Presentazione di PowerPoint

Riello UPS, gruppo Riello Elettronica
Settembre
11.07.2014 2014
Elaborazione Dati
• Rappresentano
il
cuore
dell’apparato
informatico, il malfunzionamento può dar luogo
a conseguenze catastrofiche per l’intero sistema
• Gli effetti prodotti da una rete di alimentazione
non perfettamente “pulita” coprono un
ventaglio molto ampio legato alla molteplicità di
funzioni che questi sistemi espletano e alla
complessità delle tecnologie costruttive
Elaborazione Dati
Le conseguenze più gravi sono legate a problematiche anche frequenti:
 Blackout
 Fluttuazioni di Tensione/Frequenza
 Spike
 Distorsione
 Rumore
Elaborazione Dati
Un blackout improvviso può portare alla perdita di dati importanti, se
non “salvati”; ma anche alla “corruzione” di contenuti che non
dovrebbero essere soggetti a modifiche:
• parti di programmi
• schemi di configurazione
• perfino il sistema operativo
Elaborazione Dati
Quasi tutte le macchine digitali utilizzano memorie volatili per
sostenere i dati e i programmi durante le fasi di elaborazione.
Le memorie volatili sono banchi di memoria, in genere molto
veloci, che in assenza di alimentazione elettrica perdono
totalmente il loro contenuto
I computer utilizzano un buffer locale (generalmente sul HDD
interno) per velocizzare la gestione dello storage, ed eseguono
nel modo più conveniente le operazioni di scrittura ‘definitiva’
sulla memoria del dispositivo esterno.
Se
l’alimentazione
elettrica
viene
a
mancare
improvvisamente, la fase di memorizzazione può essere
totalmente compromessa
Elaborazione Dati
Reset della macchina
• Nella fase di start-up, all’accensione del
server, è necessario far in modo che il
microprocessore inizi ad operare quando
tutti i circuiti di interfaccia siano
stabilmente attivi, cioè dopo che la
tensione di alimentazione abbia raggiunto
quel valore minimo che garantisce la piena
operatività dei circuiti
• Un comando di Reset viene generato
monitorando la tensione di alimentazione
per individuare la fase di “salita” e il
superamento della soglia critica
Elaborazione Dati
V
V nom
RESET
V min
RESET indesiderato
t
Tutte le volte che la tensione di alimentazione scende al di sotto di questo valore, la fase di risalita è
interpretata come se fosse la fase di start-up e il sistema fa ripartire il microprocessore:


Tutto il sistema si ferma con grande perdita di tempo
Si perdono tutte le impostazioni e le elaborazioni non salvate
Questo rischio è inaccettabile non solo negli ambienti in cui la continuità di servizio è prioritaria, ma
anche semplicemente dove si gestiscano informazioni in qualche modo critiche o sensibili




Input
Elaborazione
Aggiornamento
archiviazione
.
Elaborazione Dati
Se uno spike (Transitori, disturbi impulsivi), avviene
durante una transazione critica (es.: scrittura su disco di
un file), i probabili errori logici vengono trascritti e
possono comportare l’inaccessibilità del documento
al successivo accesso.
Inoltre la presenza di disturbi può alterare lo stato
logico di uno o più celle di memoria – basta un bit
errato per compromettere il funzionamento di un
software o per modificare in modo significativo il
valore di un dato, come rendere inutilizzabile una
password o un intero archivio cifrato
Elaborazione Dati

Danni immediati ai circuiti più sensibili
I microprocessori hanno una sensibilità all’energia inversa molto più elevata dei normali
circuiti integrati
Fonte: ILD Technologies
Limite del danneggiamento
catastrofico
Limite per il rischio
di danneggiamento
Fonte: ILD Technologies

I disturbi sull’alimentazione si trasmettono sui segnali digitali
Elaborazione Dati
Ma non è necessario arrivare alla distruzione dei componenti per avere problemi

Fluttuazioni della tensione di alimentazione possono portare a forti variazioni della velocità di
funzionamento dei circuiti logici
Fonte:
VOLTAGE FLUCTUATIONS IN IC POWER SUPPLY DISTRIBUTION NETWORKS:
IMPACT ON DIGITAL PROCESSING SYSTEMS
Dennis Andrade, Ferran Martorell, Francesc Moll, Antonio Rubio
Technical University of Catalonia (UPC)
Barcelona, Spain
XXII Conference on Design of Circuits and Integrated Systems
Gli spike nella tensione di alimentazione possono, inoltre, dar luogo ad un effetto
cumulativo nel tempo chiamato “Electronic Rust”

Il paragone con la ruggine nasce dal fatto che i circuiti elettronici si
degradano lentamente senza sintomi apparenti, per poi “crollare”
all’improvviso

Quando una macchina subisce un guasto catastrofico improvviso
senza una causa evidente, nel 95% dei casi si tratta di una
conseguenza del degrado imputabile a spike sull’alimentazione
Sistemi di Networking
I sistemi di networking sono soggetti agli
stessi fenomeni che agiscono sulle
apparecchiature
elettroniche
in
generale, pertanto una alimentazione
non controllata può provocare




Riavvio delle macchine
Perdita dei parametri di programmazione
Latenza eccessiva
Degrado e rottura delle apparecchiature
Questi problemi si manifestano in modo
particolarmente
critico
con
le
applicazioni a più elevato bit rate e con
quelle real-time
In particolare, i sistemi di networking sono sensibili ai tempi di elaborazione/trasmissione
(latenza) e al tasso di errore nella comunicazione. I disturbi dell’alimentazione elettrica
possono agire negativamente su entrambi questi parametri
Di fatto possono elevare significativamente il tasso di errore sul sistema di cablaggio:
BER deve essere ≤ 10-12 cioè al massimo un errore ogni mille miliardi di bit trasmessi
Sistemi di Cablaggio
I moderni sistemi di cablaggio devono trasportare segnali ad altissima
velocità su strutture poco protette contro i disturbi EM (cavi U/UTP)
Le tecniche impiegate prevedono sempre l’analisi del comportamento
dei cavi nella fase iniziale di negoziazione e la memorizzazione
dell’ampiezza e della fase dei disturbi.
Queste informazioni sono poi utilizzate nel corso dell’attività per
discriminare i disturbi dal segnale utile
• Variazioni anche modeste della tensione di
alimentazione
possono
portare
alla
generazione di disturbi sensibilmente diversi
da quelli registrati nella fase di start-up e
quindi non riconosciuti come tali
• Gli spike di tensione sono sempre
interpretati come disturbi ed innalzano il
tasso di errore del sistema
Sistemi VoIP
Trasmettere voce su pacchetti IP è una tecnica che deve affrontare le
difficoltà che nascono dalla profonda differenza con la trasmissione su
linea dedicata o a commutazione di circuito
La trasmissione dei pacchetti IP, infatti, è un processo ripetitivo che
prevede, per ognuno di essi, il controllo dell’integrità all’arrivo, la
correzione degli errori ed, eventualmente, la ritrasmissione una o più
volte.
L’insieme dei pacchetti che rappresentano parte di una conversazione,
possono arrivare a destinazione in maniera erratica, fuori sequenza e
in tempi differenti.
Sistemi VoIP
I parametri più importanti che devono essere presi in considerazione quando
si valuta una rete per applicazioni VoIP sono:
– Jitter, la caratteristica più importante, è la variazione del tempo di
arrivo dei singoli pacchetti confrontata con il tempo di arrivo atteso
– Latenza, il ritardo introdotto dall’intera rete per il trasporto dei
pacchetti
– Packet loss, il numero di pacchetti che vengono scartati dalla stazione
ricevente o da una qualsiasi stazione intermedia all’interno della rete
Questi
parametri
sono
fortemente
dipendenti dalla qualità dell’alimentazione
elettrica, che quindi è direttamente collegata
alla qualità della conversazione.
«Tutti i più importanti costruttori di apparati
per VoIP raccomandano l’utilizzo di
alimentazione protetta»
Sistemi VoIP

La comunicazione VoIP è assolutamente intollerante
ai black-out: la caduta dell’alimentazione interrompe
completamente il servizio (anche chiamate di emergenza)

La trasmissione VoIP è intollerante ai problemi che
rallentano il funzionamento di un IP Switch: la
comunicazione vocale, come tutte le applicazioni realtime, ha bisogno di continuità e regolarità nel
trasferimento dei pacchetti
La comunicazione VoIP è intollerante alle variazioni di
tensione
 “Buchi” anche brevissimi nell’alimentazione possono dar
luogo al reset degli apparati terminali con caduta della
comunicazione
 Un buco di tensione può dar luogo alla commutazione
dell’apparato da alimentazione “locale” a PoE o
viceversa con la conseguente interruzione della
comunicazione
Sistemi PoE
 La tensione di alimentazione trasportata sui cavi di rete viaggia
sovrapposta ai segnali digitali
 Deve essere perfettamente costante per non disturbare la trasmissione
dei segnali
 Ogni impulso (spike) presente, su questa tensione continua, si sovrappone
direttamente al segnale
 La tensione inviata sui cavi di segnale deve essere assolutamente “pulita”,
non è ammesso alcun disturbo neanche di modestissima entità
Sistemi PoE
Le cinque fasi del funzionamento dei sistemi PoE.
•
•
•
•
•
Detection: lo switch Poe accerta che il dispositivo connesso sia abilitato ad effettuare una
connessione
Classification: determina il livello del consumo del dispositivo prima della sua accensione.
Startup: avvio graduale per evitare interferenze al traffico dati alle alte frequenze
Protection & Pawer Management: si tutela la sicurezza del sistema Real-time
Disconnection: alla disconnessione segue rapidamente la disalimentazione
Sistemi PoE
CURVA ANSI/ITIC(Information Technology Industry Council)
Buchi di tensione accettati da apparecchiature ITC
Rischio di rottura
Malfunzionamento
Gli intervalli in ms delle varie fasi
Malfunzionamenti e Rotture dovuti ai Buchi di Tensione
Visti i tempi (millisecondi) in cui vengono svolte le varie fasi del PoE, e visti i rischi che corrono gli apparati,
si rende, a maggior ragione, necessario controllare e regolare la tensione di alimentazione tramite
l’inserimento di un UPS per impedire sia la diminuzione della qualità delle trasmissioni sia voce che dati,
sia per permettere lo svolgimento delle normali operazioni in caso di Black-out.
Sistemi PoE
 Gli switch PoE e gli apparati tele alimentati hanno una sensibilità
particolare ai disturbi sulla rete elettrica
 Uno switch PoE può reagire a perturbazioni sulle rete elettrica,
interrompendo l’alimentazione su alcune o su tutte le porte, anche se le
funzionalità Ethernet (i segnali) non subiscono alcun impatto
 In questi casi è necessario comunque spegnere completamente lo switch,
attendere qualche secondo e ripristinare l’alimentazione
Sistemi di Sicurezza
Tutte le componenti di un sistema di sicurezza sono
estremamente sensibili alla qualità dell’alimentazione elettrica





video sorveglianza
controllo degli accessi
rilevamento delle intrusioni
controllo ed allarmi sulle apparecchiature
memorizzazione degli eventi, ecc.
Sistemi di Sicurezza
Le telecamere IP, dotate di
interfaccia Fast- o Gigabit-Ethernet,
sono a tutti gli effetti degli apparati
di rete, che per giunta generano un
traffico di elevata intensità, e
particolarmente
sensibili
alla
qualità ed alla latenza
Un sistema di sicurezza svolge correttamente il suo compito se:
 È costantemente attivo
 Funzioni secondo le attese in caso di intervento
 Non generi “falsi allarmi”
Sistemi di Sicurezza
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