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邮编11002113332410320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。一、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λ(t)遵循下面的浴盆曲线：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电源系统或设备在运行初期的故障失效率λ（t）较高，如图2，主要是由于设计缺陷、元器件质量、制造技术、安装调试问题等方面产生的系统故障，一般成批出现，称为早期失效期。设备出厂前进行整机检验和环境老化处理是预防早期失效的主要方法。早期失效的问题全部发现和解决后，电源系统或设备失效率λ（t）迅速下降，趋于稳定，一直到寿命后期的故障高发阶段为止，很少发生失效，故障的产生原因具有随机性，这个期间叫做偶然失效期。在偶然失效期内，失效率λ（t）近似为常数λ，这一阶段是电源系统或设备的可靠工作期，也是最佳状态期，电源系统或设备的使用寿命主要取决于这一阶段的时间。电源系统或设备在偶然失效期内的失效服从指数分布，其可靠度：R（t）=e−λt（公式2）•偶然失效期也决定着产品的寿命。对可维修产品而言，其平均寿命是指两次故障间的时间平均值，称平均故障间隔时间，用MTBF表示（MeanTimeBetweenFailures）。它代表的物理含义是电源系统或设备无故障工作时间的平均值。MTBF=∫0+∞R(t)dt=∫0+∞e−λtdt=1λ（公式3）从公式5我们可以得出，电源系统或设备的平均无故障工作时间与瞬时失效率成倒数关系。称平均故障间隔时间长，瞬时失效率就低。二、UPS主机的选型对于网络服务器等重要负载而言，只要出现瞬间的供电中断故障，就可能会导致网络瘫痪，那时无论釆用什么措施来缩短UPS的维修时间，也无法弥补长达几十分钟到几小时的网络恢复时间所造成的危害。因此给网络服务器等重要负载供电的设备必须选用MTBF指标高的、性能先进的名牌产品。MTBF参数是电源系统或设备选型最重要的指标之一。YD/T1051-2000《通信局（站）电源系统总技术要求》对交流不间断电源设备的可靠性规定如下：在使用寿命期间内，MTBF应≥1×105h，即11.4年，现在进入中国市场UPS的MTBF一般都在10万小时以上，有的UPS标明MTBF是330万小时，不同品牌UPS的可靠性指标是有明显差别的。大量的UPS运行实践表明：额定输出功率大于15KVA的大容量UPS，其MTBF值较大，可靠性也较高。因此，当我们在规划、设计给IDC机...
