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Rechenzentren der Zukunft am praktischem Beispiel Die Neugestaltung einer gewachsenen IT - Umgebung für die Anforderungen von Heute und der Zukunft Systemhaus Maitschke Ihr Partner Systemhaus Maitschke Inh. Gerald Maitschke Tel. +49 89 94004804 Fax. +49 89 71034015 Mobil. +49 171 3357041 [email protected] www.maitschke.de

Rechenzentren der Zukunft am praktischem Beispiel · Probleme Lösen Infrastruktur Racks/Kabelmanagement ... - Alle Arbeiten die mittelbar mit dem Umbau verbunden sind Planung einer

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  • Rechenzentren der Zukunftam praktischem Beispiel

    Die Neugestaltung einer gewachsenen IT - Umgebung fr die Anforderungen von Heute und der Zukunft

    SystemhausMaitschkeIhr Partner

    Systemhaus MaitschkeInh. Gerald MaitschkeTel. +49 89 94004804Fax. +49 89 71034015

    Mobil. +49 171 [email protected]

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  • 14. Mai 2006 Page 2

    IT-Kostenrunter Agenda

    1. Ausgangssituation 2. Aufgabenstellung 3. Lsungsanstze & Varianten4. Vorstellung der Partner5. Planung einer finanziell & technisch umsetzbaren Lsung6. Vorstellung der Produkte7. Vorbereitung und Umsetzung der Lsung8. Umsetzung

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    Vertrauenschaffen Ausgangssituation

    Es wurden 2 Rechenzentrum vor ca. 15 Jahren auf Wachstum geplant Aus Grnden der Ausfallsicherheit wurden 2 USVs mit 12 KW Leistung angeschafft die Klimaanlagen wurde mit 10KW dimensioniert eine gewachsene IT - Umgebung mit neuen Anforderungen Die Infrastruktur

    Das Backuprechenzentrum wird den Anforderungen nicht mehr gerecht Die Auslastung der USV des Hauptrechenzentrums liegt bei ber 120% Die Klimaanlage ist seit Jahren an der Leistungsgrenze und sehr stranfllig Neue Herausforderungen erfordern den Ausbau der IT Die Verfgbarkeit ist nicht mehr 100% garantiert

    Der finanzielle Rahmen ist eng gesteckt Der verfgbare Platz ist knapp Der Bedarf in der Zukunft ist unklar

  • 14. Mai 2006 Page 4

    Mind. 30% in 3 Jahreneinsparen

    Das gewachsene Rechenzentrum

  • 14. Mai 2006 Page 5

    IT-Kostenrunter Agenda

    1. Ausgangssituation2. Aufgabenstellung 3. Lsungsanstze & Varianten4. Vorstellung der Partner5. Planung einer finanziell & technisch umsetzbaren Lsung6. Vorstellung der Produkte7. Vorbereitung und Umsetzung der Lsung8. Umsetzung

  • NeueTechnologieanwenden Die Aufgabenstellung

    Einrichtung eines aufeinander abgestimmten skalierbaren Systems von Serverschrnken,

    Khlanlage und unterbrechungsfreier Stromversorgung fr die Erweiterung des

    zentralen Rechenzentrums

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    ProblemeLsen Infrastruktur

    Racks/Kabelmanagement Stabile und sichere Racks die den Anforderungen der modernen IT

    entsprechen bersichtliches & technisch sinnvolles Kabelmanagement

    USV die sich Ihren Anforderungen anpassen lsst Planungssicherheit durch Vermeidung von berdimensionierung Skalier- und Managebarkeit Servicefreundlichkeit sicheres do it your self

    Remote Management aller Komponenten & Signalisierung von Unregelmigkeiten

    Khlung die den Anforderungen entspricht effektive & energiesparende Khlung auch in schwierigen Umgebungen umsetzbaren Ausfallkonzeptes sollen ausgearbeitet werden Umweltvertrgliche Lsungen wie Wrmerckgewinnung & alternative

    Khlmglichkeiten sollen mglichst bercksichtigt werden

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    Clever investieren Technische Herausforderungen

    Anforderungen fr Blades mssen gewhrleistet werden Optimale Khlung von Racks mit bis zu 22KW Abwrme Skalierbarkeit fr USV und Klima Anforderungen an Ausfallsicherheit (n+1) o.. baulichen Gegebenheiten mssen bercksichtigt werden alle vorhandenen Komponenten integrierbar Doppelboden unabhngige Lsung optimales Kabelmanagement

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    IT-Kostenrunter Agenda

    1. Ausgangssituation2. Aufgabenstellung3. Lsungsanstze & Varianten4. Vorstellung der Partner5. Planung einer finanziell & technisch umsetzbaren Lsung6. Vorstellung der Produkte7. Vorbereitung und Umsetzung der Lsung8. Umsetzung

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    Fr die Zukunftplanen

    Lsungsanstze & Varianten 01

    Traditionell Klima an der Wand USV im Keller Vorteile:

    alle vorhanden Komponenten knnen verendet werden.

    Nachteil: Khlung aktueller Systeme kann nicht optimal garantiert werden Skalierbarkeit nicht umsetzbar mit den Standart Komponenten Erhhter Platzbedarf, beim KD nicht umsetzbar. Indirekte Khlung Nicht Doppelboden Unabhngig

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    Sichere IT einsetzen Lsungsanstze & Varianten 02

    Rack Air Containment System Vorteile:

    Hohe Leistungsdichte bis 30KW pro Rack. Redundante Ausfhrung fr Insellsungen

    Nachteil: Fr maximal 1 2 Racks hohe Kosten

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    BeratungPlanung

    UmsetzungLsungsanstze & Varianten 03

    InfraStruXure mit integrierter Khlung (NCPI) Vorteile:

    Horizontaler Luftstrom, ohne Doppelboden Optimale Khlung durch Trennung in der Abluft und Zuluft Alle Komponenten im 19 Rackformat (Klima, USV, ) Modular, skalierbar, redundant, Managebar, Vorhersagbar,

    Reproduzierbar Nachteil:

    Vorhande Komponenten kaum integrierbar

    NCPI = Network Critical Physical Infrastructure

  • Energie-bewut InfraStruXure High Density (ISX HD)

    ca. 300 cm300 cm

    InfraStruXure High Density

    InfraStruXure 40 kW+

    19-Schrnke NetShelter VX

    +FM40 Klimaanlage 40 kW

    =DATA CENTER IN A BOX

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    IT-Kostenrunter Agenda

    1. Ausgangssituation2. Aufgabenstellung 3. Lsungsanstze & Varianten4. Vorstellung der Partner5. Planung einer finanziell & technisch umsetzbaren Lsung6. Vorstellung der Produkte7. Vorbereitung und Umsetzung der Lsung8. Umsetzung

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    Umwelt-vertrglich Vorstellung der Partner

    Systemhaus Maitschke im Auftrag von PDV-SystemeGmbH Projekterschlieung, Projektleitung, Umsetzung und Abschluss Analyse, Planung und Koordinierung des Projektes sowie der

    beteiligten Firmen. Umsetzung der geforderten Energiespar-, Sicherheits- und

    berwachungsanforderungen

    APC Deutschland GmbH Lieferant der USV, Klima und Rack Komponenten fr das

    Rechenzentrum die berwachung Anbieter der einzigen in Rack Lsung fr Rechenzentren

    Trane - Mnchen GmbH Lieferant der Anlage zur Erzeugung der Klte Planung und Umsetzung der Verrohrung

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    IT-Kostenrunter Agenda

    1. Ausgangssituation2. Aufgabenstellung3. Lsungsanstze & Varianten4. Vorstellung der Partner5. Planung einer finanziell & technisch umsetzbaren Lsung6. Vorstellung der Produkte7. Vorbereitung und Umsetzung der Lsung8. Umsetzung

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    durchdachteLsungen

    Vorraussetzungen:- Begrenzter Raum als Testrechenzentrum genutzt- Rechenzentrum befindet sich im 1. Stock Bodenbelastung- Vorhandene Sicherheitsstandards sollten erhalten bleiben- Umzug in einen anderen Raum derzeit nicht umsetzbar- Finanziell eng gestreckter Rahmen, Ausschreibungen ntig- Sptere Umsetzbarkeit der Lsung in einen anderen Raum muss

    garantiert werden- Die Lage des GI muss bei Installationen im Auenbereich

    beachtet werden (Geruschentwicklung & Gre)- Alle Arbeiten die mittelbar mit dem Umbau verbunden sind

    Planung einer finanziell & technisch umsetzbaren Lsung 001

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    umsetzbareLsungen

    Planung einer finanziell & technisch umsetzbaren Lsung 002

    Anforderungen Alle Komponenten im Rechenzentrum im Rack Design Effektivste Khlung bei hoher Packungsdichte Die hchstmgliche Ausfallsicherheit soll angestrebt werden Die Kltemaschine soll als Splitsystem ausgelegt werden

    Kondensator soll auf dem Dach installiert werden Die Kltemaschine mit Pumpenmodul im Keller

    Brandschutzbestimmungen mssen eingehalten werden Die Umsetzung soll bis zum 01.03.06 erfolgt sein

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    planbareLsungen

    Planung einer finanziell & technisch umsetzbaren Lsung 003

    Zeitplan Vorplanung und Sondierung im Aug. Sep. 2005 Ausschreibung im Okt. 2005 Zuschlag am 28.10.2005 Vorbereitende Arbeiten bis Ende Nov. 2005 Verrohrung: 2 Wochen Einbringung der Gerte und Test im Dezember 2005 Einbringung der Systeme

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    IT-Kostenrunter Agenda

    1. Ausgangssituation2. Aufgabenstellung3. Lsungsanstze & Varianten4. Vorstellung der Partner5. Planung einer finanziell & technisch umsetzbaren Lsung6. Vorstellung der Produkte7. Vorbereitung und Umsetzung der Lsung8. Umsetzung

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    bezahlbareLsungen Vorstellung der Produkte APC

    APC NetShelter VX: 19-Schrnke und Racks Serverschrnke Serverschrnke 750 mm

    600 mm breit mit Netzwerkfhigkeit

    Rckansicht mit geteilten Tren

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    Service-freundlicheLsungen

    Aufbau der Symmetra PowerArray Serie am Beispiel der Symmetra PX 10 40 kW

    Modulares DesignSeparate Steuer-, Leistungs- und Batterie-Module

    N+1 Redundanzfr hhere Verfgbarkeit

    Skalierbarkeit in 10kW - Schritten fr Flexibilitt und niedrigere Einstiegskosten

    Einfache Wartungdurch modularen Aufbau und hot swapfr niedrigere Total Cost of Ownership

    Verwaltbar ber Web, SNMP oderTelnet zur Untersttzung Ihrer Management-Strategie

    Durch weiteres Zubehr Anpassung an individuelle Bedrfnisse

    mglich

    Redundante Steuermodule

    Leistungsmodule 10kW

    Batteriemodule

    LCD-Display

    Anlagenrahmen 40kW

    Kommunikation inkl. APC Netzwerkkarte

    Automatischer Bypass

  • 14. Mai 2006 Page 23

    skalierbareLsungen Entscheidung: Symmetra PX 80/40

    Start mit 20 KW gefordert Ausbaustufe von 50 KW geplant Redundanz von n+1 gefordert Klimaanlage mit ber USV anschlieen

    Anfangsleistung von 40KW20 KW fr den Start10 KW fr n+110KW fr die Klimaanlage

    berbrckungszeit von ca. 4 Minuten Jederzeit erweiterbar

  • 14. Mai 2006 Page 24

    IT-Kostenrunter PDU-Schrnke Power Distribution Units

    Abgangsautomaten bis 63 A, 3-ph.

    All-in-OneUSV bis 20

    kW (N+1) inkl. SBP und

    Ausgangs-verteilung

    PDU 60 kW

    fr - von der USV -getrennte

    Aufstellung

    RDP40 kW

    PDU 40 kWinkl. SBP fr gemeinsam

    e Aufstellung mit der USV

    Leistungsstufen:40, 60, 80 kW ab Werk150, 300 kW auf Anfrage

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    Vertrauen

    schaffen

    Kabelfhrung in Datencentern(auf dem Dach der Schrnke)

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    Systemhaus Maitschke

    Draufsicht

    Seitenansicht

    (nur bei 1070 mm tiefen NetShelter VX)

    Rckwrtiger vertikaler Kabelmanagementbereich

    Kabelfhrung (im Schrank)

    Kabeldurchfhrungen im Schrankdach

    hinten

    hinten

    hinten

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    Systemhaus Maitschke

    Rackmontierbare berwachbare PDUs(RM-PDU) sowie Strom- und Netzwerkkabel

    - einfache basic Serie

    - berwachbare metered Serie

    - schaltbare switched Serie

    horizontale und vertikale Modelle 10A, 16A und 32A

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    Systemhaus Maitschke Umgebungsberwachung

    Temperatur Luft-feuchtigkeit Feuer

    Wassereintritt

    Zutritt Rauch

    EMSVorderseite

    EMUneu

    InfraStruXure Manager

    EMSRckseite

    KaskadierbareTemp./Feuchtefhler mit Display

    Zugriff per

    Webbrowser

  • 14. Mai 2006 Page 29

    Systemhaus Maitschke

    InfraStruXure Manager fr InfraStruXure und das Kundennetzwerk

    USER TCP/IP Network

    InfraStruXure mit InfraStruXure Manager

    User Server or Workstation

    Symmetra PX *192.168.1.XX

    ISX PDU *192.168.1.XX

    ATS *192.168.1.XX

    EMU *192.168.1.XX

    RM PDU *192.168.1.XX

    192.168.1.1

    Der InfraStruXure Manager verwendet den 192.168.1.X IP-Addressbereich. Um Konfliktemit anderen Netzwerksegmenten zu vermeiden, kann auch der IP-Adressbereich 10.0.1.X fr das APC-Netzwerk verwendet werden.

    24 Port Switch

    APC LAN

    USER LAN

    InfraStruXure Manager

    WEB

    APC Remote Monitoring

    ServiceZwei

    Netzwerk-karten

    Shutdownsignaledirekt ins

    Kundennetzwerk

  • 14. Mai 2006 Page 30

    InfraStruXure ManagerSystemhaus Maitschke

    Bietet Echtzeit-Management und Bestandsanzeige fr alle netzwerkfhigen APC-Gertesowohl innerhalb einer InfraStruXure als auch im Kundennetzwerk Zuweisung von gleichen Schwellenwerten an alle gleichartigen Komponenten (z.B. EMU, RM-PDU)Bietet Echtzeitstatus und Empfohlene Massnahmenfr alle netzwerkfhigen APC-GerteBietet Benachrichtigung via e-mail sowohl bei berschreitung individueller Grenzwerte als auch bei USV-Ereignissen

  • 14. Mai 2006 Page 31

    Leistungsaufnahme und Wrmeabgabe von IT-Equipment

    Systemhaus Maitschke

    Die tatschliche elektrische Leistungsaufnahme in Watt (nicht kVA) entspricht der Wrmeabgabe in Watt !

    Vorsicht bei Nennleistungsangaben !Vorsicht bei mehreren Netzteilen,

    Redundanzkonzept beachten !Vorsicht bei Switchen, die IP-Telefonie untersttzen.

    Durch den Switch im Datencenter aufgenommene Leistung wird auch nach extern zu den Endgerten (Telefonen)

    abgegeben und dort in Wrme umgesetzt !

  • 14. Mai 2006 Page 32

    Einfaches KlimasystemSystemhaus Maitschke

    HPACKlimaanlage

    Wrmetauscher

    Datencenter (innen) Umwelt (aussen)

    Kaltes Medium

    Warmes MediumUmgebungsluft

    + Kompressor oder Pumpe

  • 14. Mai 2006 Page 33

    InfraStruXure InRow RC 17 kWchilled water, keine Befeuchtung

    Systemhaus Maitschke

    Neu

    nur 300 mm Breite

  • 14. Mai 2006 Page 34

    InRow RC Produkt Design VorteileSystemhaus Maitschke

    Luftfilter

    Schtzt die Wrmetauschschlange, entfernt Staubpartikel

    Verrohrung von Oben oderUnten mglich

    Im Betrieb tauschbareLfter mit variablerDrehzahl

    Rightsized die Klimaleistung, Energieersparnisse

    Klteschlange

    Zieht berKaltwasseranschlussWrme ab

    Kondensat Management

    Entdeckt und entferntKondensation

    Rollen

    Zum einfachen Bewegen derAnlage

    Redundante A-B Stromzufuhr

    Stromredundanz und Schutz

    Flow Meter

    Misst Wasserfluss um die KW Klteleistunggenauer zu bestimmen.

  • 14. Mai 2006 Page 35

    Rack Air Containment System (RACS)Systemhaus Maitschke

    Neu

    Fhrt zur Erhhung der Klteleistung der InRow RC Klimaanlage auf bis zu 30 kW !

    Lexan-Einlagen (vgl. Plexiglas) in den Tren

    Qs = 1,21 x delta t x m/s

    Garantie: 2 JahreReparatur oder Austausch + Aufbau Services

  • 14. Mai 2006 Page 36

    InfraStruXure InRow RP / FMSystemhaus Maitschke

    In-row precision air conditioning for medium to large data centers including high density applications.

    The predictable solution for an unpredictable environment

    Modular design increases agility by providing scaleable solutions to add cooling as demand increases.

    Improved Energy Efficiency and Rightsizing reduces total cost of ownership.

    Placing the unit in the row of racks moves the source of cooling closer to the heat load and minimizes air mixing thus improves availability.

    FM40-IR

  • 14. Mai 2006 Page 37

    InRow RP Options and Related ProductsSystemhaus Maitschke

    InfraStruXureManagerCentralized Management

    ChillerModular Air Cooled, storage tank

    Hot Aisle Containment SystemCeiling tiles, end doors, seals hot aisle

    Air Cooled CondenserHeat removal

  • 14. Mai 2006 Page 38

    InfraStruXure with Integrated Fuel Cell

    InfraStruXure System with Revolutionary Integrated Fuel Cell

    Mind. 30% in 3 Jahreneinsparen

  • 14. Mai 2006 Page 39

    InfraStruXure with Integrated Fuel Cell Applications

    Systemhaus Maitschke

    Low Environmental Impact Need for reduced

    emissions

    Small and Medium Datacenters

    Data Center with High Availability Requirements

    7x24, 365 daysExtended runtimes

    Standby Generator Limitations

    Limited or restricted spaceNoise limitsPermissionsEmission limits

    Minimize Use of Batteries

    Lack of space in data roomWeight restrictionsIncreased runtime

  • 14. Mai 2006 Page 40

    InfraStruXure with Integrated Fuel CellMessaging

    Systemhaus Maitschke

    AVAILABILITY

    Increase runtime from minutes to days --with expanded placement optionsEliminate points of failure with system installed close to load (no ATS required)

    InfraStruXure with Integrated Fuel Cell - Messaging

    AGILITY

    ADAPTABILITY Environmentally clean fuel cell technology allows power generation in more locations

    COST

    Saves space with compact footprintReduces design & installation time with pre-engineered rack-mounted integrated ISX solution

    Preliminary messaging

  • 14. Mai 2006 Page 41

    InfraStruXure with Integrated Fuel CellFuel Cell Operation

    Systemhaus Maitschke

    Hydrogen

    Oxygen (Air)

    Load

    Water

    PEMFuelCell

    Module

    SYPX

    HeatBy-products

    DC/DCPowerModule

    Fuel Cell XR FrameSymmetra PX

    Frame

  • 14. Mai 2006 Page 42

    10 kW modules with up to 3 modules per rackWaste is heat and waterDC output is regulated to +/-192 Volts for linking to ISX battery busStart-up time typically 10 to 20 secondsUses high-pressure tanked hydrogen for fuel Hot swappable cylinders if N+1 typically 4-10 cylinders are used Each cylinder (T-cylinder) is 9 in. in diameter and 60 in. high, which

    converters to approximately 9 kWh of runtime Cylinders can be provided and serviced by standard industrial gas

    company

    InfraStruXure with Integrated Fuel CellAPC Fuel Cell Technology

    Systemhaus Maitschke

  • 14. Mai 2006 Page 43

    Systemhaus Maitschke Umsetzung - Aufstellung Bodenbelastung

    Anforderungen Rechnerraum1. Bodenbelastung prfen & bewerten2. Trennung in warmen & kalten Gang3. Platz fr die Installation & Wartung4. Fluchtwege sicherstellen5. Brandschutz einhalten

    Erforderliche Baumanahmen1. Entkernung Raum 2. Verstrkung Doppelboden3. Festlegen der Rohrfhrung4. Aufstellplan fr Kltemaschine und

    Kondensator

  • 14. Mai 2006 Page 44

    Umsetzung - Medien

    1. Stromanschluss gefordert 95mm Absicherung 200A I. muss neu verlegt werden II. muss abschaltbar sein (Notaus)

    2. Netzwerkverkabung alles vorhanden3. Wasseranschlu

    I. Nicht vorhanden (fr Befeuchtung)II. Nicht notwendig, da Kimaanlage im unkritischen Bereich dimensioniert

    wurde. (Vorlauf Rcklauf Temp.)

    4. Brandfrherkennung (Raumluftberwachung)I. Fr Stromzufuhr und EDV II. Frherkennung und Abschaltung im Strfall (verschiedene Stufen)

    5. Signalisierung der Alarme (Meldewege einhalten)6. Prfen von Energieeinsparungen

    I. Nutzung vorhandener Klte Erzeugung im WinterII. Ausfallkonzept mit Notschaltung an Hausklimaanlage

    Systemhaus Maitschke

  • 14. Mai 2006 Page 45

    Umsetzung Schema Klimaanlage

    Fakten1. Splitsystem (Kondensator und

    Kltemaschine getrennt)- Kltemaschine in den Keller- Kondensator auf Dach

    2. Freie Khlung vorhanden- im Winter freie Kapazitt (ca. 5000,-

    Stromsparpotential )- Hausklima 20KW freie Kapazitt

    (gengt fr Notbetrieb )

    3. Rohrleitungswege realisierbar 4. Budget Frage

    Systemhaus Maitschke

  • 14. Mai 2006 Page 46

    Umsetzung Schema ELT VerkablungSystemhaus Maitschke

    Beschreibung:1. APC InfraStruXure,

    2. Typ C, Symmetra PX 80 kW mit externem Servicebypass

    3. Mit nachgeschaltetem 80 kW PDU Schrank (Sonderkonfiguration)

  • 14. Mai 2006 Page 47

    Umsetzung Schema SignalbertragungSystemhaus Maitschke

    Beschreibung:1. APC Komponenten werden mit dem

    ISX-Manager berwacht.

    2. Zustzlich werden 2 Strmeldungen auf die BMZ gelegt ( Trane & APC )

    3. Warnungen per E-Mail

    4. Strungen ber den Meldeweg BMZ

  • 14. Mai 2006 Page 48

    Systemhaus Maitschke DANKE

    Information ist kein Wert an sich Information ist kein Wert an sich es kommt auf die daraus folgenden Entscheidungen an.es kommt auf die daraus folgenden Entscheidungen an.

    Nur mit Weitblick und Courage kann man Nur mit Weitblick und Courage kann man seine Ziele erreichen!seine Ziele erreichen!

  • 14. Mai 2006 Page 49

    Systemhaus Maitschke

    Q & AQ & ASystemhaus MaitschkeInh. Gerald MaitschkeTel. +49 89 94004804Fax. +49 89 71034015

    Mobil. +49 171 [email protected]

    www.maitschke.de