Когда речь заходит о катастрофических объемах выбросов СО2 в атмо-сферу, в первую очередь упоминают автомобили, тяжелую промышленность и электростанции. Недавние изыскания в области экологии выявили еще один фактор: значительное воздействие на окружающую среду оказывают информационные технологии. Одно из исследований Gartner Group показало, что вклад отрасли ИТ в глобальную эмиссию СО2 составляет 2%, т.е. столько же, сколько создает вся авиационная промышленность!
Стремление к снижению вредного воздействия парникового эффекта привело к появлению ряда целевых международных программ в области информационных технологий. Глобальные инициативы в этой области нацелены на достижение «энергетической эффективности в зданиях — Green Buildings» и ставят задачу снизить нагрузку на окружающую среду со стороны жилых и общественных зданий.
Международный совет по «зеленым» зданиям (World Green Building Council, WGBC) объединяет в своем составе представителей следующих стран: США, Канады, Мексики, Великобритании, Объединенных Арабских Эмиратов, Индии, Тайваня, Японии, Австралии и Новой Зеландии. В настоящее время желание участвовать в экологических программах высказали также Аргентина, Бразилия, Чили, Египет, Германия, Греция, Гватемала, Гонконг, Израиль, Корея, Нигерия, Панама, Филиппины, Швейцария, Турция и Вьетнам.
Естественно, основные усилия направлены на разработку возобновляемых источников энергии и принятия мер по энергосбережению как для возводимых, так и построенных зданий. Однако довольно существенного эффекта в этом направлении можно достигнуть за счет оптимизации кабельной инфраструктуры. Американский совет по «зеленым» зданиям (U.S. Green Building Council, USGBC) издал директивы по энергоэффективному и экологическому проектированию зданий (Leadership in Energy and Environmental Design, LEED), где даются рекомендации по измерениям на каждом этапе жизненного цикла зданий различных типов. Несмотря на наличие региональной специфики, большинство участников WGBC руководствуется в своей деятельности правилами LEED.
В соответствии с рекомендациями LEED имеются несколько способов реализации кабельной проводки, отвечающей экологическим требованиям, которые необходимо выполнить для дальнейшей сертификации здания.
Меры по экономии электроэнергии в ЦОД приобретают все большее значение. Это обусловлено тем, что, согласно проведенным исследованиям, расходы на электроэнергию в современном ЦОД составляют от 30 до 50% всего текущего бюджета. Примерно половина расходуемой электроэнергии потребляется серверами, коммутаторами, маршрутизаторами и другими активными компонентами, в то время как оставшаяся часть идет на охлаждение этих устройств. В результате возникает порочный круг: мощность системы охлаждения увеличивается пропорционально росту мощности активного оборудования.
Принципиальным условием достижения высокой эффективности охлаждения является тщательная проработка проекта кабельных трасс, выполнение всех проектных решений в процессе прокладки кабелей и своевременное техническое обслуживание, так как в противном случае значительно затрудняется циркуляция охлаждающего воздуха (см. Рисунок 1). Отраслевые стандарты, в частности, TIA-942 и аналогичные ему документы, определяют правила построения ЦОД. Они рекомендуют выбирать решения таким образом, чтобы горизонтальная и магистральная части проводки предусматривали возможность расширения без переделки кабельной системы.
Дело в том, что любые работы по наращиванию и модернизации кабельной системы неизбежно сопровождаются удалением части напольных плиток, в результате под полом снижается статическое давление охлаждающего воздуха. Еще одно обязательное требование — оптимальная прокладка кабелей. Иначе говоря, надо сделать так, чтобы пучки кабелей не мешали циркуляции потоков охлаждающего воздуха. Более того, сама структура расположения линейных кабелей должна способствовать направлению потоков охлаждающего воздуха в холодные коридоры.
Значительное число вычислительных центров старой постройки плохо приспособлено к выполнению операций перемещения, добавления и изменения конфигурации, что, как правило, проявляется при замене старых кабелей. Наличие неиспользуемых кабелей приводит к чрезмерному заполнению кабельных трасс и препятствует прохождению охлаждающего воздуха. Одно из отрицательных последствий такой ситуации — повышение расхода электроэнергии из-за менее эффективного функционирования системы охлаждения. Одно только это обстоятельство оказывается более чем веской причиной для удаления ненужных кабелей.
Кроме того, материалы, из которых изготовлены оболочки кабелей старых типов не соответствуют требованиям директив RoHS в отношении охраны окружающей среды, так как увеличивают риск возникновения пожара. Вдобавок под воздействием высокой температуры они выделяют очень большое количество токсичных галогенсодержащих газов. Наряду с решением задач улучшения охраны труда и устранения опасности здоровью надлежащая утилизация удаляемых кабелей предотвращает загрязнение окружающей среды.
Конечно, удаление старых кабелей благоприятным образом сказывается на экологической обстановке. Тем не менее более выгодно минимизировать количество неиспользуемых впоследствии каналов путем оптимизации управления. Существенную помощь могут оказать системы интеллектуального управления кабельной инфраструктурой, внедрение которых заметно упрощает выполнение процедур перемещения, добавления и изменения.
Если правильное проектирование кабельных каналов и постоянный контроль степени их заполнения способствуют экономии электроэнергии, то благодаря применению современной системы интерактивного управления кабельной системой можно сократить количество подключенных к ней активных компонентов. Использование подобной системы в сочетании с централизованной схемой построения СКС позволяет задействовать в ЦОД все порты коммутаторов. Количество неиспользуемых портов снижается до минимума, что, в свою очередь, уменьшает уровень потребляемой мощности и сокращает расход энергии, необходимой для охлаждения.
Правильный выбор кабелей — в интересах заказчика информационной системы, так как он заинтересован в максимальной продолжительности эксплуатации своей системы. Наибольшей широкополосностью в настоящее время обладают кабельные системы Категории 7, или Класса F. В ближайшее время будут официально ратифицированы стандарты на кабельные системы Категории 7А, или Класса FА. Последние позволяют реализовать каналы передачи с шириной полосы пропускания до 1000 МГц, что заметно превышает требования к линейному тракту, предъявляемые системами со скоростью передачи 10 Гбит/с. К тому же эта техника является полностью обратно совместимой со своими предшественниками.
С учетом таких экономических параметров решения, как возврат инвестиций и совокупная стоимость владения, по истечении полного периода эксплуатации СКС с худшими характеристиками окажется для ее пользователя более дорогой. В соответствии с программой «зеленых» зданий снижение экологической нагрузки в процессе эксплуатации предполагает экономию расходных материалов. Это еще один существенный довод в пользу применения кабельной системы более высокого качества.
Например, заказчик может остановить свой выбор на кабельной системе Категории 5е. Однако такая СКС устареет уже через несколько лет, и ее придется заменять, если возникнет потребность доставки на рабочее место пользователя 10GBaseT. Переход на системы Категории 6 тоже не решает проблемы, поскольку это оборудование требует дополнительных инсталляционных работ по замене стационарных линий, для которых протяженность линейного кабеля превышает определенное пороговое значение. И тот и другой сценарии явно нежелательны для владельца кабельной системы ввиду дополнительной экологической нагрузки и расхода материалов. Заметно меньшее количество удаляемых и вновь прокладываемых кабелей сокращает расход меди, алюминия и других природных ресурсов.
Разработчики компонентов структурированных кабельных систем при переходе к следующему поколению продуктов всегда стремятся улучшить потребительские свойства своих изделий. При внедрении кабельных систем классов F и FА переход на полностью экранированную технику, например, на разъемы Tera, позволяет радикально снизить вредное взаимное влияние отдельных цепей передачи, находящихся в одном канале. Это положительно сказывается на энергопотреблении активных компонентов, так как позволяет применять процессоры цифровой обработки сигналов DSP с меньшей производительностью. Исследование, проведенное компаниями Siemon и Keyeye Kommunications, показали, что в случае применения полностью экранированной кабельной системы общая мощность потребления микросхем сетевых интерфейсов 10GBaseT уменьшается примерно на 20% (см. Рисунок 2). Это достигается главным образом за счет сокращения нагрузки на процессор по подавлению переходных помех на ближнем и дальнем конце.
Снижение мощности межкабельных наводок положительным образом сказывается и на отношении сигнала к шуму в тракте передачи, и на надежности связи. Применение кабельных систем классов F и FА позволяет заметно снизить уровень внешнего излучения. В свою очередь это дает возможность ослабить требования к процессорам приемников и передатчиков сетевых интерфейсов, а также уменьшить мощность потребления активного оборудования, когда протяженность кабельных трактов близка к 100 м.
Питер Бройер — региональный директор в регионе EMEA компании Siemon.
© AWi Verlag