数据中心综合布线系统应用

殷长祥(1974—),男,⼯程师,从事建筑智能化系统规划、设计、项⽬管理等⽅⾯的⼯作。数据中⼼综合布线系统应⽤殷长祥,　孔利加

(上海华宇电⼦⼯程有限公司,上海　200003)

摘　要:数据中⼼的⾼可靠性特点决定了对数据中⼼布线系统具有较⾼的要求。根据从事数据中⼼综合布线设计和实施的经验,参照TI A 2942《数据中⼼的通信基础设施标准》的相关规定,对数据中⼼综合布线系统的实际应⽤进⾏了分析,并给出了解决⽅案。

关键词:数据中⼼;综合布线系统;布局;区域划分;可靠性;机柜;灵活性中图分类号:T U855　⽂献标识码:B ⽂章编号:100125531(2008)0420028204

Appli ca ti on of Gener i c Cabli n g Syste m i n Da t a Cen terYI N Changxiang,　K ON G L ijia

(Shanghai Huayu Electrical Engineering Co .,L td .,Shanghai 200003,China )

Abstract:The high reliability feature of data center decides the higher de mand for the generic cabling syste m

of the data center .The app licati on of the generic cabling syste m for data center was analyzed and the s oluti on based onthe author ’s experience was given out,refering t o TI A 2942“Telecommunicati ons I nfrastructure Standard for Data Centers”.

Key words:da t a cen ter;gener i c cabli n g syste m (GCS);l ayout ;area d i v isi on;reli a b ility;cab i n et ;flex i ble孔利加(1965—),男,⾼级⼯程师,从事建筑智能化系统规划、设计、项⽬管理和科研等⽅⾯的⼯作。0　引　⾔

通常来说,数据中⼼分为两种类型,⼀种是企业型数据中⼼,⼀种是托管型数据中⼼。不管是哪种数据中⼼,其⽬的都是为各种数据设施提供满⾜供电、通信、空调以及冗余、安全等需求的存放环境。由于数据中⼼的各种设备⾼度密集,决定了数据中⼼综合布线系统与智能⼤厦的综合布线系统有很⼤的区别。数据中⼼的⾼可靠性等特点决定了数据中⼼综合布线系统⽐智能⼤厦有更⾼的要求。

1　数据中⼼综合布线系统特点

数据中⼼综合布线系统具有⾼带宽、⾼可靠性、⾼密度、灵活性和可维护性等特点。1.1　⾼带宽数据中⼼是数据存储、交换和处理的核⼼区域,是所有数据集中交汇的地⽅,对带宽的要求⾮

常⾼。尤其是核⼼交换设备与核⼼应⽤服务器之间、核⼼交换设备与存储设备之间以及存储设备与核⼼应⽤服务器之间的连接是数据中⼼对带宽要求最⾼的地⽅。当前,绝⼤部分数据中⼼的交换设备、服务器群以及存储设备之间均达到1Gb /s 以上带宽,部分核⼼设备之间甚⾄达到10Gb /s 的连接带宽。1.2　⾼可靠性

数据中⼼是核⼼设备的集中地,是数据汇集和交换的枢纽。通常数据中⼼均要求系统满⾜全年每天24h 不间断运⾏的要求,可见数据中⼼对系统具有⾼可靠性的要求。这种⾼可靠性不仅要求设备本⾝的⾼可靠性,同时也要求数据中⼼设备运⾏环境保障的⾼可靠性,包括供配电、空调等。1.3　⾼密度

数据中⼼通常采⽤机架式⼑⽚服务器、存储设备、⽹络设备等,⾼密度的设备安装对散热提出

了更⾼的要求,因此数据中⼼空间的布局设计、机柜布局设计以及机柜内的设备布置设计的合理性显得尤为重要。1.4　灵活性和可维护性

数据中⼼建成后,随着规模的不断扩⼤,其设备也不断增多,综合布线系统需要有⾼度的灵活性才能满⾜需求。同时,设备布置的调整也将涉及对综合布线系统的调整。因此,数据中⼼的综合布线系统必须具有⾼度的灵活性和可维护性。2　数据中⼼布局

2.1　机柜与机架的布局

TI A2942《数据中⼼的通信基础设施标准》中对数据中⼼计算机房的“热通道”和“冷通道”的概念与作⽤给出了相应的描述,规定了数据中⼼设备布局应该划分冷、热通道。通常数据中⼼内硬件设备采⽤机柜或者机架的形式安装,机架与机柜的合理有序排列不仅为设备区域的划分和管理提供了⽅便,更为设备的使⽤与运⾏提供了保障。

机房内机柜与机架应该按照背对背、⾯对⾯的⽅式交叉排列,在机柜的正⾯布置冷风出⼝,形成⼀个冷空⽓区──“冷通道”,⽽在机柜的背⾯由于设备排风散热形成热空⽓区──“热通道”。通常数据中⼼机房采⽤下送风、上回风的⽓流组织⽅式,在冷通道内只设置出风⼝,在热通道上⽅只开回风⼝。出风⼝和回风⼝在冷、热通道中不可混开,避免冷空⽓经过短路后直接送回空调系统。这样,冷空⽓⽓流经设备后形成的热空⽓,排放到两排机柜背⾯中的热通道中,通过热通道上⽅布置的回风⼝回到空调系统,使整个机房⽓流、能量流组织合理,避免热⼲扰。

为了使冷、热⽓流更好地流通,数据中⼼设备机柜正⾯和背⾯门板应采⽤⽹孔门板,机柜顶端宜配置散热风扇(如在背板上设置散热风扇,效果会更佳)。同时在安装设备时应注意:根据设备的散热⽅向,把散热端朝向热通道⽅向。2.2　线槽布局

数据中⼼强电线槽通常采⽤防静电地板下敷设⽅式。当弱电线槽也采⽤地板下敷设时,强电线槽宜沿冷通道敷设,弱电线槽宜沿热通道敷设。由于设备的信息接⼝通常设置在设备背⾯,弱电线缆更接近弱电线槽,与强电线缆之间也避免了交叉,减少了因弱电线缆与强电线缆距离太近引起的⼲扰。线槽布局⽰意图如图1所⽰

。

图1　线槽布局⽰意图2.3　机柜内配线架的布局

随着电⼦产品集成度的提⾼,单位体积中设备的数量越来越多,⽐如,数据中⼼机房服务器和存储设备均采⽤⼑⽚式服务器和机架式存储设备,所占⽤的机柜空间⽐较⼩,单台机柜中设备的密集度⾮常⾼。根据TI A2942《数据中⼼的通信基础设施标准》的要求,为信息设备的每个⽹络端⼝⾄少配置⼀个接⼊接⼝,并且根据相关要求,需要留有⼀定的冗余。因此每台机柜中的综合布线信息点数量⾮常多。如果采⽤从列头机柜到每台设备跳线连接的⽅式,每次设备连线的增减都会穿越中间机柜或者跨越中间线槽,影响到其他线缆,导致后期的管理维护⼯作量⾮常⼤。因此,数据中⼼设备配线区(E DA)的设备机柜宜采⽤接⼊配线架的⽅式为机柜内设备提供连接端⼝,根据机柜内设备的数量,采⽤相应端⼝数量的快捷式配线架或光配线架。配线架宜安装在机柜背⾯底端,这样配线架不会影响到设备的安装,⽅便布线管理。3　数据中⼼配线区域划分

与早期的TI A25682B.1《商业建筑电信布线标准》对区域划分的定义不同,在TI A2942《数据中⼼的通信基础设施标准》中,数据中⼼通信基础设施的空间区域划分为进线接⼊室(ER)、总配线区(MDA)、⽔平配线区(HAD)、区域配线区(Z DA)、设备配线区(EDA)。

(1)进线接⼊室通常是室内与室外的交接点。如果接⼊室设置在数据中⼼机房内,则接⼊室就合并到了总配线区内。(2)总配线区是机房的核⼼配线区域,也是核⼼设备安装区域。

(3)⽔平配线区是连接总配线区与设备配线区的交叉连接线缆。⽔平线缆可以是光缆,也可以是双绞线。TI A2942《数据中⼼的通信基础设施标准》推荐采⽤的布线传输介质为100Ω4对6类双绞线(UTP)、62.5/125µm和50/125µm多模光纤以及75Ω同轴线缆。

(4)设备配线区类似于TI A25682B.1《商业建筑电信布线标准》中规定的⼯作区,是各终端设备接⼊的区域。数据中⼼设备配线区是各应⽤服务器、应⽤存储设备等接⼊的区域。

(5)区域配线区的设置是为了满⾜数据中⼼的布线灵活性要求。TI A2942《数据中⼼的通信基础设施标准》规定,在⽔平配线区(HDA)和设备配线区(EDA)的⽔平布线中可以包含⼀个可选的连接点———区域配线区(Z DA)。Z DA为频繁变动的设备配线区终端提供了灵活性,较适⽤于⽔平线缆不容易增加或者修改的场合。按照系统容量⼀次性把⽔平配线区与区域配线区⽔平线缆敷设完毕,后期在进⾏设备配线区增加时,直接从区域配线区敷设⽔平线缆到设备配线区。从布线形式上看,区域配线区在功能上与TI A25682B.1《商业建筑电信布线标准》中的CP转接箱功能相似。

根据实际⼯程案例,区域配线区有地板下设置、机柜内设置和吊顶内设置⼏种形式。可根据不同的环境要求,选择不同的设置形式。

在实际项⽬应⽤中,为了便于管理与维护,数据中⼼设备配线区还会按照设备功能分成不同的设备区域,如服务器区、存储设备区、通信设备区以及⽹络交换及路由等。

4　数据中⼼布线⽅式选择

根据TI A2942《数据中⼼的通信基础设施标准》的建议,总配线区与⽔平配线区之间的主⼲线缆、⽔平配线区与设备配线区之间的⽔平线缆宜采⽤62.5/125µm和50/125µm多模光纤或者6类UTP线缆。根据数据中⼼规模的⼤⼩,可采⽤⼀级星型布线或者⼆级星型布线。⼀级星型布线适合数据中⼼规模相对较⼩的项⽬。当采⽤⼆级星型布线时,主⼲线缆以星型拓扑结构从主配线区连接到各⽔平配线区;⽔平线缆以星型拓扑结构从⽔平配线区连接到各设备配线区。根据数据中⼼规模和数据中⼼区域划分,主⼲线缆和⽔平线缆可采⽤地板下敷设、吊顶内敷设或者机柜内横向敷设的⽅式。4.1　主⼲线缆布线⽅式

在典型的数据中⼼布线中,这种主⼲线缆⽤于核⼼交换机与汇聚层交换机、核⼼交换设备与核⼼存储设备以及核⼼交换设备与核⼼应⽤服务器之间的连接。这些核⼼设备的连接在系统正常运⾏时极少变动,因此系统线缆敷设⽅式的设计直接影响到系统实施的难易,以及系统设计对数据中⼼整体的协调等,如主⼲线槽与强电线槽的配合、主⼲线槽对⽓流组织的影响等。在实际系统设计应⽤中,系统主⼲线缆多采⽤地板下线槽⾛线的敷设⽅式。4.2　⽔平线缆的布线⽅式

随着系统的扩展和系统运⾏期的设备和机柜的变更,⽔平线缆的数量和⾛向都会有不同程度的变化,因此,⽔平线缆敷设⽅式的选择不但要考虑与强电槽、⽓流组织等其他系统的配合问题,⽇后维护和扩展的便利性也是设计的重点内容之⼀。⽔平线缆敷设⽅式可采⽤地板下线槽⾛线、机柜线槽内⾛线和机柜上空线槽⾛线⽅式。

(1)采⽤地板下线槽⾛线的⽅式,⽔平线缆从⽔平配线区沿机柜线槽通过地板下线槽,敷设⾄设备配线区。进⾏线缆增加或者变化时,只需要掀开地板,打开线槽即可操作,操作相对⽐较⽅便,但受地板下其他设备线槽以及⽓流组织的影响,线槽的容量设计必须经过严格计算。

(2)采⽤沿机柜顶部线槽⾛线的⽅式时,线槽的容量通常不会受到限制,极⼤地降低了线缆⼆次敷设的施⼯难度,便于进⾏线缆的整理和维护。此外,采⽤这种⾛线⽅式,可以使主⼲线缆与⽔平线缆完全分开,增加了系统的可维护性。采⽤沿机柜顶部线槽的⾛线⽅式时,线槽位置不可紧贴机柜,留出的距离以不影响机柜顶部排风为宜。这样由于线槽位置⽐较⾼,每次线槽内线缆变化时都必须借助登⾼⼯具进⾏操作。此外,线槽的布置需要综合考虑数据中⼼装饰的整体协调感,如线槽设计不可跨机柜中间过道上空等。

(3)采⽤机柜内布线是当前很多专业布线⼚商推荐的⼀种布线⽅式。采⽤这种⽅式时,每只

机柜中不仅要配置机柜的垂直⾛线槽,⽽且还要设置⼀个或者多个横向⽔平⾛线槽,同⼀列机柜内的所有⽔平⾛线槽连接成⼀个完全贯通的⾛线槽。所有列头机柜到各设备机柜的线缆都沿此⽔平⾛线槽敷设。由于⽔平⾛线槽在机柜内敷设,⽔平线缆不会像地板下和机柜顶部敷设那样绕弯,减少了线缆⽤量。同时,敷设在机柜内的⽔平线槽⾼度是操作⼈员⽐较舒适的操作⾼度,⽽地板下线槽的操作需要掀开地板,机柜顶线槽内操作需要登⾼⼯具,⽅便了操作。但是,由于这种⽔平线槽是沿机柜内空间横向敷设,占⽤了⼀定机柜空间,线槽的尺⼨受到相应限制,制约了线槽的容量。如果线槽沿机柜背⾯敷设,虽然可以节约机柜的占⽤量,但会影响设备安装。

综上所述,⽔平线缆的3种敷设⽅式各有优缺点。在实际项⽬中,应根据项⽬的实际情况选择适合的布线⽅式,⽐如机柜顶线槽的布线⽅式适合⽔平线缆⽐较多的项⽬,⽽地板下和机柜内布线⽅式适合数据中⼼层⾼受限、线缆数量相对较少的项⽬。5　设备选型

与智能⼤楼综合布线系统相⽐,数据中⼼综合布线线缆和端⼝的密集度⾮常⾼,维护管理⼯作⾮常重要,并且对系统的可扩展性要求⽐较⾼。为满⾜数据中⼼综合布线灵活性、可管理性以及可扩展性等⽅⾯的要求,综合布线系统在设备选型时应该注意以下⼏⽅⾯的内容。

(1)系统配线架宜选择快捷式配线架,以便于设备与配线架之间的跳接。(2)宜选⽤不同颜⾊的跳线,以区分不同应⽤。

(3)采⽤光缆布线部分的主⼲线缆和⽔平线缆,宜采⽤紧凑型接⼝,提⾼数据中⼼接⼝容量。(4)数据中⼼桥架宜采⽤便于打开的成品扣合式桥架,以便于桥架内线缆的操作管理。

(5)所有的布线机柜宜配置两侧纵向理线槽或者理线架,设备机柜宜配置单侧或者双侧理线槽或者理线架。(6)数据中⼼所有线缆、配线架端⼝以及跳接线均应设置永久性标志。6　结　语

虽然国内智能⼤楼综合布线系统已经⾮常成熟,但数据中⼼综合布线系统建设尚处于初始阶段。数据中⼼综合布线系统建设,尤其是对系统架构的规划、设置以及相应产品的选择,国内尚缺乏统⼀的标准和规范。笔者在学习、理解TI A/ E I A2942的基础上,参照国内外数据中⼼综合布线系统的成功案例,就数据中⼼的布局、区域划分、布线设计、⽓流组织、设备选型等做了具体分析,以供同⾏参考。

【参考⽂献】

[1]　TI A2942　数据中⼼的通信基础设施标准[S].[2]　G B50311—2007　综合布线系统⼯程设计规范[S].

[3]　G B50312—2007　综合布线系统⼯程验收规范[S].

收稿⽇期:2007211220(上接第21页)

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