數(shù)據(jù)中心機房布線方案

1、概述

當前，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來計算，在不遠的將來，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，擔負著數(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、能耗等一系列嚴峻的挑戰(zhàn)。根據(jù)全球最大的獨立技術(shù)研究公司Gartner Research 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準的新一代的數(shù)據(jù)中心需要達到以下幾點要求：

? 高可靠性——基于標準的開放系統(tǒng)，預先經(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。

? 可維護性——美觀大方,適應頻繁的需求變化，方便MAC維護。

? 可擴展性——充分考慮未來業(yè)務(wù)增長，支持未來擴容需求。

本次設(shè)計將從先進性、可靠性、實用性的原則出發(fā)，以滿足目前用戶的應用需求為基礎(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效益的全面解決方案。

2、設(shè)計標準

TIA-942數(shù)據(jù)中心機房通信設(shè)施標準

建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范GB／T 50311-2007；

建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程驗收規(guī)范GB／T 50312-2007；

國際綜合布線標準ISO／IEC 11801

北美建筑通訊線路間距標準TIA／EIA 569；

北美商用建筑通訊基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)管理規(guī)范TIA／EIA 606；

非屏蔽雙絞線布線測試標準TIA／EIA TSB67；

北美商用建筑通訊接地要求TIA／EIA 607；

歐洲綜合布線系統(tǒng)標準BN50173；

其它國家和行業(yè)標準規(guī)范；

3、TIA-942數(shù)據(jù)中心機房通信設(shè)施標準

2005年4月美國通信工業(yè)委員會TIA發(fā)布了數(shù)據(jù)中心機房通信設(shè)施標準，該標準正對數(shù)據(jù)中心的設(shè)計、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、機械及防火保護。

數(shù)據(jù)中心區(qū)域劃分

根據(jù)該標準,典型的數(shù)據(jù)中心應包括以下基本的區(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)供應商(SP)的連接首先進入到ER.在許多數(shù)據(jù)中心里,ER被直接放置到計算機機房內(nèi)(CR).為了安全起見,接入機房(ER)最好跟計算機機房分離開

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,PBX,IMux、機柜/機架等.根據(jù)標準的建議,光纖配線架和銅纜配線架應該安裝到不同的機柜/架。MDA應盡量設(shè)計在計算機機房中心位置,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柜或機架,機柜的好處是安全及美觀.機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,一般位于機房（CR）中心的位置, HDA包含局域網(wǎng)交換機，水平配線架等，一個HDA管理的信息點一般不超過2000個,同MDA,HDA光纖配線架和銅纜配線架應該分開.信息點超過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)的機柜/架根據(jù)通風走廊(cool aisle)和不通風走廊(hot aisle)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可以采用機柜或機架，也可以是集合點箱，（安裝于立柱、地板下或可移動地板）。

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)計及空調(diào)設(shè)施，允許最大28.8小時/每年的宕機時間

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Tier 1,Tier2已經(jīng)足夠， Tier 3,Tier4適合政府、金融機構(gòu)，對于IDC由于存在大量的主機托管業(yè)務(wù)，必須遵循Tier4等級。

數(shù)據(jù)中心布線考慮

TIA/EIA942標準對數(shù)據(jù)中心布線給出很多的建議：

l 充分考慮未來的增長需求,預留充分的擴展備用空間

l 采用單模或OM3多模光纖(10GBase-SR 300米)

l 采用Cat6（10GBase-T 37米）或Cat6A銅纜或Cat6A類屏蔽銅纜(10GBase-T 100米)

l 采用高密度,模塊化布線系統(tǒng)（如MPO,MRJ21）

l 數(shù)據(jù)中心屬于”強制通風”區(qū)域, 布線建議采用CMP/OFNP防火等級線纜.

l 基于管理方便考慮,光纖、雙絞線、同軸電纜采用不同的機柜/機架

l 應考慮設(shè)備散熱和空氣對流,機柜/機架的放置根據(jù)通風區(qū)域(cool aisle)和非通風區(qū)域(hot aisle)合理布置

l 建議采用交叉連接（Cross Connect)方式。交叉連接只需通過跳線完成MAC，降低管理維護時間；可靠性及可用性高。傳統(tǒng)直連方式（Direct connect)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,數(shù)據(jù)中心分為不通風走廊(Hot Aisle)及通風走廊(cold aisle).通風走廊(cold aisle)內(nèi),,機柜/架面對面擺放,冷空氣從地板下吹出,從機柜/架前方進入,然后從后部排出.不通風走廊(Hot Aisle),機柜/架背對背擺放,冷空氣從前面吹進,從后面吹出.此外,為了增加空氣對流,防靜電地板應該盡量高一些.

4、方案設(shè)計

本數(shù)據(jù)中心機房綜合布線系統(tǒng)按照4級中心機房進行規(guī)劃。

具體設(shè)計如下：

（1） 綜合布線系統(tǒng)采用星型拓撲結(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)位于每一列機柜的第一個機柜內(nèi)。

（2） 機房主配線區(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300米及1000Base-SX達550米距離，同時向下兼容目前的1G，100Mbps，10Mbps以太網(wǎng)應用。主配線區(qū)(MDA)機柜內(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）之間采用六類非屏蔽雙絞線相互連接，Cat6非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)應用的性能要求。每個水平配線區(qū)(HDA)機柜內(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)機柜內(nèi)銅纜配線架采用兩個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互連。

（4） 設(shè)備區(qū)（EDA）每個機柜按照15個服務(wù)器進行預留，安裝一個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特的增強型50μm纖芯，以解決高速數(shù)據(jù)傳輸時不會導致數(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300米及支持1000Base-SX達900米距離，同時向下兼容目前的100Mbps，10Mbps以太網(wǎng)應用。

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。

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，提供機械保護， 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。

8芯室內(nèi)OM3萬兆光纜技術(shù)參數(shù)

l 標準:符合TIA/EIA-568-B.3, IEC 793-1 / 794-1 及 ISO/IEC 11801( 2002) ，ITU 652

l 結(jié)構(gòu)：層絞式松套管，非金屬防雷型

l 工作溫度范圍：-40～70℃

l 防火等級：符合UL實驗室OFNR防火等級。

l 多模光纖規(guī)格：50＼125um，滿足IEEE802.3ae,ISO/IEC OM3的萬兆多模光纖標準

l LED發(fā)射帶寬:850nm:1500MHZ/Km 1300nm:500MHZ/Km

l Laser發(fā)射帶寬: 850nm:2000MHZ/Km 1300nm:500MHZ/Km

l 最大衰減: 850nm:3.5dB/Km 1300nm:1.5dB/Km

l 傳輸距離:1000Base-SX 2-900m

l 1000Base-LX 2-550m

l 10GBase-SR 2-300m

l 10GBase-LX4 2-300m

l 護套直徑：4.8mm

l 最小耐力測試　0.2kpsi

l 彎曲衰減（100圈，直徑75mm）0.5dB/Km

l 安裝最大拉力：667N

l 長時間最大拉力：167N

l 瞬間最小彎曲半徑：108mm

l 長時間最小彎曲半徑：54mm

水平配線區(qū)(HDA)設(shè)計說明

為了提高數(shù)據(jù)中心機房內(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，另外一個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上性能價格比較好的傳輸介質(zhì)，導體直徑為23AW,中間帶有十字架，其性能指標達到并超過ANSI/EIA/TIA-568B.2-1標準和ISO/IEC 11801（2002）Class E標準，能確保在100米范圍內(nèi)傳輸介質(zhì)頻寬達到并超過：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標準和ISO/IEC 11801（2002）Class E標準高8dB的性能裕量，最大限度的提高線纜的傳輸速率，并且為未來應用提供額外的帶寬。

六類UTP線纜技術(shù)指標：

·超過EIA/TIA-586B.2-1標準的技術(shù)指標要求。

·完全符合并超越6類標準的電纜，中間帶十字架；

·芯線規(guī)格：23AWG，外徑6.4mm；

l 傳輸延遲: 最大536 ns/100 m. @ 250 MHz

l 延遲偏差: 最大45 ns

l 彎曲半徑: 4 x 電纜直徑

l 導體阻抗: 最大66.58 ohms /km

l 互電容: 最大5.6 nF /100 m

l 最大承受電壓: 300 volts AC or DC

·特性阻抗：100W±15W；1 MHz to 600 MHz

·CM防火阻燃標準；

·支持千兆以太網(wǎng)應用。

6類配線架采用模塊化設(shè)計，便于安裝和維護，每個模塊

都可以獨立更換。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套，保證安裝可靠，防止維護過程中造成的接觸松動。

6類配線架技術(shù)指標：

· 19″24 接口(1U)；

·模塊化設(shè)計，可單獨拆卸，前面安裝；

·帶線纜保護套，無需后部理線架；

·符合ISO/IEC，TIA推薦為6類E級鏈路規(guī)格；

l 保護裝置:插座后面帶線纜保護套

l RJ-45插座接觸針:8根接觸針相互交叉

l 110端子:45度斜角

l 耐久性:

l RJ-45插座：1500次插接

l 110端子：2000次SL工具壓接

l 額定電壓:94V

l 傳輸帶寬≥250MHz

l 防火等級: 滿足UL阻燃標準要求,UL文件E81956

l 工作溫度：-40至70℃。

l 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)計說明

設(shè)備區(qū)(EDA)的每個機柜內(nèi)預裝一個六類24口非屏蔽配線架，用來管理設(shè)備機柜內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，設(shè)備區(qū)(EDA)的設(shè)備機柜采用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。

RJ4-5跳線技術(shù)指標

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

·增強的模塊化水晶頭設(shè)計，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)計使性能的保持穩(wěn)定。

·完全滿足或超過六類標準要求。

·與傳統(tǒng)的5類、超5類系統(tǒng)兼容。

機柜

數(shù)據(jù)中心機房全部采用19英寸密封式機柜，配標準電源插座和散熱風扇，用于放置配線設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。機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。

機房接地設(shè)計

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

沿數(shù)據(jù)中心機房內(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)中心機房內(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1V R.M.S。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的数据中心机房布线设计方案的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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