數(shù)據(jù)中心機(jī)房布線方案

    1、概述

    當(dāng)前，我們正處在一個(gè)信息爆炸的時(shí)代，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)量已經(jīng)不僅僅是用KB、MB、GB甚至TB來(lái)計(jì)算，在不遠(yuǎn)的將來(lái)，人們所談?wù)摰膶⑹荘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(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，擔(dān)負(fù)著數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、訪問(wèn)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(chǔ)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2002年之前建立的數(shù)據(jù)中心中，半數(shù)需要在2008年前升級(jí)或者淘汰。

    因此，建設(shè)一個(gè)完整的、符合現(xiàn)在及將來(lái)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(kāi)放系統(tǒng)，預(yù)先經(jīng)過(guò)測(cè)試,確保系統(tǒng)7*24小時(shí)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1G或10G甚至更高速率傳輸

    •高密度——節(jié)省空間，方便設(shè)備散熱設(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(lái)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)，支持未來(lái)擴(kuò)容需求。

    本次設(shè)計(jì)將從先進(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(shì)及可能出現(xiàn)的需求。為用戶提供具有長(zhǎng)遠(yuǎn)效益的全面解決方案。

    菲尼特?cái)?shù)據(jù)中心機(jī)房

    2、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)

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

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

    國(guó)際綜合布線標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC11801

    北美建筑通訊線路間距標(biāo)準(zhǔn)TIA/EIA569;

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

    非屏蔽雙絞線布線測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)TIA/EIATSB67;

    北美商用建筑通訊接地要求TIA/EIA607;

    歐洲綜合布線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)BN50173;

    其它國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范;

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

    彎曲半徑:4x電纜直徑

    導(dǎo)體阻抗:最大66.58ohms/km

    2005年4月美國(guó)通信工業(yè)委員會(huì)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(duì)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)。

    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?jī)?nèi)(CR).為了安全起見(jiàn),接入機(jī)房(ER)最好跟計(jì)算機(jī)機(jī)房分離開(kāi)

    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(guò)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(gè)HDA管理的信息點(diǎn)一般不超過(guò)2000個(gè),同MDA,HDA光纖配線架和銅纜配線架應(yīng)該分開(kāi).信息點(diǎn)超過(guò)2000個(gè),需要設(shè)置多個(gè)HDA

    5.EDA，用來(lái)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(dòng)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(dòng)地板)。

    數(shù)據(jù)中心等級(jí)

    TIA-942根據(jù)數(shù)據(jù)中心重要性分為4個(gè)等級(jí)(tier)

    Tier1:最基本的配置，無(wú)須冗余設(shè)計(jì)及空調(diào)設(shè)施，允許最大28.8小時(shí)/每年的宕機(jī)時(shí)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(shí)/每年的宕機(jī)時(shí)間，另外必須采用生物識(shí)別技術(shù)門(mén)禁系統(tǒng)，必須配備氣體滅火系統(tǒng)，多個(gè)備用布線管槽，主干必須冗余。

    對(duì)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(duì)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(jí)。

    數(shù)據(jù)中心布線考慮

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

    充分考慮未來(lái)的增長(zhǎng)需求,預(yù)留充分的擴(kuò)展備用空間

    采用單模或OM3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(jí)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(duì)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。交叉連接只需通過(guò)跳線完成MAC，降低管理維護(hù)時(shí)間;可靠性及可用性高。傳統(tǒng)直連方式(Directconnect)不可靠，MAC(移動(dòng)、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(duì)流對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)流,防靜電地板應(yīng)該盡量高一些.

    4、方案設(shè)計(jì)

    本數(shù)據(jù)中心機(jī)房綜合布線系統(tǒng)按照4級(jí)中心機(jī)房進(jìn)行規(guī)劃。

    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(gè)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(wàn)兆以太網(wǎng)達(dá)300米及1000Base-SX達(dá)550米距離，同時(shí)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(chǎng)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)之間采用六類非屏蔽雙絞線相互連接，Cat6非屏蔽雙絞線支持諸如萬(wàn)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(gè)水平配線區(qū)(HDA)機(jī)柜內(nèi)安裝一個(gè)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(chǎng)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(gè)六類配線架交叉連接的方式，其中一個(gè)配線架用來(lái)與設(shè)備區(qū)(EDA)的配線架互連，另外一個(gè)用來(lái)與交換機(jī)互連。

    (4)設(shè)備區(qū)(EDA)每個(gè)機(jī)柜按照15個(gè)服務(wù)器進(jìn)行預(yù)留，安裝一個(gè)24口六類配線架，采用RJ45跳線連接至服務(wù)器。

    主配線區(qū)(MDA)設(shè)計(jì)說(shuō)明

    主配線區(qū)(MDA)到各個(gè)水平配線區(qū)(HAD)的互連選用8芯OM3萬(wàn)兆多模室內(nèi)光纜。OM3萬(wàn)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(shí)不會(huì)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(zhǎng)，在工作波長(zhǎng)為850nm時(shí)可以支持10G萬(wàn)兆以太網(wǎng)10GBase-SR達(dá)300米及支持1000Base-SX達(dá)900米距離，同時(shí)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(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)布線解決方案，能夠使萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的投資大大下降，使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體投資更為經(jīng)濟(jì)。

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

    8芯室內(nèi)OM3萬(wàn)兆光纜技術(shù)參數(shù)

    標(biāo)準(zhǔn):符合TIA/EIA-568-B.3,IEC793-1/794-1及ISO/IEC11801(2002)，ITU652

    l結(jié)構(gòu)：層絞式松套管，非金屬防雷型

    工作溫度范圍：-40～70℃

    防火等級(jí)：符合UL實(shí)驗(yàn)室OFNR防火等級(jí)。

    多模光纖規(guī)格：50\125um，滿足IEEE802.3ae,ISO/IECOM3的萬(wàn)兆多模光纖標(biāo)準(zhǔn)

    LED發(fā)射帶寬:850nm:1500MHZ/Km1300nm:500MHZ/Km

    Laser發(fā)射帶寬:850nm:2000MHZ/Km1300nm:500MHZ/Km

    最大衰減:850nm:3.5dB/Km1300nm:1.5dB/Km

    傳輸距離:1000Base-SX2-900m

    1000Base-LX2-550m

    10GBase-SR2-300m

    10GBase-LX42-300m

    護(hù)套直徑：4.8mm

    最小耐力測(cè)試0.2kpsi

    彎曲衰減(100圈，直徑75mm)0.5dB/Km

    安裝最大拉力：667N

    長(zhǎng)時(shí)間最大拉力：167N

    瞬間最小彎曲半徑：108mm

    長(zhǎng)時(shí)間最小彎曲半徑：54mm

    水平配線區(qū)(HDA)設(shè)計(jì)說(shuō)明

    為了提高數(shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?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(gè)配線架相互交叉連接，其中一個(gè)配線架采用RJ45-110方式連接交換機(jī)，另外一個(gè)配線架采用六類非屏蔽雙絞線以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。

    六類非屏蔽雙絞線是目前市場(chǎng)上性能價(jià)格比較好的傳輸介質(zhì)，導(dǎo)體直徑為23AW,中間帶有十字架，其性能指標(biāo)達(dá)到并超過(guò)ANSI/EIA/TIA-568B.2-1標(biāo)準(zhǔn)和ISO/IEC11801(2002)ClassE標(biāo)準(zhǔn)，能確保在100米范圍內(nèi)傳輸介質(zhì)頻寬達(dá)到并超過(guò)：250Mhz。六類非屏蔽雙絞線在250MHZ頻率上至少可以提供比ANSI/EIA/TIA-568B.2-1標(biāo)準(zhǔn)和ISO/IEC11801(2002)ClassE標(biāo)準(zhǔn)高8dB的性能裕量，最大限度的提高線纜的傳輸速率，并且為未來(lái)應(yīng)用提供額外的帶寬。

    六類UTP線纜技術(shù)指標(biāo)：

    ·超過(guò)EIA/TIA-586B.2-1標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)指標(biāo)要求。

    ·完全符合并超越6類標(biāo)準(zhǔn)的電纜，中間帶十字架;

    ·芯線規(guī)格：23AWG，外徑6.4mm;

    傳輸延遲:最大536ns/100m.250MHz

    延遲偏差:最大45ns

    互電容:最大5.6nF/100m

    最大承受電壓:300voltsACorDC

    ·特性阻抗：100W±15W;1MHzto600MHz

    ·CM防火阻燃標(biāo)準(zhǔn);

    ·支持千兆以太網(wǎng)應(yīng)用。

    6類配線架采用模塊化設(shè)計(jì)，便于安裝和維護(hù)，每個(gè)模塊

    都可以獨(dú)立更換。6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(duì)間的相互紐絞，提供更好的串繞性能，降低現(xiàn)場(chǎng)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(guò)程中造成的接觸松動(dòng)。

    6類配線架技術(shù)指標(biāo)：

    ·19″24接口(1U);

    ·模塊化設(shè)計(jì)，可單獨(dú)拆卸，前面安裝;

    ·帶線纜保護(hù)套，無(wú)需后部理線架;

    ·符合ISO/IEC，TIA推薦為6類E級(jí)鏈路規(guī)格;

    保護(hù)裝置:插座后面帶線纜保護(hù)套

    RJ-45插座接觸針:8根接觸針相互交叉

    110端子:45度斜角

    耐久性:

    RJ-45插座：1500次插接

    110端子：2000次SL工具壓接

    額定電壓:94V

    傳輸帶寬≥250MHz

    防火等級(jí):滿足UL阻燃標(biāo)準(zhǔn)要求,UL文件E81956

    工作溫度：-40至70℃。

    安裝:安裝工具一次端接八根線。

    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。

    設(shè)備區(qū)(EDA)設(shè)計(jì)說(shuō)明

    設(shè)備區(qū)(EDA)的每個(gè)機(jī)柜內(nèi)預(yù)裝一個(gè)六類24口非屏蔽配線架，用來(lái)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(zhǎng)度的六類原廠裝跳線，跳線的數(shù)量按照2:1的比例配備。

    RJ4-5跳線技術(shù)指標(biāo)

    ·高性能的六類跳線，24AWG(0.51mm)軟線，適用于多變動(dòng)的環(huán)境。

    ·增強(qiáng)的模塊化水晶頭設(shè)計(jì)，能充分保證新的1G解決方案的優(yōu)越性能。

    ·專利技術(shù)的屏蔽設(shè)計(jì)使性能的保持穩(wěn)定。

    ·完全滿足或超過(guò)六類標(biāo)準(zhǔn)要求。

    ·與傳統(tǒng)的5類、超5類系統(tǒng)兼容。

    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。

    機(jī)房接地設(shè)計(jì)

    數(shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?nèi)有大量的電子設(shè)備，為了保護(hù)設(shè)備和人身的安全,數(shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?nèi)所有的帶金屬外殼的設(shè)備包括管道、橋架、水管、機(jī)柜必須進(jìn)行接地。

    沿?cái)?shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?nèi)墻，安裝配線間總接地排(TMGB)，金屬橋、電纜梯、水管、防靜電地板的靜電泄漏接地排(TGB)等通過(guò)直徑為6mm²帶絕緣層的銅線以并聯(lián)方式聯(lián)接到于此;數(shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?nèi)地板下布設(shè)由絕緣子固定于地面的網(wǎng)狀銅匯集排(TGB)提供電子設(shè)備接地;采用直徑為4mm²帶絕緣層的銅線將設(shè)備、機(jī)柜就近連接在匯集排上。

    接地直流電阻要求小于3.5歐母,接地電壓小于1VR.M.S。