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Edge-Datacenter für smarte Mobilität

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Mit leistungsfähigen Edge-Rechenzentren sind Unternehmen für neue Konzepte in den Bereichen Transport, Logistik und Verkehr ideal gerüstet, um die entstehenden Datenströme in Echtzeit zu verarbeiten.

Bernd Hanstein
Hauptabteilungsleiter Produktmanagement IT, Rittal, Herborn

Mit Edge-Rechenzentren entsteht eine dezentral verteilte IT-Infrastruktur, die Unternehmen benötigen, um Datenströme am Ort der Entstehung verzögerungsfrei zu verarbeiten. Somit lassen sich vernetzte Transportwagen in Lagerhallen steuern, Maschinen in einem Internet der Dinge überwachen und der Verkehrsfluss in einer Smart City gezielt optimieren. Edge-Systeme sind außerdem mit Cloud-Rechenzentren verbunden, da dort eine nachgelagerte Verarbeitung stattfindet. Software-Anwendungen in angeschlossenen Rechenzentren nutzen diese aktuellen Daten, um Analysen durchzuführen, beispielsweise für Predictive Maintenance oder für Vorhersagen zum Verkehrsaufkommen.

Marktanalysten von IDC gehen davon aus, dass im Jahr 2019 bereits 40 % der Daten aus dem Internet der Dinge von Edge-IT-Systemen verarbeitet und analysiert werden könnten. Einer der wichtigsten Treiber hierfür ist der neue 5 G-Mobilfunkstandard, auf dessen Basis in Funknetzen das Datenvolumen im Vergleich zu 4 G nochmals drastisch erhöht werden kann. Künftig sollen Datenraten bis zu 10 GBit pro Sekunde möglich werden. So eignet sich der neue Standard gerade für alle mobilen Bereiche, sei es für mobile Roboter oder autonome Transportsysteme.

Ein Edge-Rechenzentrum ist so konzipiert, dass der Kunde dies über vorkonfigurierte, standardisierte Module an die benötigte Leistungsfähigkeit anpassen kann. Module für Klimatisierung und Stromversorgung sowie stabile IT-Racks und Sicherheitskomponenten sind bereits aufeinander abgestimmt. Dies ist gerade in rauen (Produktions-) Umgebungen essenziell. Wichtig ist dabei, dass IT-Schränke über eine hohe Schutzklasse wie etwa IP 55 verfügen, die die empfindlichen IT-Systeme gegen äußere Einflüsse wie Feuchte, Staub oder Schmutz und unbefugten Zugriff schützen.

Edge-Datacenter für unterschiedliche Anforderungen

Je nach Anforderung und Einsatzgebiet gibt es unterschiedliche Leistungsklassen von Edge-Systemen. Diese übernehmen beispielsweise als Edge-Gateway Aufgaben zur Datenkonsolidierung direkt vor Ort und initiieren anschließend den Transfer in nachgelagerte Cloud-Rechenzentren. Aber auch erste Auswertungen nahe an der Datenquelle sind damit möglich.

Kleinere Systeme übernehmen zum Beispiel die erste Aggregation von Sensordaten in einer Fertigungsstraße. Es sind aber auch Edge-Datacenter verfügbar, die die Rechenleistung am jeweiligen Standort erheblich steigern.

Die technologische Ausführung dieser Varianten kann ebenfalls unterschiedlich ausfallen: Beispielsweise als einfacher Technikschrank oder auf Basis eines speziell gesicherten IT-Racks, das mit einer zusätzlichen Schutzhülle umgeben ist. Wer mehr Leistung benötigt, realisiert ein leistungsstarkes Edge-Datacenter auf Basis eines modularen Rechenzentrums-Container mit wetterfester- und feuerfester Ummantelung. Eine solche Lösung wird in direkter Nähe der Datenerzeugung innerhalb oder außerhalb von Gebäuden aufgestellt und unterstützt bei entsprechender Kühltechnologie eine Leistung bis zu 35 kW pro IT-Rack.

IT-Container bieten Stabilität und können flexibel aufgestellt werden

Zu den generellen Vorteilen von IT-Containern zählen die Stabilität und Sicherheit durch die Verwendung von Stahlwänden sowie die hohe Mobilität der Lösung, die es erlaubt, leistungsfähige Rechenzentren flexibel auf dem Firmengelände oder innerhalb von Fabrikhallen aufzustellen.

Wer mehr Rechenleistung über Edge-Systeme vor Ort installieren möchte, sollte zunächst festlegen, welche Geschäftsziele damit verfolgt werden. Davon abgeleitet definieren Fach- und IT-Experten die benötigten Software-Anwendungen. Basierend auf diesem Anforderungskatalog ist es möglich, die Konfiguration eines Edge-Datacenters zu bestimmen. Eine Reihe von Kriterien sind hierbei zu beachten: So müssen Edge-Systeme schnell und unkompliziert einsetzbar sein, damit sich die Anforderungen aus den Fachbereichen zeitnah umsetzen lassen. Ideal ist ein Komplettsystem, das der Hersteller fertig montiert übergibt, das im Plug-and-Play-Verfahren an Energieversorgung und Netzwerktechnik angeschlossen wird und bei dem die Kälteversorgung bereits implementiert ist.

Monitoring für Stromversorgung und Kühlung senkt laufende Kosten

Außerdem sollte der Betrieb von Edge-Systemen automatisiert und weitgehend wartungsfrei erfolgen, um die laufenden Kosten zu verringern. Dafür ist ein umfassendes Monitoring notwendig, das die Stromversorgung, die Kühlung sowie eine Branderkennung und -löschung umfasst. Welche Schutzklasse für den physikalischen Schutz letztlich notwendig ist, entscheiden Faktoren wie der Standort oder die benötigte Ausfallsicherheit.

Zudem ist es wichtig, ein Monitoring zu verwenden, das die Überwachung von Gehäuse- oder Rack-Türen umfasst sowie von Seitenwänden. Elektronische Türschlösser erleichtern die Auswertung, wann welche Mitarbeiter Zugriff auf die IT hatten. Bei einer Fernwartung oder Notfällen kann es notwendig sein, das System komplett herunterzufahren und dafür auch die Stromversorgung zu unterbrechen. Hierfür werden schaltbare Power Distribution Units (PDUs) benötigt.

Für höchste Sicherheitsansprüche sollte sich ein Edge-Datacenter in einer Raum-in-Raum-Umgebung errichten lassen: Eine solche Sicherheitszelle bietet höchsten Schutz bei Bränden und bei starker Verschmutzung der Umgebung. Außerdem ist im Outdoor-Bereich darauf zu achten, dass die Schutzklasse einen sicheren IT-Betrieb in einem breiten Temperaturfenster unterstützt, beispielsweise von -20 °C bis +45 °C.

Edge-Systeme müssen schnell implementierbar und sicher sein

Für vielfältige Anforderungen wie Hochverfügbarkeit, Sicherheit und Skalierbarkeit haben Ausrüstungsanbieter wie Rittal ein modulares Konzept entwickelt. Ähnlich wie in einem Baukastensystem, können Unternehmen die für ihre Anforderung geeignete Lösung zusammenstellen.

Ein Beispiel für ein modular aufgebautes und flexibel skalierbares Edge-Rechenzentrum ist das Scalable Modular Data Center (SMDC), das von Rittal und IBM gemeinsam entwickelt wurde. Das Rechenzentrum ist in Varianten von zwei bis sechs Racks erhältlich und unterstützt Leistungen bis zu 5 kW pro IT-Rack. Die Edge-Lösung enthält das IT-Rack mit Schutzklasse IP 20 oder IP 55 sowie Kühlung, Stromverteilung und -absicherung, Brandfrüherkennung und -löschung sowie das Monitoring. Das Ergebnis ist eine vordefinierte Edge-Komplettlösung, die optional mit aktiven IT-Komponenten und as-a-Service-Leistungen ergänzt und schlüsselfertig geliefert wird.

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