H3C S12500 高级电源管理技术白皮书

H3C S12500高级电源管理技术白皮书
关键词：绿色，节能，电源管理，可靠性
摘要：本文主要介绍了H3C S12500数据中心级核心交换机的高级电源管理技术，包括系统电源管理和单板电源管理。

缩略语：
缩略语英文全名中文解释
EMS Embedded Maintenance Subsystem 嵌入式维护子系统
目录
1 概述 (3)
1.1 产生背景 (3)
1.2 技术优点 (3)
2 H3C S12500系统电源管理 (4)
2.1 实时监控系统电源状态 (4)
2.2 更加灵活高效的电源冗余技术 (4)
2.3 功率不足和功率恢复时的电源管理 (5)
3 H3C S12500单板电源管理 (7)
3.1 防止系统启动冲击电源 (7)
3.2 灵活的单板上下电控制 (7)
1 概述
1.1 产生背景
z 常简单，无法查看电源的型号、额定功率、实时功率、实时
z 行灵活的上电、下电控制。

在某些用户无法现场操
，特别是新一代数据中心的建设过程中，对系统电源管理提出了更高的要求：
）的高级电源管理技术，很好地解决了这些问题，大大提高了设备的易用性和可靠性。

1.2 技术优点
H3C S12500的绿色节能技术之一，主要包含如下功能： 。

余技术。

z 灵活的接口板上下电控制技术。

传统的路由交换机设备，在电源管理方面通常存在以下缺陷：z
一般只支持电源1+1备份。

对于电源状态的监控非电流、电压等参数。

z
对于系统功率不足或即将不足的情况无法及时产生告警，更无法采取预防措施。

对于接口板的供电，无法远程进作的情况下，将非常不方便。

在要求电信级可靠性及可维护性的应用场合z
对电源系统信息更加全面的监控。

z
对单板供电能更加灵活的进行远程的操作。

z 在系统功率不足的情况下需要能及时通知用户。

H3C S12500数据中心级核心交换机（以下简称H3C S12500高级电源管理技术是z
实时监控系统电源状态、单板电源状态z
更灵活、可靠的系统电源冗z
防止系统开机冲击电源。

2 H3C S12500系统电源管理
2.1 H3C S12500能够对电源系统状态进行非常全面的监控。

实时监控的状态信息有： 块个数（状态正常的模块总数减去冗余电源模
块数）、冗余电源模块个数；
流输出电流(包括分路电流和总电流)； z 每一个电源模块的在位状态及详细的告警状态。

告警状态包括：输入过压、欠压、
式进行。

当发生模块故障时，会及时打印故障信息通2.2 技术
任何满功率的实时监控系统电源状态
z 系统电源最大功率、系统分配使用的功率、冗余的功率、系统实际使用的实时功
率；
z 系统在位电源模块个数、可用电源模z
系统电源直流输出电压及告警门限、直熔丝断、温度告警、风扇故障告警等。

电源模块的状态采用实时更新的方知用户电源模块故障。

详细的故障信息会在用户输入命令查询的时候再显示。

上述的其它信息也是在用户输入命令时实时查询。

更加灵活高效的电源冗余传统的电源冗余备份大多是简单的1+1备份。

这种方式很难适应最新网络技术发展对电源绿色节能及高可靠性的要求。

图2-1是S12500交流电源模块的效率/负载曲线。

从图中可以发现，电源并不是在负载情况下的输出效率都是一致的，而是一条曲线。

效率较高的负载区间是在40%～90%之间。

直流电源的效率/负载特性同交流电源的特性相似。

图2-1 S12500的交流电源模块效率曲线
如果设备电源采用1＋1冗余备份方式，当设备正常工作时（2个电源单元都处于工作状能耗比重的增加，设备配置较少时尤为明显。

电源单元都处于工作状态），电源单元就处于N/（N ＋1）的负载状态下工作（为了保证1个电源单元故障下设备不中断工作），这样每2.3 功率不足和功率恢复时的电源管理
在代数据中份，可以提高设备的可靠性与灵活用多模块电源，支持用户通过命令将冗余电数实际冗余模块数少于用户配置的数目，S12500会主动提示用户冗余电源模块数不满足要求。

这样用户就可以及早采取措施确保系统电源工作正常。

态），电源单元就处于50%以下的负载状态下工作（为了保证1个电源单元故障下设备不中断工作）；当设备配置较少时，电源的负载会更小（一般负载率在10%～45%）。

这样，每个电源单元并不是工作在最佳效率下，从而带来了电源自身如果设备电源使用N ＋1（N ≥2）冗余，可以实现高可靠和高效率的双重优势。

在这种模式下，当设备正常工作时（N ＋1个个电源单元工作在66%以上的负载下（一般负载率在30%以上），更加接近于最佳效率区。

电信级应用及新一心建设中，对于核心路由交换机实现电源的M+N 备性。

S12500采源模块配置成用户希望的的电源目。

当一个或多个电源模块故障或者拔出后，如果导致
在系统功率不足以支持更多的单板的时候，S12500不会允许新插入的接口板上电(但是会为主控板、交换网板及风扇预留足够的功率)，而是将这些新插入的接口板置于待上电状态。

以防止插入新的接口板导致系统功率不足，从而整框掉电。

当入给处于待上电状态的单板上电。

然后，判断剩余可用功率是否满足用户配置的冗余电源要求。

如果满足，将恢复用户配置的冗余电源数。

假块置变化引起的效果如表2-1：
表
系统功率恢复时(比如新插电源或拔出上电的接口板)，S12500会优先
设设备实际在位的电源模数为N ，配2-1 配置变化及其对应的效果配置变化
效果 系统默认配置（冗余电源模块
数为1）
无告警时，1个电源模块故障系统仍可正常供电
0 系统实际供电能力不变，但可插入更多接口板而不引发告警 配置冗余模块数为从默认配置到配置冗余模块数为n （n>1） 当系统负载超出（）个电源模块的供电能力时，给出告警。

冗余能力增加。

N-n
无告警时，n 个电源模块故障系统仍可正常供电
插入一个电源模块
系统实际供电能力增加，冗余能力不变。

可插入更多接口板而不引发告警 一个电源模块被拔掉或故障，
但系统负载在冗余能力范围内
系统实际供电能力减少，冗余能力不变 一个电源模块被拔掉或故障，
且系统负载超出冗余能力范围
系统实际供电能力减少，冗余能力减少，引发告警 故障电源模块恢复正常
系统实际供电能力增加 插入一块接口板，且系统负载
超出冗余能力范围
引发告警 插入一块接口板，且系统负载
超出实际引发告警，新插入单板无法上电。

的供电能力
关闭电源管理功能
无告警。

系统负载超出供电能力时可能引发整框掉电
这里的配置变化是指会引起功率变化的系统配置变化，包括电源模块插拔、失效与恢复、接口板的插拔以及配置命令的变化。

3 H3C S12500单板电源管理
（待上电）、power-on （已上电）、power-off 3.1 止系统启动冲击电源
设备初次开机的时候，如果所有单板一起供电，将产生非常大的启动电流，对系统电源成很大的冲击。

S12500断电启动的时候，会间隔一段时间（通常是0.7s 左右）对在接口板逐一进行上电。

在负载较大的情况下，此功能会对系统电源起到很好的保护。

3.2在实际的操作与维护过程中，有时候需要对接口板进行上、下电操作。

在在没有实现单板上、下电控制功能时，这个只能靠拔插单板实现。

这样不利于远程操作与维护，也无法防止设备开机冲击电流过大的问题。

S12500对接口板电源提供了独立的控制通道——EMS （Embedded Maintenance Subsystem ，嵌入式维护子系统）。

通过EMS ，用户可以通过命令行对接口板的上、下电进行独立的远程控制。

系统还通过此通道查询未上电接口板的最大功率。

在接口板未上电之前，主控板查询到此接口板功率之后，通过比较系统可用功率和接口板功率，决定是否允许此接口板上电。

这样提高了设备的稳定性。

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相对于传统的路由交换机，H3C S12500创新地提出了单板供电状态的概念。

单板供电状态分为absent （不在位）、wait-on （在位，但已下电）。

Wait-on 状态是接口板插入后，但还未上电时的一个特殊状态。

power-off 状态表示接口板当前被用户主动下电或因为故障被自动下电的一种状态。

处于待上电状态（wait-on ）的接口板，一旦系统功率恢复充足，系统会自动控制接口板上电。

防造位 灵活的单板上下电控制。