Zdroje Huawei ETP

Zdroje Huawei řady „Embedded Power System“ jsou zajímavým řeším nejen pro napájení OLT, ale i pro jakoukoliv telekomunikační techniku, která potřebuje spolehlivý (redundantní a zálohovaný) systém stejnosměrného napájení (-)48V. Jsou určeny pro montáž do 19" rozvaděčů.

V tomto článku budeme usměrňovačem nazývat modul zdroje AC/DC, přestože se v češtině používá většinou jen pro tu část zařízení, která usměrňuje střídavý proud (na rozdíl od anglického rectifier, které se používá často i pro celý zdroj AC/DC). Zdrojem budeme nazývat celé zařízení (šasi a v něm obsažené moduly).

Kromě řízených usměrňovačů (230 VAC → 48 VDC) obsahují všechny modely i vzdálený dohled a také „rozvaděčovou“ část pro několik napájených okruhů. Proto asi Huawei používá v názvu slovo embedded: rozvaděč s jištěním, měřením a odpojovačem baterií nebývá u podobných „operátorských“ (telco) napájecích systémů součástí hlavního zdroje.

Šasi nejmenšího modelu - ETP4830-A1 - zabere výšku 1U a pojme až dva usměrňovače, každý s výkonem 870 W (lze použít i dražší usměrňovače o výkonu 1 kW). Dva napájené okruhy i baterie jsou jištěny trubičkovými pojistkami. Výstupy jsou vyvedeny na konektory používané v PC (napájení pevných disků ATA), Huawei dodává často OLT už s napájecím kabelem zakončeným těmito konektory.

Další nejpoužívanější model - ETP4890-A2 - už potřebuje výšku 2U. Lze v něm provozovat až tři usměrňovače, a to buď shodné s usměrňovači výše uvedenými, nebo výkonnější typy až do výkonu 1,6 kW. AC vstupy usměrňovačů jsou vyvedeny samostatně, takže je možné využít i trojfázový přívod. Pro jištění jsou už použity jističe a výstupy jsou vyvedeny na svorkovnici. To platí i pro všechna další (větší a výkonnější) šasi řady Embedded Power System.

Všechna šasi mají stejný slot pro modul vzdáleného dohledu. Ten Huawei nabízí ve třech provedeních: nejjednodušší je SMU01C, který komunikuje jen po sběrnici RS-485, za příplatek lze použít variantu SMU01A, jež má i Ethernet a přídavné měřící vstupy. Prostřední provedení, SMU01B, se moc nepoužívá.

Parametry a vlastnosti celé řady jsou shrnuty v produktovém listu Embedded Power System.

Základním způsobem připojení vzdáleného dohledu je sběrnice RS-485. Zdroj (libovolný z modulů SMU) na ní funguje v roli slave a musí mít pro komunikaci na sběrnici nastavenou (přes displej a tlačítka na modulu) unikátní adresu. SMU propojíme (konektorem COM) s řídicí kartou šasi SmartAX (konektor ESC na OLT, vnitřně jsou propojeny konektory ESC mezi sebou, takže funguje i ten, který je na neaktivní řídicí kartě), na propojení stačí běžný přímý UTP kabel s konektory RJ-45. Řídicí karta funguje v roli master, sběrnice je uvnitř šasi SmartAX vedena ještě do modulu ventilátorů (který funguje jako další slave). Adresa ventilátorů je z továrny nastavena na 1 (lze ji změnit přepínači DIP na modulu), proto adresu SMU nastavíme třeba na 2. SMU podporuje dvě rychlosti sběrnice, 9600 Bd a 19200 Bd: nastavíme rychlost 19200 Bd, protože na té funguje SmartAX v továrním nastavení.

Protokol sběrnice je proprietární (Huawei), dokumentace ale zmiňuje (jako alternativu) i protokol „YDN“. Možná jde o protokol YDN23 (YD/T-1363).

Jakmile nastavíme na dohledovém modulu správně adresu a rychlost RS-485 a propojíme ho s OLT, tak OLT zdroj automaticky detekuje a přidá ho do konfigurace (automaticky přidá příslušný řádek emu add …). Automatická detekce nezafunguje jen v případě, že už je v konfiguraci (historicky) přítomen jiný zdroj se stejnou adresou (v tom případě doporučujeme starý zdroj odmazat přes emu del … a počkat opět na automatickou detekci). Zbytek nastavování provádíme ve větvi interface emu ….

Příklad konfigurace (zdroj ETP 4830 a série čtyř 12 V VRLA akumulátorů, každý o kapacitě 7 Ah):

interface emu 1
    power battery parameter 1 0.25 45 7 # k ETP4830 je připojena 1 "baterie" o kapacitě 7 Ah,
                                        # počáteční nabíjecí proud je omezen na 0,25 x 7 Ah = 1,75 A,
                                        # každých 45 dní se provede "vyrovnávací cyklus" krátkým nabitím na vyšší napětí
    power charge voltage equalizing-voltage 56.9 floating-voltage 54.7 # normálně se baterie udržují nabité na 54,7 V,
                                                                       # při vyrovnávacím cyklu se zvýší napětí na 56,9 V
    power battery-test auto-test permit 120 # každých 120 dní se spustí automaticky test baterií
    power module-num 2 1 2 # ETP4830 má dva usměrňovače, první na adrese 1, druhý na adrese 2

Další užitečné příkazy:

interface emu 1
    display power run info # aktuální stav zdroje včetně všech napětí a proudů,
                           # u "Battery current" znamená kladná hodnota nabíjení a záporná vybíjení
    power battery-test normal-test start # ruční spuštění "normálního" testu baterií
                                         # (ten trvá max. 10 hodin, skončí při vybití na 45,6 V)
    power battery-test simply-test start # ruční spuštění "jednoduchého" testu baterií
                                         # (max. 1 hodina, skončí při vybití na 45 V)
    power battery-test terminate # ukončení probíhajícího (libovolného) testu
    display power battery-test info all # zobrazí výsledky testů baterií
 
display alarm active alarmtype environment # aktuální alarmy zdroje (i dalších jednotek EMU, např. modulu ventilátorů)

Test baterií probíhá tak, že se na usměrňovačích nastaví trochu nižší napětí, než je aktuální napětí baterie. Proud do spotřebičů proto začne téct z baterií. Proud se průběžně měří a napětí usměrňovačů se průběžně snižuje. Pokud by baterie selhala, začne téct proud opět z usměrňovačů (protože nejsou úplně vypnuté). Test se ukončí, pokud napětí klesne na nastavenou hodnotu (45,6 V) nebo pokud vyprší maximální čas testu (10 hodin). Tyto hodnoty platí pro automatický test a pro „normální“ ruční test. Ruční test „jednoduchý“ trvá jen hodinu. Po ukončení testu (když se baterie začnou opět dobíjet) ještě nějakou dobu trvá, než se výsledky testu objeví v tabulce zobrazené pomocí display power battery-test info all.

Při normálním provozu se na jednom z usměrňovačů časem rozsvítí žlutá kontrolka. Když si zadáte příkaz display power run info, tak zjistíte, že tento usměrňovač nedodává žádný proud. To není chyba, jen „upozornění“: systém schválně odstaví jeden z usměrňovačů, pokud je spotřeba proudu tak malá, že ji vykryje jen jediný usměrňovač. Tím se druhý usměrňovač šetří a navíc systém pracuje s vyšší účinností (dva usměrňovače běžící třeba na 30% mají dohromady nižší účinnost, než jeden běžící na 60%). Systém po nějaké době aktivní a odstavený usměrňovač střídá.

V továrním nastavení hlásí řídicí moduly door alarm. To je upozornění na otevřený dveřní kontakt (např. dveře rozvaděče nebo místnosti). SMU01A má vstup pro tento kontakt na konektoru DB 50, SMU01C ani tento vstup nemá, přesto alarm hlásí. V nastavení SMU lze tento alarm zakázat (přes displej SMU, v případě SMU01A i přes jeho webové rozhraní), ale tento zákaz není uložen v konfiguraci na stálo: po restartu SMU se alarm opět povolí. Proto u SMU01A doporučujeme instalovat příslušnou propojku a u SMU01C, které budete využívat nejčastěji v kombinaci se SmartAX, aspoň odfiltrovat alarm v konfiguraci OLT:

trap filter alarm condition id 0x15411108

Pokud filtr zkonfigurujete až v době, kdy je alarm aktivní, tak aktivní alarm nezmizí. Ale po jeho zrušení (ať už automaticky třeba dočasným odebráním konfigurace EMU, nebo ručním příkazem alarm active clear …), se už znovu neobjeví.

Zároveň můžete alarm zakázat i v menu SMU. Aspoň vám zhasne červená kontrolka na zdroji a ty restarty SMU, při kterých se zase alarm povolí, jsou stejně jen výjimečné (máte-li zdroj zálohovaný i bateriemi).

SMU01C je základní dohledový modul. Základní nastavení (hlavně adresa a rychlost sběrnice RS-485) provedeme pomocí displeje. Tovární heslo pro vstup do nastavení je 000001 (pět nul, šestá je jednička a za ní necháme symbol # a ten potvrdíme).

Na předním panelu jsou tyto konektory:

  • COM - primární port sběrnice RS-485,
  • RS485/RS232 - druhý port sběrnice RS-485,
  • dva vstupy pro měření teploty (teplota okolí a teplota baterií) - vstup pro NTC termistor, Huawei ho nabízí pod produktovým kódem 33010323 (včetně dvoumetrového kabelu a příslušného konektoru), lze ale použít i jiný: pravděpodobné parametry: 10 kΩ při 25 °C, rozsah -40 °C (190,25 kΩ) až +80 °C (1,663 kΩ),
  • dva digitální vstupy (suchý kontakt) a
  • čtyři reléové výstupy (indikace alarmů).

Sběrnice RS-485 funguje v obou portech: „COM“ i „RS485/RS232“. Jsou to dvě oddělené sběrnice, ale mají podobné chování. Druhý port („RS485/RS232“) lze dokonce v menu přepnout do role master, ale nevíme, k čemu to slouží (zkoušeli jsme tím „zřetězit“ dvě SMU, ale to nefungovalo). Doporučujeme nechat druhý port v režimu slave, nastavit mu správnou rychlost (19200 Bd) a používat ho jako hlavní (a jediný) port pro vzdálený dohled (tj. tento port „RS485/RS232“ propojit s portem ESC na OLT). Tím bude všem jasné, že jde o sběrnici RS-485 (název prvního portu - „COM“ - je zbytečně matoucí, ten si necháme pro Ethernet u modulu SMU01A).

SMU01A je nejvíce vybavený dohledový modul. Jeho první nastavení provedeme pomocí displeje. Pro vstup do nastavení použijeme přihlašovací jméno admin a tovární heslo 001.

Přední panel má tyto konektory:

  • COM - má dva režimy: pokud jsou na něm do 30 minut od startu SMU detekovány signály Ethernet, tak se přepne do režimu Ethernet (10BASE-T/100BASE-TX), v opačném případě zůstane v režimu RS-485 (jako COM u SMU01C); pokud nestihnete SMU propojit ethernetovým kabelem do 30 minut, tak lze po připojení kabelu opět manuálně přepnout na Ethernet pomocí menu (Control → Site Summary → Network Detect → Yes = jednorázový příkaz pro detekci Ethernetu),
  • RS485/RS232 - druhý port sběrnice RS-485,
  • USB - jen příprava pro budoucí využití,
  • DB 50 - analogové a digitální signály pro měření teplot a pod.: má být připojen do modulu MUE02A nebo MUE02B, což jsou v podstatě jen (miniaturní) rozvaděče („sensor transfer box“) rozdělující signály z DB 50 na cca. 20 malých konektorů; místo toho modulu si můžete rozvod zapojit sami, zapojení konektoru je uvedeno v tabulce níže.

I zde (podobně jako u modelu SMU01C) doporučujeme pro komunikaci RS-485 (tj. pro propojení s OLT) využít port „RS485/RS232“. První port „COM“ nám tak zůstane volný pro Ethernet. Modul komunikuje protokolem IP (IPv4), jeho tovární adresa je 192.168.0.10. Zvládá komunikovat zároveň přes RS-485 a přes Ethernet.

Na síti se konfiguruje modul přes webové rozhraní. Musíte bohužel použít Internet Explorer (verze 6 až 8 fungují rovnou, u vyšších, včetně verze 11, musíte použít režim kompatibilního zobrazení), u jiných prohlížečů nezafunguje ani přihlašovací stránka: přihlašovací tlačítka nemají popisky a nefungují. Modul komunikuje i protokolem SNMP a také proprietárním Neteco.

SNMP

SNMP agent v modulu SMU01A je pravděpodobně implementován linuxovým démonem Net-SNMP. Je to poznat z toho, že jako SNMPv2-MIB::sysObjectID vrací hodnotu NET-SNMP-TC::linux. Už to ukazuje na nízkou kvalitu SNMP agenta, protože sysObjectID má správně identifikovat konkrétní hardware: výrobce (Huawei) by měl volit unikátní OID, odvozený z jeho Private Enterprise Number (Huawei má přiděleno PEN 2011, tj. sysObjectID by měl začínat na SNMPv2-SMI::enterprises.2011 neboli HUAWEI-MIB::huawei). Další (menší) chybou je to, že procházení (snmpwalk) celého MIB vrátí jen standardní objekty Net-SNMP, ale žádné objekty Huawei. Pokud ale spustíme procházení od objektu HUAWEI-MIB::huawei (.1.3.6.1.4.1.2011), dostaneme několik set objektů (všechny ve stromu huawei.6.164.1), to už vypadá jako kompletní MIB.

Tuto MIB nemáme k dispozici od výrobce, ale podařilo se nám ji vygenerovat analýzou volně dostupného firmware nějakého vyššího modelu SMU. Podle schématu vypozorovaného z jiných MIB Huawei jsme ji pojmenovali HUAWEI-SITE-MONITOR-MIB, „kořenovým“ objektem (makro MODULE-IDENTITY) je hwSiteMonitorMIB s OID {HUAWEI-MIB::huaweiUtility 164}, tj. .1.3.6.1.4.1.2011.6.164. Agent v SMU01A podporuje jen (malou) podmnožinu této MIB, navíc se od ní na několika místech odchyluje (jiný typ proměnné, jiné pojmenované hodnoty INTEGER), ale do námi vygenerované MIB jsme záměrně nezasahovali. Aby vygenerovaná MIB „prošla“ základní kontrolou (smilint -i group-membership), museli jsme některé názvy objektů zkrátit.

Následující popis odpovídá SMU01A ve verzi (firmware) V100R002C01B104SP04 (hwMonEquipSoftwareVersion.1).

Alarmy a notifikace

SMU01A bohužel neimplementuje tabulku aktuálních aktivních alarmů hwSiteActiveAlarmTable. Má jen tabulku podporovaných typů alarmů hwSiteAlarmTable. Nelze proto jednoduše zjistit, jestli není něco poroucháno (jestli je aktivní nějaký alarm), stav se musí hlídat komplikovanějším způsobem:

  • buď můžete sledovat provozní stav jednotlivých komponent (a např. poruchu AC napájení detekovat tím, že napětí AC klesne pod nějakou mez),
  • nebo musíte systematicky a spolehlivě přijímat všechny notifikace (trap) - popsáno níže.

SMU01A posílá notifikace (trap) protokolem verze v2c s komunitou public (nelze změnit, ale to u notifikací tolik nevadí), notifikace mají tyto proměnné:

  • hwAlarmTrapOrdinalNumber - (všechny notifikace) pořadové číslo notifikace: první notifikace po startu agenta má číslo 1, další jsou vzestupně číslované až do dalšího restartu agenta (nebo do restartu čítače - uvedeno níže),
  • hwAlarmText, hwAlarmLevel a hwAlarmSigDesc - (většina notifikací) konceptuální řádek tabulky hwSiteAlarmTable odpovídající hlášenému alarmu (index těchto proměnných odpovídá indexům, jak je lze přečíst kompletním procházením hwSiteAlarmTable),
  • hwSiteName, hwSiteAdminAddr, hwNetIdentifier, hwSiteDescription - (všechny notifikace) identifikace konkrétního SMU/zdroje,
  • další proměnné - (většina notifikací) určení konkrétního zdroje problému (např. notifikace o poruše usměrňovače zde udává, který usměrňovač je porouchaný).

Po restartu SMU01A nejprve pošle notifikace o zrušení alarmů, které byly aktivní před restartem, a pak hned pošle notifikace o jejich aktivaci (pokud se během restartu něco nezměnilo). Všechny notifikace čísluje postupně od 1. Číslo naposledy poslané notifikace lze zjistit z objektu hwAlarmTrapOrdinalNumber. Zápisem nenulového čísla do tohoto objektu vynutíme opětovné odeslání vybraných notifikací: pokud například agent poslal po startu již 5 notifikací a snmpget na hwAlarmTrapOrdinalNumber tedy vrací hodnotu 5, tak zápisem snmpset hodnoty 4 do tohoto objektu hwAlarmTrapOrdinalNumber si vyžádáme opětovné odeslání notifikací 4 a 5. Agent nejprve pošle vyžádané notifikace a pak teprve potvrdí transakci snmpset. Tohoto mechanismu můžeme využít pro systematický a spolehlivý příjem notifikací: kromě neustálého příjmu také periodicky kontrolujeme objekt hwAlarmTrapOrdinalNumber a když detekujeme ztracenou notifikaci, necháme si ji znovu poslat. Pokud zapíšeme do hwAlarmTrapOrdinalNumber hodnotu 0, tak SMU01A zapomene historii odeslaných notifikací (pamatuje si jich asi 100) a další notifikace začne číslovat opět od jedničky. Dalo by se toho využít i pro „potvrzení“ přijatých notifikací, ale obáváme se, že zde může vzniknout problém „souběhu“ (race condition).

Restart napájeného zařízení

Pomocí SNMP lze následujícím trikem vynutit úplný restart zdroje i s napájeným zařízením. To se může hodit jako poslední nouzový krok (restart celého PoPu místo výjezdu technika). Provedeme to tak, že pošleme příkaz snmpset s těmito proměnnými:

  • hwSetMonEquipCtrlState.1 = manualMode - povolí „ruční“ řízení (nutné pro to, aby zafungovaly další proměnné),
  • hwCtrlLvd.2 = powerOff - aktivuje odpojovač baterie (tj. odpojí baterii), index 2 je vnitřní odpojovač v ETP4830, pro jiné modely ETP může být index odlišný,
  • hwCtrlRectsAllOnOff.0 = 2 - vypnutí výstupů všech usměrňovačů (hodnota 2 není zdokumentována v MIB).

Celé to funguje tak, že se od společné sběrnice DC nejprve odpojí baterie i všechny usměrňovače. Tím se vypnou nejen napájené spotřebiče, ale i modul SMU. Deaktivované usměrňovače pak zhruba za minutu zjistí, že je nikdo neřídí, a proto přejdou do „nouzového“ režimu, ve kterém na výstup dodávají nějaké pevně nastavené napětí (kolem 54 V). Tím se zapne napájení nejen do spotřebičů, ale i do modulu SMU. SMU naběhne, deaktivuje odpojovač (příkaz pro aktivaci odpojovače a vypnutí usměrňovačů není uložen v SMU stále, restartem ho SMU zapomene) a normálně spustí celý zdroj.

Konektor DB 50

Je to pravděpodobně konektor ze série AMPLIMITE 0.050, kterou prodává i Farnell. Níže uvedená tabulka není ověřená, je pouze odvozená z různých zdrojů dokumentace, proto jsou méně důvěryhodné údaje označeny kurzívou.

pin označení popis
1-3 +12V napájení senzorů, společný vodič (common) některých signálů
4-5, 10 GND zem
6
7
SIM1
SIM2
napětí baterie (pomocné měření uprostřed série článků: „kontrola“ ekvalizace)
8 FU1+ kontrola pojistky baterie
11 VHUM senzor vlhkosti: proudová smyčka 4 mA (0% RH) lineárně až 20 mA (100% RH), proud teče z pinů +12V
12
14
VBTEM1
VTEM1
senzor teploty baterie (VBTEM1) a okolí (VTEM1):
proudová smyčka 4 mA (-20 °C) lineárně až 20 mA (80 °C), proud teče z pinů +12V
13
15
VBTEM2
VTEM2
(alternativní) senzor teploty baterie (VBTEM2) a okolí (VTEM2):
NTC termistor 10 kΩ (ostatní parametry jsou popsány u modulu SMU01C), druhý pól termistoru je na pinu +12V
16-22 JTD1-JTD7 digitální vstupy (on/off)
23
24
25
26
SMOKE
WATER
DOOR
WIRE
detektor kouře, zaplavení, otevření dveří rozvaděče, stavu jističů - digitální vstupy
(on/off, detekce problému ⇒ propojení s pinem +12V)
27, 28
29, 30
31, 32
33, 34
JK1+, JK1-
JK2+, JK2-
CONT1O+, CONT1O-
CONT2O+, CONT2O-
digitální výstupy: suchý kontakt max. 60 V DC, max. 500 mA DC
35, 36
37, 38
RX-, RX+
TX-, TX+
RS-485
41
42
SCL_BK
SDA_BK
sběrnice I2C (vyčítání sériového čísla rozvaděče)
50 +5V napájení zařízení I2C
9, 39, 40, 43-49 NC nevyužitý pin
  • huawei/etp.txt
  • Poslední úprava: 16. 11. 2018, 15:37
  • autor: Milan Krčmář