Hochverfügbarkeitsalternativen zur gewohnten Redundanz im Rechenzentrum

Ist das ohne 2N zertifizierbar? Teil 1 Hochverfügbarkeitsalternativen zur gewohnten Redundanz im Rechenzentrum

31.10.2025 Ein Gastbeitrag von Ulrich Föll* 2 min Lesedauer

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dc-ce RZ-Beratung Berlin, Frankfurt, Erding

VON ZUR MÜHLEN'SCHE GmbH

EPS Rechenzentrum Infrastruktur GmbH

ConSysTech GmbH

In hochverfügbaren Rechenzentren nach EN 50600 (Verfügbarkeitsklasse 3), TSI-Level 3 oder BSI Klasse B sind redundante Systeme für Kühlung und Stromversorgung eine Voraussetzung. Im Störungsfall muss ein zweites, unabhängiges System nahtlos übernehmen können.

Das Hexagon ist ein in der Natur erfolgreiches Format. Im Datacenter kann eine solche Anordnung unter den rechten Bedingungen auch bewährte 2N-Konstellationen ersetzen. (Bild: © Biru Langit Desember - stock.adobe.com / KI-generiert) — Das Hexagon ist ein in der Natur erfolgreiches Format. Im Datacenter kann eine solche Anordnung unter den rechten Bedingungen auch bewährte 2N-Konstellationen ersetzen.
(Bild: © Biru Langit Desember - stock.adobe.com / KI-generiert)

Technisch wird dies durch eine 2N-Auslegung realisiert. Das bedeutet, dass jedes System doppelt vorhanden ist. Im Normalbetrieb sind die Komponenten daher jeweils unter 50 Prozent ausgelastet. Deshalb ist der optimale Wirkungsgrad vieler USV-Systeme, speziell auf diesen Arbeitspunkt ausgelegt. Dennoch entstehen durch diese Struktur in allen Komponenten Leerlaufverluste, die den PUE-Wert (Power Usage Effectiveness) negativ beeinflussen.

Sobald IT-Leistungen von 2 Megawatt oder mehr pro Bereich erreicht werden, stößt die 2N-Architektur an ihre technischen und wirtschaftlichen Grenzen: Transformatoren, Schaltanlagen und Netzersatzanlagen geraten an ihre Kapazitätslimits. Gleichzeitig steigt der Flächenbedarf, was sich in den Bau- und Betriebskosten niederschlägt.

Alternative Redundanzkonzepte

Zur wirtschaftlichen Umsetzung hoher Leistungen haben sich alternative Strategien etabliert, zum Beispiel:

Hexagonalsystem (5 aus 6)

Hexagonalsystem-Unterform (3 aus 4)

Piller IP-Bus-System

Diese Konzepte verzichten auf vollständige Duplikation und setzen stattdessen auf eine N+1-Redundanz, bei der ein zusätzliches System eine definierte Anzahl von Systemen absichert. So ergeben sich bei „3 aus 4“ rund 33 Prozent Redundanz, beim Hexagonalsystem zirka 20 Prozent. Beim Piller IP-Bus hingegen lässt sich die Last dynamisch auf verfügbare Erzeuger verteilen.

Wichtig: Die elektrische Rack-Versorgung erfolgt weiterhin nach dem 2N-Prinzip. Für Kühlung und Verteilung kommt in der Regel N+1 bzw. N+2 zum Einsatz.

Das Last-Management

In diskret aufgebauten Infrastrukturen werden die Lastverteilung manuell geplant und fest zugewiesen. Die Strompfade verlaufen über zwei Seiten (A- und B-Versorgung) mit jeweils separater Einspeisung. Ziel ist eine strukturierte Rotation der Pfade, so dass bei einem Strompfad-Ausfall keine ganze Zone betroffen ist.

Ein bewährtes Konzept zeigt die folgende Tabelle:

Strompfadzuordnung pro Rack-Reihe: Jede erhält zwei Strompfade, die im Beispiel farblich gekennzeichnet sind.(Bild: DC-CE RZ-Beratung GmbH & Co. KG) — Strompfadzuordnung pro Rack-Reihe: Jede erhält zwei Strompfade, die im Beispiel farblich gekennzeichnet sind.
(Bild: DC-CE RZ-Beratung GmbH & Co. KG)

Beim IP-Bus-System der Firma Piller entfällt diese starre Aufteilung. Stattdessen ermöglichen die speziell aufgebauten Schaltanlagen mit Drosseln eine flexible Lastverteilung sowie eine sichere Entkopplung im Fehlerfall.

*Der Autor
Ulrich Föll ist Projektleiter Elektrotechnik bei der DE-CE RZ-Beratung GmbH & Co. KG. Sein Fazit lautet:Die klassische 2N-Auslegung erfüllt höchste Anforderungen, ist aber nicht immer wirtschaftlich oder technisch sinnvoll. Mit alternativen Konzepten wie N+1, Hexagonal oder IP-Bus lassen sich hochverfügbare Rechenzentren auch bei großen Leistungen effizient, zertifizierbar und mit durchdachtem Last-Management realisieren.

Bildquelle: DE-CE RZ-Beratung GmbH & Co. KG

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Stand: 08.12.2025

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