W celu większej integracji elementów podsystemu zasilania coraz częściej odchodzi się od budowy systemów projektowanych od podstaw i dedykowanych konkretnej aplikacji, zwracając się ku gotowym, standaryzowanym konstrukcjom.

Rozwiązania takie charakteryzują się bowiem dużymi zdolnościami adaptacyjnymi (dzięki konstrukcji modułowej) oraz mogą być dostarczane w częściach do szybkiego złożenia na miejscu, co usprawnia i przyspiesza instalację oraz wdrożenie. Taka konstrukcja umożliwia także zastosowanie standardowego oprogramowania monitorująco-zarządzającego i tym samym znaczną redukcję kosztów.

Standardy z szafy

Już pod koniec lat 70. zaczęto montować komputery w obudowach mających postać szaf przemysłowych, jednak brak zgodności pomiędzy urządzeniami pochodzącymi od różnych producentów znacznie utrudniał ich instalację.

W 1984 r. komisja IEC (International Electrotechnical Commission) wydała normę IEC 297-3 określającą wymiary fizyczne szaf 482,6 mm (19 cali), która do dzisiaj stanowi podstawę do ich konstruowania. Mimo ogromnych zmian w technologii IT, jakie miały miejsce w ostatnich dziesięcioleciach, zasady projektowania infrastruktury zasilania ośrodków przetwarzania danych oraz serwerowni zmieniły się w niewielkim stopniu. Jednak sprostanie nowym wymaganiom dotyczącym zasilania instalacji o newralgicznym znaczeniu zmusza do wprowadzenia zmiany sposobu definiowania wymogów technicznych zarówno w sferze projektowania, jak i wprowadzania nowych rozwiązań budowy i konstrukcji urządzeń zasilających.

Aby w pełni wykorzystywać zalety montażu sprzętu teleinformatycznego instalowanego w szafach 19" (rack), wymagana jest również zdolność dostosowania układów dystrybucji zasilania do zmieniających się potrzeb. W dowolnej szafie mogą bowiem często zachodzić zmiany dotyczące parametrów zasilania mocy, napięcia czy liczby gniazd. System dystrybucji zasilania powinien więc umożliwiać sprawne i szybkie dostosowanie się do zmian konfiguracji urządzeń pracujących w szafie.

Architektura zasilania szaf przemysłowych

Zabezpieczenie zasilania systemów teleinformatycznych oparte na standardowych elementach rozdziału i dystrybucji zabudowanych w szafach 19" zdobywa coraz większą popularność wśród użytkowników. Podstawową zaletą takiego sposobu dystrybucji zasilania są zdolności adaptacyjne ułatwiające dostosowanie się do zmian w systemie informatycznym.

Rozwiązania oparte na standardowych i kompatybilnych elementach eliminują i upraszczają większość prac planistycznych i inżynierskich. Modularna i składająca się ze standardowych elementów infrastruktura zasilania może być w razie potrzeby zdemontowana i przekonfigurowana, dzięki czemu można ograniczyć koszty dostosowania systemu teleinformatycznego do zmieniających się warunków biznesowych. W wielu przypadkach zachodzi konieczność przeniesienia szafy wypełnionej sprzętem IT do innych pomieszczeń, w których zachowanie dotychczasowej konfiguracji może być utrudnione ze względu na przeszkody fizyczne i trudności z prowadzeniem kabli. Dlatego szafy powinny być również dostosowane do prowadzenia kabli zasilających górą. Obsługa systemu dzięki standaryzacji aparatury rozdzielczej i okablowania służącego do połączenia zasilacza UPS z zasilanymi urządzeniami jest o wiele prostsza.

Montaż wszystkich komponentów w znormalizowanych szafach przemysłowych umożliwia wprowadzanie zmian w konfiguracji, skracając do minimum okresy przestoju. Poprzez użycie standardowych elementów znacznemu skróceniu ulega również czas napraw, gdyż nie potrzeba wykonywać skomplikowanego demontażu. Przechowywanie w miejscu instalacji części zamiennych pozwala na skrócenie średniego czasu naprawy, a dzięki zoptymalizowaniu do standardowych elementów systemu zarządzania konfiguracja staje się zdecydowanie prostsza.

Zabezpieczenie zasilania szafy teleinformatycznej

Na rysunku (str. 48) przedstawiono stosowane dzisiaj rozwiązania zabezpieczania zasilania szaf ze sprzętem teleinformatycznym w serwerowni bądź centrum obliczeniowym. W niewielkich serwerowniach (wariant "a" na rysunku) do zasilania sprzętu teleinformatycznego w szafach stosuje się najczęściej UPS-y przeznaczone do montażu w szafie 19". W wypadku zasilaczy montowanych w szafie razem z innym sprzętem teleinformatycznym znacznie trudniej zapewnić właściwe parametry pracy (głownie chłodzenia) akumulatorów UPS-a, co może prowadzić do znacznego skrócenia ich żywotności. W przypadku centrów danych zbudowanych z dziesiątek lub setek szaf częściej stosuje się konfigurację z zasilaniem z centralnego zasilacza UPS w wersji klasycznej bądź modułowej (wariant "b" na rysunku). W celu zwiększenia niezawodności systemu stosuje się systemy redundancyjne UPS (2N lub N+1) wspomagane agregatem prądotwórczym.

Należy zwrócić uwagę, iż w obu przypadkach kluczową sprawą, jeśli chodzi o możliwość wystąpienia awarii, są układy dystrybucji zasilania do szaf. Coraz częściej więc w szczególnie krytycznych aplikacjach wykorzystuje się dwa źródła zasilania. W wypadku sprzętu teleinformatycznego, który nie dysponuje możliwością zasilania z dwóch źródeł, stosuje się urządzenia służące do przełączania z głównego źródła zasilania na pomocnicze. Do takich urządzeń należą statyczne przełączniki zasilania (STS - Static Transfer Switch) oraz elektromechaniczne przełącznik źródła zasilania (ATS - Automatic Transfer Switch).

Zdecydowana większość odbiorników teleinformatycznych jest wyposażona w przetwornice impulsowe SMPS (Switch Mode Power Supply), które są w stanie przetrwać krótkie zakłócenie zasilania. Prąd przez tego typu zasilacze nie jest pobierany w sposób ciągły, ale w krótkich impulsach. Zakres dopuszczalnego czasu trwania zakłócenia niepowodującego awarii zasilania określa norma IEC 61000-4-11. Organizacja Information Technology Industry Council (http://www.itic.org ) określa tolerancję zakłóceń napięcia dla urządzeń IT w formie krzywej (http://www.itic.org/archives/iticurv.pdf ).

Przełączniki źródeł zasilania

Coraz częściej sprzęt IT stosowany w centrach przetwarzania danych jest wyposażony w nadmiarowe zasilacze i przewody zasilające, co zapewnia podwójne tory zasilania aż do wewnętrznego systemu zasilającego poszczególne urządzenia IT. Takie rozwiązanie znacznie zwiększa poziom niezawodności, gdyż urządzenia mogą kontynuować pracę w przypadku wystąpienia awarii w dowolnym miejscu któregokolwiek z torów zasilania.

Wciąż jednak duża grupa urządzeń teleinformatycznych nie dysponuje podwójnym torem zasilania. Aby zwiększyć dostępność zasilania dla tych urządzeń, stosuje się przełączniki źródeł zasilania, które umożliwiają wykorzystanie nadmiarowych torów zasilania. Przełączniki źródeł zasilania pozwalają na przełączanie pomiędzy różnymi źródłami zasilania (np. linia zasilająca - agregat prądotwórczy) na wejściu zasilacza UPS, co zapewnia znaczne zwiększenie dostępności sytemu teleinformatycznego. Ze względu na rodzaj budowy rozróżnia się, jak już wcześniej wspomniano, przełączniki elektromechaniczne ATS oraz statyczne STS. Przełączniki takie mogą być montowane w szafie, co ułatwia ich obsługę oraz monitorowanie, lub być wykonane jako wolno stojące (szczególnie dla urządzeń dużych mocy). Dużą korzyścią, jaką można osiągnąć ze stosowania przełączników zarówno typu STS, jak i ATS, jest ograniczenie zasięgu potencjalnej awarii zasilania, co wpływa na zwiększenie dostępności.