Kritická fyzická infrastruktura pro podnikové bezdrátové sítě LAN

Kritická fyzická infrastruktura pro podnikové bezdrátové sítě LAN

Viswas Purani

White Paper č. 84

Resumé Implementace bezdrátových sítí LAN (WLAN) může vést k neočekávanému nebo neplánovanému nárůstu nároků na napájení, chlazení, správu nebo zabezpečení. Většina kabelových rozvoden není vybavena zařízeními UPS a často nejsou vybaveny ani dostatečným systémem ventilace či chlazení, který by fungoval jako prevence proti přehřátí zařízení. Znalost problematiky kritické fyzické infrastruktury sítí WLAN umožňuje plánování s výsledkem úspěšného a finančně efektivního rozvoje. Tento dokument vysvětluje postupy plánování kritické fyzické infrastruktury sítí (NCPI - Network-Critical Physical Infrastructure) při implementaci vnitřních sítí WLAN v malých, středních a velkých podnicích s důrazem na otázky napájení a chlazení. Jsou zde popsány jednoduché, rychlé, spolehlivé a úsporné strategie při inovaci zastaralých a výstavbě nových zařízení.

2004 American Power Conversion. Všechna práva vyhrazena. Žádná část této publikace nesmí být použita, kopírována, přenášena ani uložena v žádném úložném systému jakéhokoli druhu bez písemného souhlasu vlastníka autorských práv. www.apc.com Revize 2004-0

2

Úvod Kritická fyzická infrastruktura sítí (NCPI - Network-Critical Physical Infrastructure) je klíčovým, avšak často opomíjeným prvkem architektury sítí s vysokou dostupností. Musí se jednat o přizpůsobitelné, škálovatelné, spravovatelné řešení s vysokou dostupností, které musí zahrnovat následující součásti: 1.

Napájecí systémy, jako jsou jednotky UPS, jednotky distribuce napájení PDU a generátory, které zajišťují nepřetržité řízené napájení kritických zařízení.

2.

Chladicí systémy zajišťující regulací teploty a vlhkosti optimální pracovní prostředí.

3.

Stojany pro uložení klíčových síťových komponent, jako jsou přepínače, směrovače, brány, severy atd.

4.

Zabezpečovací a protipožární systémy.

5.

Kabeláž propojující zařízení.

6.

Systémy pro správu, které lokálně i vzdáleně komunikují s integrovanými službami a zajišťují nepřetržitý provoz 24 hodin denně, 7 dní v týdnu.

7.

Služby zajišťující dodávku, instalaci a schválení zařízení a jeho údržbu a diagnostiku.

Tento dokument obsahuje přehled otázek z oblasti implementace infrastruktury NCPI do vnitřních sítí WLAN v malých, středních a velkých podnicích s důrazem na otázky napájení a chlazení. Existují různé rozšířené standardy sítí WLAN. Tento dokument se týká standardů IEEE 802.11a, b & g, které jsou také označovány pojmem Wi-Fi. Následující obrázek 1 znázorňuje typickou podnikovou síť WLAN.

Obrázek 1 – Typická podniková síť WLAN Bezdrátový přístupový bod

Elektrické panely

Kabelové rozvodny

Vstup napájení

Optický spoj, T1, T3

Přepínač ATS

Generátor

Transformátor

Hlavní rozvaděč

Speciální klimatizace


3

Sítě WLAN založené na těchto standardech IEEE jsou používány jako doplněk, rozšíření nebo náhrada kabelových sítí LAN v podnicích, domácnostech a veřejných připojovacích bodech, jako jsou letiště, hotely či restaurace. Úspěšná implementace sítí WLAN vede k tomu, že celá síť včetně bezdrátových přístupových bodů poskytuje uživatelům v porovnání s kabelovými sítěmi LAN vyšší úroveň dostupnosti. Spolu s rostoucí popularitou napájení prostřednictvím sítě Ethernet (PoE - Power over the Ethernet), které je založeno na standardu IEEE 802.3af, musí být do tradičních kabelových rozvoden, jež obsahovaly pasivní zařízení jako propojovací panely a rozbočovače, instalovány vysoce výkonné přepínače, směrovače a jednotky UPS s dlouhou provozní dobou. Tyto rozvodny, které poskytují napájení a data pro bezdrátové přístupové body, IP telefony, bezpečnostní kamery a další zařízení, se nyní stávají velmi kritickým prvkem. Má-li být zajištěna nepřetržitá činnost a vysoká dostupnost periferních zařízení, je nutné věnovat péči ventilaci a chlazení kabelových rozvoden. Typická síť WLAN je budována ve vrstvách. Každá vrstva je tvořena komponentami instalovanými v jednom ze čtyř fyzických umístění (obrázek 2). Moderní sítě a přepínače často slučují funkce vrstvy 2 a 3 a kombinují přístupovou a distribuční vrstvu do jedné agregační vrstvy. Infrastruktura NCPI pro tato čtyři umístění se liší, jak je popsáno v následujících oddílech.

Obrázek 2 – Typická architektura sítí WLAN Jádro sítě Hlavní rozvaděč nebo datové středisko Systém s práv y sítě, se rv e r RADIUSatd.

Okraj sítě Rámec IDF nebo kabelová rozvodna

Bezdrátové přístupové body na zdi, na strop nebo na stole

Mobilní uživatel Notebook, PDA, telefon


4

Bezdrátové přístupové body Bezdrátové přístupové body poskytují možnost mobilního připojení k síti (obrázek 3). Tyto přístupové body mají obvykle příkon 6 až 7 W, některá zařízení však mohou mít i vyšší příkon. Standard IEEE 802.3af omezuje pro tato zařízení odběr proudu z datových kabelů na 350 mA. Sítě splňující tento nový standard budou dodávat energii maximálně 15 W na vzdálenost 100 m. V případě vyšší energetické náročnosti těchto zařízení bude nutné spoléhat na další externí zdroje energie, jako jsou například napájecí adaptéry.

Obrázek 3 – Typický bezdrátový přístupový bod (pro vnitřní použití)

Prostředí Tyto přístupové body jsou montovány na strop nebo na police a jsou obecně používány ve vnitřních prostorách kanceláří. Někdy jsou používány i venku. V případě nově implementovaných nebo rekonstruovaných sítí budou tato zařízení pravděpodobně napájena prostřednictvím sítě Ethernet. V některých případech ale mohou být napájena z elektrických zásuvek ve zdi.

Problémy Tyto přístupové body musí poskytovat vysokou dostupnost a bezpečnost, aby byla zajištěna konektivita pro velký počet mobilních uživatelů. Největším problémem z pohledu infrastruktury NCPI je zajištění nepřetržité činnosti i při dlouhodobých výpadcích napájení.

Doporučené postupy Nejlepším řešením otázky dostupnosti napájení je napájení prostřednictvím sítě Ethernet (PoE). Toto řešení mimo jiné eliminuje problém zajištění napájení i těch nejvzdálenějších přístupových bodů v budově bez nutnosti instalace elektrické zásuvky nebo zásahu elektrikáře. Napájení je nyní do přístupových bodů přiváděno síťovými přepínači umístěnými v kabelové rozvodně podporované zařízením UPS s dlouhou provozní dobou. Pro přístupové body napájené z elektrických zásuvek (bez použití napájení PoE) by měla být lokálně použita kompaktní jednotka UPS s dlouhou dobou záložního provozu na baterii, například jednotka APC Back-UPS HS. Tato jednotka UPS by měla být umístěna na zdi/polici v blízkosti přístupového bodu. Příklad jednotky UPS pro napájení přístupového bodu je uveden na obrázku 4.


5

Obrázek 4 – Jednotka UPS upevněná na zdi

Prostřednický distribuční rám (IDF) Prostřednické distribuční rámy (IDF) a kabelové rozvodny jsou obvykle tvořeny přístupovými a distribučními přepínači, rozbočovači, směrovači, propojovacími panely, jednotkami UPS se záložními bateriemi a různými dalšími telekomunikačními zařízeními vrstvy 2 a 3 ve dvousloupkovém stojanu (viz obrázek 5). Většina současných přepínačů, samostatných i montovaných do stojanů, má vestavěnou funkci napájení prostřednictvím sítě Ethernet (tzv. end-span) pro napájení bezdrátových přístupových bodů. Pro přepínače bez této funkce se pro zavedení napájení prostřednictvím sítě Ethernet používá externí doplňkový napájecí panel (tzv. mid-span) s vhodnou kapacitou. V závislosti na velikosti podniku a architektuře sítě může být v budově umístěno více rámů IDF. Jejich počet v rámci celého podniku může být i několik set. Tyto rozvodné skříně, které byly až dosud často opomíjeny, se nyní stávají velice kritickým prvkem v zajištění konektivity mobilních uživatelů. Jejich dostupnost je proto velmi důležitá.


6

Obrázek 5 – Prostřednický distribuční rám (kabelová rozvodna)

Doplňkový napájecí panel

Síťové přepínače Systém UPS

Prostředí Tyto prostřednické distribuční rámy či kabelové rozvodny jsou obvykle skryty v některé odlehlé části budovy v místnosti s nedostatečnou ventilací, osvětlením a přístupem. Pokud se zákazník přestěhuje do nové budovy, bude s největší pravděpodobností chtít znovu použít původní kabelové rozvodny. U tradičních telekomunikačních a datových sítí obvykle kabelové rozvodny obsahovaly bloky se zástrčkovým systémem, propojovací panely či několik menších stohovatelných rozbočovačů a přepínačů. Většina nových přístupových a distribučních přepínačů je již konstruována pro napájení prostřednictvím sítě Ethernet. Tyto přepínače však odebírají podstatně větší množství energie. Nové přepínače jsou obvykle určeny pro montáž do 19 palcových stojanů. Schéma proudění vzduchu závisí na výrobci (například z jedné strany na druhou, zepředu dozadu atd.). Typická zařízení IDF obvykle obsahují 1 až 3 stojany pro zařízení a odebírají 500 W až 4 000 W z jednofázového střídavého napájení.

Problémy Při implementaci sítí WLAN vyžadují rámy IDF nejvíce pozornosti z hlediska kritické fyzické infrastruktury sítí, a to především v oblasti výkonu, chlazení, řízení přístupu a správy. V závislosti na architektuře sítě a na typu použitých přepínačů vyžadují příkon 500 W až 4 000 W z jednofázového střídavého napájení s napětím 120 V, 208 V nebo 230 V. Vezmeme-li v úvahu instalaci správného typu zásuvek v rozvodně (například 5-15R, L5-20R, L6-20R, L6-30R, IEC320C13, IEC320C19) a zajištění správného množství energie s adekvátním ochranným jističem pro všechna síťová zařízení, představuje instalace systémů UPS a PDU v kabelové rozvodně náročný úkol. Ještě obtížnějším a často podceňovaným úkolem je zajištění ventilace a chlazení těchto kabelových rozvoden a jejich správa.


7

Doporučené postupy Veškerá zařízení v rámu IDF by měla být zajištěna systémem UPS. Výběr vhodného systému UPS závisí na následujících faktorech: •

celkový vyžadovaný příkon ve wattech,

•

požadovaná provozní doba v minutách,

•

požadovaná úroveň odolnosti/redundance,

•

požadované hodnoty napětí a vybavení zásuvkami a konektory.

Kapacitu systému UPS je třeba vybírat s ohledem na celkový jmenovitý příkon (ve wattech) připojených zátěžových zařízení. Běžný stojanový systém UPS, například systém APC Smart-UPS (obrázek 6a), poskytuje míru dostupnosti napájení přibližně 99,99 % (čtyři devítky*). Systém UPS s redundancí N+1 a s vestavěným přemostěním, například systém APC Symmetra RM (obrázek 6b), s provozní dobou 1 hodina poskytuje míru dostupnosti napájení přibližně 99,999 % (pět devítek*), což je pro většinu aplikací dostatečná hodnota. Podrobné údaje týkající se analýzy dostupnosti naleznete v dokumentu White Paper č. 69: „Napájení a chlazení aplikací telefonních sítí IP a implementací VoIP“ společnosti APC.

Obrázek 6a – Stojanová jednotka UPS

Obrázek 6b – Jednotka UPS s vysokou odolností

Jednotky UPS jsou dodávány s různými bateriemi, což umožňuje zajistit různě dlouhou provozní dobu. K produktům obdobných typů, jaké jsou zobrazeny na obrázcích 6a a 6b, lze volitelně zakoupit přídavné baterie, které umožňují prodloužit provozní dobu. Pro některé kritické aplikace, jako jsou například služby tísňového volání, jsou vyžadovány vyšší úrovně dostupnosti; například 99,9999 % nebo 99,99999 % (šest nebo sedm devítek*). Takové požadavky lze splnit pomocí duálních síťových přepínačů s duálními napájecími kabely, duálního systému UPS a architektury elektrického zařízení s možností souběžné údržby zálohované pomocí generátoru. Mnoho společností (například American Power Conversion Corporation) zřídilo vyhrazené konzultační služby specializované na zajištění dostupnosti. Tyto služby nabízejí pro zákazníkovu síť vyhodnocení, konzultace a doporučení týkající se infrastruktury s vysokou dostupností napájení určené pro takové kritické sítě.


8

Konečně je také třeba určit požadované zásuvky a konektory pro veškeré vybavení kabelové rozvodny včetně systému UPS. V ideálním případě by všechna zařízení měla být připojena přímo k systému UPS nebo transformátoru a mělo by se zamezit použití přídavných zásuvkových panelů či stojanových jednotek PDU. V závislosti na počtu zařízení však toto řešení nemusí být praktické a může být nutné použít zásuvkový panel stojanové jednotky PDU. V takovém případě se doporučuje použít kvalitní stojanovou jednotku PDU navrženou speciálně pro tyto účely. Jednotka PDU musí obsahovat dostatečný počet zásuvek pro připojení všech aktuálních zařízení a také rezervní zásuvky pro budoucí použití. Upřednostňovány jsou jednotky PDU s měřičem aktuální spotřeby energie, protože snižují riziko lidských chyb, například nechtěných přetížení a následných výpadků zátěží. Při výběru vhodného modelu systému UPS je nutné vzít v úvahu požadavky na výkon, redundanci, napětí a provozní dobu. Toto rozhodování si lze usnadnit pomocí některého výběrového nástroje pro systémy UPS, jako je například výběrový nástroj APC UPS na webové stránce http://www.apcc.com/template/size/apc/. Tento nástroj obsahuje výkonové údaje o všech nejčastěji používaných přepínačích, serverech a úložných zařízeních, takže není nutné tyto údaje shromažďovat. V takovýchto nástrojích jsou při výběru konfigurace jednotky UPS k dispozici různé možnosti zapojení zásuvek. Chcete-li zajistit nepřetržitý provoz zařízení v kabelové rozvodně podle časového schématu 7 x 24 x 365, je nutné vzít v potaz také požadavky na ventilaci a chlazení systému. Je třeba spočítat energetické ztráty v kabelové rozvodně a na základě tohoto výpočtu rozhodnout o finančně efektivním způsobu řešení tohoto problému (viz tabulku 1). Nejdůležitější věcí, kterou je v tomto ohledu třeba mít na paměti, je skutečnost, že mnohé síťové přepínače odebírají značné množství energie, což však neznamená, že veškerá odebraná energie je rozptýlena do kabelové rozvodny. Příklad: Přepínač vrstvy 2/3 může odebírat energii 1 800 W, do kabelové rozvodny však rozptýlí pouze energii 200 – 500 W. Zbytek energie je dodáván prostřednictvím sítě různým zařízením, jako jsou bezdrátové přístupové body, telefony IP či bezpečnostní kamery, rozmístěným v celém areálu pracoviště.

Tabulka 1 – Výpočet tepla vydávaného kabelovou rozvodnou WLAN Položka

Požadované údaje

Výpočet vydávaného tepla

Přepínače bez integrovaného napájení, další zařízení IT (kromě napájecích jednotek typu mid-span) Přepínač s možností integrovaného napájení Napájecí jednotky typu mid-span Osvětlení

Celkový jmenovitý příkon ve wattech

Stejná hodnota jako celkový příkon zařízení IT ve wattech

Systém UPS Celkem

Vydávané teplo – mezisoučet

_____________ W Jmenovitý příkon ve wattech

0,6 x jmenovitý příkon

Jmenovitý příkon ve wattech

0,4 x jmenovitý příkon

_____________ W _____________ W Jmenovitý příkon všech trvale zapnutých osvětlovacích těles ve wattech Jmenovitý příkon systému UPS (nikoli jeho zátěž) ve wattech Dílčí součty uvedené výše

Jmenovitý příkon _____________ W 0,09 x jmenovitý příkon systému UPS Součet výše uvedených mezisoučtů množství tepla

_____________ W _____________ W


9

Po provedení výpočtu množství energie rozptýlené v kabelové rozvodně postupujte podle obecných pokynů uvedených v tabulce 2.

Tabulka 2 – Řešení chlazení kabelových rozvoden WLAN Celková tepelná zátěž v rozvodně

Podmínky

Analýza

Akce

Méně než 100 W

Budova poskytuje klimatizovaný prostor. Prostor v budově je nepříznivý, systém topení, větrání a klimatizace není k dispozici. Je instalován systém topení, větrání a klimatizace ve sníženém stropním prostoru, budova poskytuje klimatizovaný prostor.

Tepelné vedení zdí a infiltrace budou dostatečné. Čerstvý vzduch zvenku nelze považovat za bezpečný pro použití kvůli nevhodné teplotě či znečištění.

Žádná

Postačí zajistit proudění čerstvého vzduchu z prostoru mimo skříň. Průchodu vzduchu mohou bránit dvířka. Je třeba zajistit průchod vzduchu dvířky a jeho odvod nasměrovat k odvodnímu vedení systému topení, větrání a klimatizace. Postačí zajistit proudění čerstvého vzduchu z prostoru mimo skříň. Průchodu vzduchu mohou bránit dvířka. Je třeba zajistit přívod vzduchu v dolní části dvířek a jeho odvod v horní části dvířek. Postačí zajistit nepřetržité proudění čerstvého vzduchu z prostoru mimo skříň. Průchodu vzduchu mohou bránit dvířka. Je vyžadována nepřetržitá činnost ventilátoru, dosud však není zajištěna. Postačí zajistit nepřetržité proudění čerstvého vzduchu z prostoru mimo skříň. Poblíž se však nenachází žádný zdroj vzduchu.

Nad skříň instalujte odvodní mřížku stropního ventilačního systému a ústí přívodu vzduchu umístěte do dolní poloviny dvířek skříně.

Méně než 100 W

100 – 500 W

100 – 500 W

Z rozvodny není přístup k žádnému systému topení, větrání a klimatizace. Budova poskytuje klimatizovaný prostor.

500 – 1 000 W

Je instalován systém topení, větrání a klimatizace ve sníženém stropním prostoru, budova poskytuje klimatizovaný prostor. Z rozvodny není přístup k žádnému systému topení, větrání a klimatizace. Budova poskytuje klimatizovaný prostor.

500 – 1 000 W

Více než 1 000 W

Více než 1 000 W

Je instalován systém topení, větrání a klimatizace ve sníženém stropním prostoru a je přístupný, budova poskytuje klimatizovaný prostor. Systém topení, větrání a klimatizace není přístupný, budova poskytuje klimatizovaný prostor.

Postačí zajistit proudění čerstvého vzduchu z prostoru mimo skříně přímo přes chlazená zařízení a dále zajistit, aby nedocházelo ke zpětné cirkulaci teplého odváděného vzduchu k přívodu vzduchu k zařízení. Proudění vzduchu dvířky je nedostatečné, je nutné zajistit lokální chlazení a odvod teplého vzduchu od zařízení.

Ve skříni poblíž zařízení instalujte samostatný klimatizační systém.

Instalujte odvodní mřížku stropního ventilačního systému k horní části dvířek a ústí přívodu vzduchu umístěte do dolní poloviny dvířek. Nad skříň instalujte odvodní mřížku stropního ventilačního systému spolu s ventilátorem a ústí přívodu vzduchu umístěte do dolní poloviny dvířek skříně. K horní části dvířek instalujte odvodní mřížku stropního ventilačního systému spolu s ventilátorem a do dolní poloviny dvířek skříně umístěte mřížku s ústím přívodu vzduchu. Instalujte zařízení do uzavřeného stojanu se systémem odsávání horkého vzduchu a umístěte přívodní mřížku do dolní poloviny dvířek skříně.

Ve skříni poblíž zařízení instalujte samostatný klimatizační systém.


10

Pro všechna zařízení v rozvodně musí být zajištěno nepřetržité monitorování a správa. To pomůže zamezit neplánovaným odstávkám vlivem stárnutí zařízení způsobenému prostředím, například teplotou a vlhkostí vzduchu nebo snížením kapacity baterií UPS stárnutím. Rozvodny jsou navíc často umístěny ve vzdálených kancelářích, kde není k dispozici žádná podpora zaměstnanců IT. V takových situacích je vhodné zvážit využití možnosti vzdáleného restartu napájení jednotek PDU a sjednání smluvního servisu na místě od výrobce zařízení.

Hlavní rozvaděč (MDF) Hlavní rozvaděč (MDF) je někdy také označován jako místnost MER (Main Equipment Room) nebo POP (Point of Ping, Point of Presence) - viz obrázek 7. Jedná se o servisní vstup do budovy pro zařízení IT a komunikační sítě. Optické kabely a kabely T1/E1, T3/E3 vstupující do budovy či areálu vedou do hlavních rozvaděčů (MDF) a zajišťují konektivitu páteřové linky internetu a ústředny. Hlavní rozvaděče obsahují hlavní síťová a komunikační zařízení, jako jsou přepínače, brány, systémy PBX a směrovače vrstvy. Hlavní rozvaděč MDF je tou nejkritičtější místností, protože podporuje a napájí všechny kabelové rozvodny v budově či areálu, které následně napájejí bezdrátové přístupové body. Hlavní rozvaděč je často koncipován jako malé datové středisko či výpočetní sál.

Obrázek 7 – Hlavní rozvaděč (MDF)

T1, T3, optika do budovy

Hlavní rozvaděč 2004 American Power Conversion. Všechna práva vyhrazena. Žádná část této publikace nesmí být použita, kopírována, přenášena ani uložena v žádném úložném systému jakéhokoli druhu bez písemného souhlasu vlastníka autorských práv. www.apc.com Revize 2004-0

11

Prostředí Hlavní rozvaděče jsou obvykle umístěny v přízemí nebo v prvním patře budovy. Rozvaděče obsahují 4 – 12 stojanů se zařízeními a vyžadují příkon 4 kW až 40 kW z jednofázového nebo třífázového střídavého napájení s napětím 208 V, 230 V, 400 V nebo 480 V. Některá zařízení mohou vyžadovat napájení stejnosměrným napětím -48 V. Hlavní rozvaděče mohou sestávat z kombinace dvousloupkových, otevřených čtyřsloupkových a uzavřených čtyřsloupkových stojanů a mohou obsahovat celou řadu síťových a komunikačních zařízení IT. Těmto zařízením mohou odpovídat různá schémata proudění vzduchu (například z jedné strany na druhou, zepředu dozadu atd.) a mohou být určena pro montáž do 19palcových nebo 23palcových stojanů. Stále více nových zařízení je však určeno pro montáž do 19palcových stojanů s průtokem vzduchu zepředu dozadu.

Problémy Některé místnosti hlavního rozvaděče (MDF) nejsou vybaveny jednotkami UPS, mnohé nedisponují záložními bateriemi s adekvátní provozní dobou a často nejsou vybaveny přesným klimatizačním systémem.

Doporučené postupy Hlavní rozvaděče MDF zajišťují konektivitu páteřové linky internetu a ústředny. Obsahují mnoho kritických síťových a telefonních zařízení a zařízení IT a je třeba k nim přistupovat jako k menším datovým střediskům či výpočetním sálům. Má-li být dosaženo dostupnosti napájení 99,999 % (pět devítek*), je nutné hlavní rozvaděč zajistit modulárním, redundantním systémem UPS s interní funkcí přemostění a se záložní baterií zajišťující alespoň 30 minut provozu. Delší doby provozu v nouzovém režimu a vyšší dostupnosti šest nebo sedm devítek* (99,9999 % nebo 99,99999 %) lze dosáhnout pomocí duálních přepínačů s duálními kabely, duálního systému UPS a architektury elektrického zařízení s možností souběžné údržby zálohované pomocí generátoru. Mnoho společností (například American Power Conversion Corporation) zřídilo vyhrazené konzultační služby specializované na zajištění dostupnosti. Tyto služby nabízejí vyhodnocení a doporučení týkající se infrastruktury s vysokou dostupností určené pro takové kritické sítě. Aby byl zajištěn nepřetržitý provoz všech zařízení v případě výpadku napájení a optimální provoz za normálních podmínek, je nutné vybavit hlavní rozvaděče vlastní přesnou klimatizační jednotkou s funkcí sledování pracovního prostředí. U kritických aplikací, kde je třeba zajistit nejvyšší dostupnost, je třeba zvážit použití redundantních klimatizačních jednotek. U stojanů s vysokou hustotou výkonu (více než 3 kW na stojan) se doporučuje instalace přídavných jednotek pro distribuci a odvod vzduchu s cílem zabránit vzniku tzv. „horkých bodů“ (míst s vysokou teplotou). Na rozdíl od serverů a úložných zařízení je u mnoha přepínačů použito schéma proudění vzduchu z jedné strany na druhou. Při instalaci v prostředí s uzavřenými stojany v tomto případě vyvstávají speciální problémy a otázky. Tyto otázky jsou podrobně diskutovány v dokumentu White Paper č. 50: „Možnosti chlazení zařízení ve stojanech s bočním prouděním vzduchu“ společnosti APC.


12

Datové středisko nebo oblast serverů Datové středisko nebo oblast serverů (obrázek 8) obsahuje servery pro správu sítě. Tyto servery zajišťují provoz, údržbu a správu sítí WLAN, například ověřování, účtování, monitorování neoprávněných uživatelů a neoprávněných přístupových bodů a podobně. Kromě toho zde v závislosti na architektuře sítě a rozsahu systému mohou být umístěny také hlavní přepínače vrstvy 2/3 a další zařízení IT. V závislosti na velikosti (malá, střední nebo velká) může typické datové středisko nebo oblast serverů obsahovat desítky až stovky stojanů s desítkami až stovkami serverů a řadou dalších zařízení IT, síťových a výpočetních systémů umožňujících zpracování kritických obchodních aplikací, jako jsou služby ERP, CRM nebo další webové služby.

Obrázek 8 – Typické datové středisko nebo oblast serverů

Datové středisko

Prostředí Datová střediska jsou obvykle umístěna v kancelářských areálech společností. Jejich příkon může být od 10 kW při jednofázovém či třífázovém střídavém napájení s napětím 208 V až do stovek kilowatt při třífázovém střídavém napájení s napětím 480 V. Některá telekomunikační zařízení mohou vyžadovat napájení stejnosměrným napětím -48 V, převážná část zařízení však vyžaduje napájení střídavým proudem. Většina datových středisek je vybavena systémem UPS se záložní baterií, generátorem a přesnou klimatizační jednotkou.


13

Problémy Servery a přepínače WLAN představují v kontextu datových středisek nepodstatný přírůstek zátěže, který však vyžaduje delší záložní provozní dobu a vyšší stupeň redundance a dostupnosti než ostatní síťová zařízení a zařízení IT.

Doporučené postupy Ačkoli jsou datová střediska často vybavena vlastní jednotkou UPS a generátorem, mnohdy je vhodné pro zařízení WLAN instalovat samostatnou redundantní jednotku UPS s baterií zajišťující delší provozní dobu při výpadku. Také se doporučuje identifikovat v rámci datového střediska vybavení sítě WLAN vyžadující delší provozní dobou při výpadcích a vyšší stupeň dostupnosti a seskupit tato zařízení do samostatných stojanů v samostatné oblasti. Instalujte pro tato zařízení vyhrazený systém UPS s delší provozní dobou při výpadku a s vyšší dostupností (podle potřeby typu N+1, N+2). Díky této koncepci „cílené dostupnosti“ lze zvýšit dostupnost kritických zařízení WLAN, aniž by bylo nutné vynakládat velké finanční prostředky na celé datové středisko. V případě datových středisek a sítí s vysokými nároky na dostupnost je třeba zvážit použití prostředků vyšší úrovně redundance, jako je například duální napájení pomocí duálních generátorů nebo duální systém UPS s redundancí N+1 s duálními napájecími cestami přímo k serveru a k dalším kritickým zařízením ve stojanu. Zkontrolujte, zda má přesný klimatizační systém datového střediska dostatečnou chladicí kapacitu pro nově přidaná zařízení WLAN. Chcete-li zajistit vyšší stupeň dostupnosti, je vhodné zvážit použití redundantních klimatizačních jednotek. U stojanů s vysokou hustotou výkonu (více než 3 kW na stojan) se doporučuje instalace přídavných jednotek pro distribuci a odvod vzduchu s cílem zabránit vzniku tzv. „horkých bodů“ (míst s vysokou teplotou). Při instalaci systémů chlazení a stojanů v datových střediscích nebo síťových sálech je třeba vyhnout se běžným rutinním chybám, které mohou mít negativní vliv na dostupnost a navíc mohou zvyšovat náklady. Další informace o tomto tématu lze najít v dokumentu White Paper č. 49: „Avoidable Mistakes that Compromise Cooling Performance in Data Centers and Network Rooms“ společnosti APC.

Závěry Při zajištění vysoké dostupnosti a zabezpečení sítí WLAN je nutné věnovat zvláštní pozornost kritické fyzické infrastruktuře ve všech vrstvách od bezdrátových přístupových bodů až po rozvodny IDF, MDF a datová střediska. Z hlediska napájení a chlazení představují nejproblematičtější prvek kabelové rozvodny. Speciálním problémem kabelových rozvoden je chlazení, i když v mnohých případech postačuje pouhá ventilace. V některých případech je nutné použít cílenou bodovou klimatizaci. Doporučuje se použít malý vyhrazený systém UPS s prodlouženou provozní dobou v případě výpadku. Toto řešení je finančně efektivnější než použití jednoho velkého systému UPS pro napájení všech kabelových rozvoden. V případě hlavního rozvaděče mohou nastat určité potíže s délkou provozní doby v případě výpadku. Tuto dobu lze prodloužit použitím generátoru nebo záložní baterie s větší kapacitou pro daný systém UPS.

* Úrovně dostupnosti uvedené v tomto dokumentu jsou založeny na komparativní analýze dostupnosti popsané v příloze dokumentu White Paper č. 69, „Napájení a chlazení aplikací telefonních sítí IP a implementací VoIP“ společnosti APC.


14

Bibliografie 1.

APC White Paper č. 69 „Napájení a chlazení aplikací telefonních sítí IP a implementací VoIP“

2.

APC White Paper č. 37: „Předcházení nákladům plynoucím z předimenzování infrastruktury datových středisek a síťových sálů“

3.

APC White Paper č. 5: „Nezbytné požadavky na chladicí systémy v datových centrech příští generace“

4.

APC White Paper č. 24: „Vliv systému UPS na dostupnost systému“

5.

APC White Paper č. 43: „Dynamic Power Variations in Data Centers and Network Rooms“

6.

APC White Paper č. 1: „Různé typy systémů UPS“

7.

APC White Paper č. 50: „Možnosti chlazení zařízení ve stojanech s bočním prouděním vzduchu“

8.

APC White Paper č. 49: „Avoidable Mistakes that Compromise Cooling Performance in Data Centers and Network Rooms“

Odkazy 1.

American Power Conversion Corporation

2.

Avaya

3.

Cisco Systems

4.

Nortel Networks

5.

3COM

6.

IEEE

Informace o autorovi: Viswas Purani je ředitelem oddělení pro nové technologie a aplikace (Emerging Technologies and Applications) společnosti APC ve státě Rhode Island v USA a má rozsáhlé zkušenosti v oblasti silnoproudé elektrotechniky. V roce 1987 získal v Indii bakalářský titul v zaměření na energetiku a silnoproudou elektrotechniku. Podílel se na přenosu technologií UPS a technologií převodu stejnosměrného a střídavého napájení vyvinutých špičkovými evropskými a americkými společnostmi do Indie. Na Středním východě založil úspěšnou společnost zajišťující podporu datových středisek a je i distributorem sekce polovodičů společnosti Motorola Semiconductor v západní Indii. V USA získal magisterský titul v oblasti obchodní správy se zaměřením na mezinárodní obchod. Pro společnost APC pracuje od roku 1997 a je programovým a výrobním ředitelem pro produkty řady Symmetra a InfraStruxure. U těchto produktů se osobně podílel na návrhu, vývoji, uvedení na trh a na jejich podpoře po celém světě.


15

Kritická fyzická infrastruktura pro podnikové bezdrátové sítě LAN

Recommend Documents