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什么是交换机冗余?冗余电源详解

目前市场上大多数交换机,尤其是老式交换机,都只使用单一电源。如果电源出现故障(如断电),交换机将无法正常工作,甚至网络瘫痪。冗余电源是解决这个问题的理想方案。采用冗余电源设计的交换机可以大大提高网络的稳定性,保证设备的不间断运行。那么,什么是冗余电源,交换机为什么要采用冗余电源设计?本文将详细回答这一系列问题。
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一、什么是冗余电源?
电源冗余一般可以采取的方案有容量冗余、冗余冷备份、并联均流的N+1备份、冗余热备份等方式。容量冗余是指电源的最大负载能力大于实际负载,这对提高可靠性意义不大。
冗余冷备份是指电源由多个功能相同的模块组成,正常时由其中一个供电,当其故障时,备份模块立刻启动投入工作。这种方式的缺点是电源切换存在时间间隔,容易造成电压豁口。
二、冗余电源接法
传统的冗余电源设计方案是由2个或多个电源通过分别连接二极管阳极,以“或门”的方式并联输出至电源总线上。可以让1个电源单独工作,也可以让多个电源同时工作。当其中1个电源出现故障时,由于二极管的单向导通特性,不会影响电源总线的输出。
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在实际的冗余电源系统中,一般电流都比较大,可达几十A。考虑到二极管本身的功耗,一般选用压降较低、电流较大的肖特基二极管,比如SR1620~SR1660(额定电流16 A)。通常这些二极管上还需要安装散热片,以利于散热。
使用二极管的传统方案电路简单,但有其固有的缺点:功耗大、发热严重、需加装散热片、占用体积大。由于电路中通常为大电流,二极管大部分时间处于前向导通模式,它的压降所引起的功耗不容忽视。最小压降的肖特基二极管也有0.45 V,在大电流时,例如12 A,就有5 W的功耗,因此要特别处理散热问题。
现在新的冗余电源方案是采用大功率的MOSFET管来代替传统电路中的二极管。MOSFET的导通内阻可以到几mΩ,大大降低了压降损耗。在大功率应用中,不仅实现了效率更高的解决方案,而且由于无需节能散热器,所以省了大量的电路板面积,也减少了设备的散热源。应用电路中晶体管需要有专业芯片的控制。
三、冗余电源如何帮助用户优化网络
采用冗余电源设计的交换机,其优势包括两个方面,即确保交换机不间断工作,支持热插拔。
1.确保交换机不间断运行,提高网络的可用性。
开关配有两个电源模块。在其运行过程中,如果一个电源模块意外断电,另一个电源模块会立即启动,承担设备的供电功能,实现无缝切换,从而保证设备不间断运行,提高系统的高可用性。
注意:如前所述,本地冗余(N+1)电源解决方案需要一些时间来完成电源切换,这可能会导致网络中断。因此,建议您根据实际需求选择合适的冗余电源配置模式。
2.支持热插拔和灵活部署。
通常,一个交换机配备两个或更多支持热插拔的电源。这意味着,如果其中一个电源停止工作,用户可以在不停止设备的情况下更换电源。用户只需拔掉故障电源,再插上新电源即可。
四、购买交换机时是否需要购买带冗余电源的交换机
如上所述,冗余电源可以为网络用户提供各种便利,如保证设备的高可用性、支持热插拔等,可以有效避免因电源意外损坏而导致的不必要的停机或数据丢失。同时,单电源的普通交换机和冗余电源的交换机没有太大的价格差异。这时候,买一个带冗余电源的开关是明智的选择。但不可忽视的是,这种冗余设计占用了设备本身更多的空间,建议大家根据实际需求选择合适的产品。


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