Hur man använder intelligent kraftfördelning för att maximera nätverkstillgänglighet

Oron för stigande energikostnader får operatörer av datacenter och andra nätverksanläggningar att tänka om när det gäller hur anläggningarna är uppbyggda, inklusive förändrade förväntningar på hur intelligenta kraftdistributionsenheter (iPDU) kan bidra till en miljövänligare, mer tillförlitlig och billigare verksamhet, vilket bidrar till förbättrad nätverkstillgänglighet. Dessutom kräver en växande mängd olika typer av datacenter olika tillvägagångssätt när man specificerar och integrerar intelligenta kraftdistributionsenheter, i allt från stora datacenter med stöd för molntjänster till mycket mindre datacenter i molnkanten, utspridda i fabriker, lagerlokaler, andra anläggningar, etc. Stora datacenter drivs med intelligenta kraftdistributionsenheter i varma gångar med temperaturer på 60 °C för att minska kylbehov och energiförbrukning. Däremot arbetar datacenter i molnkanten vid maximala temperaturer på 40 °C, vilket överensstämmer med miljön i den anläggning där de är belägna.

De intelligenta kraftdistributionsenheternas specifikationer och driftsegenskaper måste anpassas till den miljö där de ska användas. Det finns en växande förväntan på att iPDU:er ska stödja fjärrövervakning och fjärrstyrning av energi för att optimera tillgängligheten i alla lägen.

Artikeln jämför driftmiljöer och förväntningar på iPDU:er i moln- respektive kantmiljöer, inklusive både hård- och mjukvara, tillsammans med rekommendationer för installation. Den presenterar sedan iPDU:er som är lämpliga för moln- och kantdatacenters från Panduit och Orion Fans.

Tre av egenskaperna i moln- och kantmiljöer som påverkar valet av intelligenta kraftdistributionsenheter är skillnaderna i termiska miljöer, skillnader i nätverksarkitektur och skillnader i utrustningstäthet. Den mest utmanande skillnaden mellan moln- och kant-miljöer är förmodligen att de flesta kant-installationer förväntas fungera vid upp till 40 °C jämfört med 60 °C i molndatacenter (figur 1). I molnmiljöer minimerar varma och kalla gångar kylbehovet och minskar energikostnaderna, vilket är en stor driftskostnad i stora datacenter. De intelligenta kraftdistributionsenheterna finns vanligtvis i den varma gången och måste vara dimensionerade för 60 °C.

Figur 1: Intelligenta kraftdistributionsenheter i molndatacenter måste fungera vid 60 °C så att de kan installeras i varma gångar. (Bildkälla: Panduit.)

Dessutom kräver American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) tre temperaturgivare och en fuktgivare (kallad "3T + H") på framsidan av skåpet i den kalla gången och endast en temperaturgivare på baksidan av skåpet i den varma gången. Intelligenta kraftdistributionsenheter som stöder flera givaringångar kan därför eliminera behovet av en mellanliggande 1RU-enhet för givarna och vara ett viktigt inslag i molndatacenter.

Även om både kant- och molninstallationer värdesätter hög tillgänglighet är den relativt sett viktigare i molnmiljöer. Styrmodulen för de intelligenta kraftdistributionsenheterna måste kunna bytas ut under drift för enheter som installeras i molndatacenter. Att kunna byta styrmodulen under drift minimerar stilleståndstiden, vilket är en viktig aspekt i molnet. Dessutom är Gigabit (Gb) Ethernet mer allmänt accepterat i molnet än andra anslutningshastigheter, och intelligenta kraftdistributionsenheter i molnet drar nytta av att stödja Gigabit Ethernet-anslutningar som inte värderas lika högt i kantinstallationer. Molninstallationer kräver dessutom i allmänhet intelligenta kraftdistributionsenheter med stöd för högre säkerhetsnivåer och mer komplicerade programvaror för övervakning och hantering av kraften.

I molndatacenter finns det rack med högre täthet än i kantcentren, vilket gör att effekttäthet är en viktig faktor vid val av intelligenta kraftdistributionsenheter för molnanläggningar. Intelligenta kraftdistributionsenheter i molndatacenter drar nytta av högre uttagstäthet, men måste ändå tillhandahålla en hög nivå av intelligent kraftstyrning och övervakning för att stödja högre krafttäthet.

I både moln- och kantinstallationer är oavsiktliga strömavbrott en av de främsta orsakerna till att utrustningen står stilla. Den vanligaste orsaken till oavsiktliga frånkopplingar i intelligenta kraftdistributionsenheter är effekten av vibrationer och gravitation som med tiden drar ur kraftkablarna, det är inte ett "användarfel". Det kan vara viktigt att utforma intelligenta kraftdistributionsenheter som minimerar effekten av vibrationer och gravitation på kraftkablar och därmed minimerar oavsiktliga urkopplingar i kantinstallationer, och i molnanläggningar är detta ett krav.

Intelligenta kraftdistributionsenheter som är dimensionerade för 60 °C vid full belastning

Konstruktörer av datacenter kan använda sig av intelligenta kraftdistributionsenheter i Gen. 5 från Panduit för att tillgodose behoven av kraftdistribution, tillgänglighet, säkerhet och övervakning i molninstallationer. Intelligenta kraftdistributionsenheter i Gen 5 har en driftstemperatur på 60 °C vid full belastning. De har även givaringångar för att stödja ASHRAE-kravet på 3T + H i den kalla gången och en temperaturgivare i den varma gången utan en mellanliggande 1RU-enhet. Digitala självidentifierande givare kan anslutas direkt till den intelligenta kraftdistributionsenheten, vilket påskyndar installationen.

Den intelligenta nätverksstyrenheten (iNC) i intelligenta kraftdistributionsenheter Gen 5 kan bytas ut under drift för att stödja maximal drifttid (figur 2). Den har en OLED-display med hög synlighet, styrning av återställning/standardinställning, menyvalsknappar, en statuslysdiod, en USB-anslutning för uppdatering av firmware och konfiguration och/eller automatisk anslutning av rackbelysning (tillval), 1 Gb Ethernet-port för nätverksanslutningar, PDU-ut och PDU-in/serieportar för att seriekoppla flera intelligenta nätverksstyrenheter och två givarportar som vardera kan ansluta upp till 4 givare, för totalt 8 givare, med hjälp av den valfria utökningsporten för givare.

Figur 2: intelligens nätverksstyrenhet i intelligenta kraftdistributionsenheter Gen 5 kan bytas under drift för att stödja maximal drifttid och har stöd för ett brett utbud av övervaknings- och kontrollfunktioner. (Bildkälla: Panduit.)

Upp till fyra intelligenta kraftdistributionsenheter kan seriekopplas och anslutas till två olika säkra nätverksanslutningar för:

• Övervakning av kraftförbrukning och spårning av data i ett anläggningsnätverk
• Hantering och övervakning av upp till fyra rackmonterade intelligenta kraftdistributionsenheter med hjälp av en enda IP-adress (figur 3).

Respektive intelligent kraftdistributionsenhet i kedjan kan ansluta upp till åtta givare, vilket ger totalt 32 givare i en enda anslutning. Det finns dessutom en tillgänglig konfiguration för redundant nätverksåtkomst med hjälp av två intelligenta kraftdistributionsenheter.

Figur 3: Upp till fyra intelligenta kraftdistributionsenheter i gen. 5 kan kopplas ihop via en enda IP-adress. (Bildkälla: Panduit.)

Behovet i stora datacenter är att övervaka och identifiera ineffektivitet för att förbättra driftseffektiviteten, minska kostnaderna och minimera miljöavtrycket. Intelligenta kraftdistributionsenheter i gen. 5 har stöd för omfattande och noggrann programvara för energimätning för att effektivt använda energiresurser, fatta välgrundade beslut om kapacitetsplanering, förbättra drifttiden och mäta effektiviteten i energianvändningen (PUE). Dessa intelligenta kraftdistributionsenheter erbjuder nödvändig energimätning, övervakning och styrning för att stödja kontinuerliga förbättringar av energianvändningen, inklusive:

• Energimätning och övervakning på PDU-nivå
  • Energimätning i kWh
  • Effektmätningar (W)
  • Effektmätningar på fasnivå inklusive V, A, VA, kWh och effektfaktor (pf).
  • Strömmätningar på säkringsnivå
  • Mätningskapacitet för fakturering
  • Integrerat minne för att registrera/visa/rapportera historiska data
  • Anpassningsbara gränsvärden för larm och meddelanden
• Styrning av utgångsnivåer
  • Fjärrstyrd på- och avstängning av enskilda uttag
  • Användardefinierad tidsfördröjning vid start för att starta utrustning i en viss ordning och undvika strömrusningar.
  • Användartilldelningsbara roller och säkerhetsnivåer för åtkomst
• Energimätning på uttagsnivå
  • Energimätning i kWh
  • Effektmätningar inklusive V, A, VA, W och pf
  • Data för beräkningar av PUE på nivå 3 i Green Grid

De intelligenta kraftdistributionsenheterna i gen. 5 har hög effekttäthet, upp till 48 uttag och levereras med en strömsladd på tre meter som standard. De finns i en rad olika monteringskonfigurationer, inklusive vertikalt (0U) eller horisontellt (1U eller 2U). Modell P36D08M är exempelvis dimensionerad för 30 A per fas, har formatet 0U FULL, en L15-30P-inspänningskontakt, 3 strömbrytare, kan hantera 8,6 kW och har 36 uttag (30 C13 och 6 C19).

Konstruktörer som använder intelligenta kraftdistributionsenheter i gen. 5 kan välja mellan två olika lösningar på problemet med oavsiktliga urkopplingar. Vanliga C13- och C19-uttag har ett inbyggt försänkt spår bredvid dem som är utformat för att ta emot ett icke-ledande buntband, vilket eliminerar effekterna av vibrationer och gravitation på ett effektivt sätt. Även om dessa uttag är billigare, kostar det arbetstid att använda buntbandet och det skyddar inte strömkabeln på utrustningssidan. Intelligenta kraftdistributionsenheter i gen. 5 kan levereras med låsbara sladdar som klickar fast ordentligt på plats för en mer komplett lösning. Utrustningsänden har dessutom en universell låsningsmekanism som låser fast IT-utrustningen och ger permanent kabelfäste i båda ändar. Beroende på installationsbehoven kan specifikatörer använda intelligenta kraftdistributionsenheter i gen. 5 som kombinerar vanliga uttag, uttag med buntband och låsbara uttag (figur 4). Molndatacenter har dessutom ett stort antal strömkablar som matar A- och B-sidorna på baksidan av skåpet, vilket kan försvåra kabelhanteringen. Intelligenta kraftdistributionsenheter i gen. 5 har färgade buntband, färgmarkeringsband och färgade nätsladdar (både låsbara och icke-låsbara) för att förenkla identifiering och hantering av kablar på A- och B-sidan.

Figur 4: Intelligenta kraftdistributionsenheter i gen. 5 erbjuder ett val av buntband eller låsbara uttag för att hantera problem med oavsiktliga bortkopplingar. (Bildkälla: Panduit.)

Säkerhetshandtaget Panduit Smart Zone G5 (tillval) kan användas med intelligenta kraftdistributionsenheter i gen. 5 för att tillhandahålla åtkomstkontroll för upp till 200 användare. Handtaget har en statuslysdiod som visar handtagets säkerhetstillstånd och en lysdiodsfyr som visar skåpets status. Det har även en integrerad fuktgivare och särskilda givare för temperatur- och dörrlarm för att förenkla installationen av givare och uppfylla standarden ASHRAE (figur 5). G5-säkerhetshandtaget innehåller utbytbara låskolvar och nycklar och fyra sätt att kontrollera åtkomsten till skåpet:

• Kortläsare med dubbla frekvenser kan användas med kort för antingen låg eller hög frekvens.
• Åtkomsten kan fjärrstyras via webbgränssnittet i den intelligenta kraftdistributionsenheten gen. 5.
• Modellen ACF06 har en valfri knappsats som ger tillgång till skåpet genom en säker PIN-kod.
• Modellen ACF06 kan implementera dubbel autentisering där både kortdragning och knappsats krävs.

Figur 5: Säkerhetshandtaget Smart Zone G5 (tillval) har en integrerad fuktgivare och statuslysdioder och kan konfigureras med eller utan en inbyggd knappsats för åtkomstkontroll. (Bildkälla: Panduit.)

Intelligenta kraftdistributionsenheter för kantinstallationer

För datacenter i molnkanten och andra tillämpningar som kan använda intelligenta kraftdistributionsenheter som är dimensionerade för en maximal driftstemperatur på 40 °C erbjuder Orion Fans serien Smart Switched PDU med uttag som kan fjärrstartas i sekvens, styras och övervakas. Smarta switchade kraftdistributionsenheter övervakar varje uttag individuellt, och om ett användardefinierat gränsvärde överskrids skickas en varning via e-post, som en trap eller som ett ljudlarm. Andra funktioner inkluderar:

• Effektstyrning och övervakning på uttagsnivå för rackmonterad utrustning
• Drift från 0 till 40 °C
• Effektövervakning via mätare, webb eller SNMP (Simple Network Managing Protocol).
• Kommunikationsprotokoll http, https, SNMP, DHCP och UDP.
• Digital, äkta RMS-strömmätare i kraftdistributionsenheten
• Det medföljande programmet ger kontroll och analys för att förbättra energieffektiviteten, minska driftskostnaderna och minimera stilleståndstiderna.

Modellen OSP-V-16-23-16-N1 innehåller exempelvis 14 IEC320 C13-uttag och 2 IEC320 C19-uttag, ett IEC320 C20-uttag, en 3 meter lång IEC320 C19- till C20-sladd och en 16 A-säkring. Eller, så har modellen OSP-H-16-23-08-N1, 8 IEC320 C13-uttag, ett IEC320 C20-uttag, en inkapslad IEC320 C19 till C20 3 meter lång nätsladd och en 16 A säkring med en tresiffrig 20 A strömmätare med en upplösning på 0,1 A (figur 6).

Figur 6: iPDU:n OSP-H-16-23-08-N1 har 8 IEC320 C13-uttag och en tresiffrig strömmätare med en upplösning på 0,1 A (bildkälla: Orion Fans).

Sammanfattning

Moln- och kantdatacenter har olika behov av iPDU:er, bland annat olika krav på driftstemperatur, olika förväntningar på tillförlitlighet och tillgänglighet samt olika behov av säkerhet, strömstyrning och övervakning. Nätverksingenjörer kan välja iPDU:er som passar de specifika kraven för kant- och molninstallationer för att stödja miljövänligare lösningar med optimal balans mellan kostnad och prestanda.