Услуги телекоммуникационных операторов и потребности в инфраструктуре центров обработки данных

Изменяющиеся операционные реалии, стимулирующие обновление инфраструктуры для услуг телекоммуникационных операторов

Из личного опыта работы с глобальными операторами сетей я заметил, что телекоммуникационные услуги операторов продолжают расширяться за пределы традиционной голосовой связи и широкополосного доступа в интернет — включая вывод моделей ИИ, локальную обработку на периферии сети и рабочие нагрузки сетевого среза. У многих операторов имеются большие запасы устаревших машинных залов, построенных для оборудования сетей предыдущих поколений. Эти существующие помещения зачастую не соответствуют новым требованиям, предъявляемым современными шаблонами цифрового трафика. Реконструкция объектов может затягиваться на многие месяцы, а процедуры получения разрешений на строительство создают дополнительные задержки при развертывании обновлённых телекоммуникационных услуг операторами в обширных географических регионах.

Один практический зарубежный проект наглядно демонстрирует эту распространённую отраслевую проблему. Региональный оператор сетей планировал расширить свои телекоммуникационные услуги для поддержки растущего объёма трафика ИИ на периферии в нескольких разрозненных зонах обслуживания. Первоначальные планы предполагали модернизацию существующих локальных серверных помещений. Однако сложность реконструкции объектов, нехватка квалифицированных местных специалистов и нестабильное качество строительных работ со стороны различных субподрядчиков привели к значительному срыву сроков реализации проекта относительно бизнес-целей. Команда проекта изменила стратегию и выбрала в качестве готовых вычислительных узлов как контейнеры AI Data Center Container (воздушное охлаждение), так и контейнеры AI Data Center Container (жидкостное охлаждение). Основные подсистемы были полностью собраны и прошли многоэтапные заводские испытания приёмки до отправки. После прибытия контейнеров на целевые площадки полевые бригады выполняли лишь подключение к инженерным коммуникациям. Это существенно сократило общие сроки реализации проекта и позволило запустить новые телекоммуникационные услуги в соответствии с утверждёнными бизнес-графиками.

Этот проект из реального мира соответствует рекомендациям из Справочника ASHRAE по системам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, глава 20: Центры обработки данных и телекоммуникационные объекты . В этом справочнике содержатся практические рекомендации по проектированию гибридных сетей и ИТ-инфраструктуры, развертываемых на нетрадиционных телекоммуникационных площадках. На многих телекоммуникационных объектах отсутствуют полностью контролируемые среды в помещениях для серверов, поэтому устойчивость к воздействию внешней среды, резервирование электропитания и тепловая стабильность становятся ключевыми критериями оценки оборудования, поддерживающего услуги телекоммуникационных операторов.

Дифференцированный подбор оборудования для меняющихся рабочих нагрузок телекоммуникационных операторов

Различные модели трафика в рамках услуг операторов связи предъявляют совершенно разные требования к базовой инфраструктуре. Общие функции ядра сети, обработка через шлюзы мультимедиа и стандартные задачи выгрузки в облако работают хорошо при умеренной плотности энергопотребления. В то же время рабочие нагрузки, связанные с ИИ, обработка пакетов на высоких скоростях и модули анализа в реальном времени генерируют значительно больше тепла и предъявляют более строгие требования к системам охлаждения и распределению электроэнергии. Операторам необходимы гибкие аппаратные решения вместо единого унифицированного проекта инфраструктуры для всех площадок развертывания.

Контейнер для центра обработки данных на базе ИИ (с воздушным охлаждением) хорошо подходит для многих типовых сценариев в рамках услуг телекоммуникационных операторов. В нем интегрированы ИТ-стойки, система охлаждения N+1 в ряду, резервированный ИБП и система пожаротушения, размещённые внутри предварительно собранных контейнерных корпусов. Все функциональные модули проходят полную проверку на нашей производственной площадке площадью 30 000 квадратных метров. Для телекоммуникационных объектов с умеренной плотностью рабочих нагрузок ядерной сети этот контейнер с воздушным охлаждением обеспечивает стабильную непрерывную работу. Он подходит для размещения рядом с вышками, при расширении региональных центральных офисов и в распределённых граничных точках, где суммарная ИТ-нагрузка остаётся в допустимых пределах.

Когда услуги телекоммуникационных операторов включают интенсивные задачи ИИ-вывода или высокопроизводительную обработку пакетов, операторы могут использовать контейнеры для центров обработки данных ИИ (с жидкостным охлаждением). Данная установка использует гибридную архитектуру воздушно-жидкостного охлаждения в паре с чиллерами и башенными охладителями, способными к бесплатному охлаждению. Она обеспечивает более высокую плотность мощности на стойку, чем это возможно при использовании исключительно воздушного охлаждения. Оборудование CDU, датчики обнаружения утечек и модули управления DCIM полностью интегрируются на заводе-изготовителе. Каждый контур охлаждающей жидкости проходит гидростатическое испытание давлением и циклическую отладку перед поставкой. Операторы могут развернуть контейнеры с жидкостным охлаждением в качестве региональных шлюзовых узлов ИИ, где услуги телекоммуникационных операторов обрабатывают большие объёмы локально генерируемых данных. Кроме того, операторы могут комбинировать контейнерные установки с воздушным и жидкостным охлаждением на одной площадке, чтобы соответствовать смешанным профилям рабочих нагрузок без избыточных капитальных затрат на инфраструктуру.

Ограничения, связанные с площадками, и соображения соответствия при развертывании услуг телекоммуникационных операторов

Большинство площадок, используемых для размещения услуг телекоммуникационных операторов, были построены для радиооборудования и оборудования передачи. Эти площадки зачастую имеют физические ограничения, такие как ограниченная площадь пола, колебания температуры окружающей среды, небольшое количество обслуживающего персонала на месте, а также строгие местные правила и нормативы в области безопасности. Решения в области инфраструктуры не всегда могут рассчитывать на идеальные условия центров обработки данных с подъемным полом на телекоммуникационных объектах.

Инженерная команда оценила десятки объектов операторов на различных континентах для развертывания услуг телекоммуникационных провайдеров. Мы анализируем три основных аспекта. Первый — адаптивность к окружающей среде. Второй — совместимость с имеющейся инфраструктурой. И, наконец, третий — возможность удалённого управления. Как AI Data Center Container (Air Cooling), так и AI Data Center Container (Liquid Cooling) спроектированы для работы в рамках ограничений типичного центрального офиса телекоммуникационного оператора и пограничной (edge) среды. Их системы охлаждения способны корректировать рабочие характеристики и диапазоны в зависимости от сезонных колебаний температуры. Системы охлаждения AI Data Center Container обеспечивают подачу воздуха на вход IT-оборудования в пределах параметров, рекомендованных ASHRAE. Форм-фактор контейнеров снижает необходимость в строительных работах на площадке и помогает поставщикам телекоммуникационных услуг избежать масштабной модернизации зданий.

Функция удалённого мониторинга контейнеров центра обработки данных используется для управления сотнями контейнеров в географически распределённой телекоммуникационной сети. Каждый контейнер оснащён системой DCIM для регистрации данных о потреблении электроэнергии, тепловом режиме и аварийных сигналах оборудования. Операторы телекоммуникационных услуг могут сократить количество выездов на объекты и оперативно реагировать на аномальные условия в распределённых телекоммуникационных объектах. Контейнеры центра обработки данных поставляются с полными отчётами о заводских испытаниях, записями калибровки датчиков и руководствами пользователя для помощи заказчику в соблюдении местных нормативных требований и правил управления телекоммуникационными операторами.

Постепенное расширение мощностей, согласованное с циклами роста бизнеса телекоммуникационных операторов

Услуги операторов связи редко достигают полного объёма трафика сразу после запуска. Операторы обычно применяют поэтапный вывод на рынок. Сначала они активируют ограниченные возможности обслуживания для тестирования рыночной реакции, а затем масштабируют ресурсы по мере роста числа абонентов и объёма передаваемых данных. Традиционная стационарная инфраструктура зданий вынуждает операторов прогнозировать пиковую нагрузку за несколько лет вперёд. Такая практика зачастую приводит к неэффективному использованию капитальных вложений на ранних этапах эксплуатации. Архитектура на основе контейнеров значительно снижает необходимость в таком планировании.

Операторы могут начать с небольшого масштаба предоставления услуг телекоммуникационным операторам, развернув небольшое количество контейнерных модулей для центров обработки данных на базе ИИ — с воздушным или жидкостным охлаждением — в зависимости от первоначальных характеристик рабочей нагрузки. По мере роста объёма трафика дополнительные контейнеры можно подключать через стандартизированные механические и электрические интерфейсы. При расширении не требуется полное отключение уже функционирующих сервисов телекоммуникационных операторов. Такой подход «плати по мере роста» позволяет согласовать капитальные затраты с фактическим формированием доходов от услуг.

Эта поэтапная модель развертывания также снижает технические риски для телекоммуникационных проектов. Новые функции сервисов в рамках услуг операторов связи сначала могут запускаться на небольшом наборе контейнерных узлов для полевой проверки. Операторы собирают реальную обратную связь от эксплуатации до масштабного регионального внедрения. Если темпы внедрения определённых сервисных линеек окажутся ниже ожидаемых, операторы не понесут значительных затрат, связанных с избыточной инфраструктурой. При быстром росте спроса наш производственный процесс поддерживает выпуск и поставку дополнительных единиц без необходимости полного переосмысления планировки объекта. Такая гибкость привлекает внимание системных интеграторов, работающих с клиентами-операторами связи над проектами сетевого среза (network slicing), локального выхода трафика (local traffic breakout) и вычислений на периферии сети (multi-access edge computing).

Эксплуатация на протяжении всего жизненного цикла и снижение рисков для контейнерной инфраструктуры услуг операторов связи

Многие нарушения соглашений об уровне обслуживания (SLA) в сфере услуг операторов связи связаны не с первоначальными дефектами оборудования, а с недостаточными долгосрочными решениями по эксплуатации на распределённых объектах связи. Удалённые объекты связи зачастую оснащены минимальным штатом технического персонала на месте. Инфраструктура, обеспечивающая услуги операторов связи, требует простых и воспроизводимых процедур технического обслуживания, чётких механизмов локализации неисправностей и единообразных определений запасных частей для всего установленного оборудования. Обе линейки контейнерных решений разработаны с учётом этих практических требований к эксплуатации.

Все основные подсистемы внутри контейнеров центров обработки данных искусственного интеллекта с воздушным охлаждением и с жидкостным охлаждением проходят стандартизацию и полное предварительное тестирование в заводских условиях. Списки запасных частей и процедуры обслуживания единообразны для каждого поставленного контейнера. Это снижает нагрузку на обучение техников, отвечающих за эксплуатацию телекоммуникационных сервисов операторов. Системы управления ИТ-инфраструктурой дата-центров (DCIM) фиксируют полную историю событий, связанных с питанием и тепловыми режимами. Инженерные команды могут удалённо выявлять эпизодические аномалии производительности до того, как незначительные проблемы перерастут в перебои в работе сервисов. В вариантах контейнеров с жидкостным охлаждением точки доступа для обслуживания специально спроектированы так, чтобы обеспечить удобную замену компонентов без необходимости полной разборки модуля.

Во время передачи проекта мы поставляем полные комплекты эксплуатационной документации для каждого поставленного контейнера. Документация включает протоколы заводских испытаний, журналы ввода в эксплуатацию подсистем и пошаговые инструкции по техническому обслуживанию. Прозрачная документация помогает операторам связи выполнять внутренние аудиторские требования и обеспечивает бесперебойную передачу объектов от строительных бригад группам эксплуатации. Мы также предоставляем удалённую диагностическую поддержку через границы после поставки. Это способствует стабильной работе аппаратного обеспечения, поддерживающего услуги операторов связи, на протяжении многолетнего срока службы.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1: С какими проблемами инфраструктуры связаны современные услуги операторов связи?

Ответ: Развивающиеся рабочие нагрузки предъявляют повышенные требования к тепловому рассеянию и энергопотреблению. Во многих устаревших объектах связи отсутствуют условия для размещения традиционных серверных помещений. Предварительно собранные контейнерные решения позволяют решить проблемы, связанные со сроками развёртывания и адаптацией к конкретным площадкам.

Вопрос 2: Как выбрать между воздушным и жидкостным охлаждением для контейнерных ИИ-центров обработки данных в телекоммуникационных сервисах?

Ответ: Выберите варианты с воздушным охлаждением для задач ядерных сетей умеренной плотности. Контейнеры с жидкостным охлаждением подходят для площадок, выполняющих ИИ-вывод или задачи высокой вычислительной плотности. Перед окончательным выбором оцените условия местной инфраструктуры электроснабжения и охлаждения.

Вопрос 3: Соответствует ли аппаратное обеспечение контейнеров общепринятым отраслевым стандартам телекоммуникаций и центров обработки данных?

Ответ: Конструкция основана на главе 20 Справочника ASHRAE по применению систем ОВКВ для телекоммуникационной инфраструктуры. Каждый блок проходит многоступенчатое заводское тестирование перед отгрузкой. Окончательные эксплуатационные характеристики также зависят от правильного подключения к местной инфраструктуре и ввода в эксплуатацию на объекте.

Вопрос 4: Можно ли расширить ёмкость после запуска телекоммуникационных сервисов на контейнерном оборудовании?

Ответ: Да. Операторы могут добавлять дополнительные контейнерные модули по мере роста трафика сервисов. Стандартизированные интерфейсы подключения обеспечивают поэтапное расширение без прерывания действующих телекоммуникационных сервисов.

Вопрос 5: Какая операционная поддержка существует для контейнерного оборудования на удалённых телекоммуникационных объектах?

Ответ: Встроенная система управления ИТ-инфраструктурой (DCIM) обеспечивает удалённый мониторинг и функции оповещения. Стандартизированные наборы компонентов и полная заводская документация упрощают устранение неисправностей на месте. После поставки доступна удалённая диагностическая поддержка через границы.