Eaton: Automatische Transferschalter Redundante Stromversorgung leicht gemacht

Anstatt jedes Rack mit zwei USV-Anlagen abzusichern, lässt sich mittels Eatons automatischem Transferschalter (ATS) 
eine kostengünstige N+1-Redundanz mit weniger USVs erzielen.
Anstatt jedes Rack mit zwei USV-Anlagen abzusichern, lässt sich mittels Eatons automatischem Transferschalter (ATS) eine kostengünstige N+1-Redundanz mit weniger USVs erzielen.

In kleinen und mittelgroßen Rechenzentren haben Server und Netzwerkgeräte oft nur ein Einzelnetzteil. Um trotzdem eine redundante Stromversorgung zu realisieren und so die Ausfallsicherheit zu erhöhen, »empfiehlt sich der Einsatz automatischer Transferschalter«, sagt Eaton-Manager Simon Feger.

Dass betriebskritisches IT-Equipment und Server redundante Netzteile mit jeweils separatem Strompfad haben, gehöre in modernen Rechenzentren heute zum Standard, versichert Simon Feger, Field Product Management D-A-CH bei der Eaton Electric GmbH. Wird eine der beiden unabhängigen Zuleitungen (A/B-Feed) unterbrochen, werden die Server über den verbleibenden Stromanschluss weiterversorgt. In kleineren Firmenrechenzentren oder Serverräumen ist die Ausgangslage dagegen oft weniger günstig: Server und Netzwerktechnik sind dort kleiner dimensioniert und haben oft auch aus Kostengründen nur ein Einzelnetzteil. Zwei unabhängige Netzzuleitungen sind hier schon aus technischen Gründen nur selten umsetzbar. Das bedeutet prinzipiell eine höhere Ausfallgefahr mit entsprechenden Risiken für den Geschäftsbetrieb. Netzwerkswitches oder Firewalls für KMU-Umgebungen etwa sind in der Regel nur mit einem Netzteil ausgestattet. Kommt es hier zu einer Unterbrechung, kann das dazu führen, dass in großen Teilen des Unternehmens kein Netzwerkzugriff mehr möglich ist oder sich Anwender nicht mehr per Fernzugriff authentifizieren können. »Im Interesse der Betriebssicherheit ist es deshalb empfehlenswert, gerade an neuralgischen Stellen der IT-Infrastruktur eine redundante Stromzufuhr bereitzustellen«, betont der Eaton-Manager.
Abhilfe als flexible und kostengünstige Möglichkeit schafft der Einsatz automatischer Transferschalter (Automatic Transfer Switch, ATS): »Sie ermöglichen es, auch Server oder Netzwerkgeräte mit nur einem Netzanschluss über zwei verschiedene Stromzufuhren zu speisen«, erläuter Feger. Eingangsseitig lassen sich zwei unabhängige Stromquellen (wie etwa Netzstrom, USV-Systeme oder auch Notstromaggregate) an den Transferschalter anschließen, wobei eine Primär- und eine Sekundärquelle definiert werden. Fällt die Primär-
quelle aus, schaltet der Switch unterbrechungsfrei auf die Sekundärquelle um. Das Umschalten erfolgt dabei binnen etwa 8 ms und liegt damit innerhalb der Unterbrechungsspanne, die ein IT-Netzteil gemäß den international gültigen Vorgaben der ITIC (Information Technology Industry Council) tolerieren muss. Für den Anschluss der IT-Technik sind am ATS ausgangseitig je nach Modell entweder mehrere Kaltgeräteanschlüsse oder Kabelverschraubungen verfügbar.

N+1-USV-Redundanz
für kleinere IT-Umgebungen

Die vielleicht interessanteste Einsatzmöglichkeit für automatische Transferschalter ergibt sich, wenn wie heute vielerorts üblich zwischen Netzzugang und IT-Equipment ein batteriegestütztes System zur unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) geschaltet ist. Solche USV-Systeme werden aus Verfügbarkeitsgründen grundsätzlich redundant ausgelegt. »Die herkömmliche Redundanzlösung besteht heute aus einer N+1-Redundanz, bei der stets ein USV-System mehr vorgehalten wird, als zur Stützung der Verbraucherlast eigentlich erforderlich ist«, erläutert Feger. Realisiert wird dieses Redundanzlevel meist dadurch, dass jedes Rack mit zwei USV-Systemen abgesichert ist.
Pro Verbraucher zwei USV-Anlagen vorzuhalten, ist allerdings recht kostenintensiv. Insbesondere die USV-Batterien stellen einen erheblichen Kostenfaktor dar, der umso höher ausfällt, je länger die Batterien den IT-Betrieb bei Stromausfall stützen sollen. Automatische Transferschalter eröffnen hier einen eleganten Ausweg: Jedem Rack wird nur ein USV-System fest zugeordnet, welches jeweils am Primäreingang des ATS anliegt. Die zusätzliche USV für die N+1-Redundanz hingegen wird stets einer Gruppe von Racks oder Geräten zugewiesen und liegt an den Sekundäreingängen mehrerer Transferschalter gleichzeitig an. Mit dieser gruppenübergreifenden Zuordnung lässt sich die N+1-Redundanz mit einer deutlich geringeren Anzahl an USV-Systemen realisieren. So sind etwa für die Absicherung von vier Serverracks nur noch fünf statt acht USV-Anlagen erforderlich.
Fazit: »Der Einsatz automatischer Transferschalter bietet IT-Betreibern nicht nur die Option, flexibel und kostengünstig redundante Strompfade bereitzustellen, sondern ermöglicht auch signifikante Kosteneinsparungen bei der Mehrfachauslegung der USV«, betont der Eaton-Manager. Zudem haben Transferschalter noch einen weiteren Vorteil: Während bei den in kleinen Rechenzentren dominierenden einphasigen USV-Systemen oft ein zusätzlicher Wartungsbypass installiert werden muss, entfällt diese Notwendigkeit, sobald ein ATS zum Einsatz kommt. Der schaltet bei Bedarf auf die andere Zuleitung um und übernimmt so die Bypassfunktion.
Angesichts der steigenden Anforderungen an die Verfügbarkeit moderner IT-Umgebungen können Ausfall- oder Wartungszeiträume große Auswirkungen auf den Geschäftsbetrieb haben und hohe Kosten verursachen. Weil die meisten IT-Ausfälle in direktem Zusammenhang mit der Stromversorgung stehen, ist eine redundante Auslegung der Strompfade ein sinnvoller Schritt zur Verbesserung der gesamten IT-Verfügbarkeit. Auch kleinere IT-Umgebungen können dabei von den flexiblen Einsatzmöglichkeiten der ATS profitieren. Wo nur ein Netzteil vorhanden ist, wird für eine deutlich höhere Verfügbarkeit gesorgt, und es werden Kosten gespart. Die Automatic Transfer Switches „Eaton ATS 16“ und „Eaton ATS 30“ sind sehr kompakt, leicht zu installieren und können an jede herkömmliche Sinus-Stromquelle angeschlossen werden.

Zum Thema

Energiesparende Antriebssysteme: Eaton eröffnet Innovationszentrum in Prag
Eaton: Zentralisierte USV-Systeme verbessern die Absicherung von Fertigungsanlagen: Schutz vor Blackouts und Netzschwankungen
Emerson-Studie : Fehlendes Bewussstein für mögliche Stromausfälle