ANSI.TIA-942-數(shù)據(jù)中心的電信基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)

1、TIA-942 ，數(shù)據(jù)中心的電信基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)中心設(shè)施的設(shè)計(jì)策略摘要Cisco 企業(yè)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是 Cisco Systems 公司 為滿足 IT 環(huán)境的業(yè)務(wù)需求提供靈活支持而設(shè) 計(jì)的一種 集成化和具有適用性 的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，它在很大程度上依靠基礎(chǔ)物理設(shè)施來(lái)提供保證 IT 環(huán)境完美、可靠運(yùn)行的電源設(shè)備、冷卻設(shè)備、物理機(jī)架、布線、物理安全和防火措施。本白皮書(shū)講述了支持新興的虛擬運(yùn)算環(huán)境的各項(xiàng)設(shè)施的設(shè)計(jì)策略。簡(jiǎn)介 數(shù)據(jù)中心的管理員們?nèi)缃窀呄蛴诳紤]如何讓 IT 更好地為商業(yè)策略服務(wù)、提高運(yùn)營(yíng)效率和為持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)平臺(tái)這些問(wèn)題。 Cisco 企業(yè)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是一種 集成化和具有適

2、用性 的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，它在支持新興的面向服務(wù)的架構(gòu)、基礎(chǔ)設(shè)施虛擬化以及按需計(jì)算的同時(shí)，也支持 IT 組織對(duì) （數(shù)據(jù)） 整合、業(yè)務(wù)持續(xù)性和安全的直接需求。這種體系結(jié)構(gòu)讓 IT 管理者可以配備對(duì)其目前商業(yè)目標(biāo)提供最佳支持的技術(shù)，并且可以高效地引入未來(lái)的服務(wù)和應(yīng)用。Cisco 企業(yè)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部分之一是讓 IT 環(huán)境得以運(yùn)轉(zhuǎn)的物理設(shè)施電源設(shè)備、冷卻設(shè)備、物理支架、布線、物理安全和防火措施。業(yè)界的一些企業(yè)，包括 APC ，用術(shù)語(yǔ)“網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵物理基礎(chǔ)設(shè)施”（ NCPI ）來(lái)概括這套設(shè)施： 電源 設(shè)備 供電基礎(chǔ)設(shè)施包括樓宇電力供應(yīng)入口、主配電設(shè)備、發(fā)電機(jī)（組）、不間斷電源（ UPS ）供應(yīng)系統(tǒng)

3、和電池、過(guò)電壓保護(hù)、變壓器、配電盤(pán)，以及斷路器。 冷卻 設(shè)備 數(shù)據(jù)中心的散熱系統(tǒng)，包括機(jī)房專用空調(diào)機(jī)組（ CRAC ）及其相關(guān)子系統(tǒng)（制冷裝置、冷卻塔、冷凝器、 風(fēng)道 ( ductwork) 、泵組、 管道系統(tǒng) ( piping) ）以及機(jī)架級(jí)或行級(jí)制冷設(shè)備或空氣分配設(shè)備。 布線數(shù)據(jù)線纜用不同的材料和連接器來(lái)優(yōu)化系統(tǒng)性能和靈活性，而系統(tǒng)管理則為長(zhǎng)距離通信保持這種優(yōu)化。關(guān)于電源線，在本白皮書(shū)中也有說(shuō)明。 機(jī)架和物理結(jié)構(gòu)這些要素中最重要的是放置 IT 設(shè)備的機(jī)架結(jié)構(gòu)、房間 的 物理要素（如：吊頂和活動(dòng)地板），以及布線通道。 管理系統(tǒng)要讓系統(tǒng)可靠地運(yùn)行，對(duì)所有物理組件進(jìn)行監(jiān)控是很重要的。管理系統(tǒng)包括

4、各種系統(tǒng)，如：樓宇管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、網(wǎng)元管理器以及其它監(jiān)控軟件和硬件。 接地這包括普通接地網(wǎng)絡(luò)和保護(hù)數(shù)據(jù)中心設(shè)備不被靜電放電損壞的接地設(shè)備。 物理安全和防火措施這里所說(shuō)的子系統(tǒng)是指室內(nèi)和機(jī)架級(jí)的物理安全設(shè)備以及火災(zāi)隱患檢測(cè) /排除系統(tǒng)。如果按照傳統(tǒng)方法將以上要素單獨(dú) 落實(shí) ，得到的將是一個(gè)復(fù)雜而且無(wú)法估量的系統(tǒng)，其組件并不能協(xié)同工作。對(duì)這些組件的管理工作也變得冗雜，因?yàn)楸仨殞⒏鞣N不同的管理系統(tǒng)拼湊到一起來(lái)，即使這樣可能都無(wú)法為可靠關(guān)鍵業(yè)務(wù)操作提供必需的完全監(jiān)控。然而，如果這些要素被整合到一個(gè)由全局系統(tǒng)管理系統(tǒng)支持的完善的端對(duì)端系統(tǒng)中，該系統(tǒng)將會(huì)提供支持 Cisco 企業(yè)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)

5、構(gòu)所需的必要基礎(chǔ)設(shè)施。數(shù)據(jù)中心的供電問(wèn)題和不間斷電源 (UPS)問(wèn)題 如今的 IT 系統(tǒng)出現(xiàn)了一些在三十年前研發(fā)現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心供電原理時(shí)無(wú)法預(yù)見(jiàn)到的新供電問(wèn)題。專家提出了五個(gè)解決目前供電系統(tǒng)問(wèn)題的基本要求，供電系統(tǒng)應(yīng)該：1. 是 一個(gè)模塊化的、能方便發(fā)展并適應(yīng)不斷變化的供電需求的供電系統(tǒng)。系統(tǒng)需求很難預(yù)測(cè)，而且大多數(shù)系統(tǒng)都過(guò)于龐大。研究表明，現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)中心利用率還不到其基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)際能力的 50% 。產(chǎn)業(yè)前景預(yù)測(cè)也顯示了不斷攀升且不可預(yù)計(jì)的功率密度需求，而新的數(shù)據(jù)中心必須符合至少未來(lái) 10 年內(nèi)的需求。2. 采用 能減少或簡(jiǎn)化規(guī)劃和定制設(shè)計(jì)的一種預(yù)先設(shè)計(jì)組件的標(biāo)準(zhǔn)供電解決方案，以加快工作進(jìn)度。

6、傳統(tǒng)供電系統(tǒng)的規(guī)劃和獨(dú)立設(shè)計(jì)需要 6 至 12 個(gè)月，與大多數(shù)企業(yè)的規(guī)劃期比起來(lái)過(guò)于漫長(zhǎng)。設(shè)計(jì)耗費(fèi)時(shí)間、價(jià)格昂貴且是后續(xù)質(zhì)量問(wèn)題的根源之一，這讓后期安裝的擴(kuò)展和修改變得非常困難。3. 是 一個(gè)具有防錯(cuò)功能且能減少單點(diǎn)故障以增加系統(tǒng)可用性的供電系統(tǒng)。根據(jù) Uptime Institute 提供的信息， 40% 的宕機(jī)時(shí)間都是人為故障造成的。另外，傳統(tǒng) 不間斷電源供應(yīng) 系統(tǒng)使 IT 設(shè)備負(fù)載過(guò)高，以至于需要使用更多斷路器來(lái)模擬單點(diǎn)故障。4. 是 一個(gè)提供機(jī)架級(jí)和電源級(jí)供電監(jiān)控的管理系統(tǒng)。服務(wù)器間的動(dòng)態(tài)功率變化以及機(jī)架級(jí)的持續(xù)變化、調(diào)整的負(fù)載，會(huì)引起意外的超負(fù)荷和機(jī)架過(guò)熱情況。隨著每個(gè)機(jī)架的功率密度

7、不斷提高，這些問(wèn)題只會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重。5. 是 一個(gè)使用標(biāo)準(zhǔn)化、可熱交換和 用戶 耐用的 模塊以減少平均修復(fù)時(shí)間（ MTTR）的供電系統(tǒng)。在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，沒(méi)有隨時(shí)可用的備用部件，診斷和修復(fù)都需要進(jìn)入系統(tǒng)操作。這些系統(tǒng)太復(fù)雜了，所以技術(shù)服務(wù)人員和維護(hù)人員往往會(huì)在操作和維護(hù)系統(tǒng)時(shí)犯錯(cuò)或中斷放棄。為滿足以上要求，必須對(duì)現(xiàn)在的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行一些改進(jìn)。供電設(shè)備的技術(shù)和設(shè)計(jì)，以及如何測(cè)定數(shù)據(jù)中心的供電情況，都需要改進(jìn)。對(duì)供電系統(tǒng)組件的集成工作應(yīng)從目前慣用的獨(dú)立系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路轉(zhuǎn)變?yōu)椴捎妙A(yù)先設(shè)計(jì)甚至預(yù)先生產(chǎn)的解決方案。UPS 系統(tǒng)設(shè)計(jì)配置 從樓宇的市電電源配電給數(shù)據(jù)中心的臨界載荷是 UPS 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的五種配置之一

8、。為特定應(yīng)用選擇哪一種配置，取決于可用性需求、風(fēng)險(xiǎn)承受能力、數(shù)據(jù)中心負(fù)載類型、預(yù)算以及現(xiàn)有供電基礎(chǔ)設(shè)施。很多因素都會(huì)影響系統(tǒng)的可用性，包括人為故障、組件可靠性、維護(hù)安排和修復(fù)時(shí)間。在很大程度上來(lái)說(shuō)，因素對(duì)整個(gè)系統(tǒng)可用性的影響，取決于該系統(tǒng)選擇哪種配置。表 1 列出了五種配置以及其相應(yīng)的可用性排名、 “ 等級(jí) ” 和成本。表 1. UPS 配置可用性與成本UPS 配置 描述 可用性排名 等級(jí) * 每套機(jī)架所需費(fèi)用（ US$ ） 容量 (N) 單一 UPS 模塊或一組并聯(lián) UPS 模塊 1 = 最低 等級(jí) 13,500 至 18,000 美元 串聯(lián)冗余 正常情況下由一個(gè)主要的 UPS 模塊為負(fù)載供

9、電；一個(gè)輔助的（“獨(dú)立”） UPS 為主 UPS 模塊的靜態(tài)旁路供電 2 等級(jí) 18,000 至 24,000 美元 并聯(lián)冗余（ N+1 ） 多個(gè)并聯(lián)的容量相同的 UPS 模塊共用一條輸出總線 3 分布式冗余 三個(gè)或多個(gè)具有獨(dú)立輸入和輸出電路的 UPS 模塊 4 等級(jí) 24,000 至 30,000 美元 雙總線系統(tǒng) (2N, 2N+1) 兩條完全獨(dú)立的供電線路，每條都可以獨(dú)立支持負(fù)載 5 = 最高 等級(jí) 36,000 至 42,000 美元 * “等級(jí)”根據(jù)由 Uptime Institute ( ) 定義的特定目標(biāo)來(lái)劃分系統(tǒng)可用性。 計(jì)算數(shù)據(jù)中心的功率需求 除了選擇 UPS 配置方案，計(jì)算

10、數(shù)據(jù)中心的電力需求也是必要的。這就需要了解制冷系統(tǒng)、 UPS 系統(tǒng)和 IT 負(fù)載所需的電量。雖然這些元素的功率需求可能實(shí)際上相差很多，但是如果已經(jīng)確定了已規(guī)劃 IT 負(fù)載的功率需求，就可以準(zhǔn)確估計(jì)出這些元素的功率需求。除了估計(jì)電力線路的容量，這種計(jì)算還可以用于估計(jì)備用發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的功率輸出容量。表 2 是一張數(shù)據(jù)中心功率需求的合理估算的數(shù)據(jù)表。一旦確定了電力線路的容量大小，就可以在有資質(zhì)的設(shè)備系統(tǒng)提供商（如果是大型數(shù)據(jù)中心，則是咨詢工程師）的幫助下，開(kāi)始規(guī)劃工作。 表 2. 數(shù)據(jù)中心功率需求數(shù)據(jù)表項(xiàng)目 所需數(shù)據(jù) 計(jì)算合計(jì)（ kW ）功率需求電力 臨界載荷來(lái)自 APC 網(wǎng)站的估算計(jì)算器值 每個(gè) I

11、T 設(shè)備的額定功率 ( 計(jì)算器總 VA 值 x 0.67)/ 1000 #1 _kW 對(duì)于估算計(jì)算器中沒(méi)有列出的設(shè)備，臨界載荷銘牌 合計(jì) VA 值（包括消防、安全和監(jiān)控系統(tǒng)） ( 合計(jì) VA 值 x 0.67)/1000 #2 _kW 未來(lái)的負(fù)載 每個(gè)預(yù)期 IT 設(shè)備的銘牌 VA 值 ( 未來(lái)設(shè)備的累計(jì) VA 額定值 )x 0.67/1000 #3 _kW 由于臨界載荷變化導(dǎo)致的峰值功率下降 穩(wěn)定狀態(tài)臨界載荷的總功率下降值 ( #1 + #2 + #3 ) x 1.05 #4 _kW UPS 功率損耗和電池充電 實(shí)際負(fù)載 + 未來(lái)負(fù)載 ( #1 + #2 + #3 ) x 0.32 #5 _k

12、W 照明設(shè)施 與數(shù)據(jù)中心有關(guān)的地板總面積 0.002 x 地板面積 ( 平方英尺 ) 或 0.0215 x 地板面積 ( 平方米 ) #6 _kW 用于滿足電源需求的總功率 上述 #4 、 #5 和 #6 的總和 #4 + #5 + #6 #7 _kW 功率需求制冷 用于滿足制冷需求的總功率 上面 #7 中的總和 對(duì)于制冷機(jī)系統(tǒng) #7 x 0.7 對(duì)于 DX 系統(tǒng) #7 x 1.0 #8 _kW 總功率需求 用于滿足電源和制冷需求的總功率 上面 #7 和 #8 中的總和 #7 + #8 #9 _kW 估算電力線路容量 滿足 NEC 和其他規(guī)范組織的需求 上面 #9 中的總和 #9 x 1.25

13、 #10 _kW 線路入口處提供的三相交流電壓 交流電壓 #11 _kW 需要從供電公司獲取的電力容量（以安培計(jì)） #10 中的總和以及 #11 中的交流電壓 (#10 x 1000 ) / (#11 x 1.73 ) _ 安培 估算備用發(fā)電機(jī)容量（如果可用） 需要備用發(fā)電機(jī)的臨界載荷 上面 #7 中的總和 #7 x 1.3* #11 _kW 需要備用發(fā)電機(jī)的制冷負(fù)載 上面 #8 中的總和 #8 x 1.5 #11 _kW 所需發(fā)電機(jī)的容量 上面 #12 和 #13 中的總和 #12 + #13 _kW * 1.3 變量適用于使用功率因數(shù)完全修正后的 UPS 。如果使用帶有輸入諧波濾波器的傳統(tǒng)

14、雙轉(zhuǎn)換 UPS ，則必須乘以 3.0 。 數(shù)據(jù)中心的冷卻 自 1965 年以來(lái)，數(shù)據(jù)中心的冷卻設(shè)施設(shè)計(jì)只有過(guò)很少的改動(dòng)。這使得與冷卻有關(guān)的問(wèn)題日漸突顯，尤其是在高密度計(jì)算出現(xiàn)以后。目前的冷卻系統(tǒng)都必須符合表 3 中列出的五種關(guān)鍵要求。 表 3. 冷卻系統(tǒng)的五種關(guān)鍵要求 要求 描述 可擴(kuò)展性和適應(yīng)性 冷卻系統(tǒng)的需求很難預(yù)測(cè)，并且，為了滿足未來(lái)的需要，冷卻系統(tǒng)體積普遍較大，因?yàn)楹茈y在現(xiàn)有運(yùn)行空間中加強(qiáng)冷卻能力。設(shè)備負(fù)載常常在不知道冷卻系統(tǒng)是否受到影響的情況下悄然改變。 標(biāo)準(zhǔn)化 客戶定制設(shè)計(jì)是一項(xiàng)費(fèi)時(shí)、高成本的工作，并且是后續(xù)質(zhì)量問(wèn)題的主要根源之一，因?yàn)榈湫偷陌惭b工作會(huì)涉及到一大批供應(yīng)商。系統(tǒng)的規(guī)劃

15、和特別設(shè)計(jì)需要 6 至 12 個(gè)月時(shí)間，跟大多數(shù)企業(yè)的規(guī)劃期相比，這個(gè)時(shí)間 過(guò)于 漫長(zhǎng)。而從特別設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中獲得的經(jīng)驗(yàn)又很難應(yīng)用到其它系統(tǒng)，因?yàn)樘貏e的解決方案會(huì)出現(xiàn)特別的問(wèn)題。 簡(jiǎn)單化 復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)因?yàn)槿藶楣收隙l(fā)生宕機(jī)的可能性要高得多，尤其是在修復(fù)工作復(fù)雜而且費(fèi)時(shí)的情況下。此外，在處理定制的冷卻解決方案時(shí)要規(guī)劃和校驗(yàn)冗余也比較困難。 智能化 機(jī)架的上下溫差可能高達(dá) 18F (10C) ，這會(huì)給單個(gè) IT 設(shè)備帶來(lái)意外的壓力，致使設(shè)備過(guò)早損壞。 管理 傳統(tǒng)冷卻管理系統(tǒng)報(bào)告的數(shù)據(jù)通常與實(shí)際的故障征兆關(guān)系甚微，很少會(huì)提供對(duì)錯(cuò)誤診斷有幫助的信息。其冷卻性能數(shù)據(jù)通常不是統(tǒng)計(jì)于單個(gè)的 CRAC 單元，

16、因此無(wú)法深入了解系統(tǒng)的整體性能。 同供電系統(tǒng)一樣，要解決冷卻系統(tǒng)的問(wèn)題，需要對(duì)現(xiàn)在的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行一些改進(jìn)。這包括冷卻設(shè)備技術(shù)上和設(shè)計(jì)上的改進(jìn)，以及如何測(cè)定數(shù)據(jù)中心的冷卻要求。冷卻系統(tǒng)組件特別是空氣分配和返回系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化和集成化將極大地提升數(shù)據(jù)中心的可用性。 適度冷卻與精確冷卻 當(dāng)今的技術(shù)室需要精密、穩(wěn)定的環(huán)境，以便高敏感度的電子設(shè)備達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)。 IT 設(shè)備會(huì)產(chǎn)生不尋常的的集中熱負(fù)荷，同時(shí)，其又對(duì)溫度和濕度的變化非常敏感。標(biāo)準(zhǔn)空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)并不適合數(shù)據(jù)中心使用，會(huì)造成系統(tǒng)關(guān)閉和組件故障。 設(shè)計(jì)條件應(yīng)該在 72 75F (22 24C) 之間，相對(duì)濕度 35 50% 。不利的環(huán)境條件極具破壞性

17、，溫度的快速波動(dòng)也會(huì)對(duì) IT 設(shè)備造成不良影響。之所以硬件設(shè)備不處理數(shù)據(jù)也要一直通電，這是原因之一。精確空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)用于長(zhǎng)期將溫度變化保持在 1F (0.56C) 之內(nèi)，濕度變化保持在 3 5% 之內(nèi)。而普通的“適度冷卻”系統(tǒng)，則用于在夏季 95F (35C) 和濕度 48% 的外界條件下，使室內(nèi)保持 80F (27C) 的溫度和 50% 的濕度。數(shù)據(jù)中心環(huán)境若維護(hù)不善，會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)的處理和存儲(chǔ)操作造成負(fù)面影響： 高溫或低溫高溫、低溫或快速變化的溫度可能使數(shù)據(jù)處理崩潰并造成整個(gè)系統(tǒng)關(guān)閉。溫度變化可能改變電子芯片和其它板卡組件的電子、物理特性，造成誤操作或故障。這些問(wèn)題可能只是暫時(shí)出現(xiàn)，也可能持續(xù)數(shù)

18、日。不過(guò)即使是暫時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題，也可能難于檢測(cè)和修復(fù)。 高濕度 高濕度可能會(huì)造成磁帶和表面變質(zhì)、磁頭損壞、機(jī)架結(jié)露、腐蝕、紙張?zhí)幚韱?wèn)題、造成組件和板卡故障的金銀 脫離 等問(wèn)題。 低濕度低濕度在很大程度上增加了靜電放電的可能性，這會(huì)破壞數(shù)據(jù)并損壞硬件。 精確空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是為了進(jìn)行精確的溫度和濕度控制。精確空調(diào)系統(tǒng)具有方便的服務(wù)、系統(tǒng)靈活性和冗余性，可保證數(shù)據(jù)中心常年 24 小時(shí)正常運(yùn)行。 計(jì)算數(shù)據(jù)中心的冷卻需求 估算精確冷卻系統(tǒng)的冷卻容量需要了解 IT 設(shè)備和數(shù)據(jù)中心里其它熱源的發(fā)熱量。發(fā)熱率的常用度量單位包括 BTU （英國(guó)熱量單位） / 小時(shí)、噸 / 天和瓦特。不同度量單位的混用給用戶和規(guī)則

19、制定者造成了很多不必要的混淆。令人欣慰的是，全球范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化組織都傾向于使用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)單位：瓦特 (W) 。 BTU 和噸（指冰的冷卻能力）這兩個(gè)古老的術(shù)語(yǔ)將逐漸退出歷史舞臺(tái)。 IT 設(shè)備通過(guò)數(shù)據(jù)線傳輸?shù)哪芰靠梢院雎圆挥?jì)。因此，交流電源干線所消耗的能量基本上都會(huì)轉(zhuǎn)換為熱量。（ PoE 設(shè)備與遠(yuǎn)程終端的數(shù)據(jù)傳送可能會(huì)消耗多達(dá) 30% 的能量，但是本白皮書(shū)為簡(jiǎn)化問(wèn)題，假設(shè)所有能量都消耗在本地設(shè)備上。）這樣一來(lái)， IT 設(shè)備的 發(fā)熱量 就可以簡(jiǎn)單地等同于該設(shè)備的電力 消耗量 （均以瓦特為單位）。更簡(jiǎn)單地說(shuō)，系統(tǒng)總發(fā)熱量（即冷卻需求總量）即為各組件發(fā)熱量的總和，包括 IT 設(shè)備和其它項(xiàng)目，如 UPS

20、 、配電系統(tǒng)、空調(diào)設(shè)備、照明設(shè)施以及人員。不過(guò)，這些項(xiàng)目的發(fā)熱率可以通過(guò)簡(jiǎn)單的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)則輕松測(cè)算出來(lái)。 UPS 和配電系統(tǒng)的發(fā)熱量由兩部分組成：固定的損耗值和與運(yùn)行功率成正比的損耗值。對(duì)于不同品牌和型號(hào)的設(shè)備，它們的這兩部分熱量損耗是十分一致的，因此可以比較準(zhǔn)確地估計(jì)它們的發(fā)熱量。照明設(shè)施和人員所產(chǎn)生的熱量也可以用標(biāo)準(zhǔn)值很快估算出來(lái)。需要用戶指定的變量，只有少數(shù)極易獲取的數(shù)值，如地板面積和電力系統(tǒng)的額定功率等。 雖然空調(diào)設(shè)備的風(fēng)扇和壓縮機(jī)會(huì)產(chǎn)生巨大的熱量，但是這些熱量都被排放到室外，不會(huì)增加數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的熱負(fù)荷。然而，這些不可避免的能量損失會(huì)降低空調(diào)系統(tǒng)的效率，如果空調(diào)系統(tǒng)比較龐大，則這部分損

21、失在計(jì)算時(shí)也應(yīng)加以考慮。 可以根據(jù)數(shù)據(jù)中心中各項(xiàng)設(shè)備的發(fā)熱量來(lái)進(jìn)行詳細(xì)的熱量分析，不過(guò)利用簡(jiǎn)單規(guī)則而進(jìn)行快速估算的結(jié)果也是在復(fù)雜分析結(jié)果的允許誤差范圍之內(nèi)。這種快速估算法的優(yōu)勢(shì)還在于，不具備專業(yè)知識(shí)或未經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的任何人都可勝任這一工作。根據(jù)表 4 中的數(shù)據(jù)，可以迅速可靠地確定數(shù)據(jù)中心的總的熱負(fù)荷。如果數(shù)據(jù)中心的墻壁或屋頂受到強(qiáng)烈的日照，或者還有其它的環(huán)境熱量釋放源，則應(yīng)由 HVAC 咨詢師來(lái)評(píng)估這些熱源如何影響整個(gè)熱量需求。 表 4. 數(shù)據(jù)中心散熱量計(jì)算數(shù)據(jù)表 項(xiàng)目 所需數(shù)據(jù) 散熱量計(jì)算 散熱量分類匯總 IT 設(shè)備 IT 設(shè)備總負(fù)載（所有 IT 設(shè)備電源輸入功率之和） 等于 IT 設(shè)備總負(fù)

22、載功率（瓦特） _W 帶電池的 UPS 供電系統(tǒng)額定功率（ UPS 系統(tǒng)的額定功率，不包括冗余模塊） (0.04 x 電源系統(tǒng)額定值 ) + (0.06 x IT 設(shè)備總負(fù)載功率 ) _W 配電系統(tǒng) 供電系統(tǒng)額定功率 (0.02 x 電源系統(tǒng)額定值 ) + (0.02 x IT 設(shè)備總負(fù)載功率 ) _W 照明設(shè)施 地板面積（單位：平方英尺或平方米，換算為瓦特） 2.0 x 地板面積（平方英尺），或 21.53 x 地板面積（平方米） _W 人員 數(shù)據(jù)中心最大人員數(shù)，換算為瓦特 100 x 最大人員數(shù) _W 合計(jì) _W 大型節(jié)點(diǎn)環(huán)境的制冷 隨著高密度服務(wù)器 (Blade server) 技術(shù)的采

23、用，空氣分配和冷卻能力方面又出現(xiàn)了新問(wèn)題。因?yàn)楦呙芏确?wù)器將電源和冷卻需求集中在一個(gè) 小型因數(shù)中 ，數(shù)據(jù)中心設(shè)施面臨著服務(wù)器集群提出的新問(wèn)題。表 5 提出了對(duì)這類環(huán)境進(jìn)行制冷的五種建議方法。 表 5. 大型節(jié)點(diǎn)環(huán)境制冷方法 方法 描述 分散負(fù)載 設(shè)備室的供電和冷卻能力達(dá)到最大設(shè)備數(shù)以下的平均值，并且通過(guò)拆分多個(gè)機(jī)柜中設(shè)備的方法來(lái)分散機(jī)柜上那些負(fù)載超過(guò)設(shè)計(jì)平均值的設(shè)備。 運(yùn)用規(guī)則借用閑置冷卻能力 設(shè)備室的供電和冷卻能力達(dá)到最大設(shè)備數(shù)以下的平均值，并且運(yùn)用規(guī)則使高密度機(jī)柜能夠借用周圍機(jī)柜的閑置冷卻能力。 補(bǔ)充制冷 設(shè)備室的供電和冷卻能力達(dá)到最大設(shè)備數(shù)以下的平均值，并且根據(jù)需要使用補(bǔ)充的冷卻設(shè)備去冷

24、卻密度超過(guò)設(shè)計(jì)平均值的機(jī)柜。 特定高密度區(qū)域 設(shè)備室的供電和冷卻能力達(dá)到最大設(shè)備數(shù)以下的平均值，在具有高冷卻能力的房間內(nèi)劃出一塊特殊限制區(qū)域，只把高密度機(jī)柜安放在那里。 全局制冷 設(shè)備室中的每個(gè)機(jī)柜都具有滿足最大機(jī)柜密度的供電和冷卻能力 。 空氣分配系統(tǒng)配置 在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)時(shí)，其目標(biāo)是創(chuàng)建一個(gè)從冷空氣源頭到服務(wù)器通風(fēng)口之間的潔凈通道。根據(jù)性能、成本和實(shí)施難度不同，有九種基本方法可以提供 IT 設(shè)備的進(jìn)出空氣流。而空氣的供應(yīng)和返回都有三種基本方法來(lái)完成 CRAC 裝置和負(fù)載之間的空氣輸送：（ 1 ）洪灌方式，（ 2 ）局部管道方式，（ 3 ）全管道方式。表 6 圖解了九種可能的組合方式

25、。 APC 第 55 號(hào)白皮書(shū)，“ 關(guān)鍵設(shè)備的空調(diào)結(jié)構(gòu)選擇方案 ”描述了這九種空氣配送方法及其各自的優(yōu)點(diǎn)。 表 6. 冷卻系統(tǒng)類型 洪灌方式回風(fēng) 局部管道方式回風(fēng) 全管道方式回風(fēng) 洪灌方式送風(fēng) 小型局域網(wǎng)機(jī)房（功耗低于 40kW ）： 可冷卻功耗最高為 3kW 的機(jī)架 安裝簡(jiǎn)單 成本低 一般用途： 可冷卻功耗最高為 3kW 的機(jī)架 不需要活動(dòng)地板 成本低 / 安裝簡(jiǎn)單 適合解決高熱機(jī)架問(wèn)題： 可冷卻功耗最高為 8kW 的機(jī)架 不需要活動(dòng)地板 可提高 CRAC 裝置的效率 局部管道方式 送 風(fēng) 活動(dòng)地板環(huán)境 活動(dòng)地板環(huán)境 活動(dòng)地板環(huán)境 硬地板環(huán)境 硬地板環(huán)境 硬地板環(huán)境 一般用途： 可冷卻功耗最

26、高為 3kW 的機(jī)架 一般用途： 可冷卻功耗最高為 5kW 的機(jī)架 高性能 / 高效率 適合解決高熱機(jī)架問(wèn)題： 可冷卻功耗最高為 8kW 的機(jī)架 可改型（視廠商而定） 全管道方式 送 風(fēng) 活動(dòng)地板環(huán)境 硬地板環(huán)境 一般用途： 有垂直氣流的機(jī)柜 /大型機(jī) 適合活動(dòng)地板靜壓室環(huán)境 一般用途、大型機(jī)： 有垂直氣流的機(jī)柜 /大型機(jī) 適合活動(dòng)地板靜壓室環(huán)境 適合解決高熱機(jī)架問(wèn)題： 可冷卻功耗高達(dá) 15kW 的機(jī)架 需要專門(mén)安裝 使用高密度服務(wù)器所致冷卻問(wèn)題的十種最佳解決辦法 一旦冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝完成，為保證系統(tǒng)的高性能，進(jìn)行后續(xù)檢查工作是很重要的。更重要的是，要維護(hù)從服務(wù)器排出的熱空氣到 CRAC 裝置

27、的回流空氣管道之間的潔凈通道。很多因素都會(huì)降低現(xiàn)有冷卻系統(tǒng)的運(yùn)作效率和功率密度能力。表 7 列出了十種最佳解決方法，按執(zhí)行方式由簡(jiǎn)到難、成本由低到高的順序排列。 表 7. 高密度服務(wù)器部署所致冷卻問(wèn)題的十種最佳解決辦法 方法 描述 進(jìn)行“健康檢查” 檢查總的冷卻能力，確保數(shù)據(jù)中心的 IT 設(shè)備對(duì)冷卻的需要沒(méi)有超過(guò)總的冷卻能力。 檢查所有風(fēng)扇和報(bào)警裝置是否運(yùn)行正常。確保過(guò)濾器的清潔狀態(tài)。 檢查冷卻器和 / 或外部冷凝器、泵送系統(tǒng)和初級(jí)冷卻回路的狀況。 檢查數(shù)據(jù)中心通道中重要位置的溫度。 記錄每套機(jī)架底部、中部和頂部的空氣入口處的溫度，并與 IT 設(shè)備生產(chǎn)商的推薦值進(jìn)行比較。 檢查可能影響冷卻性能

28、的機(jī)架間隙（沒(méi)裝擋板的閑置機(jī)架空間、沒(méi)裝擋板的空刀片插槽、未封閉的電纜開(kāi)口）或多余的纜線。 啟動(dòng)冷卻系統(tǒng)維護(hù)制度 應(yīng)該實(shí)行定期維護(hù)制度，以達(dá)到冷卻設(shè)備生產(chǎn)商推薦的指導(dǎo)方針。 在機(jī)架中安裝擋板，實(shí)行電纜管理制度 機(jī)架內(nèi)未被利用的縱向空間讓設(shè)備底部流出的熱空氣可以通過(guò)捷徑回到空氣入口處，致使設(shè)備不必要地升溫。 清除地下障礙物并封閉地板間隙 地下障礙物，如網(wǎng)絡(luò)和電纜，會(huì)阻礙空氣流動(dòng)并削弱對(duì)機(jī)架的冷氣供應(yīng)。 將高密度機(jī)架分開(kāi) 如果高密度機(jī)架緊密聚集在一起，則大多數(shù)冷卻系統(tǒng)的冷卻能力都不夠用。 采用熱通道 / 冷通道布置 如果機(jī)架空氣入口都朝向一個(gè)方向，則上一排機(jī)架排出的熱空氣在通道中將和供應(yīng)空氣或室內(nèi)

29、空氣相混合，然后進(jìn)入到下一排機(jī)架的前面。 將 CRAC 設(shè)備與熱通道對(duì)齊 當(dāng) CRAC 設(shè)備與熱通道對(duì)齊時(shí)，可達(dá)到最佳冷卻效率。在這種情況下，熱空氣可以直接流入回風(fēng)管道，而很少有機(jī)會(huì)與冷空氣流混合。 管理地板通風(fēng)孔 機(jī)架氣流和機(jī)架布局是影響冷卻性能的關(guān)鍵因素。送風(fēng)和回風(fēng)通風(fēng)孔的位置如果不當(dāng)，會(huì)使得熱通道 / 冷通道設(shè)計(jì)的種種優(yōu)點(diǎn)喪失殆盡。 安裝氣流輔助裝置 在有足夠平均冷卻能力，但卻存在高密度機(jī)架造成的熱點(diǎn)的場(chǎng)合，可以通過(guò)采用有風(fēng)扇輔助的設(shè)備來(lái)改善機(jī)架內(nèi)的氣流，并可使每一機(jī)架的冷卻能力提高到 3kW 8kW 。 安裝自給高密度設(shè)備 在功率密度接近或超過(guò)每機(jī)架 8kW 的場(chǎng)合，需要將冷空氣直接供

30、應(yīng)到機(jī)架的每一層（而不是從頂部或底部），以便使從上到下的溫度保持一致。 以上方法可以使得數(shù)據(jù)中心能夠在其峰值效率運(yùn)行，以保證其可以勝任對(duì)商務(wù)過(guò)程的支持，并預(yù)防未來(lái)可能發(fā)生的問(wèn)題。前八種方法可幫助典型數(shù)據(jù)中心在 其原始 設(shè)計(jì)的界限內(nèi)正常運(yùn)行。最后兩條是對(duì)如何擴(kuò)充典型數(shù)據(jù)中心冷卻密度設(shè)計(jì)界限的建議（無(wú)需進(jìn)行較大的重新設(shè)計(jì)和建造），方法是通過(guò)安裝“自給”冷卻方案，以便滿足高密度服務(wù)器應(yīng)用場(chǎng)合的需要。 數(shù)據(jù)中心的布線問(wèn)題 布線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)中心擁有大量的設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以必須要有布線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。由于有在 1991 年首次發(fā)布的 ANSI/TIA/EIA-568 標(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)師對(duì)結(jié)構(gòu)化布線很熟悉。

31、 TIA （電信行業(yè)協(xié)會(huì)）不久前又通過(guò)了一項(xiàng)名為 TIA-942 “數(shù)據(jù)中心的電信基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)”的標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)用圖 1 所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)描述數(shù)據(jù)中心。下面列出這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中用到的基本要素。 水平布線和主干布線 如圖 1 所示，有兩種布線類型：主干布線和水平布線。主干布線連接總配線區(qū)（ MDA ）和水平布線區(qū)（ HDA ）包括電信室和引入室（ ER ）。主干布線由主干電纜、主交叉連接、水平交叉連接、機(jī)械終端、接插線或用于主干對(duì)主干交叉連接的跳線組成。水平布線將設(shè)備連接到 MDA 或 HAD 中的連接。水平布線由水平電纜、機(jī)械終端和接插線 / 跳線組成，還可以包括一個(gè)區(qū)域插座。ER 或 MDA 中

32、的交叉連接 接入電纜和數(shù)據(jù)中心電纜以某種形式在交叉連接處匯合。理想狀態(tài)下，它們都接入同一個(gè)實(shí)際上成為“分界線”的交叉連接 陣列 (lineup) 。將連接到所有接入提供商的這些“分界線”集中擺放，通常稱為“ meet-me room ”。不過(guò)，部分接入提供商更愿意將電纜接入自己的機(jī)架。分界交叉連接通常擺放在引入室，如果數(shù)據(jù)中心沒(méi)有引入室，則擺放在總配線區(qū)?？偱渚€區(qū) （ MDA ） 中的主交叉連接 根據(jù) TIA-942 標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)數(shù)據(jù)中心都必須有一個(gè)總配線區(qū)，總配線區(qū)應(yīng)配備核心以太網(wǎng)交換機(jī)與路由器、可能的核心 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò) （ SAN ） 交換 設(shè)備 、 PBX 設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備以及接入設(shè)備。

33、總配線區(qū)還包括主交叉連接（ MC ），用于在主干布線和核心交換機(jī)與路由器之間建立連接。因?yàn)橹鞲刹季€通常采用光纖，所以主交叉連接必須設(shè)計(jì)為可處理光纜、接插線和 配線架 。根據(jù)安全、外觀和 電纜 管理的不同需要，交叉連接 配線架 和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備被安放在機(jī)柜內(nèi)或機(jī)架上。電信室、 HDA 或 MDA 中的水平交叉連接 水平交叉連接（ HC ）是一個(gè)大型的接插區(qū)域，水平電纜從這里被分配到各個(gè)設(shè)備。一般來(lái)說(shuō)，水平交叉連接的主要任務(wù)是提供一個(gè)將水平電纜連接到接入交換機(jī)端口的裝置。 TIA-942 標(biāo)準(zhǔn)還給出了一種光纜的集中布線方法的指導(dǎo)，在這種方法中，水平電纜被直接連接到多光纖主干電纜，而不是交換機(jī)。區(qū)域分配區(qū)

34、（ ZDA ）中的區(qū)域插座或整合點(diǎn) 通常，將一組水平電纜外接到公用終接點(diǎn)比較有利。采用新設(shè)備后，水平電纜也可以通過(guò)區(qū)域插座連接到網(wǎng)絡(luò)上。與固定到設(shè)備機(jī)柜的設(shè)備插座相比，區(qū)域 布線 提供更大的靈活性。區(qū)域分配區(qū)用于未來(lái)使用的“ precable ”區(qū)域，或簡(jiǎn)化頻繁的重配置。區(qū)域分配區(qū)中的插座 很多數(shù)據(jù)中心的設(shè)備分配區(qū)的大部分都被服務(wù)器機(jī)柜中的服務(wù)器占據(jù)。水平電纜通常外接到機(jī)柜，連接到 配線架 上， 配線架 即被稱為“插座”或“互連”，如圖 1 所示。TIA-942 標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可圖 1 中拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的某些變化形式。例如，小型企業(yè)數(shù)據(jù)中心可以將接入室、水平布線、總配線區(qū)和電信室合并為計(jì)算機(jī)室內(nèi)的一個(gè)區(qū)域。

35、另外，大型互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心可以擁有兩個(gè)接入室（保持冗余度）或者兼容多種接入服務(wù)商，也可以將總配線區(qū)和 水平布線區(qū)分別劃入不同的房間或籠內(nèi)以增加安全度。具體的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)依數(shù)據(jù)中心規(guī)模、可擴(kuò)展性、可靠性等因素而定。電纜介質(zhì) 對(duì)于現(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心 LAN 和 SAN 環(huán)境， “ 交換機(jī) 到服務(wù)器 ” 連接要求布線具有高性能和靈活性，并且具有適應(yīng)未來(lái)高帶寬應(yīng)用的剩余空間（見(jiàn)表 8 ）。千兆位以太網(wǎng)連接具有廣泛的支持基礎(chǔ)：交換機(jī)端口、網(wǎng)卡、 超五類非屏蔽雙絞線（ Category 5e UTP ）和六類非屏蔽雙絞線（ Category 6 UTP ）。然而，以太網(wǎng)在不斷地發(fā)展，許多組織都在關(guān)注萬(wàn)兆位以太網(wǎng)在支

36、持新應(yīng)用要求方面的優(yōu)勢(shì)。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃者們應(yīng)該仔細(xì)考慮如何運(yùn)用這些新電纜技術(shù)，以將帶寬優(yōu)勢(shì)融入到電纜基礎(chǔ)設(shè)施中。表 8. 電纜介質(zhì)類型 電纜介質(zhì) 連接類型 參數(shù) 最小彎曲半徑 最大數(shù)據(jù)速率 最大傳輸距離 * 公共應(yīng)用 超五類雙絞線 RJ-45 0.193 英寸 1.00 英寸 1 千兆 / 秒 100 米 老式局域網(wǎng) 六類雙絞線 RJ-45 0.260 英寸 1.04 英寸 10 千兆 / 秒 55 米 IP 電話 增強(qiáng) 六類雙絞線 第七類雙絞線 RJ-45 0.310 英寸 1.24 英寸 10 千兆 / 秒 100 米 高端工作站 Infiniband （ CX4 雙軸） XENPAK 0.37

37、1 英寸 4.00 英寸 10 千兆 / 秒 15 米 服務(wù)器集群 多模光纖（ OM3 ） LC 、 SC 、 ST 、 FC 、 FJ 、 MPO 、 XENPAK 0.059 英寸 2.00 英寸 10 千兆 / 秒 220 米 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng) 單模光纖（ OS1 ） LC 、 SC 、 ST 、 FC 、 FJ 、 MPO 、 XENPAK 0.118 英寸 2.00 英寸 10 千兆 / 秒 40 千 米 廣域網(wǎng) * 可以保持最高數(shù)據(jù)速率的最大傳輸距離超五類非屏蔽雙絞線 千兆以太網(wǎng)的出現(xiàn)讓這種電纜普及起來(lái)。因?yàn)槠涫褂玫氖?IEEE 最早期的標(biāo)準(zhǔn)，所以新的電纜在數(shù)據(jù)傳輸速度上已超過(guò)它。如果您

38、的商業(yè)計(jì)算僅限于文字處理和簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)表格，并且不打算徹底改變這種現(xiàn)狀，那么超五類非屏蔽雙絞線的系統(tǒng)可能就足夠了。 六類非屏蔽雙絞線 六類非屏蔽雙絞線適用于能支持多種服務(wù)類型的具有靈活性的基礎(chǔ)設(shè)施。它提供的帶寬遠(yuǎn)大于千兆的速度，并且在 10 Gbps 的最高數(shù)據(jù)速率下最大傳輸距離為 55 米。對(duì)于將服務(wù)器陣列連接到附近的水平布線區(qū)的小型計(jì)算機(jī)室或模塊化數(shù)據(jù)中心，可以設(shè)計(jì) 55 米或更短的水平布線線路。但是許多中到大型的數(shù)據(jù)中心需要更長(zhǎng)的線路。例如，可能需要將所有聯(lián)網(wǎng)設(shè)備整合到一個(gè)總配線區(qū)，由總配線區(qū)分配電纜到大量的托管或 第三方托管 (collocation) 用服務(wù)器機(jī)柜。 增強(qiáng) 六類非屏蔽雙

39、絞線 當(dāng)電纜鋪設(shè)長(zhǎng)度大于 55 米時(shí)， UTP 技術(shù)中唯一能達(dá)到以 10 Gbps 的速率傳輸 100 米的，是新一代的稱為“ 增強(qiáng) 六類”（ C6A ）的電纜。隨著 802.3 標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展， IEEE 打算 用雙絞 線 銅纜 通過(guò) 四 個(gè) 連接器 ( 4-connector) 、 100 米的渠道 支持 10 Gbps 的數(shù)據(jù)傳輸速率 。該標(biāo)準(zhǔn)要求將六類電纜的參數(shù)從當(dāng)前的 250 MHz 擴(kuò)展到 500 MHz 。要支持 10 Gbps 的數(shù)據(jù)傳輸速率，必須設(shè)計(jì)一種新的電纜，增加電纜束中的導(dǎo)線間距，并且設(shè)計(jì)新的連接頭以免電纜的改進(jìn)成果 在傳輸途 中喪失。萬(wàn)兆位以太網(wǎng)系統(tǒng)中的任何組件都是很重要

40、的：插孔模塊、銅纜、配線架、接插線都必須經(jīng)過(guò)精密調(diào)諧，以達(dá)到 10 Gbps 的速度。 InfiniBand 與 CX4 雖然 InfiniBand 與 CX4 類似，但是 CX4 已做過(guò)小小的改進(jìn)，以更好地處理串?dāng)_和回波損耗。這里將兩種介質(zhì)一起討論，因?yàn)樗麄兌加?24 AWG 的電纜以傳輸 15 米為目標(biāo)，并且使用相同的連接頭配置。這種電纜有屏蔽層，內(nèi)含 8 對(duì)雙軸屏蔽線。連接頭和電纜都是由 InfiniBand Trade Association 依據(jù) InfiniBand 標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)。雖然 15 米的距離不適合進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸，但 InfiniBand 已為它找到了新用途：服務(wù)器集群和網(wǎng)格計(jì)

41、算。這類應(yīng)用要求用短距離傳輸以便連接多個(gè)服務(wù)器，要求 10 Gbps 的帶寬以便建立強(qiáng)大的服務(wù)器環(huán)境。 InfiniBand 通過(guò)質(zhì)量服務(wù)（ QoS ）機(jī)制加強(qiáng)了應(yīng)用集群間的聯(lián)系，這對(duì)優(yōu)先處理的事務(wù)安排有所幫助。雖然 InfiniBand 并不適合按 TIA-942 標(biāo)準(zhǔn)下結(jié)構(gòu)完整的布線線路，但是它在服務(wù)器集群方面的用途已被 Cisco 、 IBM 等處于 行業(yè)領(lǐng)先地位的公司所認(rèn)可并頻繁使用。 InfiniBand 連接線還可用于 SAN 中，代替昂貴的與光纖通道一起使用的主機(jī)總線適配器（ HBA ）?；趶牟季€拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中撤下 HBA 的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)對(duì)照光纖通道的帶寬和可靠性來(lái)進(jìn)行測(cè)量。 光纜 如

42、表 8 所示， IEEE 802.3 標(biāo)準(zhǔn)提供一系列的在光纖上進(jìn)行 10-Gbps 傳輸?shù)目蛇x方案。公用的纖維光學(xué)傳輸裝置可分為以下三大類： 發(fā)光二極管（ LED ） LED 價(jià)格便宜，但是僅限于低于 1 Gbps 的低速傳輸。 長(zhǎng)波激光器 這種激光器在波長(zhǎng) 1310 1550 nm 之間工作，速度和成本都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 LED 。 短波激光器 垂直腔 面 發(fā)光 型半導(dǎo)體激光器（ VCSEL ）技術(shù)是作為低成本激光器的生產(chǎn)方法被開(kāi)發(fā)出來(lái)的。用于 10 Gbps 的 VCSEL 目前被歸類為短波激光器，其工作波長(zhǎng)為 850 nm 。針對(duì) 10 Gbps 的下一步發(fā)展將是長(zhǎng)波（ 1310 nm ） VC

43、SEL 。 以上三種光纖類型加上短波激光和長(zhǎng)波激光技術(shù)，為用戶在平衡距離和成本方面提供了多種選擇。 多模光纖（ OM3 ） OM3 光纖被歸類為激光優(yōu)化是因?yàn)殡娎|生產(chǎn)商的產(chǎn)品必須百分之百通過(guò)檢測(cè)，因?yàn)橹挥凶詈玫墓饫w才有資格被劃分為 “ 激光優(yōu)化 ” 類。有效模式帶寬等于或大于 2000 MHz/km 的光纖才能被定級(jí)為 OM3 。 差分模延遲（ DMD ）規(guī)范對(duì)激光優(yōu)化類光纖仍然有效，但是 OM3 類別在 DMD 上作了一些限制。由于每個(gè)脈沖信號(hào)都通過(guò)光纖傳送，所以其初始形態(tài)保持得比較好，接收器可以判斷接收到的脈沖信號(hào)代表 0 還是 1 。更先進(jìn)的誤碼率（ BER ）檢測(cè)現(xiàn)在用于測(cè)算脈沖信號(hào)被

44、誤解的頻率。為數(shù)據(jù)中心配置多模光纖時(shí)，強(qiáng)烈推薦使用 OM3 類光纖。 單模光纖（ OS1 ）進(jìn)行 10 Gbps 傳輸?shù)淖詈笠粋€(gè)選項(xiàng)是單模光纖。 10GBASE-LR 和 10GBASE-ER 是基于標(biāo)準(zhǔn)單模光纖和長(zhǎng)波激光器的，所以其最大傳輸距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于 OM3 類光纖。這類技術(shù)更為昂貴，是因?yàn)樗鼈兪褂眠吘壈l(fā)光長(zhǎng)波激光器。 10GBASE-LR 和 10GBASE-ER 主要用于跨校園或不同建筑之間的遠(yuǎn)距離應(yīng)用。 數(shù)據(jù)中心的實(shí)際光纖部署 商業(yè)應(yīng)用會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，必須放入隨時(shí)可以訪問(wèn)、安全并且非?？煽康拇鎯?chǔ)系統(tǒng)。 SAN 滿足以上要求，通過(guò)整合策略，將 SAN 結(jié)構(gòu)變成一種靈活、可擴(kuò)展且能很快

45、適應(yīng)數(shù)據(jù)更改要求的方法。 SAN 的連接由光纜支持，因此在每一個(gè)放置或?qū)⒁胖矛F(xiàn)在或?qū)?lái)需要接入 SAN 的應(yīng)用的設(shè)備區(qū)，布線時(shí)都應(yīng)提供光纖接口。推薦的一種策略是：為每個(gè)服務(wù)器機(jī)柜鋪設(shè)一定數(shù)量的光纖對(duì)可以是 12 、 24 或 48 ，視最大計(jì)劃需求而定。計(jì)劃需求量由服務(wù)器類型、功率 / 發(fā)熱負(fù)載和計(jì)劃 SAN 接入數(shù)量決定。同樣，光纖對(duì)也必須從 SAN 交換機(jī)一直鋪設(shè)到存儲(chǔ)設(shè)備。 在建設(shè)初期，配線可以鋪設(shè)到每個(gè)機(jī)柜和現(xiàn)場(chǎng)終端。場(chǎng)地終接是一項(xiàng)復(fù)雜、費(fèi)時(shí)而且雜亂的工作，所以許多數(shù)據(jù)中心寧愿采用預(yù)先安裝終接好的中繼電纜或即插即用光纖解決方案。即插即用解決方案的配線是廠家已經(jīng)終接到 MPO 或 MT

46、P 連接器上的，一般每個(gè)連接器接 12 條光纖。安裝者只需簡(jiǎn)單地將 MTP 電纜插入水平交叉連接和設(shè)備插座上的 LC 或 SC 連接器即可。 電纜通道 電纜基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)被視為一項(xiàng)需要具備功能性和保護(hù)性的容器的投資。每次增加新的服務(wù)器機(jī)柜都把數(shù)據(jù)電纜丟在活動(dòng)地板面層下的水泥板上的做法，現(xiàn)在已經(jīng)不被接受了。負(fù)責(zé)發(fā)展和修改的 IT 專業(yè)人員，依賴鋪設(shè)良好的、靈活的、易接近的電纜通道。關(guān)鍵應(yīng)用要求保護(hù)電纜不受突然損壞或長(zhǎng)期老化，不斷增加的熱負(fù)荷也需要仔細(xì)考慮，以避免通道妨礙制冷。在規(guī)劃電纜通道時(shí)并沒(méi)有通用的解決方案。設(shè)計(jì)者必須考慮將通道置于地面下還是地面上的問(wèn)題。表 9 中的標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)明了電纜通道該如何鋪設(shè)

47、。 表 9. 電纜通道的鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn) 描述 結(jié)構(gòu)上的問(wèn)題 利用現(xiàn)有的活動(dòng)地板、天花板夾層和房間結(jié)構(gòu)的完整性決定了你應(yīng)該如何設(shè)計(jì)你的電纜通道。 條理性與直觀性將通道分為幾層，以便分開(kāi)供電和數(shù)據(jù)電纜。 靈活性允許增減機(jī)柜。 維護(hù)通道與對(duì)應(yīng)設(shè)備數(shù)量的比例 一條通道將負(fù)責(zé)供應(yīng)兩排地下通道的設(shè)備 ； 對(duì)于架空的通道，一般一條通道負(fù)責(zé)一排設(shè)備機(jī)柜。 容量 空間最大占用率為 50% 計(jì)算出的空間占用率達(dá)到 50% 時(shí)，由于電纜間的空間、隨機(jī)擺放的物品等原因，線架實(shí)際已被占滿。 電纜托架占用率 25% 最大的電纜通道占用率應(yīng)該不超過(guò) 25% ，以便為將來(lái)的發(fā)展留出空間。這個(gè)比率適用于電纜托架、鐵線籃、梯架和

48、硬電纜托架。 電力線與數(shù)據(jù)線的分離 UTP 電纜和未屏蔽供電電纜 100 600 mm （ 4 24 英寸） UTP 電纜和已屏蔽供電電纜 50 300 mm （ 2 12 英寸） 可達(dá)性與安全性 平衡措施在允許更改電纜基礎(chǔ)設(shè)施的同時(shí)，保護(hù)電纜不受外部損壞。 火災(zāi)危險(xiǎn) 具有管轄權(quán)的當(dāng)?shù)毓芾頇C(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)在從阻燃電纜到防火措施的可行性方面有最終決定權(quán)。 光纖保護(hù) 40 60 % 占用率銅和光纖具有不同的特性，所以應(yīng)該采用不同的電纜通道策略。 數(shù)據(jù)中心的機(jī)架和機(jī)柜問(wèn)題 選擇機(jī)架的標(biāo)準(zhǔn) 對(duì)于用于安裝設(shè)備和接插面板的開(kāi)放式機(jī)架和封閉式機(jī)柜，數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)者有很多種選擇，每一種都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。與電纜通道一樣

49、，這也沒(méi)有通用的解決方案。關(guān)于寬度，服務(wù)器、交換機(jī)和接插面板的規(guī)格為 19 英寸；引入室中的載波設(shè)備和其它寬度更大的設(shè)備的適用規(guī)格為 23 英寸。最佳高度為 7 英寸，最大允許高度為 8 英寸。其它方面諸如地震因素、 有關(guān)瓷磚的布置 、可調(diào)整軌道、配電盤(pán)等，在標(biāo)準(zhǔn)中也作了說(shuō)明。設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)表 10 中列出的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)決定選擇開(kāi)放式機(jī)架還是機(jī)柜。 表 10. 機(jī)架類型 機(jī)架類型 描述 最大負(fù)重 應(yīng)用 雙柱 開(kāi)放式機(jī)架 800 磅 低容量交換機(jī) / 路由器 配線 四柱 開(kāi)放式機(jī)架 1000 2000 磅 高容量交換機(jī) / 路由器 服務(wù)器 機(jī)柜 2000 磅 服務(wù)器集群 存儲(chǔ)陣列 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換 電纜入口 若

50、使用開(kāi)放式機(jī)架，電纜可以輕松地從架空的或地板下的通道接入豎直線纜管理器。若使用機(jī)柜，注意要比較電纜數(shù)量和電纜入口孔的大小。帶有高電纜密度的設(shè)備，如交換機(jī)和單機(jī)架服務(wù)器，可使用足夠容納上百根數(shù)據(jù)線和電源線的電纜入口孔。必要口徑 A 用 40% 的占用率（ 0.4 ）按以下方式計(jì)算： 對(duì)于第六類雙絞線，參數(shù) D 的值為 0.25 英寸， A 的計(jì)算結(jié)果為 41 平方英寸。對(duì)于擴(kuò)展六類線， D 的值為 0.35 ， A 的計(jì)算結(jié)果為 81 平方英寸。 電纜管理 可以為寬敞、方便進(jìn)入的 豎直 線纜管理器輕松配備機(jī)架。很多機(jī)柜沒(méi)有足夠的空間來(lái)容納 豎直 線纜管理器。通常，僅有的空間就是狹窄、豎直的轉(zhuǎn)角處

51、和相鄰機(jī)柜間的空隙，而這兩種地方都不容易進(jìn)入。前一部分提到的公式不僅適用于電纜入口孔，也適用于電纜管理器橫截面積的計(jì)算。無(wú)論機(jī)柜 中是否 安裝了配線架，都應(yīng)該在導(dǎo)軌和門(mén)之間留出最少 100 mm （ 4 英寸）的高度，以便安裝線纜管理器。 安全 機(jī)柜有帶鎖的柜門(mén)。開(kāi)放式機(jī)架沒(méi)有鎖，但是將其置于籠內(nèi)或單獨(dú)的房間來(lái)保證其安全。數(shù)據(jù)中心管理員都擔(dān)心有入侵者或未經(jīng)授權(quán)的人員接近機(jī)房設(shè)備。對(duì)于關(guān)鍵應(yīng)用，在設(shè)備上進(jìn)行的操作應(yīng)該嚴(yán)格依照訪問(wèn)規(guī)定小心控制。例如： 網(wǎng)絡(luò) 組的技術(shù)人員有接近交換機(jī)和交叉連接設(shè)備的許可；服務(wù)器組的技術(shù)人員有服務(wù)器機(jī)柜的鑰匙； SAN 組則擁有 SAN 機(jī)柜的密碼。在 第三方托管 環(huán)

52、境中，服務(wù)器租用者希望出租方提供安全的機(jī)柜和空間，以保證其它租用者不會(huì)損壞自己的設(shè)備和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。 負(fù)載能力和深度 在負(fù)載能力方面，機(jī)柜和 四柱機(jī)架有一種優(yōu)點(diǎn)。例如：某生產(chǎn)商的 19 英寸的標(biāo)準(zhǔn)鋁機(jī)架具有 3 英寸的 支架 ，能承受 800 磅的負(fù)載。同一廠商的重型機(jī)架帶有 6 英寸的 支架 ，能承受多達(dá) 1500 磅的負(fù)載。四柱機(jī)架和機(jī)柜的額定負(fù)載量可達(dá)到 2000 磅或更多。機(jī)柜可支持縱深較大的設(shè)備。大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)都比較薄，如果符合安裝說(shuō)明中的允許條件，就可以放置在 雙柱機(jī)架上。最佳機(jī)架式服務(wù)器縱深 16 33 英寸，大部分高 26 30 英寸，而且與 雙柱機(jī)架一般不兼容，因?yàn)檫@會(huì)

53、引起結(jié)構(gòu)上的不穩(wěn)定懸臂和可能的安全隱患。機(jī)柜和四柱機(jī)架提供后部安裝軌，以增加對(duì)設(shè)備的支持和包圍縱深較大的設(shè)備。安裝軌應(yīng)該可以調(diào)節(jié)以適應(yīng)一系列的設(shè)備縱深度。 螺距 在某些情況下，保持 24 英寸的螺距來(lái)與地板相匹配是很重要的。使機(jī)架或機(jī)柜與地板相匹配讓其可以使用所有地板通用的標(biāo)準(zhǔn)電纜保險(xiǎn)裝置。普通機(jī)柜寬度為 24 、 28 、 29.5 （ 750 mm ）或 32 英寸。用于服務(wù)器，尤其是長(zhǎng)服務(wù)器隊(duì)列時(shí)， 24 英寸寬的是最常用的。更寬的螺距已被配電和配線應(yīng)用所接受，在這些應(yīng)用中，大捆電纜的管理是首要問(wèn)題。配備 豎直 線纜管理器的機(jī)架尺寸大于 24 英寸的地板尺寸。 電源調(diào)節(jié) 機(jī)柜的設(shè)計(jì)便于將

54、配電 盒 安裝在縱向支持通道中。當(dāng)機(jī)柜中裝的是使用冗余電力供應(yīng)的單機(jī)架或雙機(jī)架式服務(wù)器時(shí)，必須使用帶有 20 個(gè)或更多插座的長(zhǎng)配電 盒 。有一點(diǎn)要注意的是，開(kāi)放式機(jī)架不支持長(zhǎng)的豎直配電 盒 。不過(guò)，根據(jù)配電 盒 寬度或機(jī)架通道寬度不同，在配電 盒 及其安裝支架互不影響的情況下，在開(kāi)放式機(jī)架的后部安裝豎直配電盤(pán)也是可能的。一般開(kāi)放式機(jī)架不帶整理電源線的功能，也沒(méi)有遮蔽配電盤(pán)的蓋板或門(mén)。 安裝軌 安裝軌應(yīng)該帶有符合 TIA-310-D 標(biāo)準(zhǔn)的螺孔設(shè)計(jì)。機(jī)架上的這些孔一般帶有內(nèi)螺紋，以便安裝配線架等大量的組件。然而機(jī)柜一般帶有為鎖緊螺絲準(zhǔn)備的方形螺孔。將鎖緊螺絲嵌入方形螺孔內(nèi)并咬合到位以后，才能繼續(xù)

55、安裝設(shè)備。鎖緊螺絲有多種螺紋樣式，包括 # 12-24 、 #10-32 和 M6 。安裝軌上應(yīng)該做上標(biāo)記，不要遮住機(jī)架單元的邊緣，而為機(jī)架單元編號(hào)則可方便安裝。 電纜管理 一旦水平電纜安裝完成，就應(yīng)做好保護(hù)工作并且不再對(duì)其進(jìn)行操作。之后的任何網(wǎng)絡(luò)配置改變，都應(yīng)通過(guò)移動(dòng)水平交叉連接上的接插線來(lái)完成。這樣，接插區(qū)域就成了物理層管理所關(guān)注的對(duì)象，因此，在設(shè)計(jì)接插區(qū)域時(shí)，應(yīng)注意其長(zhǎng)期的管理性、可靠性、安全性和擴(kuò)展性。表 11 中列出的八種最佳管理辦法可以將水平交叉連接的功能性從簡(jiǎn)單的接插區(qū)域提升為復(fù)雜的交換中心，使其能夠進(jìn)行電纜管理、熱交換、冷卻及對(duì)接插區(qū)域變化的智能追蹤。 表 11. 電纜管理的最佳辦法 方法 描述 包括有效的水平和縱向電纜管理 機(jī)架間的 豎直 線纜管理器寬度不能小于 83 mm （ 3.25 英寸）；對(duì)于一行有兩或兩個(gè)以上機(jī)架的