Панель Питания и Управления ППУ = Мониторинг + ИБП + ВРУ

Представляем Вашему вниманию устройство мониторинга телекоммуникационных шкафов – Панель Питания и Управления – ППУ.

Впервые в одном корпусе объединён функционал сразу нескольких устройств, необходимых для обеспечения жизнедеятельности шкафа: контроллера для мониторинга шкафа, источника бесперебойного питания и вводно-распределительного устройства, который является, по сути, блоком розеток со счётчиком.

Именно благодаря такому конструктивному исполнению достигается экономия места внутри телекоммуникационного шкафа, снижается количество проводов, а значит, увеличивается надёжность и ремонтопригодность системы и снижаются трудозатраты на её монтаж и обслуживание.

НО, ДАВАЙТЕ, НАЧНЁМ СНАЧАЛА…

Постановка задачи к нам пришла из нашей специальной области – телекоммуникаций и связи. Вот уже несколько лет мы производим недорогие контроллеры для шкафчиков, обеспечивающих широкополосный доступ в интернет по технологии «оптика до дома» (FTTB). FTTB является одной из самых распространённых и эффективных технологий, позволяющей провайдеру быстро и без больших капитальных вложений «достучаться» до клиента.

К сожалению, в некоторых случаях простота реализации технических средств оборачивается определённым упрощенчеством, когда оборудование собирается «с бору по сосенке», монтируется в подходящий железный ящик – и готово.

Справедливости ради следует отметить, что фактически на рынке отсутствует оборудование, которое требуется оператору данной услуги. Столь безрадостная картина объясняется просто: до последнего времени никто не разрабатывал технику специально под данную задачу.

Действительно, что представляет собой современное оконечное оборудование FTTB, размещаемое в жилых домах? В самом «аскетичном» варианте это более или менее вандалоустойчивый железный ящик конструктива 19”, включающий оптический кросс, медиаконвертер, коммутатор (один или несколько), «патч-панель», от которой кабели UTP 5 идут к абонентам. И всё (см. рис. 1).

Рис. 1. «Аскетичный» вариант компоновки шкафа FTTB

В самом «богатом» варианте – это шкафы, которые комплектуются (в том числе, и при нашем участии как производителя средств мониторинга) дополнительными компонентами (см. рис. 2). Здесь, кроме обязательного телекоммуникационного оборудования, присутствуют три компонента, которые обеспечивают жизнедеятельность шкафа: источник бесперебойного питания (ИБП), вводно-распределительное устройство (ВРУ) и микропроцессорный контроллер (МК).

Рис. 2. «Богатый» вариант компоновки шкафа FTTB

Таким образом, все задачи обеспечения жизнедеятельности шкафа FTTB решаются тремя разнородными устройствами, выпускаемым тремя разными производителями. А что, если объединить все эти функции в одном блоке? Данная простая и логичная мысль легла в основу нового решения технических специалистов ООО «Технотроникс» – устройства под названием Панель Питания и Управления — ППУ.

ПАНЕЛЬ ПИТАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ (ППУ) – ТРИ В ОДНОМ!

Итак, ППУ действительно совмещает в себе функции ИБП, ВРУ и МК (см. рис. 3). «Синергетический эффект» (модное словечко!) от такого объединения очевиден. Уменьшается количество отдельных блоков, экономится пространство в шкафу (минимум на пару «юнитов»), минимизируются связи и т.п. В конечном счёте, кардинально повышается надёжность выполняемых функций. А ещё появляется возможность повысить их качество и «глубину».

Рис. 3. Структурная схема ППУ

МОДИФИКАЦИИ УСТРОЙСТВА

Доступны 2 модификации устройства:
ППУ без блока для установки счётчика электроэнергии. Данная модификация устройства предполагает установку внешнего счётчика электроэнергии либо в том же шкафу FTTB, либо в отдельном щитке, расположенном рядом с основным шкафом;

Рис. 4. Внешний вид ППУ

ППУ-С с блоком для установки счётчика электроэнергии. В корпусе устройства предусмотрен специальный отсек, в который монтируется УЗО и счётчик электроэнергии.

Рис. 5. Внешний вид ППУ-C

CОСТАВ УСТРОЙСТВА

• Источник бесперебойного питания для коммутаторов;
• Блок измерений основных параметров: наличие входного напряжения, его величина и частота, уровень заряда батареи, температура внутри шкафа;
• Блок климат-контроля с возможностью управления внешним обогревателем и/или кондиционером для поддержания рабочей температуры оборудования;
• Блок контроля доступа, который позволяет установить наблюдение за шкафом FTTB, и в случае несанкционированного доступа принять необходимые меры;
• Звуковая сигнализация при несанкционированном проникновении на объект;
• Блок «жизнеобеспечения» оборудования, который выполняет постоянную диагностику канала связи при помощи запросов PING и в случае отсутствия ответа выполняет перезапуск коммутаторов для восстановления функциональности;
• Блок сбора показаний со счётчика электроэнергии;
• Встраиваемый счётчик электроэнергии (в модификации устройства ППУ-С).

ИНТЕГРИРОВАННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ППУ

Опишем работу нового устройства в привычных для нас, разработчиков, понятиях: «постановка задачи — реализация функции».

1. ОХРАНА.

Постановка задачи: Излишне говорить про современный разгул воровства и вандализма…

Реализация функции: Кроме датчиков открытия двери шкафа и удара (вибрации), устройство располагает узлом авторизации доступа (ЧИП-считыватель) и тревожным звуковым оповещателем (сирена). Сирена включается автоматически при сработке датчика удара либо при открывании двери шкафа и не выполненной субъектом авторизации. Интенсивность звукового давления, развиваемая сиреной, весьма высока – на уровне болевого порога. Благодаря наличию узла ИБП, сирена будет работать даже при полном обесточивании шкафа, обрыве канала связи и т.п. В результате, шкаф приобретает функции самостоятельной активной защиты от хищения (вандализма).
Кроме того, ППУ позволяет контролировать межподъездный медный кабель. Чтобы поставить кабель под охрану, нужно выделить в кабеле свободную пару, замкнуть её накоротко на обратном конце и включить в разрыв шлейфа дверного датчика. Дело сделано.

2. КЛИМАТИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ И ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ.

Постановка задачи: Как известно, шкафы FTTB часто размещают на чердаках и в подвалах жилых домов, где они «мёрзнут» зимой и перегреваются летом. А там и до пожара недалеко.

Реализация функции: ППУ комплектуется цифровым датчиком температуры со штеккерным разъёмом и гибким проводным соединителем длиной 50 см. Такая конструкция позволяет размещать датчик непосредственно в точке возможного максимального нагрева. Цифровое значение измеренной температуры передаётся в центр. Кроме того, ППУ содержит специальную «климатическую» управляемую розетку ~220 Вольт, в которую могут быть включены либо электровентиляторы (охлаждение), либо ТЭНы (нагрев). Пороговые значения температур, по достижении которых автоматически включается нагрев либо вентиляция, могут задаваться и изменяться пользователем из ДЦ. Таким образом, ППУ способна самостоятельно регулировать температуру внутри шкафа, не допуская перегрева или переохлаждения оборудования.

3. ОРГАНИЗАЦИЯ КАЧЕСТВЕННОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ С РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ.

Постановка задачи: Состояние электропитающих вводов в жилых домах общеизвестно. Они, как правило, спроектированы по нормам 60-х годов и не выдерживают нагрузок, создаваемых современной бытовой техникой. Как следствие — броски и провалы в силовой сети, питающей шкаф. И соответствующее качество интернета – низкое, далеко не достигающее заявленных скоростей. Или полное его (интернета) пропадание.

Реализация функции: Функцию организации питания с резервированием выполняет узел ИБП, встроенный в ППУ. Этот узел построен специально под конкретных потребителей, каковыми являются коммутаторы-маршрутизаторы Fast Ethernet. Он лишён недостатков ИБП, спроектированных для других целей:

• форма выходного сигнала нашего ИБП не создаёт помех, способных снизить скорость обмена данными. В то же время ИБП, не специализированные для работы с коммутаторами, имеют выходной сигнал в форме так называемой «модифицированной синусоиды». Под этим красивым названием скрывается тот факт, что устройство, фактически, представляет собой генератор прямоугольных импульсов амплитудой 220 Вольт и частотой 50 Гц. Соседство такого источника помех с Ethernet весьма нежелательно, поскольку никто не знает, в каком спектре и с какой амплитудой возникнут наводки, способные серьёзно снизить скорость обмена данными;
• все параметры нашего узла ИБП измеряются и передаются в Диспетчерский Центр (ДЦ) в общем пакете сигнализации, то есть никакого конвертирования интерфейсов в данном случае не требуется. Неспециализированные же ИБП, как правило, работают по протоколу RS232, следовательно, для обмена с ДЦ через Ethernet необходим дополнительный «посредник».
• наличие достаточного количества розеток для подключения всех резервируемых и нерезервируемых потребителей. У ИБП, не проектировавшихся специально для шкафа FTTB, элементарно не хватает силовых розеток.

Данный ИБП спроектирован с учётом особенностей объекта и лишён недостатков ИБП, созданных для других целей. При использовании стандартных ИБП переход на питание от батареи происходит с перепадом напряжения, длительность которого, приблизительно, равна 20-60 мс — этого достаточно, чтобы нарушить работоспособность коммутатора. ИБП разработки «Технотроникс» имеет существенное преимущество — переход на резервное питание происходит без «провалов» напряжения, что исключает возможность «зависания» коммутаторов (также об этом смотрите в ВИДЕОРОЛИКЕ).

Рис. 6. ППУ спроектирован специально для шкафов FTTB, поэтому его выходной сигнал не создаёт помех работе коммутаторов

Рис. 7. Отображение данных о работе ИБП в ПО «КУБ-ТТх»

4. БОРЬБА С «ЗАВИСАНИЯМИ» ЭЛЕКТРОННОЙ «НАЧИНКИ» ШКАФА. ДИСТАНЦИОННОЕ И АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ КОММУТАТОРАМИ.

Постановка задачи: «Зависание» оборудования и, как следствие, временная потеря его работоспособности отчасти объясняется низким качеством электропитания, отчасти – конструктивными недоработками. Ведь не секрет, что главным критерием выбора конкретного типа приборов является цена. И это отнюдь не способствует их надёжной работе. Способ «лечения» данной болезни также общеизвестен – кратковременное снятие силового питания с последующей повторной подачей. Если для подобной процедуры требуется визит техника, то «удовольствие» получается дорогим. А на период ожидания «реаниматора» все абоненты остаются без услуги. Таким образом, весьма желательно сделать перезагрузку по питанию дистанционной (если оборудование не потеряло способность воспринимать команды) либо автоматической (если перезагрузить коммутаторы можно только «изнутри»).

Реализация функции: ППУ способна выполнять оба перечисленных вида перезапуска по питанию коммутаторов – как внешний (дистанционный), так и внутренний. В составе ППУ имеются управляемые розетки ~220 Вольт, обеспечивающие физическую реализацию разрыва/подачи питания. В эти розетки и включаются коммутаторы. Более никаких внешних коммутирующих элементов не требуется.

5. ДИСТАНЦИОННОЕ СНЯТИЕ ПОКАЗАНИЙ С ПРИБОРОВ УЧЁТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ.

Постановка задачи: Полезность данной функции особых комментариев не требует. Понятно, что ежемесячно обходить все дома и подъезды, где установлены шкафы FTTВ и вручную списывать показания счётчика – дело малоприятное и хлопотное. С другой стороны, совсем не устанавливать счётчик и вслепую оплачивать счета, выставляемые ТСЖ и управляющими компаниями – значит многократно переплачивать за недостоверные цифры.

Реализация функции: Существует отдельная модификация устройства под наименованием ППУ-С, которая содержит встроенный счётчик электроэнергии. Данные с импульсного (телеметрического) входа счётчика суммируются, хранятся и передаются в общем пакете в ДЦ. Если по ТУ Заказчика требуется устанавливать отдельный внешний счётчик, то и в этом случае обеспечивается снятие показаний с него.

Фото 8. Шкаф FTTB на два коммутатора с ППУ

ТАКИМ ОБРАЗОМ….

Благодаря вышеизложенному, уникальная система мониторинга на базе ППУ позволяет:

• выполнять целый спектр важных функций:
  • организацию качественного электропитания с резервированием,
  • охрану шкафа FTTB,
  • пожарную безопасность, контроль и регулирование температуры,
  • перезапуск зависшего сетевого оборудования,
  • снятие показаний с электросчётчика,
  • контроль межподъездного кабеля,
  • мониторинг телекоммуникационных шкафов серверных комнат;
• минимизировать количество отдельных блоков и соединительных проводов, а значит, обеспечить порядок и сэкономить место в шкафу как минимум, на пару «юнитов»;
• кардинально повысить надёжность системы безопасности и мониторинга шкафа FTTB, упростить её монтаж и эксплуатацию.

В марте 2013 года система на базе панели ППУ получила патент. К слову сказать — это наш 30-ый, юбилейный патент.

Обо всех преимуществах и возможностях системы на базе ППУ Вы можете узнать из нашего видеоролика:

Автор: Technotronics

Источник