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浅议综合布线系统在IDC数据中心的应用

时间:2011-07-12 14:41来源:千家综合布线网 作者:千家综合布线网 点击:
前 言: 数据中心基础设施的建设,很重要的一个环节就是计算机机房的建设。计算机机房工程不仅集建筑、电气、安装、网络等多个专业技术于一体,更需要丰富的工程实施和管理经验。计算机房设计与施工的优劣直接关系到机房内计算机系统是否能稳定可靠地运行,
前 言:
  数据中心基础设施的建设,很重要的一个环节就是计算机机房的建设。计算机机房工程不仅集建筑、电气、安装、网络等多个专业技术于一体,更需要丰富的工程实施和管理经验。计算机房设计与施工的优劣直接关系到机房内计算机系统是否能稳定可靠地运行,是否能保证各类信息通讯畅通无阻。而综合布线系统是IDC机房网络传输的基础系统。它使话音和数据信道设备、交换设备和其它信息管理系统彼此相连。综合布线系统能适应各种不同的通讯服务,它无需对基本元素例如线缆,线缆端头模块和连接器等进行很大的改动,就能提供多种服务。
  1.IDC数据机房建设需求
  IDC是一种重要的资源,当客户无法接入服务器、存储系统和网络设备时,许多机构都面临停工的境地。对于一些机构来说,一小时的停工可能意味着数百万美元的损失,例如大型金融机构、航空公司、快递公司等。正因为如此,对于IDC机房来讲,最重要的一点就是高可靠性。当然,可管理性和可扩容性也十分重要。为保证这些性能的实现,则必须建设高可靠的线缆基础网,也称之为配线管理系统。配线管理系统主要由配线设备和线缆组成。配线系统要保证有源设备可靠连接、灵活配置、有效管理、便于测试、便于故障追踪、满足长期扩容并使线缆始终处于可管理状态之中。配线管理系统是IDC机房最重要的基础设施之一,它的性能直接关系到IDC机房的品质。配线系统不同于有源设备,在机房投入运营后,任何线缆路由的变更和替换将变得十分困难。因此可以说,第一次线缆敷设的品质,基本决定了IDC机房的未来品质。连接产品一般占到总投资的5-10%左右,但对系统质量的影响很大。约75-80%的质量问题来自连接产品。配线产品对运行的影响是软性和长期的,而且是不可逆转的。连接产品质量不良,会产生严重后果。而且,由于人工费不断上升,运营、维护成本是客户必须考虑的问题。有源产品的寿命一般是5-7年。但是连接产品的寿命应该是25-30年。因此,基础网络建设还应考虑到未来有源设备升级以及技术发展的需求。
  2.IDC数据机房建设考虑
  2.1空间考虑
  数据中心空间非常宝贵,设计时必须对其进行合理规划,这包括以下内容:在保证现有需求空间的同时,必须考虑到未来的所需空间,这一点十分重要。在布局中一定要预留充足的机动空间,以便应对因某些特别需求而进行的重新布局,例如一块新的设备区域等。还应当考虑到可能的跨越现有边界范围进行扩展IDC机房空间的可能。这种扩展在高速发展的今天,存在的可能性极大。而跨越边境的空间扩展首先应当是可实现的,其次是经济上能够接受的。
  2.2布局与划分功能区
  规划IDC机房以及划分功能区时,应当注意:需要改变布局或增加信设备时,空间易于重新布置,采用一个或多个“假墙”是一个不错的办法。线缆易于管理,同时确保线缆长度不会超过线路链路的推荐长度。(TIA/EIA-942数据中心标准)将IDC机房划分为五个功能区。
  2.2.1 传输机房:
  用于布放运营商设备和网络划分点设备。它也可以在数据机房之内。但出于安全考虑,TIA-942建议使用独立机房。如果必须建在数据机房内,则应放置在主配线区内(MDA)。
  2.2.2 主配线区(MDA):
  MDA是数据中心结构化布线系统的中心分布点,包括大量的主跳接及核心交换设备。
  2.2.3 水平配线区(HDA):
  HDA类似于TIA/EIA-568B中定义的楼层电信间,主要包括水平跳接,HDA中典型地安装了与EDA区域设备相连的LAN, SAN和KVM交换机; HDA是水平交叉连接区,分配到设备区的线缆。可以是一个或多个,取决于IDC的规模。TIA-942建议一个HDA机房最多是2000条UTP或同轴电缆。标准还规定光缆和UTP线缆及同轴电缆应分机架配线。
  2.2.4 特定配线区:
  这是为那些无法安装跳线盘的网络设备机柜安排的网线配线区。如,主机架和服务器等。
  2.2.5 设备配线区(EDA):
  EDA是分配给终端设备的空间,可以包括计算机和通信设备,交换机和刀片服务器或服务器和外围设备。水平布线在EDA侧,通常是采用机柜/机架式安装的快接式跳接板进行端接。标准建议EDA区至少两个出口,为一些应用(如无线接入点,IP摄像机和自动控制系统等)考虑的线缆也要规划并在此端接好。

         数据中心结构图
 3.布线拓扑结构
  数据中心的水平和主干布线都采用星型拓扑结构,水平线缆可以连接到HDA或直接到MDA,考虑到系统冗余,位于同一ZDA或EDA的不同端口,可分别敷设水平线缆到不同的HDA;
  主干布线采用一级星型拓扑结构,每个HDA的水平跳接直接与MDA的主跳接相连,不允许有中间跳接;
  数据中心结构中允许增加一个冗余的备用分布区域,在此情况下,HDA-MDA,HDA-备用分布区都有主干布线。
  为了达到充分的冗余,标准允许水平分布区HDA间的直连,这种直连是非星型结构,用于支持常规布线距离超过应用要求距离的情况。为了避免超过最大电路限制的要求,允许在HDA和备用的进入场所间进行直连布线。

         数据中心布线拓扑结构
  4.线缆管理
  4.1线缆管理是对机房内的线缆进行管理及走向控制的系统,IDC机房配线管理的重要准则:
  4.1.1 统一机架,简化机架组合使之可以提供统一的线缆管理。
  4.1.2架内要有充足的垂直和水平线缆管理空间可以保证线缆被有效地管理以及有序的增长需求。 
  4.1.3 在机架上下设计充足的线缆通道,保证架间线缆被有效管理以及有序的增长需求。
  4.1.4 以太网线缆和同轴电缆与光跳线分离,电信号线缆走电缆走线架,光跳线走光纤槽道。
  4.1.5 无论是从线缆管理还是散热的角度,都应优先考虑上走线。
  4.2机架与机柜
  4.2.1 线缆管理始于机架和机柜,优秀的产品应该具备以下的性能:
  4.2.2高可靠性连接
  4.2.3 高密度,节省机房空间
  4.2.4 交叉连接,便于运行,维护及故障追踪
  L4.2.5有效保护(半径保护及损伤保护)
  4.2.6余缆的存储
  4.3线缆管理容量计算
  为保证线缆的有效管理,线缆布放密度要适度。一般的计算公式是,有效管理的线缆截面积不超过理论空间的70%。线缆容量计算公式线缆管理需求=线缆截面积×1.33。
  4.4 重要的理念
  连接方式一般分为三种,即直连、互联和交叉连接。这三者只有交叉连接方式是最可靠、最灵活和持久的连接方式。交叉连接方式将线缆分为永久固定线缆和跳线线缆。从有源设备侧来的线缆一般作为永久性线缆固定在配线设备的后部,通过机架正面跳缆进行交叉连接。当交叉连接系统需要改变时,交叉连接区域的永久端接部分不被改变,所需的仅是改变连接跳线。
  5.数据中心通道管理及注意事项
  标准认可多种类型布线通道,包括架空地板系统和头顶线缆槽系统(典型用于数据中心)。
  架空地板系统建议用于高容量和高密度接入的数据中心,或支持大型计算机系统(如主机)的数据中心。这些计算机系统被设计为从底部引入线缆。高架地板下的电信布线建议放置于线槽中,线槽要求不能阻挡气流,无锋利边角。
  头顶线槽系统应从天花板上悬挂下来,而不是附在机架/机柜的顶部,这样的悬挂式线槽具有更好的灵活性,可支持不同高度的机柜/机架设备。
  标准建议在设备排中间的走廊上安装照明器材和防火喷洒头,而不是直接安装在设备上方。
  在通常安装设备的机架/机柜中,冷空气的入口是在机柜/机架的前面,热空气从背面排出。故TIA/EIA-942标准建议以交替模式排列设备排,即机柜/机架面对面排列以形成热区和冷区。冷区是机架/机柜的前面区域,如果有静电地板,电力电缆最好分布在地板下面,并通过静电地板上的开孔从前面的冷区进入机柜。热区位于机架/机柜的后部,典型地安装了电信布线的线槽。在设备上要选择使用从前到后冷却配置的类型,安装颠倒会扰乱热区和冷区的正常功能,即一台设备可能从另一台设备吸收热空气。
  机柜需要合适的通风以保证设备的正常冷却。如果机柜没有电扇以增强冷热区的功能,机柜的门至少要有50%的开放空间。
  安装设备和布线系统也需要机柜./机架前后有合理的空间,前面的空间应有4 英尺(最少3英尺),后面的空间应有3英尺(最少2英尺)。
  6.布线媒介
  标准认可多种媒介类型以支持广泛的应用,但是建议对于新安装的IDC采用最高容量的布线媒介以最大化其适应能力并保持基础布线的使用寿命。
  认可的媒介有:100欧姆双绞线(ANSI/TIA/EIA-568-B.2),建议六类(ANSI/TIA/EIA-568-B.2-1)多模光缆:62.5/125或50/125um(ANSI/TIA/EIA-568-B.3),建议选用50/125um,850nm工作波长的激光优化多模光缆(ANSI/TIA/EIA-568-B.3-1)单模光缆(ANSI/TIA/EIA-568-B.3)认可的同轴媒介为75欧姆(734和735类型)同轴电缆(符合Telcordia GR-139-CORE)及同轴连接头(ANSI T1.404)。这些电缆和连接头被建议用于支持T-3,E-1及E-3电路。
  总结:
  相比较国外市场,国内数据中心的建设还处于初中期阶段,对于如何规划定位数据中心及合理选取布线产品,因此充分理解和掌握TIA/EIA-942数据中心标准对于建设数据中心具有一定的帮助。
 

 

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