Design de caixa de servidor de montagem em rack para sites de telecomunicações e 5G Edge

Design de caixa de servidor de montagem em rack para sites de telecomunicações e 5G Edge

A borda de telecomunicações não é um mini centro de dados; é uma caixa eléctrica hostil com KPIs. Esta é a verificação da realidade da caixa do servidor de montagem em bastidor, com números, normas e compensações de design que os compradores não dizem em voz alta.

O metal encontra a realidade.
Já vi equipas especificarem um “chassis de servidor” como se fosse um problema de rack empresarial arrumado - até tentarem enfiá-lo num armário raso ao lado de um retificador, puxar o ar através do pó e do esparguete de cabos e depois fingirem que o MTTR não vai explodir quando cada ação de serviço precisar de um rack completo e de duas pessoas.
E depois ficam surpreendidos quando o piloto morre - porquê?

Sejamos francos: uma caixa de servidor para montagem em bastidor de telecomunicações não é avaliada pela sua apresentação CAD. É avaliada pelo facto de um técnico de campo conseguir trocar uma ventoinha às 2h10 da manhã, se se comporta em -48V DC sem problemas e se as suas escolhas de caixa reduzem (ou multiplicam) os rolos de camião.

Vou dar-vos a versão da verdade, com recibos e algumas opiniões que vão irritar a malta do “despacha-te”.

Design de caixa de servidor de montagem em rack para sites de telecomunicações e 5G Edge

O inconveniente sinal de mercado escondido à vista de todos

Frase curta. Números grandes.
A razão pela qual o design do chassi para sites de ponta 5G de repente se torna político é que a infraestrutura da operadora está sendo forçada a passar por ciclos de substituição e restrições orçamentárias ao mesmo tempo. Em maio de 2024, a Comissão Federal de Comunicações sinalizou publicamente uma lacuna de financiamento “rasgar e substituir”: $1.9B apropriado contra ~ $4.98B em custos reembolsáveis, mais suporte rateado em 39.5% para alguns candidatos - ou seja, a pressão de custo torna-se política e a aquisição torna-se brutal.
O que é que acontece a seguir? Os compradores tornam-se alérgicos a tudo o que parece “personalizado” mas tem um comportamento “não comprovado”.”

Agora, junte isso à matemática da energia. O Departamento de Energia dos EUA aponta para que os centros de dados dos EUA atinjam 176 TWh em 2023 (4,4% do total de eletricidade dos EUA) e projectem 325-580 TWh até 2028 (6,7-12%).
Os locais periféricos não têm orçamentos de refrigeração em hiperescala. Têm envelopes de energia apertados e uma paciência mais apertada.

E o próprio mercado das nuvens periféricas continua a ser desigual. De acordo com um relatório da Reuters, que reproduzia os números da ETNO, a Europa tinha quatro ofertas comercializadas de nuvens periféricas em 2023 contra 17 na Ásia-Pacífico e nove na América do Norte; registou também 59,1 mil milhões de euros de investimento no sector e apenas 10 das 114 redes são autónomas 5G.
Tradução: em muitas regiões, o edge ainda é “seletivo”, o que significa que o seu hardware tem de ganhar com a fricção operacional e não com o hype.

O que é que os locais periféricos fazem a um chassis de servidor montado em bastidor

Três palavras: calor, poeira, energia.
Um gabinete de servidor de borda 5G vive em micro-PoPs, gabinetes, racks CO, abrigos, salas “reaproveitadas” - lugares onde o fluxo de ar não é limpo, a profundidade do rack é uma negociação e a usina de energia fala DC primeiro.

Eis o que eu consideraria como entradas de design não negociáveis:

  • Realidade de curta profundidade: Rack de 19 polegadas não significa “profundo”. Vejo armários pouco profundos que obrigam a objectivos de profundidade de 350-450 mm (por vezes menos, se contarmos com o raio de curvatura e a cablagem traseira). Se desenhar como se 600-800 mm fossem livres, está a desenhar para devoluções.
  • Preconceito no serviço de atendimento ao público: O acesso traseiro é frequentemente bloqueado por equipamentos de alimentação, tabuleiros de fibra ou simplesmente... paredes. Se um técnico precisar de retirar todo o chassis para substituir uma ventoinha, estará a pagar esse custo para sempre.
  • Disciplina EMI/ligação à terra: A borda significa rádios próximos, conversão de energia ruidosa e muitas queixas de interferência “misteriosa”. As ligações mecânicas e as juntas tornam-se a fiabilidade do sistema, e não um “bom ter”.”
  • Sanidade da entrada de alimentaçãoO chassis de servidor de montagem em bastidor de -48V DC não é uma vibração; é a forma como as centrais de telecomunicações são construídas. Pretende-se uma entrada DC clara, fusíveis, etiquetagem e proteção contra polaridade inversa e transientes.

E sim, o mundo das normas concorda com a direção da viagem. O Instituto Nacional de Normas e Tecnologia discute o 5G como impulsionador de novos requisitos nos domínios do armazenamento/computação/rede e associa explicitamente o 5G à viabilização da computação periférica.
Portanto: não trate a “borda” como uma reflexão posterior. Ela torna-se o conjunto de restrições.

Movimentos de conceção que separam “navios” de “paus”

Tenho uma opinião formada, porque já assisti à repetição dos mesmos modos de fracasso.

1 Construir para prateleiras pouco profundas sem estrangular o fluxo de ar

Os projectos de chassis de servidor de montagem em bastidor de pequena profundidade falham frequentemente porque as equipas encurtam a caixa mas mantêm os mesmos pressupostos térmicos. Má jogada.

O que funciona:

  • Fluxo de ar rigoroso da frente para trás (sem jogos de fuga lateral).
  • Condutas e obturações para que o ar não apanhe atalhos.
  • Estratégia do ventilador adaptada à impedância (filtros densos + molduras restritivas precisam de pressão, não apenas de CFM).

Se quiser exemplos de como um fabricante enquadra o pensamento de validação, a iStoneCase tem um artigo prático sobre teste e validação de casos de servidores de montagem em bastidor que se inclina para os modos de falha e para a lógica de assinatura em vez de renderizações bonitas.

2 Tratar -48V DC como primeira classe, não um problema de adaptador

Vou dizer a parte mais tranquila: muitas construções “-48V ready” são apenas projectos AC-first com um disfarce DC.

Uma abordagem real de um chassis de servidor de montagem em bastidor de -48V DC necessita normalmente:

  • Espaço do módulo de entrada DC (e manuseamento do calor)
  • Fusão correta e rotulagem clara
  • Considerações sobre sobretensões/transitórios
  • Gestão de cabos que pressupõe condutores mais espessos e diferentes práticas de ligação

Se quiser uma discussão fundamentada sobre ambientes de baixa tensão do mesmo ecossistema, este artigo interno sobre casos de utilização de chassis de servidor wallmount em ambientes de computação periférica e de baixa tensão é surpreendentemente direto sobre as realidades da corrente contínua e a disciplina da cablagem.

3 Assumir que o serviço ocorre sob stress

Os bastidores de telecomunicações são teatros de serviço. O público está impaciente.

Concebido para:

  • Compartimentos hot-swap de acesso frontal sempre que possível (especialmente se o armazenamento for local)
  • Parafusos de fixação (hardware perdido é tempo de inatividade)
  • Limpar a rotulagem de E/S (as trocas de campo não são efectuadas pelo engenheiro que redigiu a especificação)
  • Compatibilidade de carris e posições de serviço extraíveis seguras

É aqui que o “chassis empresarial genérico” é castigado. Pode navegar pelas linhas de base típicas do fator de forma num catálogo como Opções de caixas de montagem em bastidor 1U e Opções de caixas de montagem em bastidor 2U para ver o ecossistema de disposições que os compradores esperam antes mesmo de pensarem em personalização.

4 Seja honesto sobre o que precisa de ser personalizado

A personalização não assusta os compradores. A personalização sem limites assusta-os.

Um chassis de montagem em bastidor personalizado é normalmente:

  • profundidade + montagem + percurso do fluxo de ar
  • Entrada DC + pontos de ligação à terra
  • painel frontal + E/S + caraterísticas de segurança
  • endurecimento por vibração + alívio da tensão do cabo

O “enquadramento OEM/ODM” é importante aqui, porque indica aos compradores que as suas alterações têm um processo. Ver a cartilha interna sobre chassis de servidor de montagem em bastidor personalizado pela forma como apresentam a personalização sem a transformar num caos.

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Uma tabela de comparação rápida que os compradores utilizam efetivamente

Requisito (Telecom / 5G Edge)O que se parte num chassis genéricoObjetivo de conceção que sobrevive
Implantação a curta profundidadeColisão da cablagem traseira, recirculação do fluxo de arVariantes de 350-450 mm de profundidade, condutas de frente para trás
Central eléctrica de -48V DCPSUs AC-first, blocos de conversão confusosEntrada DC dedicada, fusíveis, etiquetagem, proteção
Facilidade de manutenção no terrenoPuxador de rack completo para troca de ventilador/driveCompartimentos de serviço frontais, fechos cativos, rotulagem clara
Disciplina EMI/ligação à terraFalhas intermitentes, queixas de ruído de rádioLigação robusta, estratégia de juntas, caminhos de cabos organizados
Realidade térmica da bordaCarga de poeiras + queda de pressão mata o arrefecimentoEstratégia de filtragem + ventiladores com capacidade de pressão + blanking
Expansão da RAN aberta / MECConflitos de disposição PCIe, fraca retenção de cartõesPlaneamento de ranhuras, suportes de retenção, alívio de tensão

O ângulo Open RAN/MEC que a maior parte das equipas de chassis não consegue perceber

As construções de chassis de servidor de extremidade Open RAN/MEC tendem a tender para “mais NICs, mais aceleração, mais calor” - e é aí que as fantasias de 1U vão morrer.

É absolutamente possível fazer 1U na borda. Mas os movimentos térmicos, acústicos e de serviço ficam apertados rapidamente, especialmente quando você adiciona placas aceleradoras, NVMe denso ou NICs de alta potência. Não sou contra a 1U; sou contra o pensamento mágico.

Por isso, eis o meu teste de litmus: se o seu “melhor” projeto requer uma entrada de ar imaculada e acesso traseiro para se manter dentro das especificações, não é um projeto de ponta. É um projeto de laboratório. Quer apostar o seu SLA nisso?

FAQs

O que é uma caixa de servidor de montagem em bastidor para locais de telecomunicações e 5G?

Um gabinete de servidor de montagem em rack para sites de telecomunicações e 5G é um gabinete de 19 polegadas projetado para restrições de rack raso, condições adversas de fluxo de ar e poeira e práticas operacionais da operadora - geralmente incluindo integração de energia -48V DC, manutenção de serviço frontal, disciplina EMI / aterramento e durabilidade mecânica destinada a minimizar rolos de caminhão e tempo de inatividade.

Na prática, a caixa faz parte da rede, não é apenas um contentor - porque o serviço no terreno e as peculiaridades de energia/térmica decidem se as implementações são escaláveis.

O que significa “chassis de servidor compatível com NEBS Nível 3” em linguagem simples?

Um chassis de servidor compatível com NEBS Nível 3 é um invólucro e uma conceção de sistema destinados a cumprir os critérios mais rigorosos de grau de transportadora para robustez física, eléctrica e ambiental utilizados em instalações de telecomunicações, incluindo normalmente requisitos alinhados com os documentos Telcordia para segurança, CEM e resiliência, de modo a que o equipamento continue a funcionar sob tensão em vez de falhar graciosamente.

Os compradores utilizam o “Nível 3” como um filtro de abreviatura: indica que foi concebido para ser aceite pelos transportadores e não para racks de passatempos.

Porque é que os locais de telecomunicações utilizam -48V DC e o que é que isso muda no design do chassis?

-48V DC em telecomunicações é uma arquitetura de energia centralizada em que as centrais DC apoiadas por baterias alimentam diretamente o equipamento, reduzindo os passos de conversão e apoiando a fiabilidade durante eventos da rede; para o design do chassis, obriga a uma entrada DC adequada, fusíveis, etiquetagem, ligação à terra, proteção de polaridade e espaço térmico para conversão ou módulos DC-DC, em vez de tratar a energia como uma reflexão posterior.

Se a sua estrutura obriga a tijolos de conversão ad-hoc e a uma cablagem deficiente, está a produzir falhas de energia.

O que é um chassis de servidor de montagem em bastidor de pequena profundidade e quando é que é necessário?

Um chassis de servidor de montagem em bastidor de profundidade reduzida é um invólucro de 19 polegadas de profundidade reduzida (normalmente designado por realidades de armário rasas) concebido para se adaptar a bastidores onde a folga traseira, o raio de curvatura dos cabos ou o hardware de alimentação/fibra adjacente elimina a profundidade padrão; é necessário em armários de extremidade, micro-PoPs, armários e compartimentos de telecomunicações restritos onde a “profundidade total” se torna fisicamente impossível.

Uma profundidade curta sem planeamento do fluxo de ar é uma armadilha - certifique-se de que a conceção térmica faz parte do briefing.

Como é que o Open RAN e o MEC alteram os requisitos do chassis do servidor de montagem em bastidor?

O Open RAN e o MEC alteram os requisitos do chassis do servidor de montagem em bastidor, aumentando a densidade das placas de rede de alta velocidade, as necessidades de temporização e sincronização, as placas aceleradoras e o armazenamento local de extremidade, o que aumenta o consumo de energia e o calor, ao mesmo tempo que amplia as exigências de manutenção; mecanicamente, empurra-o para uma maior retenção de placas, um fluxo de ar mais limpo da frente para trás e menos suposições sobre o acesso traseiro.

É aqui que o “chassis de servidor genérico” começa a perder licitações - porque a dor da integração se torna um OPEX contínuo.

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Conclusão

Se você estiver projetando um gabinete de servidor de montagem em rack para sites de telecomunicações e 5G e quiser menos surpresas, comece limitando as restrições: profundidade do rack, -48V DC, regras de serviço frontal e seu plano de validação. Em seguida, especifique o gabinete em torno dessa realidade.

Se pretender um caminho mais rápido para uma especificação fabricável, consulte as páginas do catálogo de base para Caixas de montagem em bastidor 1U e Caixas de montagem em bastidor 2U, e, em seguida, utilizar uma abordagem de personalização controlada como a descrita no guia do chassis de servidor para montagem em bastidor personalizado.

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