[開箱] 像工具人一般默默守護你的 NAS – APC 1000VA UPS(BR1000G-TW)

對於家中有各種主機設備的人,準備一套不斷電系統(UPS:Uninterruptible Power Supply)對於應付緊急狀況而言算是必備的。UPS 主要是在住處或工作場所電力供應異常,例如:停電、電壓不穩、雷擊等突然斷電的情況下,不間斷的為連接的高級主機、伺服器或精密設備供給備用電力,維持這些電器一小段時間正常運作的機器(視 UPS 電池容量決定提供備用電力的時間)。這段緩衝時間足以提供使用者去解決電力問題或正常關閉主機。如此一來,在突然斷電的情況下,我們還是可以於運行中的主機儲存當下的工作作業,或者將硬碟中的資料完整儲存。

特別是對於硬碟而言,突然的斷電最容易危害硬碟壽命。硬碟在正常工作時,磁頭是懸浮在高速旋轉的碟片之上的,磁碟在高速旋轉產生的氣流使磁頭在工作時不會碰到磁碟造成損壞。在硬碟工作時突然斷電,除了寫入到一半的資料會流失外。如果這時磁頭正在從磁碟上讀寫數據,電力的減少使磁碟轉速下降,氣流產生的懸浮力減少,磁頭便有機率造成磁碟永久性的刮傷,嚴重時甚至造成硬碟損壞。為了應付這種狀況,為帶有硬碟的家用主機或者 NAS 準備一套 UPS 是必需的,雖然提供的電力不會太長,但讓你正常關閉作業中的程序和硬碟是絕對夠用的。一套完整的 UPS 除了提供緊急的備用電力外,更會帶有控管電力品質、防雷擊或電流突波的功能。

UPS 分類

在挑選 UPS 之前,需要先瞭解現有的 UPS 主要分為三大類:離線式、在線式及在線互動式,主要是對於電力供給的來源作分類:

離線式(OFF Line)

在電力供應正常時,電力完全由市電供應,不經過電池,因此電力品質也是取決於市電的品質。並且這個設計上在斷電瞬間會有從市電切換至電池供電的時間差。

在線式(ON Line)

不管任何電力供應的狀況,電力會先供應至 UPS ,再由 UPS 提供電力予設備,因此電力品質是過濾過的,又因為因為電力是直接透過電池供應,於斷電瞬間是沒有電力時間差的。在線式 UPS 的功能最為複雜,因此定價通常最為昂貴。

在線互動式

算是離線式 UPS 的升級款,雖然電力供給是直接透過市電,但在線互動式的設備都具有 “AVR (Automatic Voltage Regulator) ” 穩壓功能,當供應的市電異常時,UPS 會接手調整電壓,多了一層保障。

如果想要瞭解更多知識,推薦這篇由 illreal 撰寫的 PTT 文章:UPS全攻略

APC Back-UPS Pro 1000

市面上的不斷電系統品牌及型號眾多,家用 UPS 的價格大約依照功能分布於 1500 至 1 萬多台幣,而在這些 UPS 品牌中,APC 算是世界知名、品質穩定的 UPS 大廠品牌。會選擇它的 UPS 莫過於功能完善,備援時間長及在線互動式的特色。而今天要開箱的為價位中等,功能完善的 APC Back-UPS Pro 1000VA 在線互動式 UPS。

▼ APC 的外盒頗具特色,外觀呈現了此 UPS 的所有特色功能,背面有著清楚的中文說明及規格。這樣的設計在 3C 賣場提供顧客清楚的瞭解規格,也算是簡易版的說明書。特別是 APC 的產品都帶有 2 年保固,以電池類的耗損材而言,算是很完善的保固。

▼ 從箱中取出的主角 APC Back-UPS Pro 1000 因為包含著一顆電池的重量,頗有份量,大約有 10 kg 重。當然在 UPS 的挑選上,備援時間越久代表著電池越大,大小及重量上也越有份量,因此選擇夠用的備援時間就可,以節省機體空間。

▼ 隨附的配件有中文說明書、注意事項、PowerChute 安裝光碟、一條同軸電纜線(家用電視第四台用的同軸電纜)及一條RJ45 轉 USB 的資料傳輸線(連接電腦或 NAS 至 UPS)

▼ 特別的是機體的一側貼有品質測試的報告紙,讓使⽤者感覺到 APC 原廠有顧慮到出廠時的品管,再交到使⽤者⼿上

▼ 而全新機體的另一側尾端會都封著一張電池安裝說明黃色貼紙,封住主控插座的位置讓使用者一定會注意到此說明。而為什麼要有這張貼紙呢?

▼ 考量到運送上的安全,APC 的 UPS 在未啟用前電池均是安裝在不啟用狀態。在初次開啟 APC 的 UPS 時,不要急著直接通電。必須按照黃色貼紙上的說明開啟電池蓋,將電池安裝至啟用狀態,再行開機。電池蓋上下都具有一排散熱孔,增進電池的散熱效率,頗為細心的設計。

▼ 於機身頂部也帶有一排的增進散熱效能的散熱孔,所以如果是擺在電器堆中要注意頂部不要堆雜物影響散熱。

▼ 將電池抽出可見未啟用的電池是紅色面朝上

▼ 取出電池後轉向,以綠色面朝上便可啟用。而可以看見電池規格與外觀為特殊兩顆合併的 7Ah / 12V 電池,猜測內部為兩顆常見的 NP7-12 電池,有機會再來拆解,型號為:APCRBC123,不過電池這種需要注意安全的東西還是選用原廠的規格為佳,稍微查了一下 APCRBC123 電池於一般通路不難找到。

電池及後續可用性對於 UPS 來說可以說是最為重要的選購因素,詢問 APC 得知他們的家用 UPS 都帶有 2 年的包含電池更換的完整保固!所以2年內電池有問題都是可以透過原廠免費更換,有夠佛心。

VA 與 UPS 備援時間的關係

有稍微研究過市面上不斷電系統(UPS)的人應該會發現 UPS 的規格後都帶有一個 VA 單位(伏安,視在功率,Volt-Ampere),V 表示電壓,A 表示電流,電壓乘以電流就表示功率。UPS 通常會同時標明最大輸出功率的 VA 值和 W 值。

然而 VA 值只是表示限制最大的輸出電流,W 值限制最大的實功率輸出,與 VA 之間有一個功率因數 PF 的差別。舉例來說:UPS會標示 1500VA / 1000W。1500 / 1000 便可以得知此 UPS 的功率因數 PF 標準是大約 0.6(當然各廠牌、型號 UPS 的 PF 值均不相同,最好查詢官方說明書為準),如果 UPS 只有單純標示 VA 值,安全起見應假設 W 值只有 VA 值的 0.6,即是 1500VA UPS 應當作 900W[wiki]。然而 UPS 能撐多久,其實取決於電池的 A-H 值。

W = VA * pf
首先,從官方規格表可以看出,1000 VA、600 W 的 APC Back-UPS Pro 1000 功率因數約是 0.6 PF

1000 VA = P(W)/ PF = 600 W / 0.6 PF

▲ 從剛剛的電池圖片搭配規格表我們可以看出此 UPS 包含兩顆 7Ah / 12V 的電池:2 顆 * 12V * 7AH * 0.6PF(轉換效能) = 100.8 W
所以假設一台家用桌上型 NAS 的負載(含硬碟)大約 60 瓦,大概可以在斷電的情況下撐 1 ~ 2 個小時左右(當然隨著現實條件、損耗率、電池老化等因素會比理想狀況更少)

▼ 而官方產品說明頁上(技術規格>下拉到”執行時間”>點”查看執行時間圖表”)也有對應的備援時間/消耗功率圖表

▼ 而 APC UPS 帶有的插頭有點特殊,原本以為是收到瑕疵品歪歪的

▼ 然而插上插頭才發現這貼心的設計!因為斜斜的設計,不會阻礙到其他的插頭

▼ 插上電源,按下正中央的電源鍵正式通電啟用後,便可以看見正面面板亮起顯示基本資訊,及三個具有背光的功能鍵:靜音鍵(開關警報聲)、電源鍵(開關機)及選單鍵(透過按壓檢視各種狀態,如需更複雜功能也可以透過電腦端的 PowerChute 設定),非常簡潔。

▼ 搭配選單鍵,可以檢視 UPS 上的各種狀態,例如市電電壓,斷電時備援時長,負載瓦數等。而因為 APC Back-UPS Pro 1000 具有 AVR 功能,供應至設備的是穩定調整後的電壓,也能維持接續設備的穩定及延長使用壽命。

▼ 機身背面則是設備插座及其他線材(RJ45、同軸、數據線)連接處,機身背面共有 8 個插座,四個在斷電時會提供備載電源(綠框)四個只有防突波功能。而 APC Back-UPS Pro 1000 除了 AVR 外的另一大特色:節能,你可以將主要的設備,例如 NAS 或 PC 主機連接至主控插座,路由器、螢幕等斷電時需要輔助主機的設備連接至帶備載電源的受控插座(橘綠),印表機等斷電時不需要電源,但又與電腦相輔的設備連接至無電源的受控插座(一般、橘)。如此一來,在你電腦關機後不僅可以節省 UPS 電池的電源,平常使用時也可以節電。

當然如果路由器需要隨時都啟用,就連接至不具受控功能帶備載電源的插座(一般、綠)。

瞭解了背面的各種功能便將設備一一接上吧

▼ 與 NAS 或電腦連接的 RJ45 數據連接口

▼ 除了一般電路會有雷擊突波外,一般走電路線的網路孔也是有突波發生的可能性,因此也可以將網路線接上 1Gbps 的 RJ45 防突波網路孔(當然,如果你關閉 UPS ,網路也隨即停止)

▼ 將 NAS 等插頭接上 UPS,最底下的插座有特別設計間格較遠,以利較大的變壓器插頭安裝,然而如 ASUS 路由器這種極度設計不良的插頭還是會擋到其他插座無法使用,需要透過轉接器墊高等方式來解決。

當電源、網路及數據傳輸線都安裝好之後,將數據傳輸線的另一端 USB 安裝至最重要的主機上,例如我是安裝至 Synology NAS。

▼ 而 UPS 與 Synology NAS 的相容性可至官方網頁查詢,可以看見 APC 相容性非常高,幾乎大多產品都支援。

▼ 當 UPS 連接至 DSM 之後,便會在控制台 → 硬體&電源 → 不斷電系統的頁面顯示連接狀態,啟用後便可以直接支援,不需要安裝任何驅動!

▼ 也可以設置一些進階功能

▼ 而 QNAP 也同樣支援!從 QTS 控制台中便可以檢視各種狀態資訊,不得不說 APC 大廠的相容性真高啊!

▼ 當然更可以透過內建的通知推播功能掌握 NAS 及 UPS 的各種狀態

讓 UPS 同時保護多個裝置

▼ 特別的是,當你同時擁有不只一台 NAS 連接至一台 UPS 時,因為架構上 USB 數據連接線只能連接一台 NAS 主機,此時只有一台 NAS 能夠取得 UPS 裝置狀態的相關資訊。最好的解決方法是在其中一台 NAS 上啟用不斷電系統「伺服器」,取得不斷電系統資訊後,透過區域網路轉送給另一台 NAS「用戶」,當然考慮到相容性,這是限定同廠牌的 NAS 的功能。(此處以 Synology 為例)

▼ 於啟用不斷電系統伺服器的主機(Server:本身與 UPS 連接)上輸入其他欲連接的 NAS IP(Slave)

▼ 於其他的 NAS (Slave:本身沒有接 UPS 訊號線)上輸入啟用不斷電系統伺服器(Server)的 IP,當然,這些主機也記得連接至 UPS 上

如此一來,便可以建立一個完整的不斷電系統環境了,於斷電時所有主機會根據 UPS 的狀態來採取對應的排程。

NUT – 跨平台/廠牌的 UPS 伺服器協定

但如果是不同廠牌的 NAS 呢?

稍微研究一下底層系統就可以發現,Synology 及 QNAP 系統中的不斷電系統伺服器均是使用 Network UPS Tools(NUT):http://networkupstools.org。NUT 為一套監控 UPS 設備狀態的開源軟體,不僅僅支援各大品牌的 UPS ,並且可以透過他架設 UPS 伺服器(前段提到的跨裝置溝通功能)透過別台裝置取得的 UPS 電力供應狀態,於斷電等狀況時收到資訊執行對應的關機程序。最為方便的是,這套軟體支援 Windows / Linux / Mac OS 各平台。因此,透過基本的設置讓 NAS 與 Mac 主機溝通也不困難。

Windows 教學:在Windows安裝Network UPS Tools監控UPS

▼ Synology NAS 關於 NUT 的設定檔等可以在 /usr/syno/etc/ups 找到,QNAP 則是 /etc/default_config/ups:

▼ 1. ups.conf
UPS 相關硬體資訊,對應 UPS 硬體設定,一般不需更動。官網也提供各大廠的驅動及範例說明

▼ 2. upsd.conf(upsd 連線設定)
NUT 會啟動 upsd 開啟 TCP/UDP 3305 port 提供轉送 UPS 的狀態資訊,或是下狀態指令給 upsmon,透過這個方法,便可以達到廣播的目的。而 upsd.conf 則是控管哪些機器可以透過哪些 IP 連線,並且可以設定主僕權限。

▼ 3. upsd.users (UPS Daemon 使用者設定檔)
monuser 為創立的 UPS 主控端帳號,密碼為 secret

▼ 4. upsmon.conf(告訴 upsmon 向哪一台設備的 upsd 取得 UPS 的狀態,並設定$對應狀態的動作)

$ MONITOR ups@localhost 1 monuser secret master

「ups」是 ups.conf 的 UPS 名稱,「localhost」是本機的 IP 位址,「monuser」是 upsd.users 的主控端帳號,「secret」是主控端設定的密碼,「master」代表此機器是主控端。

如果是當被控端(透過網路接收主控端送來的 UPS 狀態)需要修改 upsmon.conf

更動了這些檔案之後(務必先備份),再以指令重整 NUT 狀態即可生效:

upsd -c reload

而 QNAP 及 Synology 都各自有自己的 NUT 設定,於 GUI 操作介面開啟 NUT Server(不斷電系統伺服器)則是會自動產生這些設定,因此,透過更改這些,於是我們也進行了以下測試:
▼ 如圖,QNAP 也有一組自己的 NUT 設定

▼ 2014 年的網友表示可以透過更改 Synology 的 NUT 設定至 QNAP 的設定達成伺服器溝通的效果。Mobile01 文章來源

可惜的是,在完成這篇文章的當下我還是沒有找出如何正確設定兩方 NAS 間 NUT 的設定,無法如之前的 DSM 版本可以透過簡易的設定達成互通的效果,如果有強大的大大瞭解相關資訊再請指教~

▼ 最佳結果僅能在 QNAP QTS 上手動得到 Synology 上接的 APC USP 資訊

參考資料:

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