новости
о компании
цены
информация
решения
контакты
Департамент электропитания компании ADP Networks

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

запчасти исузу 75 купить

 

  Лаборатория электропитания: Информация
 

ИБП для ПК и рабочих станций

А. П. Майоров

Сегодня, без сомнения, самым ценным ресурсом информационных систем стали "рождающиеся", "живущие" и сохраняемые в компьютерных сетях данные. Их стоимость превышает первоначальные затраты на создание сети, которые включают стоимость ПО, рабочих станций, сетевого оборудования и кабельного хозяйства.
Благодаря значительному повышению общей надежности электронной аппаратуры, упорядоченному размещению ценной информации и резервному копированию потери данных из-за неисправности компьютеров сведены к минимуму. Однако, несмотря на все эти достижения, опасность катастрофической потери текущих данных из-за прерывания или неполадок в системе силового питания сохраняется.

Информационная сеть предприятия может включать в себя две, десять, сто и даже тысячу рабочих станций, которые расположены на разных этажах одного здания или находятся в нескольких зданиях. Кроме офисных помещений, предприятие может иметь производственные участки, где, помимо компьютеров, установлено и технологическое оборудование. Наконец, в разных помещениях может находиться множество единиц сетевого и коммуникационного оборудования. Неполадки в системе силового питания в той или иной степени воздействуют на все элементы информационной системы, поэтому защита данных, ПО и оборудования предприятия от перебоев питания является задачей системной.

Существует два подхода к защите данных от неисправностей электропитания. Приверженцы первого подхода пропагандируют использование централизованных систем силового питания, когда все оборудование, участвующее в обработке ценных данных, подключено к одному мощному источнику бесперебойного питания (ИБП). Cторонники второго подхода, напротив, отдают предпочтение так называемым распределенным схемам силового питания, когда каждая станция (или группа станций) подключается к отдельному источнику бесперебойного питания. Оба подхода имеют свои достоинства и недостатки. В реальных условиях по разным причинам используют системы, сочетающие оба подхода, т. е. применяют как большие (централизованные), так и небольшие (автономные) блоки силового питания. Истинное положение на рынке ИБП отражено в номенклатуре систем бесперебойного питания ведущих производителей, где можно найти модели мощностью от нескольких сот до миллионов вольт-ампер.

В этой статье дан обзор источников бесперебойного питания, которые предназначены для персональных компьютеров, рабочих станций и серверов начального уровня, учрежденческих телефонных станций, факсов, внешних модемов и аналогичных им сравнительно маломощных устройств.

Однако в связи с тем, что современные ОС рабочих станций и ПК интенсивно используют кэширование данных, перебой силового питания в момент кэширования может привести не только к их потере, но и к повреждению самой ОС. Становится невозможно работать не только в автономном режиме, но и в сети. Радикальное "лечение" в таких случаях — установка ОС (и приложений) заново. Понятно, что 15 мин для этого не хватит. Еще хуже, когда перебои в электроснабжении остаются незамеченными. Тогда ОС продолжает работать, но как-то ненормально, и возникает ощущение, что система "инфицирована".

Итак, радикальное решение проблем, которые вызваны перебоями силового питания, — применение ИБП.

С Чего начать ?

Выбор подходящего варианта защиты затруднен, так как производством ИБП занимаются и транснациональные гиганты, такие, как Hewlett-Packard и Toshiba, и специализированные компании, например АРС или Tripp Lite. Небольшим же производителям просто нет числа.

По мнению автора, производство ИБП можно отнести к установившимся отраслям промышленности, развитие которых происходит эволюционно. Многолетняя конкуренция сблизила продукты разных производителей по техническим и стоимостным показателям. Поэтому теперь в каждом конкретном случае можно выбрать несколько вариантов защиты от перебоев силового питания, и все они будут работать удовлетворительно. Если, конечно, на начальном этапе проекта не допущено грубых ошибок.

Выбор ИБП можно сравнить с выбором автомобиля: у каждой из сотен марок выпускаемых автомашин есть свои преимущества: одни лучше ездят по шоссе, другие — по проселку, третьи — по бездорожью; они могут быть дополнительно оборудованы кондиционером или иметь двигатель повышенной мощности. И поскольку история автомобилестроения насчитывает более века, то потребители за это время научились выбирать себе автомобиль. Им, как правило, заранее известны климатические условия, качество дорог, желаемая вместимость салона, тип кузова и двигателя, поэтому выбор зависит от опыта водителя, ближайшего к дому автосервиса (как быстро они смогут получить заказанные запчасти).

Критерии выбора

Примерно так же выбирают и ИБП. Только принимают во внимание другие критерии. Первое, что нужно учитывать, — это качество существующей силовой сети, от которой предполагается запитывать ПК или рабочие станции. В каждом городе, регионе, стране оно различно. Известно, что в районах США, Канады и Западной Европы, подверженных природным стихиям, энергоснабжение может прерываться несколько раз в год на значительное время, случаются и затяжные понижения напряжения в сети и нередки его выбросы, связанные с грозовыми разрядами и переключением мощных потребителей. (Об особенностях национальных силовых сетей России см.: Лопухин А. А., Желбаков И. Н. Системы бесперебойного питания//"Сети и системы связи", № 7/96, c. 132.) У нас, например, часто наблюдается значительное понижение частоты питающего напряжения — неисправность, совершенно неизвестная в других странах мира.

К счастью, в большинстве случаев можно утверждать, что качество линий силового питания удовлетворительно для обычных ПК и рабочих станций, если, конечно, не принимать во внимание полное отключение электроэнергии.

Итак, сначала необходимо выяснить все особенности сети, которая будет снабжать электроэнергией защищаемую аппаратуру, т. е. узнать, как часто отключается напряжение, насколько и в какую сторону происходит его отклонение от номинального, на какое время, каковы выбросы напряжения и общий уровень помех в сети от других потребителей: лифтов, кондиционеров, холодильников, мощных электроинструментов.

Встроенный в каждый ПК и в каждую рабочую станцию импульсный блок питания, содержащий шумовой фильтр, подавитель выбросов и стабилизатор выходных напряжений допускает понижение и повышение напряжения электросети на 15%, а благодаря накопительному конденсатору в схеме выпрямителя (инерционному элементу, выполняющему функцию "маховика") возможно даже полное прерывание питающего напряжения на 40-50 мс без нарушения работы компьютера.

Время переключения на питание от батареи в ИБП типа off-line не превышает 4 мс, в крайнем случае около 15 мс. Поэтому для защиты компьютера от перебоев в электросети среднего качества, в которой отключения напряжения бывают сравнительно редко, достаточно выбрать ИБП типа off-line.
Если напряжение в питающей сети продолжительное время остается на 10—15% ниже номинального значения, то в ИБП типа off-line будет происходить частое переключение на питание от батарей. При нескольких продолжительных отключениях напряжения, разделенных небольшими интервалами времени, батарея не успевает восстановить свой заряд и наступает момент, когда компьютер надо будет выключить до тех пор, пока заряд батареи не восстановится. Кроме того, частые переходы на питание от батареи сокращают срок ее службы и понижают надежность блока питания в целом. Для обеспечения бесперебойного электропитания от такой низкокачественной сети лучше выбрать линейно-интерактивный ИБП. Встроенная в него схема компенсации поддерживает выходное напряжение в допустимых пределах без переключения на питание от батарей, даже если входное напряжение значительно понижается (многие модели также хорошо справляются и со значительным повышением напряжения).

Обычно для питания отдельных ПК применяют ИБП только этих двух типов, но при повышенных требованиях к качеству выходного напряжения можно выбрать модели ИБП типа on-line, имеющие сравнительно небольшую мощность.

В зависимости от конфигурации ПК, рабочей станции или другого оборудования необходимая мощность ИБП может различаться в значительных пределах, и оценить ее можно только приблизительно. Как правило, в проспектах и на Web-страницах производителей ИБП даются рекомендации для правильного выбора модели ИБП. Мощность, потребляемая современными ПК нормальной конфигурации (вместе с видеомонитором), не превышает 120—150 Вт, а мощность рабочей станции с большим видеомонитором — 200 Вт. Потребление электроэнергии сервером для рабочих групп средней оснащенности и всей дополнительной аппаратурой (коммуникационной и сетевой) может достигать 300 Вт. Поэтому для электропитания ПК и рабочих станций выпускаются модели ИБП с номинальными выходными мощностями, равными 200—650 VA (150—400 Вт). (Полную мощность принято выражать в вольт-амперах — VA).

Итак, вы должны выбрать модель ИБП, которая обеспечит нужную выходную мощность при электропитании от конкретной первичной силовой сети. В случае полного прекращения подачи электроэнергии ИБП с помощью встроенной батареи должен поддерживать номинальное выходное напряжение в течение времени, достаточного для безопасного закрытия всех файлов и ОС.

Важные параметры ИБП

Стоимость батареи составляет 30—40% от общей стоимости ИБП, поэтому одним из самых важных параметров блока питания можно считать срок ее службы.

Многие ИБП нового поколения оснащены "интеллектуальными" контроллерами состояния батарей, которые следят за температурой, степенью их зарядки и емкостью. Тест состояния батареи можно запустить нажатием специальной кнопки или по команде от программы. Во многих моделях ИБП предусмотрена "горячая" замена батареи, что наряду с автоматическим уведомлением необходимости ее замены создает условия для действительно непрерываемой работы информационной системы. При производстве батарей применяются самые современные материалы и технологические процессы. Это позволило увеличить средний срок службы батарей с двух лет (типично для простых моделей ИБП) до трех-четырех, а у лучших моделей — до десяти лет.

При питании от батарей выходное напряжение инвертора равно номинально действующему значению напряжения, однако форма огибающей напряжения может заметно отличаться от синусоиды. В самых простых моделях ИБП она может быть прямоугольной (меандром), в промежуточных — ступенчато приближаться к синусоиде, а в самых совершенных моделях иметь точную синусоиду. Для питания обычных ПК допустимо напряжение с прямоугольной огибающей.

К форме выходного напряжения ИБП более чувствительна сетевая и коммуникационная аппаратура. Однако сетевое оборудование обычно расположено рядом с серверами и вместе с ними питается энергией от более мощных ИБП, имеющих повышенное качество выходного напряжения.

Для некоторых ИБП возможен "темный", или "холодный", старт, т. е. компьютер начинает работать сразу от батареи. К такому старту прибегают в том случае, когда в условиях долговременного прекращения подачи электроэнергии необходимо отправить факс или электронное письмо, хотя бы на время включить телефонную станцию. При использовании "холодного" старта следует учитывать, что пусковой ток компьютера и монитора в несколько раз превышает номинальный. Поэтому следует выбирать ИБП с существенным запасом мощности.

Для подключения к защищаемому компьютеру почти все маломощные модели, за редким исключением, не имеют коммуникационного порта, необходимого для автоматической остановки сервера или рабочей станции. Предполагается, что пользователь надолго не покидает свое рабочее место или находится где-то поблизости от него и всегда может увидеть мигающую лампочку на передней панели ИБП или услышать предупреждающий звуковой сигнал. Так обычно и бывает, когда ИБП установлен в небольшом офисе или дома. Максимально упрощенные маломощные модели ИБП — самые дешевые: их стоимость равна 5—10% от стоимости защищаемой рабочей станции.

Следующий уровень взаимодействия ИБП и компьютера — их соединение через последовательный порт. В этом случае ИБП может остановить работу сервера или рабочей станции самостоятельно, без участия пользователя. Сначала подается предупреждение о прерывании питания, а затем, когда заряд батареи исчерпан, начинается автоматическое "торможение". Программное обеспечение для ИБП устанавливается на защищаемой рабочей станции и рассчитано на большинство распространенных ОС. Почти все фирмы поставляют программы двух видов:

· с минимальным набором защитных функций;

· с дополнительными возможностями слежения за состоянием линий силового питания, сбора статистических данных, ведения журнала наблюдения за состоянием сети. По записям в журнале можно точно узнать время неполадок в электросети и уточнить причины их возникновения.

Известно, что удары молнии могут поразить все электропроводящие линии: силового питания, телефонные и передачи данных. Причем при поражении информационных линий материальные потери также бывают весьма значительными. Эти же линии способны "собирать" на себя высокочастотные помехи различного происхождения. Методы защиты информационных линий известны, и многие фирмы, среди которых и производители ИБП, давно выпускают для этих целей соответствующие устройства. Поэтому неудивительно, что для защиты информационных линий в некоторых новых моделях ИБП появились дополнительные розетки. Это очень удобно при защите автономных компьютеров, поскольку обеспечивается полная защита всего оборудования и всех линий одновременно.

Конструктивное исполнение

Опрос пользователей показал, что при выборе ИБП они мало обращают внимания на внешний вид аппаратуры. Пожалуй, это единственное оправдание тому факту, что конструктивное исполнение ИБП никак не согласуется с внешним видом остального электронного оборудования, находящегося в офисе. Большой удачей можно считать совпадение цвета окраски корпусов, обычно это светлый "компьютерный" цвет. Видимо, производители корпусов системных блоков и корпусов ИБП совершенно не общаются. Более того, они как бы намеренно стараются сделать свои изделия непохожими на другие. Почти все модели, включенные в таблицу, — по внешнему виду прямоугольные ящики, имеющие разные пропорции и отличающиеся элементами оформления, кнопками управления, лампочками и цветовым решением информационных панелей. В лучшем случае высота их корпуса приблизительно равна высоте корпуса защищаемого компьютера. Однако среди корпусов, по крайней мере, есть и оригинальные.

"Стильные" корпуса маломощных моделей фирмы Merlin Gerin имеют вид толстой книги, поставленной вертикально. Сзади для придания корпусу устойчивости добавлена круглая опора.

Маломощные модели фирмы Tripp Lite по форме напоминают небольшую башенку, модели фирмы MINUTEMAN — очень устойчивый куб, а модели Patriot фирмы Best Power — обувную коробку, положенную вдоль компьютера со слегка наклоненной индикаторной панелью, вынесенной на верхнюю крышку.

Популярная модель ИБП Back-UPS Office фирмы APC совершенно не похожа на обычные корпуса, по виду она напоминает плоский блок, имеющий сверху розетки.

По мнению автора, удобную форму корпуса имеют ИБП фирмы TSi Power. Одновременно с выполнением своей основной задачи плоский прочный корпус может служить подставкой под монитор, особенно большого размера.

***

Итак, вы выбрали ИБП, установили его и теперь можете быть уверены, что из-за случайного — пусть даже секундного — отключения электроэнергии ценные данные, аппаратура и ваше время не будут потеряны. Если ИБП защищает компьютер, установленный в небольшом офисе или дома, то при правильном обращении он прослужит вам значительно дольше, чем защищаемый им компьютер, у которого, как известно, срок морального износа равен 1,5—2 годам.

Если ИБП установлен на небольшом предприятии, которое при благоприятных обстоятельствах будет расширяться, то ваш компьютер, а вместе с ним и ИБП, станут компонентами сети и забота об ИБП постепенно перейдет к системному администратору. В обоих случаях автор надеется, что его рекомендации окажутся полезными.
 
Лаборатория электропитания


 

 

 

 

 

 

 

 

 

Copyright © 2004 Лаборатория Электропитания