Организация системы электроснабжения узла связи компьютерной сети Тульского государственного университета

ЭНЕРГЕТИКА, ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ, ЭЛЕКТРОПРИВОД

УДК 004.7:621.3

ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ УЗЛА СВЯЗИ КОМПЬЮТЕРНОЙ СЕТИ ТУЛЬСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

В.М. Степанов, А.Н. Мерцалов, А.М. Мусатов

Рассмотрены вопросы организации узлов связи компьютерных сетей. Показано, что электроснабжение узла связи компьютерной сети ТулГУ не отвечает нормативно-техническим требованиям. Проведен анализ телекоммуникационного оборудования серверной ТулГУ, и организации системы электроснабжения компьютерной сети.

Ключевые слова: компьютерная сеть, узел связи, электроснабжение, источник бесперебойного питания.

Компьютерная сеть (далее - КС) - система связи компьютеров или вычислительного оборудования (серверы, маршрутизаторы и другое оборудование). Для передачи данных могут быть использованы различные физические явления, как правило - различные виды электрических сигналов, световых сигналов или электромагнитного излучения.

Узел связи КС (серверная) должен предоставлять возможности эффективного взаимодействия сетевых сервисов Тульского государственного университета (далее - ТулГУ).

Узел связи КС должен предоставить возможность гибкого масштабирования информационной системы.

Узел связи КС должен иметь надежную систему резервного электропитания.

Узел связи КС должен иметь надежную систему безопасности.

Узел связи КС должен иметь единую систему мониторинга технических параметров.

В помещении серверной должен быть создан микроклимат, соответствующий действующим нормам.

Оборудование серверной должно обеспечиваться электричеством в течение 15 минут после отключения общего электроснабжения, для пере-года в аварийный режим работы [1, 2].

234

В помещении серверной должны быть установлены следующие системы [1]:

1. Система электропитания, освещения и заземления (СЭ), включающая в себя:

- Подсистему бесперебойного электропитания (ПБЭ);

- Подсистему технологического заземления (ПТЗ);

- Подсистему электрического освещения (ПЭО).

2. Система обеспечения микроклимата (СМ), состоит из:

- Подсистемы кондиционирования и вентиляции (ПВ);

- Подсистемы мониторинга микроклимата (ПММ).

3. Система организации оборудования и кабельного хозяйства (СО), включающая:

- Подсистему телекоммуникационных шкафов и стоек (ПШС);

- Подсистему организации коммуникаций (ПОК).

4. Система безопасности (СБ), включающая в себя:

- Подсистему охранной сигнализации (ПОС);

- Подсистему пожарной сигнализации (ППС);

Система надежного электроснабжения КС основана на использовании подсистем бесперебойного электропитания (ПБЭ), распределения электропитания (ПРЭ), технологического заземления (ПТЗ), электрического освещения (ПЭО).

ПБЭ предусматривает электроснабжение оборудования и систем серверной через источники бесперебойного питания (ИБП), представляющие собой - источники вторичного электропитания, автоматическое устройство, назначение которого обеспечить подключенное к нему электрооборудование бесперебойным снабжением электрической энергией в пределах нормы. ИБП подразделяются на типы: Off-Line,On-Line, Line-Interactive [3].

Тип Off-Line (или Stand-by) - наиболее дешевые устройства. Принцип их работы достаточно прост: при выходе напряжения в сети за пределы допустимого происходит переключение на питание от батарей, при его нормализации происходит обратный процесс. Основные недостатки - достаточно большое время переключения и невозможность сглаживания перепадов напряжения.

Тип On-Line - если в устройствах Off-Line напряжение подается непосредственно со входа на выход, в ИБП On-Line связь вход/выход осуществляется через выпрямитель и генератор (для получения постоянного, а затем вновь переменного напряжения). Главные достоинства такой схемы - практически идеальная синусоида на выходе и очень высокая надежность.

Тип Line-Interactive - промежуточноемежду Off-Line и On-Line решение. Схема работы Line-Interactive сходна со схемой работы On-Line,

однако, тут производится также и стабилизация напряжения, поэтому реже происходит переключение на питание от батарей. Это наиболее распространенный тип ИБП.

Мощность и конфигурация ИБП рассчитывается с учетом всего за-питываемого оборудования и запаса для будущего развития. Время автономной работы от ИБП рассчитывается с учетом потребностей, а так же с учетом необходимого времени для перехода на резервные линии и обратно. ИБП серверной должен иметь 100% резерв в виде второго аналогичного ИБП. Каждый ИБП должен обеспечивать не менее 30% запаса по мощности для развития оборудования серверной [1].

ПРЭ включает в себя распределительные щиты серверной и кабели питания до потребителей. Все потребители электропитания разбиваются на группы, чтобы обеспечить возможность проводить работы без отключения общего электропитания. Каждая группа должна иметь свой автомат защиты сети (АЗС). Потребители могут иметь свой отдельный АЗС, но его номинал не должен превышать номинал основного (группового) АЗС. К каждой стойке с оборудованием (телекоммуникационному шкафу) подводится два кабеля питания, по одному от двух ИБП (основного и резервного). Внутри стоек (шкафов) устанавливаются модули распределения питания для оборудования стойки. Все соединения без использования стандартных розеток производятся в распределительных щитах, расположенных в помещении серверной. Кабели питания по серверной прокладываются в кабельных каналах.

ПТЗ серверной выполняется отдельно от защитного заземления здания. Сопротивление технологического заземления должно быть менее 1 Ом. Присоединение технологического заземления к защитному заземлению здания производится непосредственно у защитных электродов, расположенных в грунте. Все металлические части и конструкции серверной должны быть заземлены. Каждый шкаф (стойка) с оборудованием заземляется отдельным проводником. Несварные металлические конструкции серверной должны иметь заземляющие шайбы в болтовых соединениях, улучшающие электрический контакт между частями конструкции [1].

Существующее электроснабжение не соответствует нормативнотехническим требованиям, так как электропитание осуществляется от общей сети здания, через промежуточные шкафы. Из-за неполадок электросети в здании, нарушается и электроснабжение серверной. Зафиксированы пропадания напряжения, скачки напряжения из заданных диапазонов 208255 В.

Установленные источники бесперебойного питания (ИБП) (большинство 2000 года выпуска) из-за постоянных переключений на батареи не справляются с работой в таком режиме, что приводит в отказу ИБП, тем самым незапланированным отключениям телекоммуникационного оборудования, размещенного в стойках серверной.

В стойках установлены коммутаторы, маршрутизаторы, серверы, преобразователи среды (оптические медиаконверторы) изображенные на рисунках рисунках 1 - 3.

Рис. 1. Схема размещения оборудования в стойке № 1:

1 - Шасси оптических конверторов № 1; 2 - Шасси оптических конверторов № 2; 3 - коммутационная панель № 1; 4 - Коммутатор АТ-9000/24; 5 - коммутационная панель № 2; 6 - коммутатор ВЄ8-3100; 7 - коммутатор АТ-9000/24; 8 - коммутатор ВЄ8-3100; 9 - маршрутизатор Сізсо 2100; 10 - маршрутизатор АТ-х600; 11 - коммутатор БЕ8-1228; 12 - оптический кросс № 1; 13 - Коммутатор Іухеї;

14 - оптический кросс № 2; 15 - оптический кросс № 3; 16 - Источник бесперебойного питания АРС-1000; 17 - источник бесперебойного питания АРС-700; 18 - источник бесперебойного питания АРС-700

Рис. 2. Схема размещения оборудования в стойке № 2:

1 - коммутационная панель; 2 - Сервер Gamma; 3 - Сервер Proxy old;

4 - сервер Linux; 5 - сервер Utilis; 6 - сервер H123; 7 - Переключатель KVM; 8 - сервер ISP; 9 - сервер Primus; 10 - сервер Certus; 11 - источник бесперебойного питания АРС-700; 12 - источник бесперебойного питания АРС-1000; 13 - источник бесперебойного питания АРС-1000

Рис. 3. Схема размещения оборудования в стойке № 3:

1 - коммутационная панель; 2 - сервер Reserve; 3 - Сервер Consultant; 4 - оборудование СОРМ; 5 - сервер Stabilis; 6 - оптический кросс № 1; 7 - Коммутатор АТ-9000/24; 8 - оптический кросс № 2;

9 - Коммутатор Huawei; 10 - сервер Secunda; 11 - сервер LN2;

12 - источник бесперебойного питания АРС-700; 13 - источник бесперебойного питания АРС-700; 14 - источник бесперебойного

питания АРС-700

Схема электроснабжения узла связи КС приведена на рис. 4.

LmuSwiimmop Лиль R18000

і

У і ИБП1 (APC1000RM) : У і ИБП2 (APC5000RM) : Й4Н | і ИБПЗ (APC700RM) Кондиционер

Рис. 4. Схема электроснабжения КС ТулГУ

Из рис. 4 видно, что из десяти ИБП работают только три, наибольшая нагрузка на ИБП АРС-5000, в случае выхода его из строя, нарушается электропитание: часть стойки № 1, стойки № 2, АТС, сервера Update. Также часть оборудования в стойке № 1 питается от ИБП АРС-1000, который в любой момент может выйти из строя, тем самым отключив часть оборудования в стойке № 1. Стойка № 3 питается от ИБП АРС-700 который работает под нагрузкой свыше 150% от своего номинала. Из-за отключения хотя бы одного устройства (элемент сетевого оборудования), выводится из работы практически вся компьютерная сеть, нарушая тем самым работу всех структурных подразделений университета, а также нарушается доступ к сети Интернет коммерческих пользователей ТулГУ, что приводит к снижению конкурентоспособности ТулГУ на рынке Интернет-провайдеров города Тулы. В связи со всеобщей компьютеризации образовательных услуг (дистанционное образование), сбои в системе электроснабжения узла связи ТулГУ приводят к снижении рейтинга университета на рынке образовательных услуг.

Список литературы

1. СН 512-78 (2000) Инструкция по проектированию зданий и помещений для электронно-вычислительных машин. М., 2000. 24 с.

2. Правила устройства электроустановок. СПб.: Издательство ДЕАН, 2001. 928 с.

3. Кучеров Д.П. Источники питания ПК и периферии. СПб.: Наука и Техника, 2005. 432 с.

Степанов Владимир Михайлович, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, mam@tula.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Мерцалов Анатолий Николаевич, канд. техн. наук, доц., директор, mam@tula.ru, Россия, Тула, Областной центр новых информационных технологий (ОЦНИТ),

Мусатов Алексей Михайлович, программист, mam@tula.ru, Россия, Тула, Областной центр новых информационных технологий

ORGANIZATION OF POWER UNIT COMPUTER NETWORK CONNECTION TULA STATE

UNIVERSITY

V.M. Stepanov, A.N. Mertsalov, A.M. Musatov

Discussed the organization of communication nodes of computer networks. It is shown that the power supply node communication network TSU is not responsible regulatory specifications. The analysis of telecommunications equipment server TSU, and organizations supply network.

Key words: computer network, a communication, power supply, uninterruptible power supply.

Stepanov Vladimir, doctor of technical sciences, professor, head chair, mam@tula.ru, Russia, Tula, Tula State University,

Mertsalov Anatoly Nikolaevich, candidate of technical science, director, mam@tula.ru, Russia, Tula, The Regional Centre of new information technologies (OCNIT),

Musatov Alexiy Michaiylovich, programmer, mam@tula.ru, Russia, Tula, The Regional Centre of new information technologies