從公用供電服務(wù)機(jī)構(gòu)輸入數(shù)據(jù)中心內(nèi)的功率通常都是三相的。允許三相電源進(jìn)入數(shù)據(jù)中心，能夠以較低的電流強(qiáng)度傳輸所需的功率容量，因此具有較低的損耗量。企業(yè)組織可以選擇為機(jī)柜提供三相或單相電源。在高密度機(jī)柜環(huán)境中，將三相電源供應(yīng)給機(jī)柜帶來(lái)了與為數(shù)據(jù)中心供應(yīng)三相輸入電源相同的優(yōu)勢(shì)。下表展示了在北美和國(guó)際其他地區(qū)最常見的一相和三相電路可以處理的最大容量。

如上表所示，對(duì)于北美地區(qū)的超過(guò)4.9 kW的機(jī)架密度，以及國(guó)際其他地區(qū)的為7.3 kW的機(jī)架密度，最有意義的是以三相電源供應(yīng)給機(jī)柜。供應(yīng)給機(jī)架的適當(dāng)?shù)娜嚯娐酚煽偟臋C(jī)架容量所需確定。通常，兩個(gè)電源供應(yīng)被用于每個(gè)機(jī)柜以支持冗余，并且每款PDU應(yīng)能夠支持機(jī)柜的全部負(fù)載。例如，如果機(jī)柜具有5 kW(5 VA)的負(fù)載，則每款PDU和支持電路的規(guī)模將調(diào)整為10 kW(10 VA)。

機(jī)柜級(jí)的三相電源不僅有助于最大限度地減少損耗，而且簡(jiǎn)化了進(jìn)入數(shù)據(jù)中心的所有三相輸入功率的負(fù)載平衡。平衡負(fù)載通過(guò)保持中性電流和低諧波，帶來(lái)了上游電氣基礎(chǔ)設(shè)施的最佳利用。

對(duì)于綠色環(huán)保數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的機(jī)會(huì)，數(shù)據(jù)中心還可以選擇提供給機(jī)柜中設(shè)備的電壓。大多數(shù)現(xiàn)代IT設(shè)備可以處理100 - 250V范圍內(nèi)的電壓。為IT設(shè)備選擇較高的電壓可降低電流消耗，從而降低損耗。這就是為什么北美地區(qū)的許多新建的數(shù)據(jù)中心均設(shè)置為240 / 415V的三相電源機(jī)柜供應(yīng)，而不是典型的208V甚至120V的電源機(jī)柜供應(yīng)的原因所在了。

充足的插座類型和密度

在大多數(shù)數(shù)據(jù)中心，高密度機(jī)柜由以下配置組成：

在較高的機(jī)柜中裝滿1U / 2U服務(wù)器的機(jī)架——這些機(jī)柜通常有大量較低電流強(qiáng)度的服務(wù)器，通過(guò)IEC 320 C14連接器供電。對(duì)于這些部署，適當(dāng)?shù)臋C(jī)架PDU應(yīng)提供大量的IEC 320 C13插座。今天，僅僅只有少數(shù)的智能PDU提供商在其標(biāo)準(zhǔn)形式的因素內(nèi)具有多達(dá)60個(gè)C13插座，以支持45U或更高的機(jī)柜。

機(jī)架裝有少數(shù)刀片機(jī)箱或數(shù)據(jù)中心級(jí)模塊化網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)——這些機(jī)柜通常具有較少的設(shè)備，所有設(shè)備都通過(guò)多個(gè)電源供電，每款設(shè)備使用一個(gè)或多個(gè)C20連接器。對(duì)于這些部署，需要具有大量C19插座的智能機(jī)架PDU。

在理想的情況下，關(guān)于在智能PDU上用于支持的插座類型和密度的決定應(yīng)當(dāng)在選擇了企業(yè)組織所要部署的IT設(shè)備之后進(jìn)行。然而，如果必須較早地做出關(guān)于PDU的決定，則建議選擇能夠提供C13和C19插座良好混合的智能PDU。選擇插座數(shù)量更多的C19將總是更好的，因?yàn)檫@些類型的插座可以為具備C14或C20連接器的設(shè)備供電。另一方面，一款C13插座不能用于為具有較高電流強(qiáng)度的C20連接器供電。同樣，較小的機(jī)架安裝設(shè)備(如1U / 2U服務(wù)器)中的電源通常使用C14 / C13連接，較大的刀片和模塊化交換機(jī)設(shè)備中的電源通常使用具有較高電流強(qiáng)度的C19 / C20連接。

　　當(dāng)您不知道將在機(jī)柜中放置什么設(shè)備時(shí)，請(qǐng)選擇具有C13和C19混合插座的PDU。

　　選擇具有鎖定插座，并能夠與標(biāo)準(zhǔn)電源線配合使用的智能PDU。

無(wú)論插座類型是C13、C19還是兩者的混合，插座都應(yīng)提供鎖定功能，防止IT設(shè)備的意外斷開。為了節(jié)省整個(gè)解決方案整體的前期成本，鎖定插座應(yīng)能夠支持標(biāo)準(zhǔn)電源線。如果您企業(yè)選擇使用專用電源線的型號(hào)，則需要為每款被供電的設(shè)備提供專用電源線的額外費(fèi)用。

支路過(guò)量電流保護(hù)

所有的智能PDU大于20A的電流，通常有兩個(gè)或兩個(gè)以上的分支電路保護(hù)，由過(guò)量電流保護(hù)保險(xiǎn)絲熔斷器或斷路器提供。強(qiáng)烈建議在保險(xiǎn)絲斷路器上選擇斷路器。當(dāng)出現(xiàn)跳閘時(shí)，斷路器可以很容易地復(fù)位時(shí)，而保險(xiǎn)絲則必須更換，并電源保持在外面，直到保險(xiǎn)絲被替換。替換過(guò)程中，需要關(guān)閉整個(gè)PDU，以 及許可電工的干預(yù)執(zhí)行，最終帶來(lái)更高的平均故障修復(fù)時(shí)間。

斷路器類型則是另一個(gè)重要的考慮因素。斷路器可以是熱的，磁性的或磁性的液壓系統(tǒng)。磁液壓斷路器是最不容易受到熱變化的影響，并能夠最大限度地減少跳閘，使其成為了高密度部署的最佳選擇。為了處理輕微的過(guò)載情況，選擇具有100%額定值的磁液壓斷路器。分支過(guò)載電流保護(hù)其他相關(guān)的重要功能包括：

　　A、超薄型斷路器，以確?？諝饬鞯淖钚「蓴_

B、安全可靠的UL 489認(rèn)證目錄(UL-listed)斷路器

C、能夠不斷地監(jiān)控?cái)嗦菲骰蛉蹟嗥鞯臓顟B(tài)，而不管所選擇的PDU是何類型

半高(low-profile)、UL 489認(rèn)證目錄、磁性液壓斷路器可處理更高的溫度，防止誤跳閘，并且不阻塞通過(guò)機(jī)柜的空氣流。

更高的環(huán)境溫度額定值

為了保持高水平的效率并降低能耗成本，高密度部署具有更高的服務(wù)器入口溫度，最終將轉(zhuǎn)化為更高的服務(wù)器排氣溫度。一些數(shù)據(jù)中心還部署了遏制解決方案，以提高效率。所有這些措施使得熱通道中的溫度較高，而大多數(shù)垂直PDU安裝此處。

為了確保PDU在這種溫度上升的趨勢(shì)下能夠繼續(xù)可靠地工作，請(qǐng)務(wù)必考慮具有高溫度等級(jí)的PDU。為了具有最高的可用性，PDU還必須支持額定溫度下的滿載容量。因此，企業(yè)客戶選擇能夠提供具有高溫度等級(jí)的PDU的制造商，以滿足當(dāng)前和未來(lái)的業(yè)務(wù)實(shí)踐的需要無(wú)疑是至關(guān)重要的。

PDU都暴露在最高環(huán)境空氣溫度下。故而企業(yè)客戶應(yīng)盡可能的選擇一款具有最高溫度評(píng)級(jí)的PDU。

智能PDU適當(dāng)?shù)墓δ芗?jí)別

智能PDU具有不同級(jí)別的功能。每種功能在高密度部署情況下的相關(guān)益處描述如下：

· 分支電路和相位級(jí)監(jiān)控

這些參數(shù)的持續(xù)監(jiān)控以及通過(guò)通知設(shè)置閾值的能力，確保了連接的負(fù)載始終處于容量范圍內(nèi)。相位級(jí)別的監(jiān)控還確保負(fù)載保持平衡，以實(shí)現(xiàn)效率和最佳利用率。

· 電源插座的測(cè)量

提供有關(guān)單個(gè)IT設(shè)備的能耗的信息，最終實(shí)現(xiàn)退款報(bào)告和更高的問(wèn)責(zé)制。此外，還有助于為單個(gè)設(shè)備設(shè)置基準(zhǔn)能耗，這在選擇要添加到機(jī)柜的新設(shè)備時(shí)非常有用。

· 電源插座的開關(guān)

通過(guò)為管理員提供什么設(shè)備從PDU獲得供電的能力控制，確保合適的配置。作為最佳實(shí)踐方案，所有未使用的插座應(yīng)保持在“關(guān)閉”狀態(tài)，直到管理員允許其連接到新設(shè)備。這種功能還提供了在初始啟動(dòng)時(shí)按順序打開設(shè)備以及識(shí)別未充分利用的設(shè)備的能力，或者在停電后將高浪涌電流最小化的能力。其還為懸掛的IT設(shè)備提供了遠(yuǎn)程循環(huán)供電的能力。

· 綜合的環(huán)境監(jiān)測(cè)

通過(guò)集成或連接到機(jī)架PDU的傳感器，持續(xù)的監(jiān)控機(jī)柜級(jí)的環(huán)境溫度和濕度參數(shù)，通過(guò)提供對(duì)任何即將發(fā)生的問(wèn)題發(fā)出早期的通知確保IT設(shè)備的可用性。

持續(xù)的監(jiān)控

對(duì)于高密度的環(huán)境，智能PDU具備隨時(shí)提供斷路器狀態(tài)的能力是至關(guān)重要的。對(duì)于所有被監(jiān)控的電氣參數(shù)，PDU需要提供設(shè)置閾值的能力。當(dāng)超過(guò)警告或臨界閾值時(shí)，PDU應(yīng)該具備發(fā)出警報(bào)的功能。您企業(yè)所選擇的智能PDU應(yīng)具備提供通知的靈活性。例如，一些優(yōu)先的通知方式包括發(fā)送電子郵件、SNMP陷阱或Syslog。出于故障排除和審計(jì)的目的，智能PDU應(yīng)為每個(gè)記錄的條目提供一個(gè)帶有時(shí)間和日期戳的可導(dǎo)出的事件日志。

　　其他注意事項(xiàng)——處理與智能PDU部署相關(guān)的挑戰(zhàn)：

除了上面所提到的關(guān)鍵性的注意事項(xiàng)之外，還有幾項(xiàng)涉及到智能PDU如何集成到您企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的重要部署注意事項(xiàng)。

最小化所有PDU的網(wǎng)絡(luò)連接成本

確保高水平的網(wǎng)絡(luò)安全性

對(duì)所有PDU的綜合管理

借助安全陣列IP整合技術(shù)(Secure Array IP Consolidation Technology)最小化所有PDU的網(wǎng)絡(luò)連接成本

智能PDU的網(wǎng)絡(luò)連接通常需要安裝從每款PDU的后面安裝附加網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和電纜以連接到交換機(jī)。對(duì)于每個(gè)聯(lián)網(wǎng)的PDU而言，這種網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的成本可以高達(dá)500美元。 安全陣列IP整合技術(shù)通過(guò)在一個(gè)IP地址和物理網(wǎng)絡(luò)連接中整合并多達(dá)32個(gè)PDU來(lái)最大限度地降低網(wǎng)絡(luò)連接的成本。

這減少了所使用的IP端口的總數(shù)，最終轉(zhuǎn)化為部署較少的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)?？偘惭b時(shí)間和以太網(wǎng)電纜長(zhǎng)度也明顯減少。下表則提供了一家企業(yè)組織在一個(gè)安全陣列下部署智能PDU，較之使用一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)連接到每個(gè)單元，可以期望帶來(lái)的總的成本節(jié)約的一個(gè)估計(jì)值。

　　注意：成本是基于每個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接的網(wǎng)絡(luò)成本為500美元的估計(jì)值。

如下圖所示，安全陣列還允許將陣列中的另一個(gè)PDU設(shè)置為網(wǎng)絡(luò)冗余的“首要備用替代”。這確保了跨陣列的連續(xù)通信，即使在登記之一的PDU丟失其網(wǎng)絡(luò)連接或其智能被破壞的情況下。安全陣列的其他優(yōu)點(diǎn)包括大規(guī)模配置所有PDU的功能，以及整個(gè)陣列內(nèi)所有PDU和插座的分組。

　　確保高水平的安全性

由于具備打開和關(guān)閉插座，并遠(yuǎn)程設(shè)置閾值的功能，故而當(dāng)考慮智能PDU時(shí)，網(wǎng)絡(luò)安全性是至關(guān)重要的。而確保高水平的安全性所需考慮的關(guān)鍵項(xiàng)目包括：

A、確保所有可用于監(jiān)控和管理PDU的接口都內(nèi)置了安全功能：

① Web界面應(yīng)支持HTTPS協(xié)議

② SNMP兼容性應(yīng)包括v3支持，已內(nèi)置了SHA和DES加密

③ 命令行界面(如果支持的話)應(yīng)包括SSH功能

B、智能PDU應(yīng)該支持遠(yuǎn)程認(rèn)證協(xié)議，諸如LDAP和RADIUS之類，以最小化在每個(gè)單獨(dú)的PDU處維護(hù)密碼和用戶登錄的需要。

C、所有接口應(yīng)在用戶和管理員級(jí)別提供單獨(dú)的權(quán)限。

D、本地接口的功能應(yīng)盡可能多的限制僅僅只能用于監(jiān)控項(xiàng)目?？梢愿淖?cè)O(shè)置和插座控制的能力，不應(yīng)該通過(guò)本地接口實(shí)現(xiàn)。

所有PDU的綜合管理

典型的數(shù)據(jù)中心在每個(gè)機(jī)柜內(nèi)具有兩個(gè)PDU。隨著任何中型到大型數(shù)據(jù)中心的機(jī)柜數(shù)量逐步從幾十臺(tái)增加到幾百臺(tái)，單獨(dú)管理每款PDU可能會(huì)是一個(gè)非常繁瑣的任務(wù)。一款全面的軟件解決方案通過(guò)提供訪問(wèn)，管理和審計(jì)功能的單一界面，簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)中心或多個(gè)站點(diǎn)內(nèi)的所有PDU的管理。綜合軟件解決方案的關(guān)鍵管理功能包括但不限于：

· 所有PDU的健康運(yùn)行狀況映射狀態(tài)視圖

· 整合事件日志和報(bào)警/通知功能

· 具有報(bào)告功能的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)，可幫助數(shù)據(jù)中心管理員采取措施以降低能源消耗，利用滯留容量，并更好地規(guī)劃未來(lái)的容量需求

· 對(duì)所有PDU和插座進(jìn)行分組，以便進(jìn)行能耗報(bào)告，功率控制和設(shè)置許可

· 對(duì)所有PDU的配置實(shí)施更改

管理PDU的軟件解決方案應(yīng)該能夠自動(dòng)發(fā)現(xiàn)所有支持的設(shè)備。動(dòng)態(tài)插件功能允許快速開發(fā)對(duì)新設(shè)備的支持是一大優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槠湔嬲怪蔀榱艘豢罟?yīng)商無(wú)關(guān)的軟件。開源的數(shù)據(jù)庫(kù)和Web API配置允許數(shù)據(jù)中心操作人員根據(jù)自己的需要定制軟件解決方案。軟件解決方案還應(yīng)該與PDU本身不斷同步，以確保公共數(shù)據(jù)模型中的一致性。

結(jié)論

在機(jī)柜級(jí)別的智能電源管理對(duì)于成功的高密度部署是至關(guān)重要的，并同時(shí)需要適當(dāng)?shù)囊?guī)劃。第一步是要查看所有可用的電氣輸入選項(xiàng)，并選擇一款兼容所需的機(jī)柜密度的電源輸入選項(xiàng)。下一步是選擇支持高密度環(huán) 境所需的適當(dāng)類型和數(shù)量的插座。應(yīng)當(dāng)適當(dāng)注意確保所選的PDU能夠支持高密度部署的特性，例如較高的機(jī)架溫度和分支電路電流。

智能PDU部署為數(shù)據(jù)中心提供了顯著的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也帶來(lái)了一些挑戰(zhàn)。利用具有安全陣列技術(shù)和安全接口的PDU解決了有關(guān)網(wǎng)絡(luò)連接和成本的問(wèn)題。部署集中式管理軟件使得所有PDU實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫管理，并使企業(yè)客戶的智能PDU的投資真正變得有價(jià)值。

現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心需要的智能產(chǎn)品不僅要滿足最低的市場(chǎng)要求，而且還要能夠滿足數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商們的高可靠性，高性能和高質(zhì)量的期望。這就是為什么選擇一家能夠提供包含了本文所介紹的所有特性和功能的PDU制造商是如此重要的原因所在了。

關(guān)于作者

本文作者Ashish Moondra是國(guó)際知名廠商Chatsworth Product, Inc公司資深的電力、電子和軟件產(chǎn)品經(jīng)理。 他在開發(fā)、銷售和管理機(jī)架配電、不間斷電源、能量存儲(chǔ)和DCIM解決方案方面擁有長(zhǎng)達(dá)20年的經(jīng)驗(yàn)。Ashish以前曾先后供職于美國(guó)電力轉(zhuǎn)換公司(American Power Conversion)、艾默生網(wǎng)絡(luò)能源公司和Active Power公司。