弱電數(shù)據(jù)中心機(jī)房布線如何設(shè)計(jì)

弱電數(shù)據(jù)中心機(jī)房布線如何設(shè)計(jì)一、概述

當(dāng)前,我們正處在一個信息爆炸的時代,數(shù)據(jù)的存儲量已經(jīng)不僅僅是用KB、MB、GB甚至TB來計(jì)算,在不遠(yuǎn)的將來,人們所談?wù)摰膶B(1petabyte=1,000terabytes)甚至EB(1exabyte=1,000petabytes)。

在企業(yè)的IT基礎(chǔ)架構(gòu)中,數(shù)據(jù)中心是數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)應(yīng)用的總控中心。數(shù)據(jù)中心匯聚了最昂貴的服務(wù)器和存儲及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,擔(dān)負(fù)著數(shù)據(jù)存儲、訪問的艱巨任務(wù)。數(shù)據(jù)中心的建設(shè)要面向企業(yè)業(yè)務(wù)的發(fā)展,并為企業(yè)提供全面的業(yè)務(wù)支撐。這種支撐涵蓋了客戶、企業(yè)業(yè)務(wù)、企業(yè)數(shù)據(jù)和決策支持等層面。

隨著數(shù)據(jù)中心高密度刀片式服務(wù)器及存儲設(shè)備數(shù)量的增多,數(shù)據(jù)中心面臨著網(wǎng)絡(luò)性能、散熱、空間、能耗等一系列嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。根據(jù)全球最大的獨(dú)立技術(shù)研究公司GartnerResearch發(fā)布的研究資料顯示，由于缺乏靈活、高性能的綜合布線規(guī)劃，在2016年之前建立的數(shù)據(jù)中心中，半數(shù)需要在2022年前升級或者淘汰。因此，建設(shè)一個完整的、符合現(xiàn)在及將來要求的高標(biāo)準(zhǔn)的新一代的數(shù)據(jù)中心需要達(dá)到以下幾點(diǎn)要求:

·高可靠性——基于標(biāo)準(zhǔn)的開放系統(tǒng),預(yù)先經(jīng)過測試,確保系統(tǒng)7*24小時穩(wěn)定可靠。

·高性能——滿足目前的網(wǎng)絡(luò)傳輸需求,支持至少25G或50G甚至更高速率傳輸。

·高密度——節(jié)省空間,方便設(shè)備散熱。

·可維護(hù)性——美觀大方，適應(yīng)頻繁的需求變化，方便MAC維護(hù)。

·可擴(kuò)展性——充分考慮未來業(yè)務(wù)增長,支持未來擴(kuò)容需求。

設(shè)計(jì)應(yīng)從先進(jìn)性、可靠性、實(shí)用性的原則出發(fā)，以滿足目前用戶的應(yīng)用需求為基礎(chǔ),充分考慮到今后技術(shù)的發(fā)展趨勢及可能出現(xiàn)的需求。為用戶提供具有長遠(yuǎn)效益的全面解決方案。

二、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

·TIA-942數(shù)據(jù)中心機(jī)房通信設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)

·GB/T50311-2007建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范

·GB/T50312-2007建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程驗(yàn)收規(guī)范

·ISO/IEC11801國際綜合布線標(biāo)準(zhǔn)

·TIA/EIA569北美建筑通訊線路間距標(biāo)準(zhǔn)

·TIA/EIA606北美商用建筑通訊基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)管理規(guī)范

·TIA/EIATSB67非屏蔽雙絞線布線測試標(biāo)準(zhǔn)

·TIA/EIA607北美商用建筑通訊接地要求

·BN50173歐洲綜合布線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)

·其它國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

三、TA-942數(shù)據(jù)中心機(jī)房通信設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)

2005年4月美國通信工業(yè)委員會TIA發(fā)布了數(shù)據(jù)中心機(jī)房通信設(shè)施標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)正對數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)、安裝提供了規(guī)范和建議,內(nèi)容包括:建筑結(jié)構(gòu)、空間布局、安全、節(jié)能,接地、機(jī)械及防火保護(hù)。

01數(shù)據(jù)中心區(qū)域劃分根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)典型的數(shù)據(jù)中心應(yīng)包括以下基本的區(qū)域:

1）ER,提供數(shù)據(jù)中心與外部網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián),服務(wù)供應(yīng)商(SP)的連接首先進(jìn)入到ER。在許多數(shù)據(jù)中心里,ER被直接放置到計(jì)算機(jī)機(jī)房內(nèi)(CR),為了安全起見,接入機(jī)房(ER)最好跟計(jì)算機(jī)機(jī)房分離。

2）MDA,是數(shù)據(jù)中心的核心管理區(qū)域,一般位于CR中心的位置,MDA包含核心路由器、核心交換機(jī)、PBX、IMux、機(jī)柜/機(jī)架等。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的建議,光纖配線架和銅纜配線架應(yīng)該安裝到不同的機(jī)柜/架。MDA應(yīng)盡量設(shè)計(jì)在計(jì)算機(jī)機(jī)房中心位置,以免超過90米的布線距離要求。

3）MDA區(qū)域配線架可以安裝到機(jī)柜或機(jī)架,機(jī)柜的好處是安全及美觀,機(jī)架的好處是散熱及方便管理。

4）HDA,是數(shù)據(jù)中心的水平管理區(qū)域,一般位于機(jī)房(CR)中心的位置,HDA包含局域網(wǎng)交換機(jī),水平配線架等,一個HDA管理的信息點(diǎn)一般不超過2000個,同MDA,HDA光纖配線架和銅纜配線架應(yīng)該分開。信息點(diǎn)超過2000個,需要設(shè)置多個HDA。

5）EDA,用來存放設(shè)備的區(qū)域,包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,通信設(shè)備。為了方便散熱EDA區(qū)域內(nèi)的機(jī)柜/架根據(jù)通風(fēng)走廊(coolaisle)和不通風(fēng)走廊(hotaisle)合理放置。

6）ZDA,位于EDA和HAD中間位置,ZDA適用于設(shè)備經(jīng)常移動或變化的區(qū)域,ZDA可以采用機(jī)柜或機(jī)架,也可以是集合點(diǎn)箱(安裝于立柱、地板下或可移動地板)。

02數(shù)據(jù)中心等級

TIA-942根據(jù)數(shù)據(jù)中心重要性分為4個等級(tier):Tier1:最基本的配置,無須冗余設(shè)計(jì)及空調(diào)設(shè)施,允許最大28.8小時/每年的宕機(jī)時間Tier4:最昂貴的配置，必須有UPS及空調(diào)設(shè)施，允許最大0.4小時/每年的宕機(jī)時間，另外必須采用生物識別技術(shù)門禁系統(tǒng)，必須配備氣體滅火系統(tǒng)，多個備用布線管槽，主干必須冗余。

對于一般企業(yè)的數(shù)據(jù)中心Tier1、Tier2已經(jīng)足夠，Tier3，Tier4適合政府、金融機(jī)構(gòu),對于IDC由于存在大量的主機(jī)托管業(yè)務(wù),必須遵循Tier4等級。

03數(shù)據(jù)中心布線考慮

TIA/EIA942標(biāo)準(zhǔn)對數(shù)據(jù)中心布線給出很多的建議:

·充分考慮未來的增長需求,預(yù)留充分的擴(kuò)展備用空間

·采用單?；騉M3多模光纖(10GBase-SR300米)

·采用Cat6(10GBase-T37米)或Cat6A銅纜或Cat6A類屏蔽銅纜(10GBase-T100米)

·采用高密度,模塊化布線系統(tǒng)（如MPO,MRJ21）數(shù)據(jù)中心屬于”強(qiáng)制通風(fēng)”區(qū)域,布線建議采用CMP/OFNP防火等級線纜。

·基于管理方便考慮,光纖、雙絞線、同軸電纜采用不同的機(jī)柜/機(jī)架

·應(yīng)考慮設(shè)備散熱和空氣對流,機(jī)柜/機(jī)架的放置根據(jù)通風(fēng)區(qū)域(coolaisle)和非通風(fēng)區(qū)域(hotaisle)合理布置

·建議采用交叉連接(CrossConnect)方式(參見圖)。交叉連接只需通過跳線完成MAC,降低管理維護(hù)時間,可靠性及可用性高。傳統(tǒng)直連方式(Directconnect)不可靠,MAC(移動、增加、改變)需重新布線,TIA/EIA942不推薦。

·數(shù)據(jù)中心設(shè)備散熱及空氣對流對于網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性十分重要,根據(jù)地板能否通風(fēng),數(shù)據(jù)中心分為不通風(fēng)走廊(HotAisle)及通風(fēng)走廊(coldaisle)。

·通風(fēng)走廊(coldaisle)內(nèi),機(jī)柜/架面對面擺放,冷空氣從地板下吹出,從機(jī)柜/架前方進(jìn)入,然后從后部排出。

·不通風(fēng)走廊(HotAisle),機(jī)柜/架背對背擺放,冷空氣從前面吹進(jìn),從后面吹出。此外,為了增加空氣對流,防靜電地板應(yīng)該盡量高一些。

四、方案設(shè)計(jì)01數(shù)據(jù)中心機(jī)房綜合布線系統(tǒng)

按照4級中心機(jī)房進(jìn)行規(guī)劃（參見圖）

具體設(shè)計(jì)如下:

(1)綜合布線系統(tǒng)采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),分為主配線區(qū)(MDA)、水平配線區(qū)(HAD)、和設(shè)備區(qū)(EDA),水平配線區(qū)(HAD)位于每一列機(jī)柜的第一個機(jī)柜內(nèi)。

(2)機(jī)房主配線區(qū)(MDA)和水平配線區(qū)(HDA)之間采用8芯室內(nèi)OM3多模光纖,支持10G萬兆以太網(wǎng)達(dá)300米及1000Base-SX達(dá)550米距離,同時向下兼容目前的1G,100Mbps,10Mbps以太網(wǎng)應(yīng)用。主配線區(qū)(MDA)機(jī)柜內(nèi)安裝48芯LC光纖配線架，室內(nèi)光纜采用LC尾纖熔接的方式進(jìn)行現(xiàn)場熔接，LC-LC光纖跳線光纖跳線數(shù)量按照光纖芯數(shù)4:1比例配備。

(3)水平配線區(qū)(HDA)和設(shè)備區(qū)(EDA)之間采用超六類屏蔽雙絞線相互連接,Cat6A屏蔽雙絞線支持諸如萬兆以太網(wǎng)10GBase-T、千兆以太網(wǎng)1000Base-T、100BASE-Tx等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的性能要求。每個水平配線區(qū)(HDA)機(jī)柜內(nèi)安裝一個12芯LC光纖配線架,室內(nèi)光纜采用LC尾纖熔接的方式進(jìn)行現(xiàn)場熔接,LC-LC光纖跳線光纖跳線數(shù)量按照光纖芯數(shù)4:1比例配備。水平配線區(qū)(HDA)機(jī)柜內(nèi)銅纜配線架采用兩個超六類配線架交叉連接的方式,其中一個配線架用來與設(shè)備區(qū)(EDA)的配線架互連,另外一個用來與交換機(jī)互連。

(4)設(shè)備區(qū)(EDA)每個機(jī)柜按照15個服務(wù)器進(jìn)行預(yù)留,安裝一個24口超六類配線架,采用RJ45跳線連接至服務(wù)器。02主配線區(qū)(MDA)設(shè)計(jì)說明

主配線區(qū)(MDA)到各個水平配線區(qū)(HAD)的互連選用8芯OM3萬兆多模室內(nèi)光纜。OM3萬兆多模光纜采用獨(dú)特的增強(qiáng)型50μm纖芯,以解決高速數(shù)據(jù)傳輸時不會導(dǎo)致數(shù)碼重疊和誤碼,支持激光或發(fā)光二極管(LED)光源，支持850nm或1300nm兩種波長，在工作波長為850nm時可以支持10G萬兆以太網(wǎng)10GBase-SR達(dá)300米及支持1000Base-SX達(dá)900米距離，同時向下兼容目前的100Mbps，10Mbps以太網(wǎng)應(yīng)用。

由于850nm窗口下光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(如1000Base-SX)可使用垂直腔面發(fā)射激光(VCSEL)作為光源而非激光光源,垂直腔面發(fā)射激光的是一種高性能、低成本的光收發(fā)器,光學(xué)性能接近于激光光源,而成本只有激光光源的十分之一。

因此采用OM3光纖是具有高性價(jià)比的萬兆網(wǎng)絡(luò)布線解決方案,能夠使萬兆網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的投資大大下降,使得整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體投資更為經(jīng)濟(jì)。

03園區(qū)主干

室內(nèi)光纜采用緊套管結(jié)構(gòu),套管緊緊環(huán)繞在光纖外圍,提供機(jī)械保護(hù),結(jié)構(gòu)干燥沒有凝膠,易于處理,重量輕,無金屬材料,可以安裝在橋架、管道里或懸裝于架空纜上。

04水平配線區(qū)(HDA)設(shè)計(jì)說明

為了提高數(shù)據(jù)中心機(jī)房內(nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的穩(wěn)定性，盡可能減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)備跳線的插拔，水平配線區(qū)(HDA)的水平配線機(jī)柜采用兩個配線架相互交叉連接，其中一個配線架采用RJ45-110方式連接交換機(jī)，另外一個配線架采用超六類屏蔽雙絞線以110-110方式與設(shè)備區(qū)(EDA)服務(wù)器機(jī)柜內(nèi)的六類配線架相互連接。

超六類配線架采用模塊化設(shè)計(jì),便于安裝和維護(hù),每個模塊都可以獨(dú)立更換。超六類配線架采用耐火,耐腐蝕材料,提供25年性能保證。配線架信息插座安裝快速可靠,一次安裝8根線,保持線對間的相互紐絞,提供更好的串繞性能,降低現(xiàn)場安裝人工成本。配線架信息插座后部帶保護(hù)套,保證安裝可靠,防止維護(hù)過程中造成的接觸松動。

為了使跳線便于管理及保持機(jī)柜內(nèi)整潔美觀，按照與配線架1:1比例配置1U高度水平理線架。

05設(shè)備區(qū)（EDA）設(shè)計(jì)說明

設(shè)備區(qū)(EDA)的每個機(jī)柜內(nèi)預(yù)裝一個六類24口非屏蔽配線架,用來管理設(shè)備機(jī)柜內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,設(shè)備區(qū)(EDA)的設(shè)備機(jī)柜采用2米長度的六類原廠裝跳線,跳線的數(shù)量按照2:1的比例配備。

06機(jī)柜

數(shù)據(jù)中心機(jī)房全部采用19英寸密封式機(jī)柜,配標(biāo)準(zhǔn)電源插座和散熱風(fēng)扇,用于放置配線設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。機(jī)柜材料選用金屬噴塑,并配有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備專用配電電源端接位置,可將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備同放置其中。

07機(jī)房接地設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)中心機(jī)房內(nèi)有大量的電子設(shè)備,為了保護(hù)設(shè)備和人