PDU 是什麼意思?機櫃電源分配單元的作用、型別與規格
在機房和資料中心裡,PDU 是 Power Distribution Unit 的縮寫,即電源分配單元:裝在機櫃裡,把上游一個迴路的電分給櫃內裝置,並提供保護、計量和遠端控制。按功能分基本型、計量型、智慧型三類;看規格只看輸入接多大的迴路、輸出有幾個什麼樣的插孔。網路通訊裡的 PDU 是協議資料單元,與供電無關。
PDU 是什麼意思,要先看語境。在機房和資料中心裡,PDU 是 Power Distribution Unit 的縮寫,中文叫電源分配單元,也常被叫作機櫃 PDU、機櫃電源插座或電源分配器。它是供電鏈路的最後一級:上游列頭櫃的一個迴路接進來,在機櫃裡分成幾個到幾十個插孔,給伺服器、交換器、儲存的電源供電,同時在這一級做過流保護,智慧型還能計量電流和電量、遠端開關單個插孔。在計算機網路和通訊領域,PDU 則是 Protocol Data Unit(協議資料單元)的縮寫,指每一層協議傳遞的資料單位,兩者只是縮寫相同。下文先講機櫃 PDU,後面再把同名縮寫列清楚。
PDU 在機房供電鏈路的哪一環
一台伺服器的電,從市電到電源模組要經過好幾級:
市電 / 柴油發電機
→ 低壓配電櫃(含 ATS 雙電源切換)
→ UPS
→ UPS 輸出配電櫃
→ 列頭櫃(精密配電櫃)或母線槽插接箱 英文資料裡常叫 floor PDU
→ 機櫃 PDU(rack PDU,本文所說的 PDU)
→ 伺服器、交換器的電源模組
機櫃 PDU 的輸入,就是列頭櫃裡的一個支路斷路器;雙路供電的機櫃有兩條 PDU,分別接 A、B 兩路的支路。所以 PDU 能帶多少裝置,首先取決於上游給它的那個迴路有多大。
英文語境裡有一個容易混淆的地方:資料中心設計資料裡的“PDU”經常指落地式配電櫃,內含變壓器和幾十路支路開關,容量幾十到幾百 kVA;機櫃裡的那一條為了區分,常寫作 rack PDU 或 rPDU。看國外裝置清單或方案時,先確認指的是哪一種。
機櫃 PDU 在這一級承擔四件事:
- 分配:把一個迴路分成多個插孔,每台裝置一根電源線;
- 保護:整條或分組配斷路器,某一組過載只斷開這一組;
- 計量:顯示或上報電流、功率、電量,是機櫃用電管理和按度計費的資料來源;
- 控制:開關型 PDU 可以遠端斷開、接通單個插孔,或設定上電延時。
基本型只做前兩件,計量型加上第三件,智慧型才四件都能做。
基本型、計量型、智慧型 PDU 有什麼區別
廠家的叫法不統一,按“能看到什麼、能控制什麼”來分最清楚:
| 型別 | 英文常見叫法 | 本地顯示 | 遠端讀數 | 計量到哪一級 | 遠端開關插孔 | 典型用途 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 基本型 | Basic | 無,最多有指示燈 | 無 | 不計量 | 不能 | 負載穩定、不需要看電流的機櫃 |
| 計量型 | Metered | 有,顯示整條或每相電流 | 無 | 整條、每相或每組 | 不能 | 上架前到現場看一眼餘量 |
| 監測型 | Monitored,或帶網口的 Metered | 有 | 有,Web、SNMP | 整條、每相或每組 | 不能 | 需要長期採集、按度計費的託管機櫃 |
| 插孔計量型 | Outlet Metered | 有 | 有 | 每個插孔 | 不能 | 一櫃多客戶,要分清每台裝置用了多少電 |
| 開關型 | Switched | 有 | 有 | 整條或每組 | 能 | 無人值守機房、要遠端斷電重啟的裝置 |
| 開關加插孔計量型 | Switched with Outlet Metering | 有 | 有 | 每個插孔 | 能 | 兩種需求都有 |
表裡後四種通常統稱智慧 PDU。幾點說明:
- 智慧 PDU 能讀到的資料:常見有電壓、電流、有功功率、視在功率、功率因數和累計電量(kWh),部分型號還能接溫溼度、門磁等外接感測器,超過閾值時透過 SNMP Trap 或郵件告警,具體以產品規格為準。
- 計量精度:要用來按度給客戶計費時,看規格書標註的計量精度,並核對與機房總表、列頭櫃讀數的差異是否在可接受範圍內。
- 開關型的用處:沒有 BMC 的裝置(老伺服器、部分交換器、PC)當機時,遠端斷電再上電就能恢復;整櫃上電時按插孔依次延時,錯開啟動電流;空閒插孔關掉,防止私自接入裝置。遠端斷電會直接切斷裝置電源,操作前先確認插孔對應的是哪台機器。
PDU 規格怎麼讀:以一條 32A PDU 為例
PDU 的規格通常寫成一長串,例如:
0U 豎裝,單相 32A 輸入,IEC 60309 工業插頭(2P+E),3 m 輸入線;輸出 20 × C13 + 4 × C19,分 2 組,每組 16A 斷路器;整條計量,帶網口。
逐項拆開:
| 欄位 | 含義 | 選型時核對什麼 |
|---|---|---|
| 0U 豎裝 | 裝在機櫃後部立柱旁,不佔 U 位 | 機櫃深度和側面空間放不放得下,放不下改用 1U 橫裝 |
| 單相 32A 輸入 | 整條 PDU 從上游取電的上限 | 列頭櫃的支路斷路器不能大於 PDU 的輸入額定 |
| IEC 60309 工業插頭(2P+E) | 輸入聯結器,單相為三針 | 機房提供的是工業插座、國標插座還是端子接線 |
| 3 m 輸入線 | 從 PDU 到上游插座的長度 | 上走線還是下走線,長度夠不夠,會不會盤一大圈 |
| 20 × C13 + 4 × C19 | 插孔型別和數量 | C13 給普通伺服器和交換器,C19 給大功率電源 |
| 分 2 組,每組 16A 斷路器 | 插孔分組和分組保護 | 每組負載不超過該組斷路器額定的 80% |
| 整條計量,帶網口 | 計量粒度和通訊方式 | 管理系統能否透過 SNMP 等方式採集 |
輸入規格決定了這條 PDU 最多能帶多少裝置。按國內 220 V 相電壓計算:
| 輸入規格 | 計算 | 視在功率 | 長期按 80% 使用 |
|---|---|---|---|
| 單相 10A | 220 V × 10 A | 2.2 kVA | 1.76 kVA |
| 單相 16A | 220 V × 16 A | 3.52 kVA | 2.82 kVA |
| 單相 32A | 220 V × 32 A | 7.04 kVA | 5.63 kVA |
| 三相 16A | 3 × 220 V × 16 A | 10.56 kVA | 8.45 kVA |
| 三相 32A | 3 × 220 V × 32 A | 21.12 kVA | 16.9 kVA |
三相 PDU 的線電壓是 380 V,但插孔按相分組,每組得到的仍是 220 V,三組負載要儘量均衡。雙路供電的機櫃,兩條 PDU 的容量不能相加:一路斷電時另一路要帶起全櫃,可用容量按單條算。
輸入聯結器常見三種:國標 10A、16A 插頭,用於 10A、16A 單相輸入;IEC 60309 工業聯結器,用於 16A、32A 的單相或三相,單相為 2P+E 三針,三相為 3P+N+E 五針,並按電壓用顏色區分,200~250 V 為藍色,380~480 V 為紅色;大電流或固定安裝的 PDU 也有直接用端子接線的。輸出插孔以 IEC 60320 的 C13(10A)和 C19(16A)為主,國內也常見國標 10A 插孔。
PDU 是什麼裝置:和 UPS、ATS、列頭櫃怎麼區分
機房裡幾種配電裝置名字相近、位置相鄰,按“在鏈路中的位置”和“有沒有電池或切換”來區分:
| 裝置 | 在鏈路中的位置 | 有無電池或切換 | 主要作用 |
|---|---|---|---|
| UPS | 低壓配電櫃之後、列頭櫃之前 | 有電池,市電中斷時繼續供電 | 後備供電、穩壓穩頻 |
| 列頭櫃、精密配電櫃 | UPS 輸出之後,通常一列機櫃一台 | 無 | 把 UPS 輸出分成每個機櫃的支路,配斷路器和支路計量 |
| 機架式 ATS | 機櫃內,兩路輸入分別取自 A、B 路 | 有切換,無電池 | 兩路輸入、一路輸出,讓單電源裝置也能接兩路電 |
| 機櫃 PDU | 機櫃內,最末一級 | 無 | 分配到每台裝置,分組保護,計量與控制 |
| 普通插線板 | 辦公、家用環境 | 無 | 臨時取電,按家用 10A 設計,不適合放進伺服器機櫃 |
也有把兩種功能合在一起的產品,例如帶 ATS 的 PDU:兩路輸入,內部自動切換,輸出給一排插孔,適合單電源裝置較多的機櫃。
PDU 的其他意思:協議資料單元等同名縮寫
搜尋“PDU 是什麼意思”,結果裡常混著幾種完全不同的東西:
| 領域 | 全稱 | 中文 | 含義 |
|---|---|---|---|
| 機房供配電 | Power Distribution Unit | 電源分配單元 | 本文所說的機櫃 PDU,以及英文資料裡的落地式配電櫃 |
| 計算機網路 | Protocol Data Unit | 協議資料單元 | 每一層協議傳遞的資料單位:資料鏈路層叫幀,網路層叫分組或資料包,傳輸層 TCP 叫報文段,UDP 叫資料包 |
| SNMP 網管 | Protocol Data Unit | 協議資料單元 | SNMP 報文裡的操作型別,如 GetRequest、GetNextRequest、GetBulkRequest、SetRequest、Response、SNMPv2-Trap、InformRequest |
| 5G 行動通訊 | PDU Session | PDU 會話 | 終端與資料網路之間建立的連線 |
| 新能源汽車 | Power Distribution Unit | 高壓配電單元 | 把動力電池的高壓電分配給電機控制器、空調壓縮機等部件的高壓配電盒 |
機房裡恰好有兩種 PDU 會碰在一起:智慧 PDU 通常透過 SNMP 接入監控,管理系統發出的每一個 GetRequest,本身就是一個 SNMP PDU。接入前可以先用 net-snmp 工具確認通訊正常:
# 讀取智慧 PDU 的裝置描述和執行時間,確認 SNMP 可達(團體名以實際配置為準)
snmpget -v2c -c public 10.30.0.21 SNMPv2-MIB::sysDescr.0 SNMPv2-MIB::sysUpTime.0
# 遍歷廠家私有 MIB 子樹,查詢電流、功率、電量對應的 OID
snmpwalk -v2c -c public 10.30.0.21 1.3.6.1.4.1
電流、功率等資料的具體 OID 在廠家的 MIB 檔案裡,以廠家文件為準。PDU 的管理口只接管理網,出廠預設的團體名和 Web 密碼要改掉,支援 SNMPv3 的優先用 v3。
選機櫃 PDU 前先回答四個問題
- 機房給這個機櫃的是什麼迴路? 單相還是三相、16A 還是 32A、插座還是端子,決定 PDU 的輸入規格和聯結器。
- 櫃裡裝置的電源入口是什麼? C14 入口配 C13 插孔,C20 入口配 C19 插孔,數清數量再留餘量。
- 要不要遠端看電流、按度計費? 要的話選監測型或插孔計量型,並確認能接入你的管理系統。
- 有沒有需要遠端斷電重啟的裝置? 有不帶 BMC 的老裝置,或者是無人值守的站點,就選開關型。
安裝空間決定 0U 豎裝還是 1U 橫裝,放在最後核對即可。
在管理系統裡怎麼落地
智慧 PDU 的價值在於資料被長期採集,而不是偶爾到現場看一眼顯示屏。Toplink DCIM 可以把機櫃內的智慧 PDU 統一納管,即時計量用電,首頁按機房彙總用電量;裝置所在的機櫃和 U 位記錄在機櫃與資產管理裡,哪個機櫃裝了哪些裝置、這個機房的用電離供電容量還有多少餘量,都能在後台查到。PDU 採集的是機櫃這一級,UPS、空調等設施層面的資料由動環監控負責,兩類系統的分工見 DCIM 是什麼。
常見問題
rPDU 和 PDU 是一回事嗎?
rPDU 是 rack PDU 的縮寫,專指機櫃 PDU。英文資料裡單寫 PDU 時,有時指落地式的配電櫃(floor PDU),容量以幾十到幾百 kVA 計,相當於國內的列頭櫃或精密配電櫃;看到“150 kVA PDU”這類說法,指的就不是機櫃裡的那一條。
PDU 的 C13 插孔能插國標插頭嗎?
不能直接插,C13 插孔只接 C14 插頭。裝置的電源入口本身是 C14 的,換一根 C14 轉 C13 的電源線即可;電源線不能拆的裝置,選帶國標插孔或混合插孔的 PDU。不要長期靠轉換頭,接觸不良時容易發熱。
智慧 PDU 的管理模組壞了,插孔還會供電嗎?
要看產品設計。不少智慧 PDU 的計量通訊模組與配電迴路相互獨立,模組故障或更換時插孔照常供電;開關型 PDU 的繼電器在模組故障或斷電重啟後保持什麼狀態,各廠家不同,採購前在規格書裡確認。