机房综合布线的系统结构设计

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1、机房综合布线的系统构造设计一方面要拟定工作区信息点的布局和数量。最抱负的固然是可以明确设备需求。这样可对目前的设备有精确的信息点配备。在此基本上,再考虑一定的扩展余量，一般建议取10%一20%，不适宜太多。由于机房服务于整个网络，其内部设备的变化比较频繁,精确的估计比较困难，建议更多地考虑扩展以便而不是一步到位。并且这样考虑也能减少成本。考虑扩展性时，应将布线的路由通道考虑充足。 机房内服务器和终端数量众多，设备的安装形式分为两种重要的布置模式:塔式服务器和机架式设备。两者对信息插座密度的需求相差较大。布置时应拟定安装模式、数量、接口数、接口规格。 (一）塔式服务器 采用落地安装的模式,安装密

2、度很低，每平米不到2台。也有顾客将塔式服务器安装在原则服务器机柜内，一台机柜只能安装2台。还可采用多层的敞开式机架,机架为3层，一种机架可安装12台左右服务器,平均每平方米56台。(二)原则机柜式服务器目前最薄的服务器厚度仅有l，但一般不完全塞满机柜空间。这样一台原则服务器机柜可以安装几台(厚的）到三十台（薄的)左右的服务器,需要的信息点的数量也较大。建议一种原则服务器机柜按照124台配备。 在拟定了信息点的大体数量后,需要对布线构造进行合理规划。当机房面积较小(20m如下）,信息点在20点如下时,建议只采用水平布线模式,将配线架安装在网络机房的配线柜内,所有机房信息点直接端接到配线架上。当机

3、房面积较大,特别是信息点数模式,将会增长线槽的数量和线槽的横截面。如果线槽布置在活动地板下,将对有精密空调的区域导致很大的送风阻力,实践表白这是影响空调效果的重要因素。同步,众多线缆所有汇集到一处的星型布局使线缆清理困难，增长了管理的难度。这时建议采用两级布线:水平子系统和干线子系统。将放置到机房信息点密集的地方（如主机室)，通过互换机后,再通过主干连接到网络室。这种将配线架进一步需求中心的构造可大幅度减少电缆数量,减少机房地板下各专业管线打架的概率,减少对下送风空调的影响。这种方式的缺陷是增长了互换设备的成本；管理上导致网络和系统两个部门的交叉；多了一级交接,可靠性有所减少。 有些顾客觉得通

4、过两级配线后会增长网络的不可靠性,因此采用长跳线将互换设备和服务器直接相连。这种措施由于没有配线架,无法进行较好的管理，不建议使用。 另一方面，拟定布线级别。系统选型应根据需要选择合适的布线级别。目前重要采用的是超五类和六类系统。超五类系统的测试带宽达到1M,而六类系统的测试带宽达到200MHz,可以在铜缆链路上支持千兆传播。更高的性能尚有超六类产品。但由于没有有关原则予以衡量拟定，均是各个厂家的自行测试和称谓，不建议采用。 布线又分屏蔽系统和非屏蔽系统,两者的区别重要体目前线缆上。双绞线自身是由对绞的两根线缆构成,再由多对线构成电缆。它应用了平衡线缆的概念：一条线缆有两条同样的导线,两条线上

5、运营的电压对地极性相反、大小相等,通过互相绞合在一起,可以在一定距离上维持平衡。使两条导线之间的距离最小化的措施是将它们绞合在一起，这样有助于补偿它们接受到的外部干扰。平衡线缆意味着双绞线对中的两条导线是同样的长度和尺寸。它们之间越一致、靠在一起越紧密，就越容易抵御外部线路对她们产生的干扰。更高的传播速率需要更高的线路抗干扰能力，因此采用屏蔽布线系统对提高系统带宽是有益的。一般屏蔽双绞线采用每对线对单独屏蔽,再将所有线对总体屏蔽的措施实现最高的抗干扰能力。屏蔽电缆（FTP)的屏蔽原理不同于双绞的平衡抵消原理,FTP电缆是在双绞线的外面加一层或两层铝箔,运用金属对电磁波的反射、吸取和趋肤效应原理

6、（所谓趋肤效应是指电流在导体截面的分布随频率的升高而趋于导体表面分布，频率越高，趋肤深度越小,即电磁波的穿透能力越弱)，有效地避免外部电磁千扰进入电缆,同步也制止内部信号辐射出去干扰其她设备的工作。实验表白,频率超过5MHz的电磁波只能透过3m厚的铝箔。如果屏蔽层的厚度超过3m,就便能透过屏蔽层进入电缆内部的电磁干扰的频率限制在5MHz如下，而对于5MHz如下的低频干扰可用双绞的原理有效的抵消。 屏蔽系统的难点是对施工工艺规定更为严格，否则反而也许引人不必要的干扰，减少性能。屏蔽系统的另一种重要特点是保密功能,可以避免信息的泄漏。目前的超五类和六类系统均有屏蔽和非屏蔽产品。注意,屏蔽产品的选用

7、要端到端地实现，不能只是线缆采用屏蔽线而配线架和插座不采用品有屏蔽能力的。中型数据中心机房的规划与设计（一)信息化与数字化成为各个公司、行业提高速度、提高效率，获得效益的核心手段，而全球信息化与数字化的愈来愈成熟，为我们追求效益提供了措施、手段、原则。 (1）数字化：公司的业务、流程、经营、管理等等，有关活动所有进行数字化 (2）无纸化:过去基于传真、电话的定单模式不能适应数字化的规定,公司或组织的多种活动通过计算机网络自动进行，办公方式转为无纸化办公。 （3)集中化：分散的信息化不能形成规模效应，信息孤岛不能带来速度和效率提高。目前信息化的趋势是集中管理、集中存储、集中传播、集中互换，带来信

8、息化的集中效应，这种集中效应表目前数据中心的兴起(如图1所示）。图1 信息集中化的趋势，需要数据中心承载1 数据中心的物理模型 数据中心的作用与目的是完毕信息的集中管理、集中存储、集中传播、集中互换,从而实现信息集中效益。 在数据中心中,存在两个层面的平台：网络平台和动力平台（如图2所示）。图2 数据中心（DC)物理模型的定义2 数据中心的级别与分类: 根据美国TIA 92原则与Uptime Istitute的定义,将数据中心的可用性级别分为四级(如表1所示)： 表1 国内新制定的电子信息机房设计规范GB 504-,将电子信息机房定义为A、B、三类,其中类规定最高（如表2所示）。 表按机房的规

9、模，可以分为超大型数据中心、大型数据中心、中型数据中心和小型数据中心等。 超大型数据中心，一般面积不小于2，服务器机柜数量不小于100个； 大型数据中心，一般介于80m2，服务器机柜数量20010个; 中型数据中心,面积为2008002,机柜数量为50200个； 小型数据中心,面积为3020m，机柜数量为1050个； 无专门场合的服务器互换机机柜应用等。 以上规模划分是实际工作中的大体划分措施,并没有严格的划分原则与参照指标体系。划分的目的也仅仅是便于数据中心的规划、设计与建设等。 本文专门针对中型数据中心机房，探讨有关规划、设计与建设的原则、措施和实践。3 机房选址国内电子信息机房设计规范G

10、B 017-对机房选址提出了规定,综合美国数据中心原则TIA 942-，对数据中心选址可以参照以上原则。 实际工作中，对于中型数据中心机房的选址,顾客一般选择与办公大楼等设施在一起，便于管理与维护。对于办公大楼来说，需要重点考虑如下内容: ()大楼的电力与否足够给数据中心使用。办公大楼在设计与建设的时候，重要面向人员办公需要,属于轻载荷的供电设计。而数据中心的设备供电量规定巨大，这样的重载荷设施放入办公大楼,常常会引起供电系统容量严重局限性。无论是供电、亦或是制冷,都是对原有办公大楼用电容量的巨大挑战。（)与否有足够的空间，放置机房空调的室外机系统。办公大楼寸土寸金，面积运用率很高。而数据中心

11、的机房需要恒温恒湿的机房专用系统，36天4小时的不间断运营。机房专用空调如果采用直接制冷制式(DX）,需要足够多的空间安装空调室外机。如果采用冷冻水系统,需要专门的65天24小时运营的冷冻机组,而不能与大楼的中央空调系统混用。 (3)机房层高与否足够？办公大楼的层高为民用建筑设计，层高一般为3.2m。而数据中心需要安装静电地板,顶部吊顶。最佳层高（无障碍物）应当不小于2m。 (4)与否有足够容量的载货电梯？一般的办公大楼载货电梯尺寸小、载荷低。而数据中心需要的PS电源、机房空调等设备，都是大尺寸超重型设备。如果电梯不能运送,势必导致运送成本剧烈增长。(5）在办公大楼设立数据中心,由于租金高昂、

12、场地有限、供电局限性,将严重限制数据中心的规模和安全级别。2 规划与设计 中型数据中心机房的规划与设计，其需求源头来自于顾客对服务器、软件系统的规划与需求。规划分为部分，涉及容量规划(密度规划)、供电系统规划、制冷系统规划、网络规划等。 容量规划:容量是指中型数据中心机房的初期、终期的服务器等I设备数量、或者面积。容量规划可以基于两个方面考虑， （1）数据中心机房的机柜数量平均每机柜服务器数量。在采用一般地板送风制冷方式下，每个机柜的热密度为3kck,超过这个热密度就必须采用高热密度的制冷解决方案（如图3所示)。图3老式开放式机柜+地板下送风制冷（2）机房的电力供应。当机房的供电系统(市电发电

13、机)容量拟定之后,可以计算出服务器的总功率。例如发电机最大容量为00kva,那么根据机房的能效PUE值(按20考虑),得出机房最大承载服务器容量为50kva(如图4所示）。 U能量使用效率的定义:werUag fctieness。 图4PUE指标曲线.3供电系统的规划与设计 当中型数据中心机房的最大容量拟定后，顾客可以根据预算、机房重要限度，结合电子计算机机房设计规范GB 0174和美国TI 92-的原则,拟定供电系统与制冷系统。 对于供电系统,涉及从市电、发电机到配电、S、输出配电、服务器电源管理系统（列头柜）、机柜PDU等一系列环节(如图5所示）。图5 数据中心供电系统示意图上述原则列出了

14、N、N+、2N、2（N+1)等冗余方式。 在中型数据中心机房的市电、发电机等系统,顾客可以根据实际状况选择N+或者2系统。而UPS供电系统，建议顾客采用N或者(N1）方式,保证供电可靠性(如图6、7所示）。图6 2N式供电系统图7 (+1）式供电系统 顾客选择UPS时,建议采用高频式US,由于采用高频IBT整流+无隔离变压器式设计，输入功率因数高、输入电流谐波小、功率密度高等特点。同步由于UPS占地面积小重量小，搬运以便。 UP的电池容量建议根据市电与发电机系统配备,一般为0分钟左右。一般不建议超过2小时的电池配备，重量大、成本高，投资不经济。 在UPS之后,需安装服务器电源管理系统SPM（又

15、叫列头柜）,为服务器机柜提供配电与保护。为提供服务器电源的配电可靠性,建议每一种配电回路都采用监控与管理系统,监控每一路回路的电流、电压、功率、功率因数、谐波、电量等参数,实现配电的安全管理和成本的细致化管理(如图8所示)。.4 制冷系统规划与设计 制冷系统是机房此外一种核心的基本设施。在中型数据中心机房，制冷系统设计涉及:地板下送风系统、服务器机柜、机房专用空调等。 按照机房节能设计实践和原则,一般采用地板下送风、机柜布置按冷热通道方式，是制冷效率比较高的设计方式（如图9所示）。图 地板下送风+冷热通道设计 机房的服务器机柜也是制冷的核心之一。在诸多运营的机房中,不少顾客对机柜不注重，一般采购某些便宜服务器机柜。而这样的机柜必然带来通风面积小、服务器发热等问题。TIA942原则规定机柜的通风面积比通孔率不小于50。而当服务器的热密度达到4