Case Study: astronomische datastroom robuust gehuisvest

De combinatie van technologisch inzicht, kennis van de klant en partnerships met gerenommeerde merken zorgt ervoor dat Koning & Hartman dé partner is om klanten te helpen slimmer, betrouwbaarder en duurzamer te worden. Dit noemen wij Technovation. Een mooi voorbeeld van Technovation is het APERTIF-project van ASTRON, waarvoor wij een volledig op maat gemaakte 19"-oplossing hebben verzorgd zodat het heelal uitgebreider, preciezer en sneller in kaart gebracht kan worden.

Hoe zijn de eerste sterrenstelsels ontstaan, wat kunnen we leren van planeten buiten ons zonnestelsel en zijn er in het heelal bewijzen te vinden van buitenaards leven? Om deze en vele andere astronomische vraagstukken te kunnen beantwoorden is ASTRON altijd op zoek naar de grenzen van de technologische mogelijkheden. Door steeds gevoeliger wordende telescopen en de enorme datastromen die hieruit voortkomen is een vloeiende verwerking van die data van essentieel belang. Speciaal voor het revolutionaire APERTIF-project heeft Koning & Hartman in nauwe samenwerking met ASTRON een volledig op maat gemaakte 19”-oplossing verzorgd.

 

Een voetbal op de maan
Bij radioastronomie wordt met behulp van radiosignalen bepaald wat er gebeurt met stelsels in het heelal. De technologieën die daarvoor worden gebruikt zijn bijzonder geavanceerd, maar simpel uitgelegd komt het er op neer dat 90% van de zichtbare materie in ons heelal bestaat uit waterstof. Waterstof zendt een signaal uit op een bepaalde frequentie (golflengte) en die signalen kunnen door radiotelescopen op de aarde worden waargenomen, verwerkt en bestudeerd.

ASTRON is het Nederlands instituut voor radioastronomie en wordt wereldwijd gezien als autoriteit op het gebied van radioastronomie. ASTRON doet een groot deel van haar waarnemingen vanaf de Drentse Westerbork Synthese Radio Telescoop (WSRT), één van de bekendste en krachtigste radiotelescopen ter wereld. Deze telescoop bestaat uit 14 schotelantennes, elk met een diameter van 25 meter. De signalen die in de 14 antennes binnenkomen kunnen na verwerking worden gecombineerd tot berekeningen, afbeeldingen of astronomische objecten. Ter indicatie: de WSRT kan via radiotechnologie zulke scherpe beelden van het heelal produceren dat ze een voetbal op de maan zichtbaar zou kunnen maken. 

APERTIF: een revolutie in de wereld van radioastronomie
De innovaties in de wereld van de radioastronomie volgen elkaar in hoog tempo op; nog nooit werden zoveel planeten buiten ons zonnestelsel geïdentificeerd als in de afgelopen 15 jaar. Vanuit haar R&D afdeling in Dwingeloo is ASTRON gespecialiseerd in het ontwikkelen en testen van geavanceerde instrumenten en technologieën om radiotelescopen en signaalbewerking te ontwikkelen. Eén van die ontwikkelingen is het Aperture Tile In Focus (APERTIF) project. Bij het APERTIF-project wordt gebruik gemaakt van een technologie die het bereik van radiotelescopen wezenlijk vergroot, waardoor met bestaande telescopen grotere delen van het heelal sneller en hoogwaardiger in kaart kunnen worden gebracht. Omdat de APERTIF-technologie kan worden toegepast op de bestaande antennes in de WSRT, wordt het ontvangstoppervlak van de radiotelescoop in Westerbork vergroot met een factor 25. Bovendien kan met de APERTIF-technologie bijna twintig keer sneller worden gemeten dan met de bestaande technieken, waardoor wetenschappelijke projecten die nu nog een eeuw duren straks in een aantal jaren kunnen worden afgerond.  



De eerste tests met APERTIF zijn de afgelopen jaren met succes afgerond en momenteel wordt het systeem in Westerbork in de 14 antennes geïnstalleerd. Het is de bedoeling dat APERTIF eind 2016 volledig in gebruik wordt genomen. Al deze ontwikkelingen leiden er toe dat er in Westerbork een duizendvoud van de huidige hoeveelheid data binnen zal komen. Alle data wordt verwerkt in speciaal door ASTRON ontwikkelde Uniboard Square PCB’s van 9U hoog en 340 mm diep. Deze krachtige PCB’s worden gehuisvest in door Koning & Hartman ontwikkelde en speciaal voor ASTRON ontworpen 19-inch subracks van Pentair/Schroff.

Enorme datastroom robuust gehuisvest
Bij het APERTIF-project is gekozen voor speciale 14U subracks. Deze subracks zijn voorzien van diverse speciaal voor ASTRON ontwikkelde features. Zo beschikken ze over een Rear I/O functionaliteit en bieden ze plaats aan minimaal 5 boards aan de voorzijde en 8 aan de achterkant. De subracks en frontplaten zijn EMC afgeschermd, waardoor de apparatuur ongevoelig is voor elektromagnetische storing en zo optimaal blijft presteren.  Koeling van het hele systeem wordt verzorgd door een toerental-geregelde ventilator-unit. De frontplaten zijn uitgerust met IEEE-handgrepen en voorzien van bewerkingen en zeefdruk volgens ASTRON specificaties. De racks zijn geplaatst in Schroff Varistar Cabinetten. Deze cabinetten zijn specifiek ontworpen voor extreme belastingen en zorgen dankzij hun high performance frame voor maximale stabiliteit. 

Sjouke Zwier is Design Engineer bij ASTRON en in die rol nauw betrokken bij de implementatie van de cabinetten en racks voor het APERTIF-project. “Het mooie aan de samenwerking met Koning & Hartman in dit project is dat we het design voor de kasten en rekken echt samen hebben gemaakt.” Voordat de subracks zijn geproduceerd is eerst een virtueel 3D-model ontwikkeld, dat vervolgens is uitgewerkt in een prototype dat door ASTRON uitvoerig is getest. “Onze boards en backplanes kennen qua maatvoering een aantal wezenlijke afwijkingen ten opzichte van de standaard, maar door middel van wat aanpassingen in het design werkt het rack naar volle tevredenheid,” aldus Sjouke Zwier. “Dit project is een combinatie van mechanische robuustheid, nauwgezette toleranties, montagegemak en een goede rangeeroplossing voor de vereiste glasvezelbekabeling. Door deze op maat gemaakte oplossing past alles naadloos in onze racks en cabinetten kunnen we op hardware gebied volle kracht vooruit met APERTIF."



Meer weten over de mogelijkheden van Electronic Packaging? 
Op onze pagina met informatie over 19"-oplossingen leest u meer over de mogelijkheden.

Ons team van productexperts helpen u graag met uw vragen op het gebied van Electronic Packaging.