如何提高通信業(yè)的供電系統(tǒng)可用性
2019-11-03 09:58:33
供稿：網(wǎng)友
鄭州市易普公司 趙欣
信息爆炸性增長(zhǎng)的時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)遍布全球，信息成為企業(yè)發(fā)展的根本。越來(lái)越多產(chǎn)業(yè)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)高度依賴于電力的持續(xù)供應(yīng)，特別是電信等關(guān)鍵行業(yè)，擔(dān)負(fù)著保障社會(huì)生活正常發(fā)展的重要職責(zé)。如何保證有效信息在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)永不間斷的傳輸，已經(jīng)成為越來(lái)越多的通信企業(yè)急待解決的問(wèn)題。
信息應(yīng)用，動(dòng)力為先。電為動(dòng)力之本，信息傳輸?shù)耐苿?dòng)力。只有建設(shè)高可靠、不間斷的電力環(huán)境，才是保障信息傳遞的解決之道。通信在現(xiàn)代社會(huì)中扮演了越來(lái)越重要的角色，因此作為通信載體的通信網(wǎng)絡(luò)就必須提供極高的可靠性和數(shù)據(jù)可用性，以保證通信的暢通無(wú)阻。與大多數(shù)傳統(tǒng)行業(yè)相比，電信行業(yè)的電源保護(hù)方案有著鮮明的特色，對(duì)相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)品、解決方案與服務(wù)供應(yīng)商提出了更嚴(yán)格的要求。通信的骨干網(wǎng)如此龐大，傳輸量眾多，任何因電力故障引起的意外宕機(jī)都可能帶來(lái)巨大的損失，同時(shí)嚴(yán)重影響到用戶的滿意度。來(lái)自權(quán)威部門的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，每年全球電信網(wǎng)絡(luò)安全事故中，電源系統(tǒng)故障名列前茅。電信運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)一旦出現(xiàn)停頓故障，不僅會(huì)給正在使用電信服務(wù)的客戶造成直接損失，而且會(huì)對(duì)銀行、保險(xiǎn)、證券等依靠電信網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)能力的諸多相關(guān)行業(yè)帶來(lái)巨大損失，甚至可能導(dǎo)致國(guó)民經(jīng)濟(jì)或國(guó)家安全的局部崩潰。建設(shè)可靠的電源解決方案，防范電源事故，提高服務(wù)品質(zhì)，已經(jīng)成為越來(lái)越多電信企業(yè)的共識(shí)。
通信網(wǎng)絡(luò)供電系統(tǒng)分析
而通信網(wǎng)絡(luò)的電力保護(hù)方案也經(jīng)歷了一個(gè)逐步發(fā)展的過(guò)程：在初期，為了保障電力的供應(yīng)，通信網(wǎng)絡(luò)主要著眼于傳統(tǒng)的供電系統(tǒng)和電力線，但隨著UPS的演進(jìn)，其在通信網(wǎng)絡(luò)中開始發(fā)揮出重大的電力保障作用，通信網(wǎng)絡(luò)基本都部署了UPS。當(dāng)然，通信行業(yè)對(duì)電源保護(hù)設(shè)備的要求也在不斷提高，它們?cè)缇秃俺隽舜_保“5個(gè)9可用性”的口號(hào)。用戶需求是創(chuàng)新的動(dòng)力之源。用戶對(duì)供電系統(tǒng)的依賴，使不間斷電源設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，并使電力環(huán)境建設(shè)這個(gè)領(lǐng)域得到蓬勃的發(fā)展。 “使用UPS以提高供電系統(tǒng)的可用性”這一觀念已被越來(lái)越多的用戶所接受。從理論角度考察，在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)，系統(tǒng)正常運(yùn)行的時(shí)間與整個(gè)時(shí)間段的比例，即為可用性。它包括兩方面的含義，即可靠性（MTBF，即在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)，系統(tǒng)正常運(yùn)行的概率）和可維護(hù)性（MTTR，故障后的平均維護(hù)時(shí)間）。因此，可用性指標(biāo)是供電系統(tǒng)最高的、綜合性的、最根本、最有價(jià)值的參數(shù)，是用戶選擇供電系統(tǒng)時(shí)最重要的考慮環(huán)節(jié)。
目前，在設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)以及實(shí)際應(yīng)用中，存在著如何降低初期購(gòu)置和安裝成本；系統(tǒng)中單路徑故障點(diǎn)多，造成大面積停電現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生；故障后恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，負(fù)載情況多變，系統(tǒng)使用壽命縮短，無(wú)法實(shí)現(xiàn)“邊成長(zhǎng)邊投資”；用戶的使用維護(hù)水平有待進(jìn)一步提高等一系列問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)高可用性的目標(biāo)，供電系統(tǒng)需要滿足以下要求：對(duì)電網(wǎng)的適應(yīng)能力，能在各種復(fù)雜的電網(wǎng)環(huán)境下投入運(yùn)行；在運(yùn)行中不會(huì)對(duì)供電電網(wǎng)產(chǎn)生干擾；輸出電性能指標(biāo)全面、高質(zhì)量，能滿足負(fù)載的各種要求；應(yīng)具備接近真實(shí)電網(wǎng)的輸出能力，即輸出能力應(yīng)滿足負(fù)載的需求，而不是對(duì)負(fù)載提出限制；UPS本身應(yīng)有很高的效率，是一臺(tái)高度可靠的節(jié)能設(shè)備；使用維護(hù)要做到便利，要求UPS高度智能化，如具有自檢功能、自動(dòng)顯示、報(bào)警、狀態(tài)記憶功能，以及通訊等功能；隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，UPS不僅向由它直接供電的各種硬件設(shè)備提供全面地保護(hù)，還應(yīng)該向它們所運(yùn)行的軟件以及數(shù)據(jù)傳輸途徑提供絕對(duì)安全可靠的保護(hù)，這就意味著UPS應(yīng)配置相應(yīng)的電源監(jiān)控軟件，SNMP管理器，使其具有遠(yuǎn)程管理能力；等等。
在提高UPS供電系統(tǒng)可用性的設(shè)計(jì)中，存在兩種并行的思路：提高主機(jī)可靠性，或者降低故障后的平均維護(hù)時(shí)間。其中，提高主機(jī)可靠性的方式，需要加強(qiáng)設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)，如改進(jìn)電路設(shè)計(jì)、元器件選用、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，它能夠取得一定的效果，但一個(gè)高可靠的電源可能在裝機(jī)后一周內(nèi)就發(fā)生故障，造成系統(tǒng)宕機(jī)，因此其效果有限；降低故障后的平均維護(hù)時(shí)間，則需要主要部件模塊化，并使其具備可熱插拔的能力，同時(shí)使系統(tǒng)具備冗余配置。對(duì)UPS設(shè)備采用n(1冗余配置，故障后可在不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下帶電維護(hù)。假定兩個(gè)UPS完全獨(dú)立，單臺(tái)UPS的可靠性（MTBF）為 10萬(wàn)小時(shí)，11年，故障后的平均維護(hù)時(shí)間（MTTR）為48小時(shí)，2天。經(jīng)過(guò)計(jì)算可知，在1(1冗余配置前，其可用性為99.952%，年宕機(jī)時(shí)間 4.2小時(shí)，而進(jìn)行1(1冗余配置之后，可用性則提高至99.999977%,年宕機(jī)時(shí)間僅為0.12分鐘。因此，降低故障恢復(fù)時(shí)間是提高可用性最有效的方法，也是未來(lái)UPS發(fā)展的必然趨勢(shì)。
一個(gè)供電系統(tǒng)中，除了UPS系統(tǒng)外，還會(huì)有變壓器、瞬態(tài)電壓浪涌抑制器、 電網(wǎng)進(jìn)線開關(guān)柜、負(fù)載配電開關(guān)柜、柴油發(fā)電機(jī)、交流穩(wěn)壓器、變壓器、電池系統(tǒng)、各種開關(guān)、斷路器、保險(xiǎn)、轉(zhuǎn)插，上百乃至幾百個(gè)級(jí)連接點(diǎn)和相應(yīng)的傳輸線。所有這些都會(huì)形成單路徑故障點(diǎn)，其結(jié)果是可能因此造成系統(tǒng)可用性大幅度降低，從而給用戶帶來(lái)?yè)p失。因此，提高供電系統(tǒng)可用性的關(guān)鍵是供電系統(tǒng)集成化，即UPS系統(tǒng)冗余配置，關(guān)鍵設(shè)備和傳輸路徑冗余配置，設(shè)備安裝和傳輸規(guī)范化以及系統(tǒng)管理智能化。集成化的供電系統(tǒng)，將降低系統(tǒng)的復(fù)雜性，把系統(tǒng)可用性提高到更高的水平，使安裝、管理、維護(hù)更加容易實(shí)現(xiàn)，同時(shí)降低系統(tǒng)中各種設(shè)備和環(huán)節(jié)的相互干擾以及人為故障的幾率，此外，模塊化使系統(tǒng)具有可擴(kuò)充性，優(yōu)化資金投入，滿足用戶“邊成長(zhǎng)、邊投資”的需求。
總結(jié)語(yǔ)
由于InfraStruXure系統(tǒng)的上述優(yōu)勢(shì)，目前，它已被財(cái)富1000強(qiáng)中的100家左右的公司所采用，并被世界范圍內(nèi)的IT企業(yè)、制造業(yè)和媒體公認(rèn)為具有創(chuàng)新精神和引人注目的全新解決方案。而在我國(guó)市場(chǎng)，InfraStruXure在業(yè)界引起了極大的反響，受到用戶的廣泛好評(píng)，并陸續(xù)獲得國(guó)內(nèi)金融、通信等各個(gè)行業(yè)的訂單，已經(jīng)幫助IBM測(cè)試中心、微軟北京技術(shù)中心等企業(yè)和政府機(jī)構(gòu)，建造起高可靠的電力環(huán)境。
摘自 通信市場(chǎng)
