vietose. Panašiai ir H2 gali būti naudojama atsarginė kuro elementų galia. Taip pat tikimės ištirti, kaip pakeisti jų FRP analogus IPT medžiagomis. Jei tai veikia, FRP įrangos stelažai ir kopėčių stelažai (kurių anglies pėdsakas yra mažesnis nei plieno ar aliuminio) taip pat gali būti pasirinktas esamose vietose.
Kas toliau?
Pasibaigus mūsų tyrimų ir projektavimo etapui, 2025 m. planuojama atlikti keletą tolesnių veiksmų:
- Projektas jau įtraukė šviesolaidžio operatorius Šiaurės Amerikoje ir Europoje, kad surinktų išankstinius atsiliepimus ir gautų savo įžvalgų. Per ateinančius mėnesius tikimės išplėsti konsultacijas su Lotynų Amerikos, Afrikos, Artimųjų Rytų ir Azijos operatoriais.
- Svetainės prototipas, kuriame pristatomos geriausios šio darbo idėjos.
- Planuojame kurti ir plačiai dalytis brėžiniais, medžiagų sąskaitomis ir analizėmis, kurios parodytų mūsų kelią ir padėtų pradinių operatorių tyrimams, inžinerijai ir techninių nekilnojamojo turto produktų kūrimui.
