Power Distribution Unit واحد توزیع برق (PDU)

واحد توزیع برق (PDU) یا واحد توزیع اصلی (MDU) وسیله ای است که مجهز به خروجی های متعدد طراحی شده برای توزیع برق، به خصوص در رک های رایانه ای (کامپیوتری) و تجهیزات شبکه که در یک مرکز داده قرار دارند. دیتاسنترها در راه حل های حفاظت از انرژی و مدیریت با چالش هایی روبرو هستند. به همین دلیل است که بسیاری از مراکز داده یا Data Centerها برای بهبود کارآیی، زمان به کار، و رشد، به نظارت PDU متکی هستند.

پاور برق قابل نصب در رک

PDUها (یا پنل های توزیع برق، ماژول های توزیع برق، ماژول برق، پانل های برق، پاور برق، پاور ماژول، واحد توزیع برق و …) از پاور استریپ ساده و ارزان قیمت نصب شده بر روی رک تاPDU های بزرگتر  که در کف یا طبقات رک نصب میشوند، کارکردهای متفاوتی دارند، از جمله فیلتر برق برای بهبود کیفیت برق، تعادل بار هوشمند و نظارت و کنترل از راه دور توسط LAN یا SNMP.

این نوع قرار گیری PDU قابلیت های هوشمندی مانند اندازه گیری برق در سطح ورودی (inlet)، خروجی (outlet) و سطح مدار شاخه PDU و پشتیبانی از سنسورهای محیط را ارائه می دهد.

نسل جدید PDU های هوشمند امکان ادغام IP را فراهم می کنند، این بدان معناست که بسیاری از PDU ها می توانند در یک آرایه تحت یک آدرس IP واحد به هم وصل شوند. مدل های نسل بعدی همچنین با قفل های الکترونیکی ادغام می شوند و امکان شبکه سازی و مدیریت PDU ها و قفل ها را از طریق همین وسیله فراهم می کنند.

پاور ماژولها با توجه به نوع و کاربرد مورد استفاده قرار گرفتنشان به انواع مختلفی تقسیم می شوند که برخی از
پر کار برد ترین آنها بصورت زیر هستند :

  • پاور ماژول 3 پورت
  • پاور ماژول 6 پورت
  • پاور ماژول 8 پورت
  • پاورماژول 9 پورت

هر پورت تعبیه شده بر روی پاورماژول رک مونت تعبیه شده درون رک شبکه ، امکان تغذیه یک دستگاه اکتیو را بصورت استاندارد دارد . در صورتی که تعداد مصرف کننده های درون رک ایستاده زیاد باشدباید از پاورماژول با پورت های بیشتر یا چند پاورماژول استفاده کرد .

معمولا بر روی محفظه ی پاورماژول برای قطع یا وصل کردن جریان برق ، کلیدی تعبیه شده است تادر مواقع ضروری بتوان از آن استفاده نمود . پاور ماژول ها دارای انواع مختلفی هستند ، برخی برای حفاظت از جان افرادی که از تجهیزات رک شبکه استفاده می کنند ، دارای فیوز های محافظ هستند ،برخی دیگر دارای جنس بدنه متفاوتی هستند . 

PDU و چند راهی برق

مهم نیست که چه نوع تجهیزات کامپیوتری برای شبکه ی خود داشته باشید؛ در صورتی که نتوانید به طور مناسبی به آنها برق رسانی کنید، همه ی آنها غیر قابل استفاده خواهند بود. در هنگام قرار دادن سرورها، سوئیچ ها، روترها، کامپیوترها و دیگر تجهیزات در داخل رک، شما باید مطمئن شوید که فضا و امکانات کافی برای وصل کردن همه ی آنها به برق را دارید، و همچنین مطمئن شوید که جریان برق به طور مناسبی برقرار است و به تجهیزات شما صدمه ای وارد نمی شود.

این امر برای شما دو گزینه را به وجود می آورد: شما می توانید از یک چند راهی برق (پاور استریپ) یا یک PDU (power distribution unit) یا از یک واحد توزیع جریان برق استفاده کنید. فهمیدن اینکه هر کدام از این وسایل قادر به انجام چه کاری است، به شما کمک می کند تا تصمیم بگیرید که کدام یک از این گزینه های توزیع برق برای شما مفیدتر است.

پاور استریپ چیست؟

تقریبا همه ی افراد به نحوی از پاور استریپ ها یا چند راهی های برق استفاده کرده اند. این وسایل به راحتی به برق وصل می شوند و یک سیم، جریان برق را به وسیله ای روی آن چندین پریز برای اتصال دستگاه های برقی قرار دارد وصل می کند. انواع و مدل های مختلفی از این دستگاه ها وجود دارند که هر کدام  در اندازه و سایز، طول سیم و تعداد پریز ها متفاوت می باشند. برخی از ویژگی های معمول پاور استریپ ها شامل موارد زیر می باشند:

تعداد پریز های زیاد– تعداد پریز های چند راهی ها معمولا از 4 تا 12 عدد متفاوت است، اما مدل های خاصی نیز وجود دارد که دارای تعداد بیشتری هستند.

محافظ برق– چند راهی های پیشرفته معمولا دارای یک محافظ در درون خود هستند که باعث می شود تا جریان برق شدید به یکباره وارد دستگاه نشود. این امر باعث می شود تا جریان برق و الکتریسیتی یکسان بوده و ضمن قطع نشدن برق، آسیبی به دستگاه های شما نیز وارد نشود.

انواع پریز ها– شما می توانید چند راهی هایی با هر نوع پریز برقی را پیدا و از آن استفاده کنید. همچنین مدل های دیگری نیز وجود دارد که چند نوع پریز بر روی آن قرار گرفته است.

چند راهی ها یا پاور استریپ ها بدون شک یکی از محبوب ترین و پر کاربرد ترین انواع لوازم و تجهیزات الکترونیکی برای افراد و کمپانی های معمولی می باشند. این لوازم معمولا بسیار به صرفه و ارزان قیمت هستند و می توانند ضمن ایجاد راحتی و آسان سازی امور شما، از لوازم شما نیز مراقبت کنند.

2 تیتر زیر بهتر است از کاتالوگ خودمان باشد یا کلا حذف شود:

ویژگی های کلیدی دستگاه  PDU

  • پشتیبانی از پروتکل SNMP نسخه ی 1، 2 و 3
  • پشتیبانی از پروتکل Modbus RTU/TCP
  • بهره مند بودن از یک وب سرور بسیار قدرتمند
  • دستگاه PDU قابلیت ارتقاء از طریق پورت LAN و USBرا دارد
  • این دستگاه دارای ارتباط در بسترهای LAN، CAN و RS485 را دارا می باشد
  • همچنین این دستگاه قابلیت ذخیره اطلاعات و تاریخچه سیستم آن هم به مدت شش ماه را دارا می باشد
  • دستگاه PDU قابلیت تنظیم آلارم بر روی اطلاعات مختلف دستگاه را در خودش دارد
  • یکی از قابلیت های جالب این دستگاه، قابلیت شبکه کردن چند دستگاه با یکدیگر برای جلوگیری از سیم کشی اضافی به ازای هر دستگاه است

ویژگی های عمومی دستگاه  PDU

  • دستگاه سیستم توزیع برق یا به اصطلاح همان PDU قابلیت اندازه گیری ۷٫۵ کیلو وات برق را دارا می باشد (جریان، ولتاژ و پاور فکتور)
  • قابلیت اضافه نمودن رله به خروجی هر بانک (Bank) و هر خروجی (Outlet)
  • این دستگاه قابلیت اندازه گیری جریان هر بانک و خروجی به صورت مجزا را دارا می باشد
  • دستگاه PDU دارای فیوز برای هر بانک به صورت مجزا است
  • قابلیت اضافه نمودن انواع هشدار بر روی مقادیر اندازه گیری شده ولتاژ و جریان هر بانک و هر خروجی
  • راه اندازی این نوع دستگاه ها خیلی سریع و نصب آن بر روی رک بسیار آسان است (Zero Unit)
  • همچنین این دستگاه دارای نمایشگر پارامترهای اندازه گیری شده مانند ولتاژ، جریان و پاور فکتور است

مانیتورینگ تجهیزات PDU

بسیاری از دستگاه های PDU از پروتکل SNMP پشتیبانی می کنند، به طور معمول می توانید با استفاده از ابزار Hyper Terminal و یا به روش Telnet پروتکل SNMP را بر روی دستگاه PDU فعال سازید و با استفاده از MIB ارائه شده توسط کمپانی سازنده شاخص های عملکردی این دستگاه را تحت نظارت قرار دهید.

از جمله شاخص هایی که به طور معمول بر روی تجهیزات PDU مانیتور می شوند عبارتند از:

MAINPDU

 ولتاژ خروجی اسمیPDU Nominal Output Voltage
تعداد فازPDU Number Phases
تعداد پانل هایPDU Number Panels

PDUINPUT

 فرکاس ورودیPDUFrequency
ولتاژ ورودیPDUInputVA
توان ورودیPDUInputPower
ضریب توان ورودیPDUInputPowerFactor
واحد ولتاژ ورودیPDUInputVoltageUnits
تعداد فاز های ورودیPDUInputNumPhases

PDUOUTPUT

 فرکاس خروجیPDUFrequency
ولتاژ خروجیPDUOutputVA
توان خروجیPDUOutputPower
ضریب توان خروجیPDUOutputPowerFactor
واحد ولتاژ خروجیPDUOutputVoltageUnits
تعداد فاز های خروجیPDUOutputNumPhases

نحوه مانیتورینگ کردن تجهیزات دستگاه PDU چطور است؟

بیشتر دستگاه های PDU از پروتکل SNMP پشتیبانی می کنند و شما این قابلیت را در اختیار دارید که با استفاده از ابزار Hyper Terminal و یا با استفاده از روش Telnet  پروتکل SNMP را روی دستگاه PDU خودتان فعال سازی نمایید و از آن طرف هم می توانید با استفاده از MIB که از طرف شرکت و کمپانی سازنده شاخص های عملکردی ارائه می شود، دستگاه PDU تان را تحت نظارت خودتان قرار دهید.

دسترسی به PDU و ویژگی های شبکه

نظارت بر ویژگی های مهم کمک زیادی نمی کند مگر اینکه مدیران بتوانند به راحتی به داده ها دسترسی پیدا کنند. به دنبال PDU هایی که دسترسی LAN چند منظوره را از طریق سرور وب یا CLI ارائه می دهند.

سرور ساخته شده در وب و سیستم عامل اجازه می دهد تا مدیران برای ردیابی وضعیت فعلی PDU و بررسی داده های اندازه گیری در طول زمان انجام گیرد. رابط وب گزینه های قابل برنامه ریزی مانند تنظیم آستانه هشدار و گزینه های تله های پروتکل مدیریت شبکه ساده یا سایر گزینه های هشدار ایمیل را امکان پذیر می سازد. PDU ها با پشتیبانی وب سرور معمولا از ویژگی های امنیتی Secure Sockets Layer و Secure Shell پشتیبانی می کنند و ممکن است از ویژگی های شبکه مانند پروتکل پیکربندی میزبان پویا، Active Directory و پروتکل دسترسی آسان دایرکتوری دلخواه پشتیبانی کند. جدیدترین PDU ها از پروتکل های شبکه IPv4 و IPv6 است که برای آدرس دستگاه پشتیبانی می شوند.

PDU ها با پشتیبانی CLI از رابط های سریال سنتی مانند Telnet یا RS-232 استفاده می کنند. در حالی که رابط کاربری ساده تر از دسترسی به وب سرور است، یک تکنسین باید به طور مستقیم به PDU دسترسی داشته باشد تا اتصال برقرار شود. CLI همچنین نیاز به درک خوبی از مجموعه فرمان PDU دارذ که می تواند گسترده باشد. با توجه به حجم کار فعلی مدیران فناوری اطلاعات، مدیریت CLI و Telnet کمتر جذاب از پورتال مبتنی بر وب است.

چه PDU rackmount می تواند از سوئیچ قدرت ساده به یک ابزار اندازه گیری و نظارت هوشمند تبدیل شده است. اطلاعات دقیق قدرت و اطلاعات محیط زیست PDU می تواند به مراکز داده کمک کند که مصرف انرژی و بهره وری و همچنین رفتار حرارتی در هر قفسه را بهبود بخشد.

واحد پروتکل داده یا به اصطلاح  PDU

این واحد پروتکل داده در اصل اطلاعاتی است که به عنوان یک واحد، در بین دیگر اطلاعات مشترکی که بین شبکه ها وجود دارد از جمله اطلاعات آدرس، اطلاعات داده و اطلاعات کنترل ارائه می شود و در سیستم هایی که لایه ای مانند هستند، سیستم توزیع برق یا به اصطلاحPDU، نشان دهنده یک واحد از داده های از پیش مشخص شده در پروتکل یک لایه داده شده است که در برگیرنده اطلاعات داده های کاربر و همچنین اطلاعات کنترل پروتکل است.

اگر بخواهیم یک مقدار عمقی تر صحبت کنیم باید عنوان کنیم که PDU یک اصطلاح بسیار مهم مرتبط با چهار لایه اولیه مدل OSI به شمار می رود.

  • در لایه اول مقدار PDU کمتری وجود دارد
  • لایه دوم یک قاب است
  • لایه سوم یک بسته است
  • لایه چهارم هم یک بخش است
  • در لایه 5 و بالاتر از آن هم PDU به عنوان داده شناخته می شود

قابلیت ها و ویژگی های دستگاه PDU چیست؟

استفاده از دستگاه PDU می تواند استفاده بهینه، اداره کردن راحت تر و بهره وری بهتری از توان برق مصرفی در مراکز داده را برای شما به همراه داشته باشد

تجهیزاتی که به دستگاه PDU متصل هستند را می توانید با استفاده از یک برنامه روشن یا خاموش کنید

دستگاه PDU  این قابلیت را دارد که افزایش بار مصرفی برق را روی دستگاه هایی که متصل به خودش هستند، بررسی کند آن هم قبل از اینکه این دستگاه ها Fail شوند و همچنین این قابلیت را هم دارد که از این عمل جلوگیری کند

اکثر دستگاه های PDU از یک صفحه نمایش بهره می برند که مقدار برق و شاخص های آن را به نمایش می گذارد و از طریق ابزارهای مدیریتی آن هم به وسیله پروتکل SNMP  می توانید آن را مدیریت کنید

واحدهای توزیع برق (PDU)  و پنل‌های برق از راه دور (RPP)

این PDUهای سنتی و RPPها، برای توزیع، کنترل و نظارت بر توان بحرانی تامین شده از سیستم‌های بالادستی UPS به رک‌های IT، داخل فضای تاسیسات الکتریکی قرار داده می‌شوند. برای درک 5 روش توزیع برق در مرکز داده، به گزارش “مقایسه‌ی معماری‌های توزیع برق”  مراجعه شود. واحدهای PDU معمولا شامل یک کلید اصلی قطع مدار ، تابلو توزیع شاخه‌مدارها، ترانسفورماتور برق، کابل‌های خروجی برق، ضربه‌گیر و ماژول‌های کنترل و نظارت هستند. گاهی اوقات PDUهای دارای ترانسفورماتور ایزوله می‌تواند یک همپتانسیل سازی دیگر به زمین جهت مصارف پایین‌دستی IT ایجاد کنند؛ در مراکز داده در آمریکای شمالی، PDUهای دارای ترانسفورماتور برق در اصل برای کاهش از 480Vac به 120/208Vac به کار می‌روند در حالی که در ژاپن، از این PDUها برای کاهش 200Vac به برق تک فاز 100Vac در مصارف پایین‌دستی IT، استفاده می شود. یک PDU اغلب ظرفیتی معادل 50Kw تا 500Kw دارد.

کلید انتقال دستی قدرت یا همان سویچ ترانسفر استاتیکی(STS)، در کابین PDU یکپارچه شده و در فضای IT قرار گرفته یا این که در کابین‌های مستقل واقع در فضای تاسیسات الکتریکی قرار داده می‌شود.

مطابق شکل 1، یک STS دو ورودی از سیستم UPS و یک خروجی به سمت PDU پایین دستی دارد. معمولا از STS برای امکان نگهداری همزمان در پیکربندی با افزونگی توزیع شده، استفاده می‌شود. با STS، می‌توان در عین حفظ دائمی مصرف در توان محافظت شده، به این انتقال قدرت با سرعت زیاد (1/4 سیکل) بین دو سیستم ورودی UPS مختلف دست یافت. برای دریافت اطلاعات بیشتر به گزارش “تامین برق تجهیزات با یک کابل و دوشاخه در محیطی دو مسیره” مراجعه شود.

پنل‌های راه دور برق (RPP) همچون PDU بدون ترانسفورماتور بوده و در نتیجه، کوچک‌تر  بوده و سطح اشغالی در حد ابعاد تایل 2’×2’(4 فوت مربع تقریبا معادل 0.37 متر مربع) سقف کاذب دارد. ممکن است RPPها، تا چهار تابلو توزیع و یک سیستم نظارت را در بر گرفته تا بر را در رک‌های IT توزیع کنند. بیشتر مواقع، برق RPPها از طریق یک یا چند تابلو تغذیه فرعی PDU تامین می‌شود.