提高US系统给服务器等重要负载供电的可靠性

如何提高网络服务器等重要负载供电的可靠性HOWTOIMPROVETHERELIABILITYOFTHEPOWERSUPPLYOFTHEIMPORTANCELOADSSUCHASTHENETWORKSERVER翟玉杰中国联通沈阳分公司110021关键词：UPS网络服务器冗余设计可靠性分析摘要：网络服务器等重要负载供电的可靠性不仅取决于UPS、配电线路、服务器设备电源的可靠性，而且还取决于冗余设计的可靠性。因此科学地选择UPS设备的类型、容量、冗余方式对于提高供电的可靠性具有非常重要的意义。文章通过图表分析、公式计算等通俗易懂方式详细阐述了单套UPS系统n+1、1+n、n+m冗余电路的可靠性；两套1+1并机冗余UPS系统输出双路总线、双路零切换全冗余电路的可靠性，深入浅出地给出了各种设计方案的可靠度分析和计算方法，可供电源设计时参考使用。众所周知，当今社会和经济生活对信息网络的准确度和时效性的要求越来越高，从某种意义上讲，信息就是效率和财富。所以对于电信、金融、证券等行业的网络服务器等重要负载而言，一旦出现电源中断故障，就可能造成巨大的经济损失，所以网络服务器等重要负载供电的可靠性已经成为信息网络安全的首要问题。可靠性概述可靠性的指标之一是可靠度R（t），它是指产品在规定的条件下，在规定的时间内、产品完成规定功能的概率。它是时间的函数，记作R(t)。显而易见，可靠度R（t）是时间的概率分布函数，表示产品在时刻0处于完好状态时，从0时刻到时刻t的时间间隔内正常工作的概率。{R（t）=P(T>t)}（公式1）可靠度R（t）的时间分布曲线如图1。图1众所周知，产品的可靠性随着工作时间的延长而越来越小。由图1可见：当t=0时，R(0)=1;当t=∞时，R(∞)=0。我们把t时刻尚未失效的产品，在该时刻后的单位时间内发生失效的概率与t时刻尚未失效的产品数之比称为瞬时失效率(FailureRate)，用l(t)表示，简称失效率。它反映电源系统或设备在t时刻失效的速率,也称为瞬时失效率。电源系统或设备的失效率遵循下面的浴盆曲线：瞬时失效率瞬时失效率λ（t）偶然失效期早期失效期损耗失效期规定的失效率使用寿命时间t图2浇电源晚系统描或设利备纳在运惯行初浙期的类故障感失效记率λ倚（t岭）消较高牲，如路图2认，乱主要鲁是异由于减设计因缺陷咸、踪元夏器暗件猫质量熊、制唤造畅技术狼、安徒装调市试问后题等钻方面娱产生倍的娱系统拴故障煤，一鱼般成场批出血现，初称为坐早期微失效升期。熔设备朽出厂饲前如进行线整机正检验仙和吗环境孤老化弄处理拨是预昆防袭早期麦失效师的主惹要方萝法价。的早期食失效炊的问辱题倡全部肚发现秀和掠解决腥后汽，锣电源损系统课或设汪备趟失效哲率λ漂（t叫）舍迅速公下降赏，趋于于稳铃定，振一直收到寿评命后腾期的馒故障权高发雁阶段预为止山，望很少躺发生院失效渡，故称障的暗产生批原因握具有邮随机扭性，扑这个戚期间袋叫做躬偶然泉失效抛期。汽在羡偶然壤失效储期内棍，参失效地率λ膀（t卖）近也似为耐常数湿λ，反这一待阶段静是蝶电源藏系统眠或设阳备众的可须靠工杏作期炎，瘦也是塞最佳似状态贵期，遭电源鲜系统槽或设根备宰的使朽用寿歉命主贯要取气决于淡这一容阶段钱的时精间。有电源丑系统甘或设刃备智在幼偶然漏失效鸽期内师的失嚼效服烟从指附数分汪布，胳其乔可靠假度碌：赵（公辫式懒2焦）肥偶然语失效棕期也翻决定愤着么产品互的寿鼻命。须对可衣维修槐产品轮而言箭，其玉平均扑寿命两是指怠两次兵故障勉间的牙时间遗平均押值，如称平挣均故努障间四隔时扯间，栋用斧MT麦BF悼表示苦（貌Me呜an璃T俱im建e许Be飘tw粪ee搭n饺Fa咳il喉ur暴es羊）渠。倚它代宇表的石物理寻含义饲是子电源滑系统纲或设译备自无故寿障工灯作时裂间的裤平均践值。炎凑萝瞧旁（培公式辟3巴）悔从枝公式扁5盐我们秘可以脾得出扫，粒电源裹系统浮或设宽备纽的平听均妈无故承障工故作时虚间振与瞬轻时失莫效率没成倒隔数关除系灯。饿称平梦均故拖障间庸隔时移间长伪，哨瞬时胖失效跪率就烫低。挨UP旺S主是机的妙选型着对于增网络隐服务票器等赤重要遍负载店而言浮，锯只要尽出现黄瞬间凶的飘供电畜中断糖故障逗，就暴可能床会导标致网批络瘫玉痪，历那时举无论统釆用沈什么特措施悠来缩纸短U魔PS芽的维东修时胶间，日也无呢法弥确补长涨达几伶十分助钟到盟几小份时的座网络盖恢复绘时间世所造本成的广危害叠。因念此外给弯网络薯服务布器等甘重要鼓负载赌供电逆的设圆备马必须蜜选用仪MT大BF互指标京高的拴、性佛能先绩进的队名牌蓬产品历。归MT头BF算参数虏是美电源功系统碎或设贺备曲选型档最重克要的辆指标衔之一厕。饱YD剥/T卧10忽51丛-2坊00堡0《鹿通信贩局（企站）花电源接系统眯总技贿术要纠求》坝对交海流不助间断缺电源礼设备赴的缠可靠站性规怜定如要下：撤在使艺用寿奋命期事间内贫，M民TB拣F应萝≥商1×于10给5虽h，怜即1际1.临4年夺，姿现在广进入匪中国越市场鞠UP已S的腾MT溜BF钟一般潜都在刺10马万小性时以叮上，饲有的材UP循S标销明M剂TB萝F是醉33秃0万欣小时商，不警同品剧牌U停PS保的可刃靠性堂指标健是有桃明显脂差别姿的。阀大量张的U暖PS更运行返实践奋表明笼：君额定虑输出绸功率登大于纺15帖KV柏A的促大容莫量闯UP水S傻，其处MT涨BF爪值较青大，赴可靠工性也吼较呢高。钻因此如，当兄我们馆在规字划、苗设计联给恼ID触C机税房/下电信裕机房灿网络殖服务特器尾等重萍要负交载供爆电的蜘UP号S它时，抢应尽厦可能尚地选揉用黎大容诉量幻的那UP培S歼主机讯和釆脏用集须中供缝电设煌计方枯案。犬驱选择汽UP觉S的罢额定践容量劈的基昏本原容则队是总震视在让功率勉、总芝有功旱功率鸣P、鞭总无加功功训率都壁必须忙满足抓负载效要求幻。目选择贷UP牺S的嘴额定村容量撞时登还必耕须考泪虑观冲击劲电流医、峰灶值电布流、孝过载拌能力插、室负载蹦突变晃等因忠素尖，必菜要时诉进行找补偿刺。会另外亩UP始S裂的额罚定苗容量妨不宜挥接近蜜负载蜡功率让。够因为品UP宇S惜长期忙处于势重载漠运行智状态仰，亲逆变绘器输速出波营形将押发生悠畸变产，输煮出电粗压缩会大购幅度镰波动扯，蛋造成读UP祸S的行性能响和可晃靠性旧下降青，掘所以匹极易订造成县网络漆服务雀器存等谨重要裂负载输损坏旬和U郑PS母逆变贷器损港坏切；较UP狂S另额定泻容量倍也夺不宜薪较膨负载叔过大袖，闯UP拆S涂过度衡轻载寻运行丙虽有扶利于这降低飞逆变饲器的倍损坏沉概率破，但铸可能唇造成饱大量跳的空榴载损厕耗和码蓄电罩池的赛深度螺放电注。早所以难UP弱S负没载量顿不宜野长期刷超过难其额浊定容炸量的食7盒0%译，也袖不应惑低于哀其额渐定容籍量的型2惩0%赵。挂双变结换在乘线式许UP柴S电贴源旗能够镜确保湖负载衰与市倚电处殃于真尿正“马隔离识”状倒态茫，狭十分咱有利室于奏避免晌来自裂市电艰的各丝种“虎干扰宏”串侧入到附用户蚁的负木载上耻，砌其处旺理榆电网童干扰灿的能桃力嗓最强吧。为违确保脸网络振服务星器唤等重午要什负载句的正奸常工凶作，叔尽可软能仙创造模优良狮的电张源运肥行环煎境，联所以畏应族首选吓双变匙换在卷线式司UP坊S盾。画在线台式U竿PS扇有高赌频机墓和工捉频机查两种撒机型慎。庆高频幸机输韵出一童般不友带隔疯离变川压器锡，输夺出零蛙线一糊般存梦在高辩频电势流，横主要肥来自望UP腔S高祥频逆陶变器眨的消脉动鲜电流敲、负雷载的耳谐波偿干扰订等，杠其干峡扰电腰压不辞仅数约值高冶而且圈难以隔消除自，走容易络提高筐输出的端的暗零绸-肉地电奏压。远工频时机一址般带售隔离冈变压奔器厘，其刺输出回端的汗零地遥电压负较低队，而仍且高础频分英量较肺少逮。源大量橡运行炒实践慎证明护，如恢果U展PS届输出由端中沃线对川地线腔的“悔干扰穿”电头位大翼于1摧V，敏容易匀导致挠计算螺机网念络数裕据通汽讯的议误码很率增吹高庭。所哥以词对于缎计算循机网她络的洗通信妨安全秃来讲限，吉降低镇零-彻地电份压非无常够重要妙。还翁有一但些萌负载毕要求萄输入兼与输卧出全挎隔离年，样所以忧UP驰S进必须普配置扎输出闭隔离赔变压渣器。挣但需税要注套意的座是，史工频软UP堆S虽喇然标疾准配别置乓输出纤变压犬器，状但其辱隔离丹效果矛不一有定完探善，斗主要些是少由于永一些政工频查UP判S锯的旁糟路电文源连击接到例UP纠S的临市电宅输入尿，所坦以U国PS混的输备出隔质离变迅压器爪的中域性线巷与U锣PS造输入龄市电旬的零尽线伶也意连通剂，所层以删只有天带双液隔离协变压增器才命能将昨逆变脖输出蛾与富UP抽S市雀电输升入和答旁路满输入巷完全棕隔离纸。丸工频剃机在瞧抗干披扰方侧面优朝于高坚频机昏，所割以对颈于给特网络碗服务酱器等肤重要轧负载伟供电判的U失PS惧还应汉以工祥频机屠为首蜻选。败选择闻UP视S除歪了根萝据各免种U巷PS脑的抗椅干扰玉性能丢以外这，还眨应参枯考怠UP尼S俩的设束计、笋制造轨、配净套、白服务闹等综何合质棋量，饲应纵选择近全数炮字化极、登高标耍准究的常才规指挡标签、罚高状效率趴低上噪声膨的U伏PS虚。含大型肉UP全S应点具有轻蓄既电池倚智能缴化管醉理功有能，勿以延舞长电锅池泊的誉寿命率。赵必须脂选用以高质雁量的昼蓄电闭池跑才能恭保证亡UP铺S主药机的具可靠鞭性膏。鉴霸于市肺场上泽的密报封免腐维护眉蓄电南池质兰量良顾莠不犬齐，慧蓄电办池的芬品牌第的希选择推顺序赖应该蕉是：拾国际说的名敌牌厂抄家、尝国内跟的合恶资企江业、慰引进付技术库生产仿的劳大型储国内管企业谜、一链般国持内企抬业粉。鱼就蓄稻电池嚼的选火型方谣面来浇说：袍阀控压吸附刮式蓄博电池谁比阀究控式遵胶体掏蓄电负池寿酷命短掘，1铸2V鲁蓄电断池比鉴2V拘蓄电狠池的荒寿命传短。羽综上盟所述碰，首选购禾UP朵S应羞遵循棒以下挎基本奖原则甚：科选择仗抗干贺扰性球能较坝好的另在线耐双变国换式帐工频视UP恋S壮主机栽。膝选择毅旁路乔输出脉带隔父离变遭压器据的U剥PS队。撕输入溉功率两因素财大于品0.扩9的沫UP嘉S，扯具有趁恒压拴限流种功能冈的U上PS家。咳选择蹄优秀假品牌撒和负限载量触在2绸0%性～7嘴0%势的U寻PS膜主机所。卵选择阻优秀睡品牌副和总誓容量婶≥受2h翁的将≥恩2组更的悠蓄电易池咱组伞。孩选择镰电磁曾兼容责性好台、浓电池清自动湿管理禽功强旱的U铅PS织。塔选择蜻操作粗简便猎，能辉够避得免误诱操作铁的U加PS塑。弃选择企并机嚼冗余抹性能拍较好皱的U刃PS绳。断选择此操作满简便睁，能集够避树免误卸操作讯的U闪PS途。乌UP呈S并舅机系币统的图可靠皱性唱随着答I景n堵te袄r餐n睁et诵网络纺、电晒子商彼务、盯ID价C机遗房的辜飞速淋发展御，用川户对惭UP趋S供电源已系统植的可耻靠聪性提戏出了俭更高不的要辰求，描但是态，如籍果从亡UP溜S单初机的决角度骗来看犬，无械论其巾技术俭如何牵发展义，仍抗然摆航脱不掠了容兼量和拉可靠豆性的显限制获。丙这是端因为陡对于住可靠与性为爆99烘.9跃99来％糕的U纤PS之产品幸来说惩，上它在僚一年短中可扫能造卫成的赤互联郑网的甲停机授时间担长达桨31王5董s，芽即使烫将U政PS咽产品杠的可吼靠性山提高似到9大9.寨99唯99该99收％扒，在驾一年斯中可菜能造傍成的饥停机冈时间霸仍有摸32矿0m丘s之销长。轻对于悉ID速C机辰房而演言，牲如果醒真的孟发生访长达笨32死0m尸s的陵停机天故障发呢，它奥会带鹊来肚巨煤大的疑损失哪。这蜜是因糟为当拔前多徒数计剩算机铁所允挤许的薪瞬间蜜供电暑中断枯时间先为1针0～制18乖ms擦，楚否则抚就会铃造成齿网络掩服务川器话的重斥新启责动或脆硬盘蛇损坏哗。燕因此暑，要死想扁保证靠网络停服务白器踩等重抖要负喘载连雀续恶不间联断的暗运行斜，单贺纯靠礼提高繁UP浙S单腊机的裙可靠暂性是消没有泊出路挺的。腥我们约只能止制备撑出故举障率孤越来贸越低字的U壳PS隔产品袜，齿还制耕造不尘出故福障率字为零扰的U斯PS饼产品倒。戒解决豆UP滥S输领出单熄点瓶恒颈的咏措施专那么施如何痛实现晓UP沃S的炒容量垫和可侵靠性史的提菌高呢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