Спросите любого инженера, могут ли телекоммуникационные системы и инженерное оборудование сосуществовать без конфликтов, и вы услышите множество самых разных мнений. Помимо структурированной кабельной системы для поддержки функционирования информационных транспортных систем (голос, данные, видеонаблюдение, безопасность, автоматизация здания, пожарная сигнализация и контроль освещения) необходимы электрическая и механическая инфраструктуры. К каждой системе предъявляется свой набор требований, куда входит, кроме прочего, поддержка отдельных, но связанных функций. Как этого добиться?

РАЗЛИЧИЯ МЕЖДУ ТЕХНИЧЕСКИМИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫМИ ПОМЕЩЕНИЯМИ

В любом офисном здании есть три типа помещений: участок ввода (Entrance Facility, EF), аппаратная (Equipment Room, ER) и отсек связи (Telecommunications Room, TR), причем в небольшом здании все они могут находиться в одной комнате. Наиболее часто встречается ситуация, когда точку ввода и аппаратную размещают вместе, а отсеки связи располагают на каждом этаже.

В аппаратной устанавливают телекоммуникационное оборудование с главным или промежуточным кроссом. Отсюда осуществляется обслуживание всего активного оборудования и распределенной магистральной проводки вплоть до отсека связи для горизонтального распределения и розеток в рабочей области (Work Area Outlet, WAO). Кабельные трассы состоят из кабельных лотков, лестничных лотков, поднятых полов (Raised Access Flooring, RAF), стяжек и подвесов. Помимо сетей передачи голоса и данных, другие слаботочные сервисы могут включать КТВ, пожарную сигнализацию, системы автоматизации здания (Building Automation System, BAS) и аудио/видео оборудование. Иногда в целях избыточности или при наличии нескольких арендаторов обустраивают несколько аппаратных.

Отсек связи, обычно один на этаже, вмещает телекоммуникационное оборудование, кабельные окончания и кроссовое оборудование и обеспечивает сопряжение горизонтальной проводки с магистралью. Основные компоненты — шкафы и/или стойки с оборудованием. Пассивные компоненты — коммутационные панели, коммутационные кабели, соединительное оборудование. Активные компоненты — коммутаторы, концентраторы и маршрутизаторы, подключаемые к магистральной проводке.

Здание должно иметь по крайней мере один отсек связи на каждом этаже, но — в зависимости от размера дома — их может быть и больше. Международная консультационная служба строительной отрасли (Building Industry Consulting Services International, BICSI) рекомендует организовать несколько отсеков связи, если площадь этажа превышает 1000 м2. Кроме того, дополнительные отсеки связи необходимы, когда расстояние от кросса до рабочей розетки превышает 90 м.

Как в аппаратной, так и в отсеке связи, телекоммуникационное оборудование должно сосуществовать со вспомогательной электрической и механической инфраструктурой. Ключ к успеху состоит в том, что сначала надо определить требования и выбрать оборудование, которое будет установлено в одном помещении.

СООТНЕСЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МЕХАНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ

Интеграция оборудования и телекоммуникаций невозможна без тщательного планирования систем электропитания и охлаждения, прежде всего источников бесперебойного питания и электрической распределительной сети, а также систем кондиционирования помещения (Computer Room Air Conditioning, CRAC). Установка всего этого оборудования — механического, электрического и телекоммуникационного — в одном помещении требует координации, и эти вопросы необходимо решить заранее, на этапе проектирования. Для электрического оборудования предусмотрены нормы просветов, с тем чтобы обеспечить доступ к его компонентам. В свою очередь механическое оборудование нуждается в рабочих просветах для обслуживания узлов.

СОБЛЮДЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ

Что касается электрических требований, то необходимо учитывать ряд обстоятельств. Одно из важнейших — выбор ИБП для обесечения питания критичной нагрузки. ИБП бывают трех видов: резервные, линейно-интерактивные и с двойным преобразованием. В отсеках связи обычно устанавливают источники с двойным преобразованием. Эти устройства трансформируют входящий переменный ток в постоянный и заряжают резервный источник питания, которым обычно являются аккумуляторные батареи. Затем постоянный ток преобразуется инвертором обратно в переменный и подается на нагрузку. Данные устройства всегда активны (на линии), поэтому время переключения на батареи равно 0 и питаемое оборудование находится под постоянной защитой. Для упрощения обслуживания и во избежание риска протечки батарей устройства следует устанавливать в отдельном помещении — вне участков ввода, аппаратных или отсеков связи.

Другой момент касается распределения тока по помещению. Типовой подход состоит в размещении блоков распределения питания (Power Distribution Unit, PDU) внутри помещения реализуют трансформатор Класса K для снабжения нагрузки с требуемым коэффициентом гармоник, щитовую, подавление всплесков напряжения, мониторинг питания и точечное заземление в одном корпусе. Их располагают либо в ряду шкафов или стоек, либо по периметру помещения.

Для распределения питания по шкафам и стойкам могут использоваться панели дистанционного питания (Remote Power Panel, RPP). В этом случае трансформатор изымается из отсека связи и устанавливается в соседнем помещении. Щитовые помещают в ряду оборудования или по периметру здания. Для того чтобы облегчить обслуживание, параллельные цепи для оборудования должны быть отведены для каждого шкафа или стойки. Таким образом, аварийное отключение одной стойки не затронет другие.

Поскольку большая часть выпускаемого оборудования снабжена избыточными источниками питания, электрическую систему необходимо проектировать с учетом этого обстоятельства. В центре обработки данных уровня IV, в соответствии с определением Uptime Institue, она может состоять из двух подстанций с отдельными внешними линиями, двух систем ИБП и двух систем распределения тока. Так обеспечивается два активных электрических пути для поддержки оборудования: даже если один источник питания выйдет из строя, электроэнергию будет поставлять другой. Подобная схема позволяет осуществлять параллельное обслуживание, не подвергая риску критическую нагрузку.

Более простым системам не всегда нужен такой уровень избыточности, тем не менее, в их состав иногда вводят оборудование с двумя шнурами питания. В таком случае одна электропроводка и система ИБП могут поддерживать несколько PDU или RPP внутри помещения. Такой подход позволяет подключить оба шнура питания и (в определенной степени) допускает параллельное обслуживание: PDU «А» может быть обесточен, в то время как PDU «Б» питать нагрузку. Это осуществимо, только если каждая система PDU спроектирована так, чтобы справляться с поддержкой всей нагрузки. Хорошей практикой является проектирование нагрузки на уровне 40% для каждой системы.

ОБЕСПЕЧЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ СОВМЕСТИМОСТИ

Механическое охлаждающее оборудование для аппаратной или отсека связи должно быть столь же избыточным, как и электрическое. Для простых отсеков связи, где не требуется резервирование, достаточно вентиляторного теплообменника, а для сложных, с рядами стоек и шкафов с оборудованием, придется оборудовать такие системы, как CRAC. Если электрическая часть проекта предполагает избыточность по принципу «необходимая мощность плюс один» (N+1) с генератором в качестве резерва, то от системы охлаждения требуется обеспечение покрытия минимум N+1 и, вдобавок, подключение к источнику с резервным генератором. Во избежание перегрева и отключения телекоммуникационного оборудования бесперебойная работа последнего предполагает постоянное функционирование механического оборудования.

Инженер по системам кондиционирования обязан принять в расчет максимальное рассеивание тепла в комнате. Обычно эта величина устанавливается на основании списка оборудования, предоставляемого электриком и связистом. Если распределительная система трех рассматриваемых типов помещения проектируется в расчете на 300 Вт на квадратный метр, то система кондиционирования должна справляться с охлаждением площади до 300 Вт/м2. Как и в случае электрического оборудования, важно соблюдать необходимые просветы для обслуживания. Кроме того, проектировщику системных охлаждений следует ознакомиться с технологическими маршрутами вспомогательной системы трубопроводов или каналов во избежание нарушения каких бы то ни было допусков для электрического оборудования или блокирования доступа к кабелю или стойке с телекоммуникационным оборудованием.

В скоординированном применении нуждаются также системы пожарной сигнализации, противопожарной защиты и безопасности, а также освещение и акустика.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ В ДОВЕСОК

Функционирование электрического и телекоммуникационного оборудования невозможно без электрического заземления (grounding), намеренного соединения источника переменного или постоянного тока с землей, и телекоммуникационного заземления (bonding), соединением двух металлических объектов для выравнивания возможной разницы потенциалов.

Заземление электрического оборудования обеспечивает дополнительные меры безопасности, а выравнивание потенциалов телекоммуникационного оборудования создает эквипотенциальную матрицу в масштабе всего здания. Все системы заземления можно разделить на три типа. Заземляющий электрод создает нулевой опорный уровень напряжения для электрических систем и рассеивает токи от ударов молний.

Система заземления оборудования обеспечивает непрерывный путь для тока повреждения, снимая тем самым потенциально опасное напряжение с оборудования и отключая короткое замыкание путем открытия вышерасположенного устройства защиты от перегрузки по току.

Инфраструктура телекоммуникационного заземления выравнивает потенциалы между объектами при коротком замыкании в электрической цепи или ударах молнии.

Заземляющий электрод устанавливается в месте ввода сервиса в здание. В США такое требование зафиксировано в национальных электрических нормах (National Electric Code, NEC). Соответствующая система состоит из заземляющего электрода (заземляющий стержень, стальной каркас здания, водопроводная труба) и проводника заземляющего электрода. Именно в этом месте инфраструктура телекоммуникационного заземления соединяется с электрической системой. Соединив ее с заземляющим электродом и проведя эквипотенциальную магистраль в отсеки связи, можно выровнять напряжение между EF, ER и TR.

Типичная эквипотенциальная инфраструктура для телекоммуникационной системы состоит из главной телекоммуникационной заземляющей системы шин (Telecommunications Main Grounding Busbar, TMGB), расположенной в EF или ER, и телекоммуникационной выравнивающей магистрали (Telecommunications Bonding Backbone, TBB). Система шин соединена с общей точкой заземления электрического сервиса, где происходит соединение с системой заземляющего электрода. Далее телекоммуникационная инфраструктура отделяется от системы заземления электрического оборудования.

TBB также отделена от электрического заземления и предназначена для соединения множества отсеков связи с TMGB при одном соединении с электрическим сервисом. Она разветвляется в EF и TR к шине земли, у которой должно быть экзотермическое соединение со стальной конструкцией и привязка к электрическому оборудованию, находящемуся в помещении (щитовые, PDU или RPP). В конечном итоге TBB выравнивает потенциалы между оборудованием в комнате связи. Шина земли необходима, когда требуется несколько выравнивающих соединений.

TMGB и TGB предоставляют выравнивающие соединения для всего оборудования в помещении, в том числе для стоек и шкафов, кабельных лотков, лестничных лотков, механического и электрического оборудования, трубопроводов и других металлических объектов.

ПРИМЕНЕНИЕ ПУНКТА 645 NEC

Статья 645 NEC содержит рекомендации по установке электрического оборудования в комнате, где расположено оборудование ИТ. При соблюдении требований к установке электрического оборудования, изложенных в Главах 1-4, статья 645 неприменима. Предназначение этой статьи — ослабление требований к проводке и разрешение на применение других кабелей, помимо пленумных, под фальшполом. NEC указывает на необходимость выполнения следующих пяти пунктов:

  • наличие устройства отключения питания электронного оборудования и системы HVAC, обслуживающей ER или TR;
  • применение отдельной системы HVAC для помещения или вентиляционных решений для удаления дыма, если HVAC обслуживает другие области;
  • установка только разрешенного информационного оборудования. NEC определяет его как компьютерное оборудование корпоративного и промышленного назначения. Иначе говоря, данное положение не относится к помещениям, где находятся персональные компьютеры;
  • доступ в помещение только для обслуживающего персонала;
  • изоляция помещения от остальных комнат огнеупорными стенами, полами и потолками.

Для ИТ основным вопросом оказывается отключение всего находящегося в помещении оборудования. Данное устройство больше известно как кнопка чрезвычайного отключения питания (Emergency Power Off), которая обычно располагается возле двери. Все избыточные средства, предназначенные для обеспечения функционирования основного оборудования — ИБП, генераторы, PDU и т.д. — могут быть выведены из игры одним нажатием кнопки.

Такой ситуации можно избежать при проектировании помещения в соответствии с Главами 1-4 NEC. Согласно этим разделам, кабелепроводы и кабельные каналы должны быть защищенными, кабели и шнуры — пленумными, а их прокладка через уплотняющее кольцо или открытую плитку в фальшполу запрещается. При соблюдении этих правил можно не устанавливать вызывающую общий отказ EPO, но, поступая таким образом, вы теряете в гибкости, да к тому же начальные затраты будут выше.

КАК СОБРАТЬ ПАЗЗЛ

Нередко из виду упускается тот факт, что в комнате связи находятся далеко не одни информационные транспортные системы. Для поддержки качественной связи механическое, электрическое и телекоммуникационное оборудование должно гармонично сосуществовать. Этот процесс начинается на этапе проектирования, когда определяются и согласовываются потребности всех заинтересованных сторон. Только при таком условии удастся создать функционально надежное, соответствующее нормативам помещение, где бесперебойная работа оборудования будет обеспечиваться на протяжении многих и многих лет.

Брент Лемкуль — глава Applied Technology Group of RTKL, одной из крупнейших мировых проектных и инженерных компаний. Он имеет 12-летний опыт работы в качестве инженера-электрика, принимал участие в проектировании электрических систем для правительства, корпораций и университетов. С ним можно связаться по адресу: blehmkuhl@rtkl.com.

© Cabling Business