03.05.2004 Интегрированные решения

Александр Воробьев

19.03.2004

ИБП могут применяться в составе интегрированных (комплексных) решений.

Под комплексным решением понимается готовый к применению комплект, основная функция которого состоит в резервировании питания, а дополнительные — в распределении питания, обеспечении электромагнитной совместимости, размещении оборудования, охлаждении, мониторинге и т. д. Основным преимуществом комплексных решений перед автономными является их проработка с инженерной точки зрения, простота установки на месте и поддержка автоматизированного проектирования на этапе принятия технического решения по выбору вариантов. Интеграция позволяет свести в единый комплекс различные технические средства и устройства для выполнения общей технологической задачи. Суть комплексных решений поясним ниже на ряде примеров.

РЕШЕНИЯ ДЛЯ РАБОЧЕГО МЕСТА

Первое и наиболее простое — ИБП малой мощности как таковой. На его основе пользователь получает решения по принципу «включи и работай» и может защитить свое оборудование буквально через несколько минут после извлечения из коробки. В качестве упоминавшихся выше черт комплексного оборудования на ряде ИБП предусмотрены следующие возможности:

• номограммы и таблицы для выбора мощности ИБП и определения времени автономной работы. В ряде случаев в таблице присутствует характеристика оборудования, где определяется его типовое электропотребление (размер и тип монитора CRT/TFT, краткая характеристика системного блока). Номограммы входят в состав инструкций, изображены на упаковочных коробках, имеются на сайтах производителей;
• не подключенная к схеме инвертора розетка на выходном терминале ИБП для фильтрации напряжения (как правило, она выделяется цветовой окраской), позволяет защищать периферийное оборудование от электромагнитных помех, например принтер, поскольку питание периферийных устройств от батарей основной схемы ИБП не является необходимым с точки зрения защиты информации на компьютере;
• информационные (телефонные) розетки RJ-11 с фильтром электромагнитных помех для подключения модемной линии;
• мониторинг состояния ИБП через интерфейс RS-232 или USB. При исчерпании ресурса батарей программное обеспечение осуществляет закрытие приложений и остановку компьютера.

Таким образом, пользователь получает законченное решение для организации рабочего места. Для подключения ИБП достаточно одной электрической розетки. Все распределение питания ведется с розеточного терминала ИБП. Компьютер защищается от помех со стороны линии связи, периферийное оборудование также подключено и защищено (см. Рисунок 1). Информация приложений может быть сохранена как вручную, под контролем самого пользователя, так и автоматически — под управлением специализированного программного обеспечения. Все перечисленные функции не являются обязательным базовым комплектом любого ИБП малой мощности, но распространены в достаточно широком ряду моделей разных производителей.

РЕШЕНИЯ ДЛЯ ОФИСА

Рисунок 1. На задней панели ИБП размещены электрические розетки, в том числе розетка для подключения принтера, входная и выходная розетки модемной линии и информационный порт ИБП.

Более сложная задача встает перед администратором сети, когда необходимо организовать коммутационный центр, расположить и подключить к питанию активное сетевое оборудование и файловый сервер сравнительно небольшого офиса — 20—30 рабочих мест.

В числе прочих задач администратор должен выполнить следующее:

• подобрать ИБП необходимой мощности и конфигурации;
• разместить и обеспечить питанием активное сетевое оборудование, сервер и кроссовые поля;
• позаботиться об охлаждении или вентиляции установленных технических средств;
• реализовать управление ИБП и мониторинг условий окружающей среды в серверной, аппаратной или коммутационном центре.

Ряд производителей ИБП предлагают для решения перечисленного комплекса задач интегрированный продукт. Основу его составляет телекоммуникационный монтажный шкаф стандартного форм-фактора 19“ (стандарт EIA-310-D). В концепции интегрированного продукта шкаф является базовым строительным модулем, где размещаются элементы инфраструктуры и основное инфокоммуникационное оборудование. Шкафы могут подбираться для конкретного оборудования и иметь различную ширину (от 600 до 800 мм), глубину (от 600 до 1000 мм) и высоту (до 45U). Естественно, производители предлагают комплект дополнительного оборудования, присущий большинству подобных конструктивов, — кабельные органайзеры, полки, комплекты заземления и т. д.

Инфраструктура строится на основе источника бесперебойного питания форм-фактора 19“ (для установки в стойку). У различных производителей это может быть моноблок, два моноблока, включенных по схеме последовательного резервирования, или отказоустойчивый ИБП класса энергетический массив (см. статью А. Воробьева «Классификация ИБП» в октябрьском номере «Журнала сетевых решений/LAN» за 2003 г.). Помимо ИБП предлагаются различные панели распределения питания (розеточные блоки). Некоторые из них позволяют производить измерение нагрузки подключенного оборудования, что может оказаться полезным при значительном электропотреблении и предоставляет возможность отслеживать перегрузку распределительных панелей, а в какой-то степени и самого ИБП. Ряд моделей имеет несколько выходных розеточных терминалов, защищенных автоматами защиты, а измерение загрузки ИБП с пульта или средствами удаленного мониторинга позволяет отслеживать нагрузку на ИБП в целом.

Вентиляция и охлаждение оборудования могут осуществляться двумя способами.

1. Вентиляция с применением крышных вентиляторов или блока вентиляторов форм-фактора 19“. Такое решение позволяет обеспечить удаление излишнего тепла до 3 кВт.
2. При значительном тепловыделении или когда условия окружающей среды способствуют перегреву, возможно применение встраиваемого кондиционера-охладителя. При этом монтажный шкаф должен иметь уплотнения, дабы воспрепятствовать оттоку охлажденного воздуха.

Общего рецепта по применению вентиляторов или кондиционеров нет. Решение с кондиционером более дорогое, занимает больше места в шкафу (вентиляторы — не более 1-2U), вентиляторы же не всегда могут обеспечить требуемый температурный режим, и может понадобиться установка внешнего кондиционера-охладителя, но тогда речь пойдет уже о другой интеграции — разнотипного оборудования, что требует проектирования.

Выбор шкафа, расчет мощности ИБП, вентиляторов или кондиционеров осуществляются специальной программой-конфигуратором, предоставляемой производителем интегрированного решения. Исходными данными являются электрические нагрузки, размеры оборудования либо конкретные модели из базы конфигуратора. Далее путем интерактивной расстановки оборудования в шкафу просчитывается его наполнение, выбираются ИБП и вентиляторы (кондиционер). Конечный результат — офисная серверная (аппаратная) в коробке. В данном контексте «коробка» принимает двойной смысл — готовое решение и размещение в одном шкафу. Показательно, что в названия интегрированных продуктов производители вставляют производные от «инфраструктура», «основание» или «фундамент».

На Рисунке 2 показан внешний вид интегрированных систем разных производителей. Несмотря на кажущееся сходство, они отличаются типами ИБП и способами охлаждения, описанными выше. В одном случае (см. Рисунок 2а) имеет место ИБП класса энергетический массив и блок вентиляторов, в другом (см. Рисунок 2б) — встроенный кондиционер и моноблочный ИБП.

Рисунок 2. Интегрированные решения для офиса. Источник: а) АРС; б) Liebert-Hiross

Все оборудование инфраструктуры интегрированной системы подвергается непрерывному мониторингу и управляется единым программным обеспечением от производителя. В число объектов и параметров мониторинга и управления входят:

• электрические параметры ИБП;
• загрузка отдельных распределительных панелей (розеточных блоков);
• параметры окружающей среды как в монтажном шкафу, так и вне его (температура и относительная влажность);
• датчики пожарной, охранной сигнализации и др. (например, датчик протечки воды).

Для обеспечения контроля за подобными разнотипными параметрами в состав интегрированных систем входят или специальные платы мониторинга для установки в ИБП, или отдельные устройства как для размещения на полке шкафа, так и для монтажа в него оборудования 19“ высотой 1U. В последнем случае речь уже можно вести о сервере ввода/вывода параметров системы диспетчеризации. Программное обеспечение поддерживает работу всех устройств мониторинга.

РЕШЕНИЕ ДЛЯ ЦЕНТРА ДАННЫХ

Приступая к оснащению центра обработки данных, заказчик и проектировщик сталкиваются с еще более масштабной задачей — интеграцией оборудования и устройств, составляющих инженерную инфраструктуру машинного зала. Что же предлагается для ее решения и какие функциональные возможности реализуются при помощи интегрированных продуктов? Перечислим их:

• подключение к питающей электрической сети с применением устройств автоматического включения резерва (АВР);
• резервирование электроснабжения и обеспечение качества электроэнергии с применением ИБП класса энергетический массив;
• распределение электрической энергии от ИБП к группам потребителей в монтажных шкафах;
• раскладка как силовых, так и информационных кабелей между базовыми строительными модулями — монтажными шкафами;
• распределение электроэнергии внутри каждого шкафа;
• раскладка информационных кабелей внутри шкафов;
• эффективное охлаждение оборудования с применением оптимальной организации воздушных потоков внутри шкафов и между рядами оборудования;
• управление оборудованием инженерной инфраструктуры и мониторинг параметров электроснабжения и состояния среды окружения посредством единого программного обеспечения;
• конфигурирование и выбор оборудования интегрированного продукта с применением программы-конфигуратора.

Рисунок 3. Вариант интегрированной системы для центра обработки данных.

На Рисунке 3 приводится изображение одного из вариантов интегрированной системы. Мы рассмотрим назначение базовых модулей и прокомментируем их наполнение.

В крайнем левом шкафу размещается дополнительная батарея ИБП, часть полок не занята и может быть в дальнейшем использована для увеличения времени автономной работы. Другой шкаф, где находится ИБП класса энергетический массив, имеет в своем составе силовые модули и батарею базовой конфигурации. На лицевой стороне двери расположен пульт управления ИБП. Шкаф в центре — вводно-распределительное устройство. В его составе имеется АВР, входной автомат защиты и распределительная панель с автоматами линий питания нагрузки (групп) от ИБП. В верхней части шкафа — сервер диспетчеризации интегрированной системы. Два правых шкафа предназначены для инфокоммуникационного оборудования. Количество шкафов может быть достаточно большим и ограничивается лишь разумными размерами машинного зала. При необходимости линейки шкафов ставятся параллельно. На их крышах видны кабельные лотки, в которых раскладываются силовые и информационные кабели, что позволяет отказаться от фальш-полов. Несомненно, подготовка помещения при такой компоновке значительно упростится. В номенклатуре имеются кабельные лотки лестничного типа для связи между линейками шкафов и перехода кабельных трасс за потолки и стены. Внутри шкафов оборудование размещается в соответствии с привычным способом монтажа в конструктиве 19“.

Для обеспечения повышенной надежности электроснабжения нагрузки помимо АВР и одного ИБП может применяться схема с двухсторонним питанием, когда используется инфокоммуникационное оборудование, в составе которого имеется по два блока питания.

Таковы основные черты интегрированных систем. Их преимущество несомненно оценят те, кто уже имеет тягостный опыт установки разнотипного оборудования.

Александр Воробьев — сотрудник Управления информационных систем «ОАО Внешторгбанк». С ним можно связаться по адресу: mailto:vorobyov@vtb.ruили electric@veernet.iol.ru.