Conception de boîtiers de serveurs montés en rack pour les sites de télécommunications et les sites de pointe 5G

Conception de boîtiers de serveurs montés en rack pour les sites de télécommunications et les sites de pointe 5G

Le Telecom Edge n'est pas un mini centre de données ; c'est un boîtier électrique hostile avec des indicateurs de performance clés. Il s'agit de la confrontation avec la réalité des boîtiers de serveurs montés en rack, avec des chiffres, des normes et des compromis de conception que les acheteurs n'osent pas exprimer à voix haute.

Le métal rencontre la réalité.
J'ai vu des équipes spécifier un “châssis de serveur” comme s'il s'agissait d'un problème de rack d'entreprise bien rangé - jusqu'à ce qu'elles essaient de le coincer dans une armoire peu profonde à côté d'un redresseur, de tirer de l'air à travers la poussière et le spaghetti de câbles, puis de prétendre que le MTTR n'explosera pas alors que chaque action de service nécessite une extraction complète du rack et deux personnes.
Puis ils se montrent surpris lorsque le pilote meurt - pourquoi ?

Soyons francs : un boîtier de serveur télécom monté en rack n'est pas jugé par votre rendu CAO. Il est jugé par la capacité d'un technicien de terrain à remplacer un ventilateur à 2h10 du matin, par son comportement en -48V DC sans problème, et par la réduction (ou la multiplication) des roulements de camions grâce à vos choix de boîtiers.

Je vais vous donner la version dure de la vérité, avec des reçus, et quelques opinions qui ennuieront les gens qui disent qu'il suffit de l'expédier.

Conception de boîtiers de serveurs montés en rack pour les sites de télécommunications et les sites de pointe 5G

Le signal dérangeant du marché caché à la vue de tous

Une phrase courte. Grands chiffres.
La raison pour laquelle la conception de châssis pour les sites périphériques de la 5G devient soudainement politique est que l'infrastructure des opérateurs est contrainte à des cycles de remplacement et à des contraintes budgétaires en même temps. En mai 2024, la Commission fédérale des communications a publiquement signalé un déficit de financement “rip and replace” : $1,9 milliards de crédits contre ~$4,98 milliards de coûts remboursables, plus un soutien au prorata à 39,5% pour certains candidats - c'est-à-dire que la pression sur les coûts devient une politique, et l'approvisionnement devient brutal.
Que se passe-t-il ensuite ? Les acheteurs deviennent allergiques à tout ce qui a l'air “personnalisé” mais qui n'a pas fait ses preuves.“

Ajoutez à cela des calculs énergétiques. Selon le ministère américain de l'énergie, les centres de données américains devraient produire 176 TWh en 2023 (4,4% de l'électricité totale des États-Unis) et 325 à 580 TWh d'ici 2028 (6,7 à 12%).
Les sites de périphérie ne disposent pas de budgets de refroidissement à grande échelle. Ils disposent d'enveloppes de puissance restreintes et d'une plus grande patience.

Et le marché de l'Edge-Cloud lui-même est encore inégal. Un rapport de Reuters relayant les chiffres de l'ETNO indique que l'Europe a quatre offres commercialisées d'edge-cloud en 2023 par rapport à 17 en Asie-Pacifique et neuf en Amérique du Nord ; elle a également noté que 59,1 milliards d'euros ont été investis dans le secteur et que seuls 10 des 114 réseaux sont autonomes en matière de 5G.
Traduction : dans de nombreuses régions, l'avant-garde est encore “sélective”, ce qui signifie que votre matériel doit s'imposer sur la base de frictions opérationnelles, et non sur la base d'un battage publicitaire.

Ce que les sites périphériques font à un châssis de serveur monté en rack

Trois mots : chaleur, poussière, puissance.
Un boîtier de serveur périphérique 5G vit dans des micro-PoP, des armoires, des racks CO, des abris, des salles “reconverties” - des endroits où la circulation de l'air n'est pas propre, où la profondeur du rack est une négociation et où la centrale électrique parle d'abord en courant continu.

Voici ce que je considérerais comme des éléments de conception non négociables :

  • Réalité en courte profondeur: Un rack 19 pouces n'est pas synonyme de profondeur. Je vois des armoires peu profondes qui imposent des objectifs de profondeur de 350-450 mm (parfois moins, une fois que l'on tient compte du rayon de courbure et du câblage arrière). Si vous concevez comme si 600-800 mm étaient libres, vous concevez pour les retours.
  • Préjugé en faveur du service de première ligne: L'accès à l'arrière est souvent bloqué par des boîtiers d'alimentation, des bacs à fibres, ou tout simplement... des murs. Si un technicien doit retirer tout le châssis pour remplacer un ventilateur, vous payez ce coût pour toujours.
  • Discipline EMI/mise à la terre: La périphérie est synonyme de radios à proximité, de conversion d'énergie bruyante et de nombreuses plaintes concernant des interférences “mystérieuses”. Le collage mécanique et les joints deviennent des éléments de fiabilité du système, et non des éléments indispensables.“
  • Sécurité de l'entrée d'alimentationLe châssis de serveur rackable -48V DC n'est pas une idée reçue, c'est la façon dont sont construites les usines de télécommunication. Vous voulez une entrée DC claire, des fusibles, un étiquetage et une protection contre l'inversion de polarité et les transitoires.

Et oui, le monde des normes est d'accord sur la direction à prendre. Le National Institute of Standards and Technology (Institut national des normes et de la technologie) parle de la 5G comme étant à l'origine de nouvelles exigences dans les domaines du stockage, de l'informatique et du réseau, et associe explicitement la 5G à l'informatique de pointe.
Par conséquent, ne traitez pas le “bord” comme une réflexion après coup. Il devient l'ensemble des contraintes.

Concevoir des mouvements qui séparent les “navires” des “bâtons”

J'ai une opinion bien arrêtée, car j'ai vu les mêmes modes d'échec se répéter.

1 Construire pour les baies peu profondes sans entraver le flux d'air

Les conceptions de châssis de serveurs à montage en rack de faible profondeur échouent souvent parce que les équipes raccourcissent le boîtier tout en conservant les mêmes hypothèses thermiques. Mauvais choix.

Ce qui fonctionne :

  • Flux d'air strict de l'avant vers l'arrière (pas de jeux de fuites latérales).
  • Conduits et obturateurs afin que l'air ne prenne pas de raccourcis.
  • Stratégie de ventilation adaptée à l'impédance (les filtres denses + les boîtiers restrictifs ont besoin de pression, pas seulement de CFM).

Si vous voulez des exemples de la façon dont un fabricant encadre la réflexion sur la validation, iStoneCase a publié un article pratique sur le thème de la validation. test et validation de cas de serveurs montés en rack qui s'appuie sur les modes de défaillance et la logique d'approbation plutôt que sur de jolis rendus.

2 Traiter -48V DC en première classe, pas de problème d'adaptateur

Je vais dire la partie la plus silencieuse : de nombreux modèles “prêts pour le -48V” ne sont que des modèles à courant alternatif qui portent un costume à courant continu.

Un véritable châssis de serveur rackable -48V DC nécessite généralement :

  • Espace du module d'entrée CC (et traitement de la chaleur)
  • Fusion correcte et étiquetage clair
  • Considérations sur les surtensions/transitoires
  • Une gestion des câbles qui suppose des conducteurs plus épais et des pratiques de connexion différentes

Si vous souhaitez une discussion de fond sur les environnements à basse tension à partir du même écosystème, ce document interne sur les cas d'utilisation des châssis de serveurs muraux dans l'informatique de pointe et les environnements à basse tension est étonnamment direct en ce qui concerne les réalités du courant continu et la discipline de câblage.

3 Supposons que le service se déroule dans des conditions de stress

Les baies de télécommunication sont des théâtres de services. Le public est impatient.

Conçu pour :

  • Baies hot-swap à accès frontal dans la mesure du possible (surtout si le stockage est local)
  • Vis imperdables (la perte de matériel est un temps d'arrêt)
  • Effacer l'étiquetage des E/S (les échanges sur le terrain ne sont pas effectués par l'ingénieur qui a rédigé la spécification)
  • Compatibilité ferroviaire et des positions de service sûres

C'est là que l'expression “châssis d'entreprise générique” est sanctionnée. Vous pouvez consulter les lignes de base des facteurs de forme typiques dans un catalogue tel que Options de boîtier rackable 1U et Options de boîtier rackable 2U pour voir l'écosystème des aménagements que les acheteurs attendent avant même d'envisager une personnalisation.

4 Soyez honnête sur ce qui doit être fait

La personnalisation ne fait pas peur aux acheteurs. C'est la personnalisation sans limites qui les effraie.

Un châssis de montage en rack raisonnable est généralement.. :

  • profondeur + montage + flux d'air
  • Entrée DC + points de mise à la terre
  • panneau avant + E/S + caractéristiques de sécurité
  • durcissement des vibrations + soulagement de la tension du câble

Le “cadrage OEM/ODM” est important ici, car il indique aux acheteurs que vos changements ont un processus. Voir l'introduction interne sur châssis de serveur sur mesure pour la façon dont ils présentent la personnalisation sans la transformer en chaos.

Conception de boîtiers de serveurs montés en rack pour les sites de télécommunications et les sites de pointe 5G

Un tableau comparatif rapide que les acheteurs utilisent réellement

Besoin (Telecom / 5G Edge)Ce qui se casse dans les châssis génériquesUn objectif de conception qui survit
Déploiement à faible profondeurCollision du câblage arrière, recirculation des flux d'airVariantes de profondeur 350-450 mm, gaine avant-arrière
-Centrale électrique 48V DCBlocs d'alimentation à courant alternatif, blocs de conversion désordonnésEntrée DC dédiée, fusible, étiquetage, protection
Facilité d'entretien sur le terrainTirage complet en rack pour les échanges de ventilateurs et de disques dursBaies de service frontales, fixations imperdables, étiquetage clair
Discipline EMI/mise à la terreDéfauts intermittents, plaintes concernant le bruit radioCollage robuste, stratégie de joint, chemins de câbles dégagés
Réalité thermique des bordsLa charge de poussières + la perte de charge empêchent le refroidissementStratégie de filtrage + ventilateurs à capacité de pression + blanking
Extension du RAN ouvert / MECConflits d'agencement PCIe, faible rétention des cartesPlanification des fentes, supports de rétention, décharge de traction

L'angle Open RAN / MEC manqué par la plupart des équipes de châssis

Les châssis de serveurs de périphérie Open RAN / MEC ont tendance à dériver vers “plus de NIC, plus d'accélération, plus de chaleur” - et c'est là que les fantasmes de 1U s'éteignent.

Il est tout à fait possible de faire du 1U en périphérie. Mais les températures, l'acoustique et les mouvements de service deviennent rapidement serrés, en particulier lorsque vous ajoutez des cartes accélératrices, des NVMe denses ou des cartes d'interface réseau haute puissance. Je ne suis pas anti-1U, je suis anti-pensée magique.

Voici donc mon test décisif : si votre “meilleure” conception nécessite un air d'admission impeccable et un accès à l'arrière pour rester dans les normes, il ne s'agit pas d'une conception de pointe. C'est une conception de laboratoire. Vous voulez parier votre SLA là-dessus ?

FAQ

Qu'est-ce qu'un boîtier de serveur rackable pour les sites de télécommunications et de 5G ?

Un boîtier de serveur monté en rack pour les sites de télécommunications et les sites périphériques 5G est un boîtier de 19 pouces conçu pour les contraintes des racks peu profonds, les conditions difficiles de flux d'air et de poussière, et les pratiques opérationnelles des opérateurs - souvent avec l'intégration de l'alimentation -48V DC, la maintenance en service avant, la discipline EMI/mise à la terre, et la durabilité mécanique visant à minimiser les roulements de camions et les temps d'immobilisation.

Dans la pratique, le boîtier fait partie du réseau et n'est pas un simple conteneur, car ce sont les services sur le terrain et les particularités thermiques et d'alimentation qui déterminent si les déploiements sont évolutifs.

Que signifie l'expression “châssis de serveur conforme à la norme NEBS niveau 3” en langage clair ?

Un châssis de serveur conforme à la norme NEBS de niveau 3 est un boîtier et un système conçus pour répondre aux critères les plus stricts de robustesse physique, électrique et environnementale utilisés dans les installations de télécommunications, y compris les exigences alignées sur les documents Telcordia en matière de sécurité, de compatibilité électromagnétique et de résilience afin que l'équipement continue à fonctionner sous contrainte plutôt que de tomber en panne de manière gracieuse.

Les acheteurs utilisent le “niveau 3” comme un filtre abrégé : il indique que l'appareil a été conçu pour être accepté par les transporteurs, et non pour être utilisé dans des armoires de bricolage.

Pourquoi les sites de télécommunications utilisent-ils -48V DC, et qu'est-ce que cela change pour la conception des châssis ?

-Dans le domaine des télécommunications, le courant continu 48 V est une architecture d'alimentation centralisée dans laquelle les installations de courant continu soutenues par des batteries alimentent directement les équipements, réduisant ainsi les étapes de conversion et renforçant la fiabilité en cas d'incidents sur le réseau ; pour la conception des châssis, cela impose une entrée de courant continu, des fusibles, un étiquetage, une mise à la terre, une protection de la polarité et un espace thermique pour les modules de conversion ou de courant continu-continu au lieu de traiter l'alimentation après coup.

Si votre boîtier impose des briques de conversion ad hoc et un câblage négligé, vous allez fabriquer des pannes.

Qu'est-ce qu'un châssis de serveur rackable à faible profondeur et quand en avez-vous besoin ?

Un châssis de serveur rackable à faible profondeur est un boîtier 19 pouces à profondeur réduite (communément appelé “shallow cabinet realities”) conçu pour s'adapter aux racks où le dégagement arrière, le rayon de courbure des câbles ou le matériel d'alimentation/fibre adjacent éliminent la profondeur standard ; vous en avez besoin dans les armoires de bord, les micro-PoP, les placards et les baies de télécommunication restreintes où la "pleine profondeur" devient physiquement impossible.

Une profondeur réduite sans planification des flux d'air est un piège - assurez-vous que la conception thermique fait partie du cahier des charges.

Comment l'Open RAN et le MEC modifient-ils les exigences en matière de châssis de serveurs montés en rack ?

Open RAN et MEC modifient les exigences des châssis de serveurs montés en rack en augmentant la densité des cartes d'interface réseau à haut débit, les besoins de synchronisation, les cartes d'accélération et le stockage local en périphérie, ce qui augmente la consommation d'énergie et la chaleur tout en amplifiant les exigences en matière de facilité d'entretien ; d'un point de vue mécanique, cela vous pousse à renforcer la rétention des cartes, à nettoyer le flux d'air avant-arrière et à réduire les hypothèses concernant l'accès à l'arrière.

C'est là que le “châssis de serveur générique” commence à perdre des appels d'offres - parce que les difficultés d'intégration deviennent des dépenses d'exploitation permanentes.

Conception de boîtiers de serveurs montés en rack pour les sites de télécommunications et les sites de pointe 5G

Conclusion

Si vous concevez un boîtier de serveur monté en rack pour des sites de télécommunications et de 5G et que vous voulez éviter les surprises, commencez par délimiter les contraintes : profondeur du rack, -48V DC, règles de service avant et votre plan de validation. Ensuite, spécifiez le boîtier en fonction de cette réalité.

Si vous souhaitez obtenir plus rapidement une spécification manufacturable, consultez les pages du catalogue de référence pour les produits suivants Boîtiers de montage en rack 1U et Boîtiers de montage en rack 2U, puis d'utiliser une approche de personnalisation contrôlée telle que celle décrite dans leur guide du châssis de serveur rackable personnalisé.

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