一、UPS 电源是什么?
1.1 UPS 的定义与核心功能
不间断电源(Uninterruptible Power Supply,简称 UPS)是一种能够在主电源发生故障或断电时,继续向负载供电并保证供电质量,使负载运行不受影响的应急电源装置。它是一种电力电子设备,其主要功能是为连接的关键负载(如计算机、服务器、网络设备、医疗设备、工业控制系统等)提供持续、稳定、不间断的交流电源。

UPS 的核心价值在于解决电网供电的 "不稳定性" 与负载对电力的 "高可靠性" 之间的矛盾。当市电(电网)正常、异常(如电压过高、过低、浪涌、尖峰、频率漂移)或中断的情况下,UPS 能够保障负载设备持续、稳定运行一段时间或提供安全关机的时间。
UPS 的主要功能包括四个核心方面:
不间断供电功能是最核心的功能。当市电中断时,UPS 能瞬间切换到内部储能装置(通常是蓄电池)供电,实现零中断切换,确保连接的设备不会断电关机。这种零中断切换的时间通常在毫秒级别,确保了关键设备的连续性运行。
稳压稳频功能在市电电压波动(过高或过低)或频率不稳时发挥重要作用。UPS 能对其进行调节,输出稳定在设定范围内的交流电压和频率(如 220V/50Hz),保护设备免受 "脏电" 损害。这一功能对于精密电子设备尤为重要,能够有效延长设备寿命并减少故障率。
滤波抗干扰功能能够滤除市电中的浪涌(Surge)、尖峰(Spike)、瞬变(Transient)、噪声(Noise)等电力干扰,提供纯净的电源。现代 UPS 通过先进的电力电子技术,能够有效净化输入电源,为敏感设备提供高质量的电力供应。
提供备用时间功能是 UPS 的另一重要特性。在市电中断后,依靠内部电池为负载提供持续供电的时间从几分钟到几小时甚至更长,取决于 UPS 容量和电池配置。这段时间允许用户保存关键数据、正常关闭系统或启动备用发电机。
1.2 UPS 的工作原理与技术架构
UPS 的核心工作原理是通过整流 - 储能 - 逆变的能量转换链路,结合电池储能与智能切换技术,实现市电中断时的 "无缝供电"。UPS 的能量流动遵循 "市电输入→整流储能→逆变输出" 的闭环路径,具体工作机制如下:
在市电正常模式下,市电 220V 交流电先通过整流器,变成稳定的直流电,一部分给储能电池充电(把电能存起来),另一部分通过逆变器,再把直流电变回纯净的交流电,给设备供电。在这种模式下,在线式 UPS 的负载始终由逆变器供电,而后备式 UPS 则直接由市电供电,UPS 仅起到充电和监控作用。
UPS 系统的主要组成部件包括四个核心部分:整流器负责将输入的交流市电转换成直流电;蓄电池作为储能核心,平时由整流器持续充电,把电能以化学能形式储存起来,一旦断电,立刻释放直流电给逆变器,是 UPS 实现 "不间断供电" 的关键,常见铅酸电池或锂电池;逆变器将蓄电池(或整流器)提供的直流电转换成负载所需的稳定、纯净的交流电;静态开关在市电正常、异常或逆变器输出之间进行快速、无缝切换。
同步切换技术是 UPS 实现不间断供电的关键技术。UPS 的不间断特性体现在其 "同步切换" 工作程序上,当市电与逆变器进行切换时,其控制系统会适时地检测市电的同步范围,在市电不超限时,逆变器实现 "先通后断" 的供电,从而保证了供电系统的 "无间断切换"。
1.3 UPS 的主要类型与技术特点
根据工作原理和技术架构,UPS 主要分为三大类型,每种类型在切换时间、电力质量、成本效益和适用场景上存在显著差异。
后备式 UPS(Standby/Offline UPS)
后备式 UPS 也称作离线式 UPS,是最基础、最经济的技术类型。其工作原理是平时处于蓄电池充电状态,在停电时逆变器紧急切换到工作状态,将电池提供的直流电转变为稳定的交流电输出。
后备式 UPS 的主要特点包括:运行效率高、噪音低、价格相对便宜,主要适用于市电波动不大,对供电质量要求不高的场合,比较适合家庭使用。然而,这种 UPS 存在一个切换时间问题,切换时间通常介于 2 至 10 毫秒之间,因此不适合用在关键性的供电不能中断的场所。
从技术角度看,后备式 UPS 采用最简单的设计架构,在市电正常时,负载直接由电网供电,内置充电器仅负责为蓄电池维持浮充状态。这种设计使得后备式 UPS 具有结构简单、成本低廉、使用方便、效率较高等优势。
在线互动式 UPS(Line-Interactive UPS)
在线互动式 UPS 是在性价比和性能之间取得完美平衡的技术,也是目前中小型企业网络机房最常用的类型。这种 UPS 的设计非常可靠和高效,是支持 10 kVA 以下负载的最常用拓扑。
在线互动式 UPS 的工作原理是在市电正常时,通过一个具有稳压功能的变压器为负载供电,同时给电池充电。在市电异常时切换到逆变器电池供电。这种 UPS 有点像 "智能稳压器",市电正常时通过变压器调节电压(比如电压高了就降下来,低了就补上去),同时给电池充电。
在线互动式 UPS 通过引入自动电压调节(AVR)技术实现了性能跃升。其主要优势包括:稳压能力比后备式强,切换时间也短(几毫秒),成本和效率介于后备式和在线式之间。这种 UPS 集中了后备式 UPS 效率高和在线式 UPS 供电质量高的优点,但其稳频特性不是十分理想,不适合做常延时的 UPS 电源。
在线式 UPS(Online/Double-Conversion UPS)
在线式 UPS 采用 "双转换" 架构实现了终极防护。在以双转换模式运行的在线式 UPS 中,电能会流经一个整流器和一个逆变器,后者可为电池充电并将输入的电网电能从交流转换为直流。
在线式 UPS 的工作原理是一直使其逆变器处于工作状态,它首先通过电路将外部交流电转变为直流电,再通过高质量的逆变器将直流电转换为高质量的正弦波交流电输出给计算机。这种 UPS 堪称 "电力净化器",市电进来先被整流成直流电,再逆变成纯净正弦波交流电输出。
在线式 UPS 的主要优势包括:在供电状况下的主要功能是稳压及防止电波干扰,在停电时则使用备用直流电源(蓄电池组)给逆变器供电。由于逆变器一直在工作,因此不存在切换时间问题,适用于对电源有严格要求的场合。在线式 UPS 能够轻松过滤哪怕是快速出现的供电质量扰动,从而能为高敏感性负载提供最佳保护,因而特别适用于供电质量较差的环境。
在线式 UPS 的主要缺点是效率相对略低(但现代高效机型差距缩小),成本和复杂度较高。由于其设计更为复杂,因此在线式 UPS 的价格通常高于后备式 UPS 或在线互动式 UPS。
1.4 全球 UPS 市场主要品牌格局
全球 UPS 市场呈现出高度集中的竞争格局,不同地区和细分市场的品牌分布存在显著差异。
全球市场整体格局
在全球 UPS 市场中,头部厂商占据主导地位。根据 2024 年的市场数据,在传统 UPS 市场中,Vertiv、Schneider Electric、Eaton 三家占 65%-70% 市场份额,各占约 22%-23%,Mitsubishi、Hitachi 等日系品牌占剩余约 30% 份额。
而在模块化 UPS 这一细分市场,格局有所不同。2024 年全球市场份额中,华为以 36.37% 位列第一,连续四年增长;科士达以 16.88% 居第二,维谛技术(Vertiv)约 15.09%,三者合计占比近 70%。其后为易事特(5.16%)、施耐德电气(3.94%)、科华(2.65%)、伊顿(2.25%)、台达(1.63%)等企业,整体呈 "强者恒强" 的格局。
主要厂商市场地位
华为作为模块化 UPS 的创新引领者,2024 年市场份额排名全球第一,持续领跑全球市场。华为在数据中心、通信和工业等领域的 UPS 产品得到了广泛应用,其技术创新和产品性能在全球市场中具有显著优势。
施耐德电气在工业 UPS 市场占有 15% 的份额,业务遍及 100 多个国家,已部署 1000 万台 UPS 设备。施耐德电气旗下的 APC 品牌在中小型 UPS 市场具有强大影响力,其 Smart-UPS 系列产品在全球范围内广泛应用。
** 伊顿(Eaton)** 是全球 UPS 市场的重要参与者,2023 年在商业、工业和住宅领域的出货量超过 480 万台,领先全球 UPS 市场。伊顿在高端 UPS 市场,特别是数据中心和工业应用领域具有强大的技术实力和市场地位。
** 维谛技术(Vertiv)** 前身为艾默生网络能源,在数据中心 UPS 市场占据重要地位。根据 2024 年数据,全球数据中心 UPS 市场前 7 家公司(伊顿、施耐德电气、维谛技术、ABB、三菱电机、台达电子、东芝)合计占据超过 60% 的市场份额。
地区性品牌分布
除了全球性品牌外,各地区还有一些重要的 UPS 品牌。在欧洲市场,Riello、Socomec 等品牌具有一定市场份额;在日本市场,三菱电机、日立、东芝等日系品牌占据重要地位;在中国市场,除了华为、科士达、易事特、科华等头部企业外,还有台达、英威腾、志成冠军等品牌。
从技术发展趋势看,全球 UPS 行业正朝着高效率、智能化、模块化方向发展。中国企业凭借成本、交付与锂电兼容性优势加速扩张,全球市场格局正向 "中企主导 + 国际品牌高端维持" 演变。
二、NAS 产品 UPS 支持情况全面分析
2.1 主流 NAS 品牌与操作系统概览
网络附加存储(NAS)作为专用于数据集中存储与管理的网络设备,通过局域网或互联网实现多设备访问,支持文件共享、备份、媒体服务等功能,适用于家庭、企业及工作室场景。在全球 NAS 市场中,主要品牌和操作系统形成了多元化的竞争格局。
主要 NAS 品牌分类
全球 NAS 市场的主要品牌可以分为几个类别:
台湾品牌双雄:群晖(Synology)和威联通(QNAP)是全球 NAS 市场的两大主导品牌。这两家台湾公司多年来不断发展其产品,适应备份、多媒体、虚拟化和企业存储等不断变化的用户需求。群晖以 DSM 系统为核心,功能覆盖文件共享、虚拟化、Docker 容器、多媒体管理等,界面直观易用,适合新手和进阶用户。威联通 QTS 系统支持 ZFS 文件系统(QuTS Hero 版本),IO 性能强,适合大容量存储。
专业 NAS 操作系统提供商:TrueNAS 提供了 TrueNAS Core(基于 FreeBSD)和 TrueNAS Scale(基于 Linux)两个版本,用户可以在自己的硬件上安装,提供了高度的灵活性和可定制性。UnRAID 是另一个受欢迎的 NAS 操作系统,其可扩展性使其既适合家庭用户,也适合需要存储、虚拟化和应用管理综合解决方案的中小企业。
其他重要品牌:铁威马(TerraMaster)是另一个在网络存储行业中建立了良好声誉的品牌,与群晖一样,铁威马针对从家庭爱好者到中小型企业的用户群体。华硕(ASUSTOR)、极空间、绿联等品牌也在各自的细分市场中占有一席之地。
NAS 操作系统对 UPS 支持的技术基础
不同的 NAS 操作系统对 UPS 的支持程度和实现方式存在差异,这主要取决于操作系统的架构设计和对电源管理功能的集成程度。
群晖的 DSM 系统提供了完善的 UPS 支持功能,包括自动关机、电池状态监控、UPS 信息显示等。用户可以通过控制面板 > 硬件和电源 > UPS 来配置相关功能。威联通的 QTS 和 QuTS Hero 系统同样提供了全面的 UPS 支持,支持 USB 和 SNMP 两种连接方式,并具有网络 UPS 主从模式功能。
TrueNAS 系列操作系统(包括 Core 和 Scale)基于 NUT(Network UPS Tools)提供 UPS 支持,这是一个开源的 UPS 监控和管理工具,提供了丰富的功能和高度的可配置性。UnRAID 作为一个灵活的 NAS 操作系统,同样支持通过 NUT 或其他插件来实现 UPS 功能。
2.2 群晖(Synology)NAS 的 UPS 支持详解
群晖 NAS 在 UPS 支持方面提供了业界领先的功能和用户体验,其 DSM 操作系统集成了完善的 UPS 管理功能。
UPS 连接方式与支持类型
群晖 NAS 支持三种主要的 UPS 连接方式:USB UPS、SNMP UPS和Synology UPS 服务器模式。
USB UPS 是最常见的连接方式,用户只需将 UPS 的 USB 线缆插入 NAS 的 USB 端口,系统会自动检测 UPS 设备。群晖仅保证 Omron 的 USB UPS 支持此功能,但实际上大多数主流品牌的 UPS 都能正常工作。
SNMP UPS 支持允许用户通过网络连接 UPS 设备,适用于大型网络环境或 UPS 设备与 NAS 不在同一位置的场景。群晖 NAS 支持 SNMPv1、SNMPv2c 和 SNMPv3 协议,用户需要输入 UPS 设备的 IP 地址、SNMP MIB 和社区字符串(通常为 public)来建立连接。
Synology UPS 服务器模式是群晖独有的功能,允许多个 Synology NAS 设备共享同一个 UPS。在这种模式下,一台 NAS 作为 UPS 服务器连接到 UPS 设备,其他 NAS 作为客户端通过网络获取 UPS 信息和控制指令。这种设计特别适合有多台 NAS 设备的企业环境。
自动关机与安全模式功能
群晖 NAS 的 UPS 功能核心是安全模式(Standby Mode) 。当 Synology NAS 进入安全模式时,它会停止所有服务并卸载存储空间,以避免数据丢失,并在 UPS 设备消耗完电力后安全关机(EDS14 关机)。
群晖提供了两种 UPS 触发行为模式:
立即关机模式:如果启用此选项,Synology NAS 会在断电时立即关机。这种模式适用于需要立即停止所有操作的特殊场景,如实验室或测试环境。
安全模式延迟关机:默认情况下,系统会在 UPS 设备电量不足时进入安全模式。用户也可以指定断电后进入安全模式的时间。然而,如果 UPS 设备在指定时间之前电量耗尽,系统会立即进入安全模式。
群晖建议的配置策略是启用 UPS 支持以延长 Synology NAS 在意外断电时的运行时间,这将为 DSM 提供足够的时间执行正常关机。系统会在 UPS 电量低至一定程度时自动进入安全模式,确保有足够的时间保存数据和正常关闭系统。
电池状态监控与管理功能
群晖 NAS 提供了全面的电池状态监控功能,用户可以实时查看 UPS 的各项参数:
基本状态信息:包括 UPS 的连接状态、电池电量百分比、预计剩余时间、输入电压、输出电压等基础信息。
详细设备信息:用户可以通过 "设备信息" 按钮查看 UPS 设备的详细规格,包括制造商、型号、固件版本、电池类型、容量等信息。
电池健康管理:群晖 NAS 会监控电池的充电状态、温度等参数,并在电池出现异常时发送警报。系统还支持电池测试功能,可以定期检查电池的健康状况。
通知与警报功能:群晖 NAS 可以通过多种方式发送 UPS 相关的通知,包括系统日志、电子邮件、手机推送等。用户可以设置不同级别的警报,如电池电量过低、UPS 通信中断等。
网络 UPS 服务器功能
群晖的网络 UPS 服务器功能是其 UPS 支持的一大特色,特别适合企业级应用场景。在这种模式下:
主 NAS 设备连接到 UPS 设备并充当 UPS 服务器,其他 Synology NAS 设备可以作为客户端连接到这个服务器。所有参与的 NAS 设备必须连接到同一个网络,并且连接各 NAS 设备的网络设备(如交换机或集线器)应该插入同一个 UPS 设备,否则在断电时 NAS 设备将无法中继 UPS 设备信息。
客户端 NAS 设备可以选择两种同步方式:跟随服务器模式会在服务器关机时同步关机,自定义时间模式允许客户端设置独立的关机延迟时间。这种设计提供了极大的灵活性,适用于不同设备对断电保护有不同需求的复杂环境。
2.3 威联通(QNAP)NAS 的 UPS 支持详解
威联通 NAS 在 UPS 支持方面同样提供了全面而灵活的功能,其 QTS 和 QuTS Hero 操作系统集成了先进的 UPS 管理功能。
UPS 连接与工作模式
威联通 NAS 支持多种 UPS 连接和工作模式,包括:独立 USB 模式、独立 SNMP 模式、网络 Master 模式和网络 Slave 模式。
在独立 USB 模式下,用户将 UPS 通过 USB 线缆连接到 NAS,系统会自动检测 UPS 设备。这种模式适用于单台 NAS 的简单应用场景。独立 SNMP 模式则通过网络连接 UPS 设备,需要输入 UPS 的 IP 地址和 SNMP 社区字符串(通常为 public)。
威联通的网络 UPS 功能是其一大亮点。在网络 Master 模式下,配备 UPS 的 NAS 可以作为主设备,在电力供应异常时将状态通报给同一网络上的其他 NAS 设备。网络 Slave 模式则使 NAS 设备能够接收来自 Master 设备的 UPS 状态通知,实现统一的电源管理。
断电处理策略
威联通 NAS 提供了两种断电处理选项:关闭服务器和进入自动保护模式。
在关闭服务器模式下,NAS 会在用户设置的指定时间到时自动关机。这种模式适用于需要完全停止运行的场景,如夜间无人值守的办公室。
在自动保护模式下,NAS 会在指定时间到时停止所有处理中服务且卸载所有磁盘区来保护数据。与关机模式不同,NAS 进入自动保护模式时,会在电源供应恢复后回到先前的状态继续运作。这种模式特别适合需要快速恢复工作的场景。
威联通的一个重要安全特性是:为保护数据,在市电停电发生的当下,若 NAS 检测到 UPS 系统所剩电力已低于 15%,此时不管用户断电处理选项的指定时间为何,NAS 都会在市电停电后 30 秒时,自动关机或进入自动保护模式。
配置选项与最佳实践
威联通建议的 UPS 配置包括以下关键选项:
启用网络 UPS 主设备:这允许其他 NAS 系统遵循关机指令,实现统一的电源管理。
断电后 X 分钟关闭 NAS:威联通推荐的延迟时间为 3-5 分钟,这个时间足够系统完成当前的数据写入操作并安全关闭。
启用通知功能:接收 UPS 相关的警报和通知,包括电池电量低、断电检测、UPS 通信中断等。
威联通提供了详细的兼容性列表,列出了支持的 UPS 型号,包括 APC SMT1000IC(带 USB 的智能 UPS)、CyberPower PR1500ELCD(机架式,USB/SNMP)、Nitram ELITE PRO 1000ELCDRT2U(机架式,USB)、Eaton 5PX1500iRT(智能线交互式)、APC SMX1500RMI2U(机架式,SNMP/USB)等。
企业级 UPS 功能扩展
威联通在企业级 UPS 支持方面不断扩展其兼容性。例如,威联通科技新增支持 25 款 Eaton UPS,包括 Ellipse MAX 600、850、1100、1500;Evolution 650、850、1150、1550;3S 550VA、700VA;EX Rack/Tower 1000、1500、2200、3000;9130 UPS 700、1000、1500、2000、3000;5130 UPS 1250、2500、3000,以及 5PX 1500i、2000i、3000i 等型号。
这种广泛的兼容性确保了企业用户可以选择最适合其需求和预算的 UPS 解决方案,而不必担心兼容性问题。
2.4 铁威马(TerraMaster)NAS 的 UPS 支持
铁威马作为全球 NAS 市场的重要参与者,其 TOS 操作系统提供了完善的 UPS 支持功能。
UPS 支持功能概述
铁威马 NAS 支持 UPS 功能,包括重复数据删除、计划开关机、S.M.A.R.T. 支持、80mm 散热风扇、快照功能、热备支持、电源恢复等特性。这些功能共同构成了一个完整的数据保护和系统管理解决方案。
铁威马的 UPS 功能核心是安全待机模式。当系统进入安全待机模式时,TNAS 会停止所有服务并自动关机,以保护数据安全。这种设计确保了在断电情况下,系统能够有序地停止所有操作,最大限度地保护数据完整性。
UPS 配置与管理
铁威马 NAS 支持两种 UPS 连接方式:USB UPS和SNMP UPS。
USB UPS 配置相对简单,用户只需将 UPS 设备连接到 TNAS 的 USB 端口,然后在系统中启用 UPS 支持即可。SNMP UPS 则需要更复杂的配置,用户需要输入 UPS 设备的 IP 地址、选择 SNMP MIB 类型(默认为 auto)、选择 SNMP 版本(默认为 V1),并输入 SNMP 社区字符串(通常为 public)。
铁威马提供了灵活的关机时间设置选项:
指定时间关机:用户可以指定断电后 TNAS 进入安全待机模式的确切时间,可以选择秒、分钟或小时为单位。
低电量自动关机:TNAS 设备会在 UPS 电量不足时才进入安全待机模式。这种模式确保系统能够充分利用 UPS 的备用电力,为用户提供最长的操作时间。
无论选择哪种选项,TNAS 设备都会在电池电量低时自动进入安全待机模式,确保系统的安全性。
网络 UPS 服务器功能
铁威马同样支持网络 UPS 服务器功能,允许多台 TNAS 设备共享同一个 UPS。在这种模式下,用户需要启用 TNAS UPS 服务器功能,并设置允许连接到此 UPS 的所有 TNAS 设备的 IP 地址。
这种设计特别适合企业环境中有多台 NAS 设备的场景,能够实现统一的电源管理和成本优化。
2.5 TrueNAS 的 UPS 支持功能
TrueNAS 作为开源 NAS 操作系统的代表,通过强大的 NUT(Network UPS Tools)工具提供了业界最全面的 UPS 支持。
NUT 基础架构与功能
TrueNAS 集成了 NUT 作为核心的 UPS 管理工具,NUT 是一个开源的 UPS 监控和管理系统,提供了丰富的功能和高度的可配置性。NUT 的核心优势在于其跨平台兼容性和强大的监控能力。
TrueNAS 包括 NUT 服务,该服务具有在 "低电量" 或 "切换到电池供电" 时关闭连接服务器的功能。这种灵活的触发机制允许用户根据具体需求制定不同的关机策略。
TrueNAS Core 的 UPS 配置
TrueNAS Core(基于 FreeBSD)提供了传统的 UPS 配置界面,用户可以通过 Web 界面轻松配置 UPS 参数。配置选项包括:
关机模式选择:用户可以选择 "UPS 电量低时关机" 或 "UPS 切换到电池时关机"。前者提供了更长的操作时间,后者则提供了更快速的响应。
关机延迟设置:用户可以设置 UPS 等待多长时间后启动关机,单位为秒。如果在计时器倒计时期间恢复供电,则不会发生关机。这个值仅在关机模式设置为 "UPS 切换到电池" 时适用。
TrueNAS 建议的配置是设置 30 秒的关机延迟,但用户可以根据需要增加这个时间。一些用户选择设置 2 分钟的延迟,以便有足够的时间手动干预或等待电力恢复。
TrueNAS Scale 的高级功能
TrueNAS Scale(基于 Linux)提供了更加现代化和功能丰富的 UPS 配置界面。其主要功能包括:
UPS 模式设置:支持主(Master)和从(Slave)两种模式。主模式用于直接连接 UPS 的系统,从模式用于需要在主系统之前关机的系统。
驱动程序选择:用户可以从下拉列表中选择设备驱动程序,参考 NUT 兼容性列表以确保 UPS 设备被支持。
端口配置:对于 USB 连接,用户可以选择自动检测(auto)或手动选择特定端口。对于 SNMP 连接,需要输入 UPS 设备的 IP 地址或主机名。
高级关机设置:包括关机模式(UPS 电量低或 UPS 切换到电池)、关机计时器、关机命令、关机后关闭 UPS 等选项。
监控设置:用户可以配置监控用户、密码、额外用户和远程监控选项,以实现精细化的权限管理。
高可用性限制
需要注意的是,TrueNAS 高可用性(HA)系统与不间断电源(UPS)不兼容。这是因为 HA 系统的主动 - 被动配置和自动故障转移机制与 UPS 的关机逻辑存在冲突。
2.6 其他主流 NAS 品牌的 UPS 支持
除了上述主要品牌外,其他一些 NAS 品牌也提供了相应的 UPS 支持功能。
华硕(ASUSTOR)NAS 的 UPS 兼容性
华硕 NAS 在 UPS 支持方面提供了广泛的兼容性列表,涵盖了 APC、Eaton、CyberPower 等主流 UPS 品牌的众多型号。
华硕的 UPS 兼容性列表显示,其支持的 APC 型号包括 Back-UPS 系列(如 650、CS 350、CS 500 等)、Smart-UPS 系列(如 SMT1000IC、SMT1500 等)、SUA 系列(如 1000、1500、2200、3000 等)以及 SURT 系列(如 3000XL、5000XL、8000XL 等)。
在 Eaton 品牌方面,华硕支持 5PX 系列(如 1500iRT、2000i、3000i 等)、Ellipse MAX 系列(如 600、850、1100、1500)、Evolution 系列(如 650、850、1150、1550)等型号。
华硕还支持 BlueWalker、CyberPower 等其他品牌的多种 UPS 型号,确保用户有丰富的选择空间。
极空间和绿联 NAS 的 UPS 支持
极空间和绿联作为新兴的 NAS 品牌,在 UPS 支持方面也表现出色。根据市场信息,目前 UPS 支持群晖 DSM7.0 及以上,威联通 QTS5.0 及以上,铁威马 TOS5.0 及以上,极空间全系,绿联全系,UNRAID 和 TRUENAS SCALE 等操作系统。
这种广泛的兼容性得益于这些品牌采用了标准化的 UPS 通信协议和接口设计。用户只需要在 NAS 电源设置中选择 "不断电系统" 或相关选项,切换供电模式即可实现 UPS 功能。
Thecus NAS 的 UPS 兼容性
Thecus 作为专业的 NAS 制造商,其 UPS 兼容性列表显示支持 N2200、N4100 Pro、N4200、N0503 等型号的 NAS 产品。
Thecus 支持的 UPS 型号主要来自 APC 品牌,包括 Back-UPS Pro USB、Back-UPS USB、Back-UPS RS USB、Back-UPS LS USB 等系列。这种兼容性确保了 Thecus 用户可以选择合适的 UPS 解决方案来保护其数据。
2.7 NAS 操作系统的 UPS 功能对比分析
通过对各主流 NAS 操作系统 UPS 支持功能的分析,可以发现它们在核心功能上具有相似性,但在实现方式和用户体验上存在差异。
功能支持对比
| 功能特性 | 群晖 DSM | 威联通 QTS/QuTS | 铁威马 TOS | TrueNAS | UnRAID |
|---|---|---|---|---|---|
| USB UPS 支持 | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| SNMP UPS 支持 | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| 网络 UPS 主从模式 | ✓(Synology UPS 服务器) | ✓(网络 Master/Slave) | ✓(TNAS UPS 服务器) | ✓(NUT 主从) | ✓(插件支持) |
| 自动关机功能 | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| 安全模式 / 保护模式 | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| 电池状态监控 | ✓(详细信息) | ✓(基本信息) | ✓(基本信息) | ✓(NUT 全面监控) | ✓(插件依赖) |
| 自定义关机延迟 | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| 低电量自动保护 | ✓(15% 阈值) | ✓(15% 阈值) | ✓ | ✓ | ✓ |
| 多设备共享 UPS | ✓(服务器模式) | ✓(网络模式) | ✓(服务器模式) | ✓(NUT 网络) | ✓(插件支持) |
从上表可以看出,各主流 NAS 操作系统都提供了基本的 UPS 功能支持,但在高级功能和用户界面设计上存在差异。
技术架构差异
群晖和威联通作为商业 NAS 系统,提供了最完善的用户界面和最简化的配置流程。它们通过集成的控制面板提供图形化的 UPS 配置界面,即使是初学者也能轻松上手。
TrueNAS 基于 NUT 提供了最强大的功能和最高的可配置性,但相应地也要求用户具有更高的技术水平。NUT 作为一个成熟的开源项目,提供了丰富的文档和活跃的社区支持。
UnRAID 的 UPS 功能依赖于插件系统,用户可以选择不同的插件来实现 UPS 监控和管理功能,这种设计提供了极大的灵活性,但也增加了系统的复杂性。
兼容性与标准化
在 UPS 兼容性方面,各品牌都建立了自己的兼容列表,但总体上都支持主流的 UPS 品牌和型号。值得注意的是,随着行业标准化程度的提高,越来越多的 UPS 设备采用了统一的通信协议(如 USB HID、SNMP、NUT 协议等),这大大提高了跨品牌的兼容性。
一些专门为 NAS 设计的 UPS 产品,如瓦力 W120 智能 UPS 电源,已经实现了对多个主流 NAS 品牌的统一兼容,支持群晖 DSM7.0 及以上、威联通 QTS5.0 及以上、铁威马 TOS5.0 及以上、极空间全系、绿联全系等。这种跨品牌兼容性的实现,得益于标准化的接口设计和统一的通信协议支持。
三、不同应用场景下的 UPS 功能需求分析
3.1 家庭用户场景下的 UPS 需求特征
家庭用户对 NAS 设备的需求主要集中在存储照片、视频、音乐,并通过手机或电脑随时访问。在 UPS 功能方面,家庭用户具有以下特点和需求:
成本敏感性与基础功能需求
家庭用户通常对价格较为敏感,更倾向于选择成本效益高的解决方案。在 UPS 类型选择上,后备式 UPS因其价格低廉、结构简单而成为家庭用户的首选。这种类型的 UPS 能够提供基本的断电保护,满足家庭 NAS 的基本需求。
家庭 NAS 用户的核心需求是保护珍贵的家庭照片、视频等不可替代的数据。NAS 被设计为 7x24 小时不间断工作的数据堡垒,它在深夜当你熟睡时,可能正在执行手机照片的自动备份;在白天你上班时,可能正在为家里的监控视频提供存储空间;甚至在凌晨,可能正在进行硬盘整理和数据校验。
因此,家庭用户最需要的 UPS 功能包括:基本的断电保护,确保在停电时能够正常关机,避免正在进行的数据写入操作中断;电池状态监控,能够通过简单的界面查看 UPS 的基本状态;自动关机功能,在 UPS 电量低时能够自动安全关机,保护数据完整性。
简单易用的用户体验
家庭用户通常不具备专业的 IT 知识,因此他们需要简单易用的 UPS 配置和管理体验。理想的家庭 NAS UPS 解决方案应该具备以下特征:
即插即用功能:用户只需要将 UPS 通过 USB 连接到 NAS,系统就能自动识别并配置,无需复杂的设置过程。
直观的状态显示:通过 NAS 的 Web 界面或手机 APP,用户能够一目了然地看到 UPS 的状态信息,包括电量百分比、预计剩余时间等。
简单的警报机制:当 UPS 电量过低或出现故障时,能够通过电子邮件或手机推送的方式通知用户,而不需要用户频繁检查系统状态。
特定应用场景需求
家庭 NAS 的应用场景多样化,不同场景对 UPS 功能有不同的要求:
家庭影音娱乐中心:对于作为家庭影音服务器的 NAS,用户需要保护昂贵的显卡、主机和音响设备,并提供不间断的酣畅游戏体验。在这种场景下,UPS 需要提供足够的备用时间,确保正在播放的视频不会中断,用户有时间正常停止播放。
智能家居中枢:当 NAS 作为智能家居中枢时,它需要 7x24 小时守护数据仓库和智能家庭大脑,确保记忆和自动化场景永不停机。这种应用对 UPS 的可靠性要求更高,建议选择在线互动式或在线式 UPS,以提供更稳定的电力保护。
远程访问需求:许多家庭用户会通过互联网远程访问家中的 NAS,查看监控视频或下载文件。在这种场景下,UPS 不仅要保护数据安全,还要确保网络连接的连续性,以便用户能够及时了解家中情况。
3.2 中小企业场景下的 UPS 需求特征
中小企业使用 NAS 主要作为文件服务器,提高数据共享和协作效率,同时作为备份和灾难恢复方案。中小企业的 NAS 应用具有以下特点:
业务连续性要求
中小企业的 NAS 系统承载着核心业务数据,包括财务记录、客户信息、项目文件等。小微企业需要保护核心业务数据、财务记录,确保线上服务不中断,维护企业专业形象。因此,中小企业对 UPS 的可靠性要求更高。
中小企业 NAS 的核心功能包括:团队文件协作中枢,替代传统的文件服务器或混乱的网盘,为团队提供安全、高速、集中的文件存储与共享空间;简化数据备份与恢复,集中备份所有办公电脑的关键数据,甚至支持整机备份;专业应用托管平台,许多 NAS 支持安装虚拟机、搭建邮件服务器、CRM 系统、网站等,为小型团队提供经济高效的 IT 基础设施。
企业级功能需求
中小企业虽然规模较小,但对 UPS 功能的要求并不低,主要包括:
网络管理功能:中小企业通常有多台服务器和网络设备,需要支持网络 UPS 主从模式,实现统一的电源管理。群晖的 Synology UPS 服务器模式和威联通的网络 Master/Slave 模式特别适合这种需求。
集群与高可用性:一些中小企业会部署 NAS 集群来提高系统的可靠性和性能。在这种情况下,UPS 系统需要支持集群环境下的协调关机,确保所有节点能够有序地停止服务。
SNMP 监控集成:中小企业的 IT 管理人员通常需要通过统一的网络管理平台监控所有设备,包括 UPS。因此,支持 SNMP 协议的 UPS 设备能够更好地融入现有的管理体系。
成本效益平衡
中小企业面临的一个关键挑战是在功能需求和成本控制之间找到平衡。中小企业 NAS 与家庭 NAS 的主要区别在于,中小企业 NAS 具有更大的存储容量和更强的性能,以支持更多用户。
在 UPS 选择上,中小企业通常会选择在线互动式 UPS,这种类型的 UPS 在价格和性能之间达到了良好的平衡。在线互动式 UPS 能够提供比后备式更好的电源质量,同时价格又比在线式 UPS 便宜。
中小企业还需要考虑 UPS 的可扩展性。随着业务的增长,NAS 系统可能需要增加硬盘或扩展功能,UPS 系统也需要能够适应这种增长。模块化 UPS 或支持电池扩展的 UPS 产品特别适合这种需求。
3.3 大型企业场景下的 UPS 需求特征
大型企业的 NAS 应用主要用于存储和管理大规模数据,作为备份和灾难恢复方案。大型企业环境对 UPS 系统提出了最严格的要求。
高可靠性与冗余设计
大型企业对数据中心的可靠性要求极高,通常采用N+1 或 2N 冗余设计。在这种环境下,UPS 系统必须具备极高的可靠性和容错能力。
大型企业 NAS 系统的特点包括:海量数据存储,需要支持 PB 级别的数据存储;高并发访问,支持数百甚至数千用户同时访问;关键业务应用,承载企业核心业务系统,如 ERP、数据库等;严格的合规要求,需要满足行业特定的数据保护和隐私要求。
企业级 UPS 功能要求
大型企业对 UPS 系统的功能要求包括:
双电源输入支持:关键的 NAS 设备通常配备双电源模块,UPS 系统需要能够为每个电源模块提供独立的电力保护。
网络管理集成:大型企业通常使用专业的网络管理系统(如 SNMP、BMC 等)监控所有 IT 设备。UPS 系统需要能够与这些系统无缝集成,提供详细的状态信息和告警功能。
远程监控与管理:大型企业的数据中心可能分布在多个地理位置,需要支持远程监控和管理功能。管理员应该能够通过网络远程查看 UPS 状态、配置参数、执行诊断等操作。
智能关机策略:大型企业的 IT 环境复杂,包含多个层次的设备和应用。UPS 系统需要支持复杂的关机策略,能够按照预定的顺序关闭不同的设备,确保关键应用有足够的时间完成数据保存和正常退出。
模块化与可扩展性
大型企业的数据中心通常采用模块化设计理念,UPS 系统也需要具备良好的可扩展性:
模块化 UPS 系统:模块化 UPS 能够根据需求灵活配置功率模块,支持热插拔操作,大大提高了系统的可维护性和可扩展性。华为、施耐德电气等厂商提供的模块化 UPS 产品特别适合大型企业应用。
电池容量扩展:大型企业通常需要 UPS 系统提供长时间的后备电力支持,以应对长时间停电或等待备用发电机启动的情况。支持电池扩展的 UPS 系统能够满足这种需求。
集中管理平台:大型企业需要能够通过统一的管理平台监控和管理所有 UPS 设备。一些厂商提供的集中管理软件能够监控整个数据中心的 UPS 状态,提供告警、报表、容量规划等功能。
合规性与标准要求
大型企业在选择 UPS 系统时还需要考虑各种合规性要求:
能效标准:许多国家和地区都有能效标准要求,如欧盟的 ErP 指令、美国的 Energy Star 等。大型企业需要选择符合这些标准的 UPS 产品,以降低运营成本和环境影响。
电磁兼容性:UPS 设备需要符合相关的电磁兼容性(EMC)标准,确保不会对其他设备造成干扰,同时自身也能抵抗外部干扰。
安全认证:UPS 设备需要通过相关的安全认证,如 UL、CE、CCC 等,确保设备在各种环境下都能安全运行。
3.4 不同场景下的 UPS 选型建议
基于对不同应用场景需求的分析,可以为用户提供以下 UPS 选型建议:
家庭用户选型建议
对于家庭用户,建议选择500VA-1500VA的后备式或在线互动式 UPS。具体建议如下:
预算有限的用户:选择 500VA-800VA 的后备式 UPS,如 APC Back-UPS 系列或 CyberPower 经济型产品。这类产品价格在 200-500 元之间,能够为入门级 NAS 提供基本的断电保护。
功能需求较高的用户:选择 800VA-1500VA 的在线互动式 UPS,如 APC Smart-UPS 系列或 Eaton 5PX 系列。这类产品价格在 500-1500 元之间,提供更好的电源质量和更长的后备时间。
推荐型号:根据市场反馈,适合家庭 NAS 的 UPS 型号包括 APC Back-UPS BX850M(850VA/450W)、APC Back-UPS Pro BR1500MS(1500VA)、CyberPower CP1000AVRLCD、Eaton 5S1500LCD(1500VA)等。
中小企业选型建议
中小企业建议选择1500VA-5000VA的在线互动式或小型在线式 UPS:
小型办公室(10 人以下) :选择 1500VA-3000VA 的在线互动式 UPS,如 APC Smart-UPS SMT 系列或 Eaton 5PX 系列。这类产品能够保护 2-3 台 NAS 设备和相关网络设备。
中型企业(10-50 人) :选择 3000VA-5000VA 的在线式 UPS,如 APC Smart-UPS SX 系列或施耐德 APC Symmetra PX 系列。这类产品提供更高的可靠性和更好的电源质量。
集群环境:对于部署了 NAS 集群的中小企业,建议选择支持网络管理功能的 UPS 系统,并配置 UPS 监控软件,实现集群环境下的协调关机。
大型企业选型建议
大型企业建议选择5000VA 以上的在线式 UPS 系统,并采用冗余设计:
数据中心级应用:选择模块化在线式 UPS 系统,如施耐德 Galaxy 系列、伊顿 93PM 系列或华为 UPS5000 系列。这些产品支持 N+1 或 2N 冗余配置,提供最高级别的可靠性。
关键业务应用:对于承载核心业务的 NAS 系统,建议采用双总线供电架构,配置两套独立的 UPS 系统,确保在任何单点故障情况下都能持续供电。
集中管理需求:选择支持 SNMP、Web 界面和集中管理软件的 UPS 产品,如施耐德的 StruxureWare、伊顿的 Intelligent Power Manager 等。
特殊场景考虑
除了上述通用建议外,还需要考虑一些特殊场景:
高温环境:在环境温度较高的地区或机房,UPS 的效率会降低,电池寿命也会缩短。建议选择效率更高的 UPS 产品,并考虑增加空调制冷能力。
高湿度环境:在湿度较高的环境中,需要选择具有良好防潮性能的 UPS 产品,并定期检查电池状态。
电网质量较差的地区:在电压波动大、停电频繁的地区,建议选择在线式 UPS 或具有宽输入电压范围的 UPS 产品。
海拔较高的地区:在高海拔地区,空气稀薄会影响 UPS 的散热效果,需要选择降额使用或专门设计的高原型 UPS 产品。
四、全球市场特征与发展趋势
4.1 全球 NAS 与 UPS 市场格局
全球 NAS 和 UPS 市场呈现出高度集中和区域差异化的特征,不同地区的市场格局和用户偏好存在显著差异。
市场集中度分析
全球 NAS 市场主要由台湾厂商主导,群晖和威联通两大品牌占据了市场的主要份额。这两家公司多年来不断发展其产品,适应备份、多媒体、虚拟化和企业存储等不断变化的用户需求。在技术路线上,群晖以其直观易用的 DSM 系统著称,而威联通则以强大的性能和丰富的功能见长。
UPS 市场的集中度更高,全球模块化 UPS 市场 2024 年已超过 25 亿美元规模。2024 年全球市场份额中,华为以 36.37% 位列第一,连续四年增长;科士达以 16.88% 居第二,维谛技术(Vertiv)约 15.09%,三者合计占比近 70%。
地区市场特征
亚太市场是全球最大的 NAS 和 UPS 市场,中国已成为全球模块化 UPS 最大生产与消费基地。亚太市场的特点是增长迅速、价格敏感度高、对本土化服务要求强。中国企业凭借成本、交付与锂电兼容性优势加速扩张,全球市场格局正向 "中企主导 + 国际品牌高端维持" 演变。
北美市场是技术创新的前沿,对高端产品的接受度高。北美市场的特点是对产品性能和可靠性要求极高,愿意为高品质产品支付溢价。在北美市场,施耐德电气、伊顿、APC 等传统巨头仍占据重要地位。
欧洲市场注重环保和能效,对产品的合规性要求严格。欧洲市场的特点是法规完善、标准严格、用户成熟。欧洲用户更倾向于选择符合欧盟 ErP 指令、RoHS 指令等环保标准的产品。
新兴市场包括东南亚、中东、拉美等地区,这些市场增长迅速,但基础设施相对薄弱。新兴市场的特点是价格敏感、对产品的适应性要求高。
4.2 技术发展趋势
智能化与自动化
未来的 UPS 系统将越来越智能化,具备更强的自主决策和自动化能力。例如,现代 UPS 系统能够根据负载变化自动调整运行模式,在轻载时进入节能模式,在重载时自动切换到高性能模式。
在 NAS 集成方面,未来的发展趋势是实现更深层次的系统集成。例如,UPS 系统能够与 NAS 的操作系统深度集成,根据不同的应用场景自动调整关机策略。当检测到正在进行重要的数据备份时,系统可以自动延长关机时间,确保备份任务完成。
绿色节能技术
随着全球对环保的重视,UPS 系统的能效将成为重要的竞争因素。现代 UPS 系统的效率已经达到 96% 以上,未来有望进一步提升到 98% 甚至更高。
锂电池技术的应用是另一个重要趋势。相比传统的铅酸电池,锂电池具有重量轻、体积小、寿命长、充电速度快等优势。越来越多的 UPS 产品开始采用锂电池作为储能介质,特别是在便携式和高端应用场景。
网络与云管理
随着物联网和云计算技术的发展,UPS 系统的管理方式正在发生根本性变化。未来的 UPS 系统将具备更强的网络连接能力,支持通过手机 APP、Web 界面、云平台等多种方式进行远程监控和管理。
一些先进的 UPS 产品已经支持通过 API 接口与第三方系统集成,实现与企业现有的 IT 管理平台、能源管理系统、楼宇自动化系统等的无缝对接。
模块化与可扩展性
模块化设计将成为 UPS 技术发展的主流方向。模块化 UPS 的优势在于:可以根据需求灵活配置系统容量;支持热插拔操作,提高了系统的可维护性;故障影响范围小,单个模块故障不会影响整个系统运行;便于系统升级和扩容。
在 NAS 应用中,模块化 UPS 特别适合需要不断扩展的企业环境。企业可以根据 NAS 系统的扩展情况,逐步增加 UPS 的容量,避免一次性投资过大。
4.3 未来发展展望
市场增长预测
根据市场研究机构的预测,全球 UPS 市场将保持稳定增长。预计 2025 年到 2031 年间,全球模块化 UPS 市场的年复合增长率(CAGR)为 8.0%,到 2031 年市场规模将达到 290.8 亿元。
NAS 市场同样呈现增长趋势,特别是在人工智能、大数据、云计算等技术推动下,企业对存储容量和性能的需求不断增长。
技术融合趋势
未来的 NAS 和 UPS 系统将实现更深层次的融合,形成一体化的解决方案。例如:
智能能源管理系统:将 UPS、NAS、空调、照明等设备集成到统一的能源管理平台,实现数据中心的整体能效优化。
边缘计算集成:随着边缘计算的发展,越来越多的计算和存储任务将在网络边缘完成。UPS 系统需要适应这种分布式部署的需求,提供小型化、智能化的解决方案。
AI 驱动的预测性维护:利用人工智能技术分析 UPS 和 NAS 系统的运行数据,预测潜在故障,实现预防性维护,大大提高系统的可靠性。
用户需求演变
未来用户对 NAS 和 UPS 系统的需求将呈现以下特点:
即插即用需求:用户希望系统能够像消费电子产品一样简单易用,插上电源就能使用,无需复杂的配置。
个性化定制:不同用户的需求差异很大,未来的系统需要能够根据用户需求进行灵活配置,提供个性化的解决方案。
全生命周期服务:用户不仅需要产品,更需要包括设计、部署、运维、升级在内的全生命周期服务。
可持续发展:环保和可持续发展将成为用户选择产品的重要考虑因素,用户希望选择对环境影响小、资源利用率高的产品和方案。
4.4 对用户的建议
基于对全球市场特征和发展趋势的分析,对不同类型的用户提出以下建议:
家庭用户建议
家庭用户应该关注产品的易用性和性价比。建议选择市场主流品牌的成熟产品,这些产品经过了市场验证,具有良好的稳定性和完善的售后服务。同时,要关注产品的能效指标,选择节能型产品,降低长期使用成本。
在 UPS 选择上,建议选择具有自动识别功能的产品,能够与 NAS 系统自动匹配,减少配置的复杂性。同时,要考虑 UPS 的噪音水平,选择运行安静的产品,避免影响家庭生活。
企业用户建议
企业用户需要从战略高度考虑 NAS 和 UPS 系统的选择。建议采用标准化的产品和方案,便于管理和维护。在技术路线上,要考虑与现有 IT 基础设施的兼容性,避免技术孤岛。
在供应商选择上,建议选择具有全球服务能力的厂商,确保在全球任何地方都能获得及时的技术支持。同时,要关注厂商的技术创新能力和产品路线图,确保产品能够满足未来的发展需求。
在投资策略上,要采用 TCO(总拥有成本)的方法进行评估,不仅要考虑初始采购成本,还要考虑运维成本、升级成本、能源成本等全生命周期成本。
技术选型建议
在技术选型上,建议遵循以下原则:
标准化优先:选择符合国际标准和行业标准的产品,确保互操作性和可扩展性。
适度超前:技术选型要考虑未来 3-5 年的发展需求,避免频繁升级。
风险分散:在关键应用中,要采用冗余设计,避免单点故障。
本地支持:优先选择在当地有服务能力的品牌和产品,确保及时的技术支持。
