Wenn es um verteilte Stromversorgungssysteme geht, müssen sie für manche Rechenzentrumspraktiker „vertraut und ungewohnt“ sein. Dieses Dokument stellt die folgenden vier Analyse- und Denkpunkte zu DPS und seiner innovativen Anwendung in Rechenzentren .

1. DPS und herkömmliche USV/HGÜ sind technisch miteinander verbunden
Zunächst einmal muss klar sein: Gemäß den DPS-Industriestandards und den Designspezifikationen für Rechenzentren handelt es sich bei DPS um eine Art unterbrechungsfreie Stromversorgung. Die Besonderheit liegt in der Standardbatterie. Es handelt sich um eine USV, die eine unterbrechungsfreie Stromversorgung für Netzwerkgeräte in Standard-Netzwerkschränken gewährleistet.
Zweitens handelt es sich bei DPS im Wesentlichen um ein Lithiumbatterie-USV-System mit vollständig modularem Design. USV und Lithiumbatterien sind einheitlich konzipiert. Beide unterstützen Hot-Swapping und verfügen über interne Echtzeit-Kommunikations- und Schutzverbindungsmechanismen, die für sicheren High-Sex sorgen.
Darüber hinaus wird DPS, analog zur traditionellen USV/HGÜ-Klassifizierung, in AC-Online-Typen, AC-Backup-Typen, DC-Typen (Hochspannungs-Gleichstromtyp, Ausgang 240 VDC oder 336 VDC) und AC-DC-Hybridtypen unterteilt. Da es sich jedoch um die Stromversorgung für verteilte Netzwerkgeräte in Netzwerkschränken handelt, erfolgt der Ausgang in der Regel einphasig mit 220 VAC (AC-Typ) oder 240 VDC (Hochspannungs-Gleichstromtyp), üblicherweise mit einer Nennleistung von 3–12 kVA. In der Regel versorgt es einen oder zwei benachbarte IT-Schränke mit Strom, die Systemleistung ist gering und das Gerät wird in einem Rack installiert.

2. Im Vergleich zu herkömmlichen Rack-USVs bietet DPS den Vorteil, dass sie
Im Vergleich zu den traditionellen Rack-montierte USV DPS unterstützt Blei-Säure-Batterielösungen und hat die Schwierigkeiten beim Austausch und der Wartung der Geräte, die komplexe Betriebs- und Wartungsüberwachung sowie andere Mängel der herkömmlichen Lösung bereits zu Beginn seiner Entwicklung und Einführung vollständig berücksichtigt und hat den Vorteil, ein Nachzügler zu sein.

Zunächst einmal ist das DPS vollständig modular aufgebaut. Sowohl das Lithiumbatteriemodul als auch das Leistungsmodul unterstützen Online-Hot-Swap. Die Wartungs- und Austauschzeit des Geräts beträgt weniger als 5 Minuten, was die Bedienung vereinfacht.
Zweitens beträgt die Lebensdauer der Lithiumbatterie 10 Jahre oder mehr, und das Gewicht und der erforderliche Installationsraum sind im Vergleich zur herkömmlichen Blei-Säure-Lösung um mehr als 60 % reduziert; die Batterie muss nicht alle 3–5 Jahre ausgetauscht werden, und die Installation und Bereitstellung sind einfach.
Und schließlich können Benutzer mithilfe der zentralisierten DPS-Überwachungssoftware eine einheitliche zentrale Überwachung und Verwaltung von DPS-Geräten (einschließlich USV und Lithiumbatterien) durchführen, die gleichzeitig in großen Mengen eingesetzt werden.

3. DPS bietet hochflexible Architektur und Anwendungsinnovation
Zentralisierte und dezentrale Stromversorgung ist ein relatives Konzept, bei dem es im Wesentlichen um das Problem des Umfangs und der Granularität der Stromversorgung geht. Auf Anwendungsebene haben zentralisierte und dezentrale Stromversorgungslösungen ihre eigenen Vor- und Nachteile.
Bei einigen neuen/renovierten Rechenzentren treten bei der Konzeption und Planung folgende Probleme und Herausforderungen auf:
1) Der gesamte Ausbau des Stromversorgungs- und -verteilungssystems erfordert eine große Anfangsinvestition.
2) Die Auslastung des IT-Schranks ist gering, der Regalzyklus ist lang, der U-Platz wird verschwendet und die Betriebseffizienz ist gering;
3) Es werden viele verschiedene Arten von Kunden/Unternehmen bedient, die Auslastung schwankt stark und die zukünftige Nachfrage ist ungewiss.
4) Bei der Energiesparumwandlung alter Rechenzentren treten Probleme auf, wie etwa Tragfähigkeit, Platzmangel und hoher Energieverbrauch.
In der verteilten Stromversorgungs- und -verteilungsarchitektur kann DPS die Entwicklung und Änderungen der IT-Dienste genau verfolgen, da seine Granularität klein genug ist. Es kann wirklich entsprechend der Granularität der IT-Schränke gebaut werden, lineare Investitionen ermöglichen und die Investitionskosten senken. Gleichzeitig hat es aufgrund seiner Nähe zur IT-Last nur geringe Auswirkungen auf das vorgelagerte Stromverteilungssystem und ist stark anpassbar.

3.1 Die Architektur der Stromversorgung und -verteilung muss an die flexible hybride IT-Architektur angepasst werden
Cloud Computing bietet ausreichend Flexibilität für IT-Geschäftsprozesse, kann Schwankungen im IT-Geschäft effektiv bewältigen und die IT-Ressourcenauslastung sowie die Systemverfügbarkeit verbessern. Aus Sicht der gesamten Wertschöpfungskette eines Rechenzentrums sind Daten der zentrale Produktionsfaktor, die IT-Infrastruktur die Produktionsanlagen und das Stromversorgungs- und -verteilungssystem des Rechenzentrums eine unterstützende Funktion. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der IT-Technologie kann die Datenverfügbarkeit zudem durch Virtualisierungstechnologien, verteilte Redundanztechnologien und Remote-Multi-Active-Technologien gewährleistet und verbessert werden. Die effektive Kombination von IT-Infrastruktur und Rechenzentrums-Kerninfrastruktur kann daher die hohen Verfügbarkeitsanforderungen für Daten in Rechenzentren der oberen Ebene erfüllen, selbst wenn eine Rechenzentrums-Kerninfrastruktur der unteren Ebene verwendet wird. Gleichzeitig werden die Investitionen in die Kerninfrastruktur des gesamten Rechenzentrums reduziert und die Gesamtbetriebskosten gesenkt.
Derzeit haben viele Cloud-Dienstanbieter, Internetunternehmen und Telekommunikationsbetreiber relevante Architekturen erforscht und praktiziert. Die „GB50174-2017 Data Center Design Specification“ synchronisiert und erläutert auch die Aufteilung von Rechenzentren der A-Ebene:
1) Bei der im Internet- und Carriergeschäft weit verbreiteten Architektur „1 Netz + 1 USV/HGÜ“ kann eine Einstufung als Daten der Stufe A erfolgen, wenn die Qualitätsanforderungen für das vorgelagerte Stromnetz und das nachgelagerte Laststromversorgungszentrum erfüllt sind.
2) Wenn zwei oder mehr Rechenzentren in unterschiedlichen Regionen gleichzeitig als Backup füreinander eingerichtet werden und die Daten in Echtzeit übertragen werden und das Unternehmen die Kontinuitätsanforderungen erfüllt, kann die Infrastruktur des Rechenzentrums entsprechend dem fehlertoleranten System oder entsprechend dem redundanten System konfiguriert werden. Andere Systemkonfigurationen.
3) Bei der Einrichtung eines Disaster Recovery-Rechenzentrums in derselben Stadt oder an einem anderen Ort sollte das Disaster Recovery-Rechenzentrum auf dem gleichen Niveau wie das primäre Rechenzentrum liegen. Wenn die Daten im Disaster Recovery-Rechenzentrum und im primären Rechenzentrum in Echtzeit gesichert werden und das Unternehmen die Kontinuitätsanforderungen erfüllt, kann das Niveau des Disaster Recovery-Rechenzentrums dem des primären Rechenzentrums entsprechen oder niedriger sein als das des primären Rechenzentrums.
Da in der Finanzbranche eine extrem hohe Benutzerfreundlichkeit erforderlich ist, hat die People's Bank of China am 31. Dezember 2021 den „Fintech-Entwicklungsplan (2022–2025)“ herausgegeben und darin klar die effiziente Zusammenarbeit von „Cloud, Management, Edge und Terminal“ vorgeschlagen, um den Druck auf die Cloud zu verringern und schnell auf Benutzeranforderungen zu reagieren. Außerdem wird aktiv die Multi-Active-Redundanztechnologie eingesetzt, um ein hochzuverlässiges, mehrstufiges Notfallwiederherstellungssystem aufzubauen und ein umweltfreundliches Rechenzentrum mit hoher Verfügbarkeit einzurichten.

3.2 DPS verfügt über 2N, asymmetrische Dual-Bus-, DR- und RR-Architekturgene

Die 2N-Architektur zeichnet sich durch hohe Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit aus, bringt aber aufgrund ihrer fehlertoleranten Konfiguration auch Probleme in der Anwendung mit sich, wie z. B. niedrige Systemauslastung, geringe Betriebseffizienz sowie hohe Investitions- und Betriebskosten. Um ein besseres Gleichgewicht zwischen Systemverfügbarkeit und Gesamtbetriebskosten zu erreichen, wird auf der Stromversorgungs- und -verteilungsebene ein asymmetrischer Dualbus bestehend aus „1 Netz + 1 USV/HGÜ“, verteilter Redundanz (DR) und Backup-Redundanz (RR) eingesetzt. Diese Architektur wird schrittweise wieder in den Blickpunkt der Öffentlichkeit gerückt und in die Praxis umgesetzt. Aus der Perspektive des Gesamtsystems des Rechenzentrums werden verschiedene Stromversorgungs- und Verteilungsebenen verwendet, um für jede Stromversorgungs- und Verteilungsstufe von der Mittelspannung bis zum Front-End der IT-Last eine Architekturkombination zu bilden, um eine umfassende Optimierung der Systemverfügbarkeit und der Kosten zu erreichen.

3.3 Modularer Rechenzentrumscluster „Klasse A“ mit einem Schrank

Die Cloudifizierung der IT hat auch die Branche zum Nachdenken über die Cloudifizierung der Stromversorgung und -verteilung angeregt. Im Vergleich zur herkömmlichen zentralen Stromversorgung bietet die verteilte DPS-Stromversorgung den Vorteil einer geringeren Granularität, ist nah an der IT-Last und kann einen oder zwei benachbarte IT-Schränke mit Strom versorgen. Verwaltung und Anpassung sind präziser. Durch die parallele Verbindung der in jedem IT-Schrank verteilten Hochspannungs-DC-DPS-DC-Ausgänge entsteht ein DC-Energiepool oder DC-Mikronetz. Dank der Energievirtualisierungsstrategie kann flexibel auf die Auslastungsanforderungen und Schwankungen verschiedener IT-Schränke reagiert und die Energienutzung bei gleichzeitiger Gewährleistung der Verfügbarkeit verbessert werden.
IT-Schränke, die verteilte Produkttechnologien wie kleine Sammelschienen, DPS und Backplane-Klimaanlagen integrieren, können bis zu einem gewissen Grad als unabhängiges „modulares Rechenzentrum mit einem Schrank“ verstanden werden oder ein „Cluster“ aus modularen Rechenzentren mit einem Schrank bilden. Durch die Nutzung von IT-Technologie können Geschäftsdaten in Echtzeit zwischen verschiedenen IT-Schränken, Mikromodulen und Computerräumen übertragen werden, während gleichzeitig Geschäftskontinuität und Datenintegrität gewährleistet werden. Auf Rechenzentrumsebene werden gegenseitige Sicherungen realisiert und die Systemverfügbarkeit verbessert. In Kombination mit der Definition des nationalen Standards GB50174-2017 für die A-Level-Rechenzentrumsarchitektur und der Erforschung und Praxis von Cloud-Dienstanbietern und der Zentralbank im Bereich der multiaktiven redundanten Architekturen können multiaktive Rechenzentren, die eine Low-Level-Stromversorgungsarchitektur verwenden, ebenfalls eine A-Level-Rechenzentrumsdatenverfügbarkeit aufweisen und gleichzeitig die grünen und kohlenstoffarmen Entwicklungsziele des Rechenzentrums erfüllen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das verteilte Stromversorgungssystem (DPS) den Vorteil hat, gegenüber der traditionellen USV-Lösung ein Nachzügler zu sein. Es verfügt über eine fortschrittliche Technologie und beherrscht effiziente Stromversorgungs- und Verteilungssystemtechnologie sowie effiziente Hilfssystemtechnologie. Gleichzeitig ist die Struktur äußerst flexibel. Die Verdrahtungsmethode ermöglicht den flexiblen Aufbau von 2N-, T3-, DR- und RR-Architekturen mit kleinem Gehäuse und hoher Energie, die den Anforderungen verschiedener Hochverfügbarkeitsszenarien gerecht werden.

Zusätzlich, Als Kernkomponente der Schlüsselinfrastruktur des Rechenzentrums entspricht DPS dem aktuellen Entwicklungstrend der Internet-Cloud-Computing-Technologie und des modularen Rechenzentrumsbaus. Es ist flexibler und IT-genetisch und eignet sich insbesondere für Edge-Computing-Knoten und modulare Rechenzentren mit einem einzigen Schrank. Cluster (wie z. B. Retail-Colo), kleine Granularität, stufenweise Bauszenarien wie die energiesparende Renovierung alter Computerräume