Green IT in der Infrastrukturverkabelung
Qualitätskabel helfen beim Energiesparen
Eine hochwertige Verkabelung sollte durchaus zu den wichtigen Maßnahmen zum Einsparen von Strom und Klimatisierungsenergie im Rechenzentrum zählen. Unter anderem macht die geringe Störempfindlichkeit eine energiefressende digitale Ausgleichselektronik überflüssig.
Wer vom CO2-Ausstoß redet, denkt meist zunächst an den Straßenverkehr, die Schwerindustrie und die Stromerzeugung. Jüngste Untersuchungen zu globalen Umweltproblemen verdeutlichen allerdings, dass die Informationstechnik sehr wohl eine Auswirkung auf die Umwelt hat. Eine von Gartner durchgeführte Studie belegt sogar, dass auch die IT-Industrie zwei Prozent der globalen CO2-Emissionen verursacht - die gleiche Menge wie die der Flugzeugindustrie!
Im Bemühen, Treibhausgase und andere Umweltbelastungen, die aus eher versteckten Quellen wie der Informationstechnologie stammen, zu reduzieren, sind eine Reihe internationaler Programme entstanden. Die weitreichendsten Initiativen auf dem IT-Markt beziehen sich auf die "Energieeffizienz in Gebäuden - Green Buildings? und zielen auf eine geringere Umweltbelastung durch Geschäfts- und Wohngebäude ab.
Der WGBC (World Green Building Council) setzt sich derzeit aus folgenden Mitgliedsländern zusammen: USA, Kanada, Mexiko, UK, den Vereinigten Arabischen Emiraten, Indien, Taiwan, Japan, Australien und Neuseeland. Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Dokuments haben folgende Länder ihre Absicht zur Teilnahme an Umweltinitiativen bekundet: Argentinien, Brasilien, Chile, Ägypten, Deutschland, Griechenland, Guatemala, Hongkong, Israel, Korea, Nigeria, Panama, die Philippinen, Schweiz, Türkei und Vietnam.
Während man sich anfangs auf erneuerbare Energiequellen, Strom- und Energieeinsparungen sowie den Umweltschutz an neu zu errichtenden und bestehenden Gebäuden konzentriert hat, zeigen weitere Untersuchungen, dass auch schon die Netzwerkverkabelung und die Infrastruktur einen Beitrag zu diesen Bemühungen leisten können. In den USA hat der USGBC (U.S. Green Building Council) LEED-Richtlinien (Leadership in Energy and Environmental Design) herausgegeben, die eine Messung und Dokumentation der erfolgreichen Umsetzung für jeden Gebäudetyp und jede Phase des Lebenszyklus eines Gebäudes empfehlen. Obwohl es regional geringfügige Abweichungen gibt, richten sich die meisten WGBG-Teilnehmer nach dem LEED-Leitfaden.
Auf der Grundlage der von der LEED herausgegebenen Richtlinien sind verschiedene Wege für eine umweltgerechte Verkabelung, die zur Umweltfreundlichkeit und Zertifizierung eines Gebäudes beitragen können, möglich.
Aus gutem Grund nehmen Energiesparmaßnahmen in Rechenzentren einen immer größeren Stellenwert ein. Gegenwärtig laufende Studien zeigen, dass allein der Stromverbrauch 30 bis 50 Prozent des Gesamtbudgets eines Rechenzentrums ausmacht. Während ein Teil der Energie für Server, Switches, Router und andere Aktivkomponenten verbraucht wird, dient ein weiterer Teil zur Kühlung dieser Komponenten. Ein verlustreicher Kreislauf von Stromverbrauch für die Komponenten und Stromverbrauch für die Kühlung dieser Komponenten entsteht.
Grundlegende Voraussetzung für eine größtmögliche Effizienz in der Kühlung sind die sorgfältige Planung, die Verlegung und die Wartung der Kabel, sodass eine ungehinderte Luftzirkulation gewährleistet ist. Industriestandards wie die TIA-942 und andere Standards, die Richtlinien für Rechenzentren definieren, empfehlen, dass die horizontale und vertikale Verkabelung Möglichkeiten für eine zukünftige Erweiterung vorsehen sollten, sodass auf diese Bereiche nicht erneut zugegriffen werden muss.
Dafür gibt es eine Reihe von Gründen, einschließlich der Vermeidung der rückwirkenden Konsequenzen beim Entfernen von Bodenplatten und des damit verbundenen statischen Druckabfalls in Doppelböden. Eine weitere Forderung ist die optimale Installation der Kabel, damit die kalte Luft in den Kaltgängen zirkulieren kann, ohne durch die Verkabelung behindert zu werden. Im Gegenteil kann sich eine sachgemäße Kabelverlegung günstig auf die Kühlung auswirken, indem der Kaltluftstrom in die Kaltgänge gelenkt wird.
Zahlreiche ältere Rechenzentren und selbst Telekommunikationsbereiche haben die Auswirkungen schlecht durchgeführter MACs (Moves, Adds und Changes) wie zum Beispiel das Zurücklassen von Altkabeln über die Jahre zu spüren bekommen. Diese ungenutzten Verkabelungsstrecken verursachen vielfach einen Stau, der den Luftstrom behindert, was wiederum einen höheren Energieverbrauch zur Folge haben kann, da die Kühlsysteme weniger effizient arbeiten. Allein dieses Problem sollte Anlass genug sein, die nicht mehr verwendeten Kabel zu entfernen.
Darüber hinaus können die älteren Kabelmäntel zu Problemen führen, wenn sie die jetzigen RoHS-Richtlinien (Reduzierung gefährlicher Substanzen) nicht erfüllen. In vielen Fällen besitzen diese alten Kabel ein hohes Brandpotenzial. Sie stellen einen zusätzlichen Brandherd dar, der bei Entzündung unter Umständen Toxine wie etwa Halogene freisetzt. Neben der Abwendung von Gefahren für Gesundheit und Sicherheit beugen die fachgerechte Entfernung, Entsorgung oder Aufbereitung nicht mehr verwendeter Kabel einem erheblichen Umweltrisiko vor.
Zwar hat die Entfernung von Altkabeln zweifelsohne einen positiven Umwelteffekt, die weitaus bessere Alternative besteht jedoch darin, die Anzahl der später eventuell nicht mehr genutzten Channel durch optimales Management zu minimieren. Systeme für intelligentes Infrastrukturmanagement bieten den Vorteil der Energieabschaltung durch genaues Monitoring jedes einzelnen MAC.
Während die Kontrolle der Verkabelungskanäle ein Faktor zur Verringerung des Energieaufwandes für die Kühlung ist, lässt sich durch intelligentes Infrastruktur-Management gleichsam die Anzahl der aktiven Netzwerkkomponenten reduzieren. Zusammen mit einem zentralen Patch-Feld installiert, kann ein intelligentes Infrastruktur-Management-System dazu beitragen, die Nutzung aller Switch-Ports zu gewährleisten. Ist die Zahl der ungenutzten Ports auf ein Minimum beschränkt, reduziert sich auch der Energiebedarf für die Aktivkomponenten. Damit wiederum verringert sich auch der Energieaufwand für die Kühlung.
Sind Datenkabel zu verlegen, liegt es im eigenen Interesse des Endanwenders, Systeme zu installieren, die eine maximale Nutzungsdauer gewährleisten. Verkabelungssysteme der Kategorie 7/Klasse F sind die zurzeit leistungsfähigsten Systeme auf dem Markt. In Kürze wird der Standard für Kategorie 7A/Klasse FA veröffentlicht werden. Dieser ist bis 1000 MHz beziehungsweise 1 GHz pro Kanal spezifiziert und bietet beträchtlich mehr Bandbreite gegenüber den jetzt möglichen 10 GBit/s für Kupfer. Diese neuen Verkabelungssysteme mit großer Bandbreite sind vollständig abwärtskompatibel mit älterer Technik.
Betrachtet man das Verhältnis von ROI zu TCO (Return on Investment und Total Cost of Ownership) bei Verkabelungssystemen, ist zu erkennen, daß ein Verkabelungssystem mit geringerer Performance über den gesamten Lebenszyklus gesehen wesentlich teurer kommt. Bei näherer Betrachtung der Green-Building-Programme bietet die Einsparung von Materialien, die im Laufe der Zeit ersetzt werden müssen, einen zusätzlichen Anreiz, sich bei der Installation für eine leistungsfähigere Verkabelung zu entscheiden.
Beispielsweise ist bei der Verlegung eines Kategorie-5e-Systems klar, dass es in wenigen Jahren veraltet sein wird und ausgetauscht werden muss, wenn sich 10GBase-T bis zum Arbeitsplatz durchsetzt. Systeme der Kategorie 6 erfordern einen weiteren Eingriff des Installateurs und den Austausch bestimmter längerer Übertragungskanäle. Das eine wie das andere Szenario hat negative Konsequenzen für die Umwelteinstufung aufgrund der Verschwendung von Material und zusätzlicher Standortbegehung durch den Auftragnehmer. Eine wesentlich geringere Menge an Kabeln, die entfernt und neu verlegt werden müssen, trägt natürlich dazu bei, Kupfer, Aluminium und andere natürliche Ressourcen zu schonen.
Entwickler von Komponenten für Verkabelungssysteme sind permanent bestrebt, die Leistung ihrer Next-Generation-Produkte zu steigern. Mit dem Übergang auf die leistungsfähigere Klasse F/FA ist es durch Verwendung vollständig geschirmter Verkabelungssysteme wie zum Beispiel Tera möglich, die Störeinflüsse im Verkabelungskanal signifikant zu reduzieren. Dies wiederum schlägt sich in einer messbaren Energieeinsparung bei den aktiven Komponenten nieder, da komplexe Maßnahmen der digitalen Signalverarbeitung (DSP) zur Unterdrückung von Störeinflüssen weitestgehend überflüssig sind. Eine gemeinsam von Siemon und Keyeye Communications vorgelegte Studie ergab, dass bei Verwendung eines voll geschirmten Verkabelungssystems eine Energieeinsparung von etwa einem Fünftel des gesamten Energiebedarfs für 10GBase-T-Chip-Architekturen möglich ist. Dabei macht der geringere Aufwand für DSP zur Unterdrückung von NEXT und FEXT den Hauptanteil aus.
Darüber hinaus führen die niedrigen Alien-Crosstalk-Werte in diesen Kanälen zu einem verbesserten Signal-Rausch-Abstand (SNR) und in diesem Zusammenhang zu höherer Übertragungssicherheit und Zuverlässigkeit. Verkabelungen der Klasse F/FA leisten einen großen Beitrag zur Verminderung der gesamten Störeinflüsse. Diese schlagen sich in geringeren Anforderungen an die Komplexität der DSP auf Sende- und Empfängerseite sowie weniger Energieverbrauch bei kritischen Verkabelungslängen bis 100 Meter nieder..
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