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數據中心機房布線(xiàn)設計方案

時(shí)間:2020-08-31 01:12:31 來(lái)源: 點(diǎn)擊:次

    數據中心機房布線(xiàn)方案

    1、概述

    當前,我們正處在一個(gè)信息爆炸的時(shí)代,數據的存儲量已經(jīng)不僅僅是用KB、MB、GB甚至TB來(lái)計算,在不遠的將來(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基礎架構中,數據中心是數據及業(yè)務(wù)應用的總控中心。數據中心匯聚了最昂貴的服務(wù)器和存儲及網(wǎng)絡(luò )設備,擔負著(zhù)數據存儲、訪(fǎng)問(wèn)的艱巨任務(wù)。數據中心的建設要面向企業(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(hù)、企業(yè)業(yè)務(wù)、企業(yè)數據和決策支持等層面。

    隨著(zhù)數據中心高密度刀片式服務(wù)器及存儲設備數量的增多,數據中心面臨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )性能、散熱、空間、能耗等一系列嚴峻的挑戰。根據全球最大的獨立技術(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(xiàn)規劃,在2002年之前建立的數據中心中,半數需要在2008年前升級或者淘汰。

    因此,建設一個(gè)完整的、符合現在及將來(lái)要求的高標準的新一代的數據中心需要達到以下幾點(diǎn)要求:

    •高可靠性——基于標準的開(kāi)放系統,預先經(jīng)過(guò)測試,確保系統7*24小時(shí)穩定可靠。

    •高性能——滿(mǎn)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——節省空間,方便設備散熱設備散熱。

    •可維護性——美觀(guān)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(lái)業(yè)務(wù)增長(cháng),支持未來(lái)擴容需求。

    本次設計將從先進(jìn)性、可靠性、實(shí)用性的原則出發(fā),以滿(mǎn)足目前用戶(hù)的應用需求為基礎,充分考慮到今后技術(shù)的發(fā)展趨勢及可能出現的需求。為用戶(hù)提供具有長(cháng)遠效益的全面解決方案。

    菲尼特數據中心機房

    2、設計標準

    TIA-942數據中心機房通信設施標準

    建筑與建筑群綜合布線(xiàn)系統工程設計規范GB/T50311-2007;

    建筑與建筑群綜合布線(xiàn)系統工程驗收規范GB/T50312-2007;

    國際綜合布線(xiàn)標準ISO/IEC11801

    北美建筑通訊線(xiàn)路間距標準TIA/EIA569;

    北美商用建筑通訊基礎結構管理規范TIA/EIA606;

    非屏蔽雙絞線(xiàn)布線(xiàn)測試標準TIA/EIATSB67;

    北美商用建筑通訊接地要求TIA/EIA607;

    歐洲綜合布線(xiàn)系統標準BN50173;

    其它國家和行業(yè)標準規范;

    3、TIA-942數據中心機房通信設施標準

    彎曲半徑:4x電纜直徑

    導體阻抗:最大66.58ohms/km

    2005年4月美國通信工業(yè)委員會(huì )TIA發(fā)布了數據中心機房通信設施標準,該標準正對數據中心的設計、安裝提供了規范和建議,內容包括:建筑結構、空間布局、安全、節能,接地、機械及防火保護。

    數據中心區域劃分

    根據該標準,典型的數據中心應包括以下基本的區域,

    1.ER,提供數據中心與外部網(wǎng)絡(luò )的互聯(lián).服務(wù)供應商(SP)的連接首先進(jìn)入到ER.在許多數據中心里,ER被直接放置到計算機機房?jì)?CR).為了安全起見(jiàn),接入機房(ER)最好跟計算機機房分離開(kāi)

    2.MDA,是數據中心的核心管理區域,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.根據標準的建議,光纖配線(xiàn)架和銅纜配線(xiàn)架應該安裝到不同的機柜/架。MDA應盡量設計在計算機機房中心位置,以免超過(guò)90米的布線(xiàn)距離要求

    3.MDA區域配線(xiàn)架可以安裝到機柜或機架,機柜的好處是安全及美觀(guān).機架的好處是散熱及方便管理.

    4.HDA,是數據中心的水平管理區域,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(xiàn)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(xiàn)架和銅纜配線(xiàn)架應該分開(kāi).信息點(diǎn)超過(guò)2000個(gè),需要設置多個(gè)HDA

    5.EDA,用來(lái)存放設備的區域,包括網(wǎng)絡(luò )設備,通信設備.為了方便散熱EDA區域內的機柜/架根據通風(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適用于設備經(jīng)常移動(dòng)或變化的區域,ZDA可以采用機柜或機架,也可以是集合點(diǎn)箱,(安裝于立柱、地板下或可移動(dòng)地板)。

    數據中心等級

    TIA-942根據數據中心重要性分為4個(gè)等級(tier)

    Tier1:最基本的配置,無(wú)須冗余設計及空調設施,允許最大28.8小時(shí)/每年的宕機時(shí)間

    Tier4:最昂貴的配置,必須有UPS及空調設施,允許最大0.4小時(shí)/每年的宕機時(shí)間,另外必須采用生物識別技術(shù)門(mén)禁系統,必須配備氣體滅火系統,多個(gè)備用布線(xiàn)管槽,主干必須冗余。

    對于一般企業(yè)的數據中心Tier1,Tier2已經(jīng)足夠,Tier3,Tier4適合政府、金融機構,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。

    數據中心布線(xiàn)考慮

    TIA/EIA942標準對數據中心布線(xiàn)給出很多的建議:

    充分考慮未來(lái)的增長(cháng)需求,預留充分的擴展備用空間

    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(lèi)屏蔽銅纜(10GBase-T100米)

    采用高密度,模塊化布線(xiàn)系統(如MPO,MRJ21)

    數據中心屬于”強制通風(fēng)”區域,布線(xiàn)建議采用CMP/OFNP防火等級線(xiàn)纜.

    基于管理方便考慮,光纖、雙絞線(xiàn)、同軸電纜采用不同的機柜/機架

    應考慮設備散熱和空氣對流,機柜/機架的放置根據通風(fēng)區域(coolaisle)和非通風(fēng)區域(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(xiàn)完成MAC,降低管理維護時(shí)間;可靠性及可用性高。傳統直連方式(Directconnect)不可靠,MAC(移動(dòng)、增加、改變)需重新布線(xiàn),TIA/EIA942不推薦。

    數據中心設備散熱及空氣對流對于網(wǎng)絡(luò )穩定性十分重要.根據地板能否通風(fēng),數據中心分為不通風(fēng)走廊(HotAisle)及通風(fēng)走廊(coldaisle).通風(fēng)走廊(coldaisle)內,,機柜/架面對面擺放,冷空氣從地板下吹出,從機柜/架前方進(jìn)入,然后從后部排出.不通風(fēng)走廊(HotAisle),機柜/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,防靜電地板應該盡量高一些.

    4、方案設計

    本數據中心機房綜合布線(xiàn)系統按照4級中心機房進(jìn)行規劃。

    具體設計如下:

    (1)綜合布線(xiàn)系統采用星型拓撲結構,分為主配線(xiàn)區(MDA)、水平配線(xiàn)區(HAD)、和設備區(EDA),水平配線(xiàn)區(HAD)位于每一列機柜的第一個(gè)機柜內。

    (2)機房主配線(xiàn)區(MDA)和水平配線(xiàn)區(HDA)之間采用8芯室內OM3多模光纖,支持10G萬(wàn)兆以太網(wǎng)達300米及1000Base-SX達550米距離,同時(shí)向下兼容目前的1G,100Mbps,10Mbps以太網(wǎng)應用。主配線(xiàn)區(MDA)機柜內安裝48芯LC光纖配線(xiàn)架,室內光纜采用LC尾纖熔接的方式進(jìn)行現場(chǎng)熔接,LC-LC光纖跳線(xiàn)光纖跳線(xiàn)數量按照光纖芯數4:1比例配備。

    (3)水平配線(xiàn)區(HDA)和設備區(EDA)之間采用六類(lèi)非屏蔽雙絞線(xiàn)相互連接,Cat6非屏蔽雙絞線(xiàn)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 )應用的性能要求。每個(gè)水平配線(xiàn)區(HDA)機柜內安裝一個(gè)12芯LC光纖配線(xiàn)架,室內光纜采用LC尾纖熔接的方式進(jìn)行現場(chǎng)熔接,LC-LC光纖跳線(xiàn)光纖跳線(xiàn)數量按照光纖芯數4:1比例配備。水平配線(xiàn)區(HDA)機柜內銅纜配線(xiàn)架采用兩個(gè)六類(lèi)配線(xiàn)架交叉連接的方式,其中一個(gè)配線(xiàn)架用來(lái)與設備區(EDA)的配線(xiàn)架互連,另外一個(gè)用來(lái)與交換機互連。

    (4)設備區(EDA)每個(gè)機柜按照15個(gè)服務(wù)器進(jìn)行預留,安裝一個(gè)24口六類(lèi)配線(xiàn)架,采用RJ45跳線(xiàn)連接至服務(wù)器。

    主配線(xiàn)區(MDA)設計說(shuō)明

    主配線(xiàn)區(MDA)到各個(gè)水平配線(xiàn)區(HAD)的互連選用8芯OM3萬(wàn)兆多模室內光纜。OM3萬(wàn)兆多模光纜采用獨特的增強型50µm纖芯,以解決高速數據傳輸時(shí)不會(huì )導致數碼重疊和誤碼,支持激光或發(fā)光二極管(LED)光源,支持850nm或1300nm兩種波長(cháng),在工作波長(cháng)為850nm時(shí)可以支持10G萬(wàn)兆以太網(wǎng)10GBase-SR達300米及支持1000Base-SX達900米距離,同時(shí)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?xún)r(jià)比的萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò )布線(xiàn)解決方案,能夠使萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò )設備的投資大大下降,使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò )系統的整體投資更為經(jīng)濟。

    室內光纜采用緊套管結構,套管緊緊環(huán)繞在光纖外面,提供機械保護,結構干燥沒(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OM3萬(wàn)兆光纜技術(shù)參數

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

    l結構:層絞式松套管,非金屬防雷型

    工作溫度范圍:-40~70℃

    防火等級:符合UL實(shí)驗室OFNR防火等級。

    多模光纖規格:50125um,滿(mǎn)足IEEE802.3ae,ISO/IECOM3的萬(wàn)兆多模光纖標準

    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

    護套直徑:4.8mm

    最小耐力測試0.2kpsi

    彎曲衰減(100圈,直徑75mm)0.5dB/Km

    安裝最大拉力:667N

    長(cháng)時(shí)間最大拉力:167N

    瞬間最小彎曲半徑:108mm

    長(cháng)時(shí)間最小彎曲半徑:54mm

    水平配線(xiàn)區(HDA)設計說(shuō)明

    為了提高數據中心機房?jì)染W(wǎng)絡(luò )設備的穩定性,盡可能減少網(wǎng)絡(luò )設備跳線(xiàn)的插拔,水平配線(xiàn)區(HDA)的水平配線(xiàn)機柜采用兩個(gè)配線(xiàn)架相互交叉連接,其中一個(gè)配線(xiàn)架采用RJ45-110方式連接交換機,另外一個(gè)配線(xiàn)架采用六類(lèi)非屏蔽雙絞線(xiàn)以110-110方式與設備區(EDA)服務(wù)器機柜內的六類(lèi)配線(xiàn)架相互連接。

    六類(lèi)非屏蔽雙絞線(xiàn)是目前市場(chǎng)上性能價(jià)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(guò)ANSI/EIA/TIA-568B.2-1標準和ISO/IEC11801(2002)ClassE標準,能確保在100米范圍內傳輸介質(zhì)頻寬達到并超過(guò):250Mhz。六類(lèi)非屏蔽雙絞線(xiàn)在250MHZ頻率上至少可以提供比ANSI/EIA/TIA-568B.2-1標準和ISO/IEC11801(2002)ClassE標準高8dB的性能裕量,最大限度的提高線(xiàn)纜的傳輸速率,并且為未來(lái)應用提供額外的帶寬。

    六類(lèi)UTP線(xiàn)纜技術(shù)指標:

    ·超過(guò)EIA/TIA-586B.2-1標準的技術(shù)指標要求。

    ·完全符合并超越6類(lèi)標準的電纜,中間帶十字架;

    ·芯線(xiàn)規格: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防火阻燃標準;

    ·支持千兆以太網(wǎng)應用。

    6類(lèi)配線(xiàn)架采用模塊化設計,便于安裝和維護,每個(gè)模塊

    都可以獨立更換。6類(lèi)配線(xiàn)架采用耐火,耐腐蝕材料,提供25年性能保證。配線(xiàn)架信息插座安裝快速可靠,一次安裝8根線(xiàn),保持線(xiàn)對間的相互紐絞,提供更好的串繞性能,降低現場(chǎng)安裝人工成本。配線(xiàn)架信息插座后部帶保護套,保證安裝可靠,防止維護過(guò)程中造成的接觸松動(dòng)。

    6類(lèi)配線(xiàn)架技術(shù)指標:

    ·19″24接口(1U);

    ·模塊化設計,可單獨拆卸,前面安裝;

    ·帶線(xiàn)纜保護套,無(wú)需后部理線(xiàn)架;

    ·符合ISO/IEC,TIA推薦為6類(lèi)E級鏈路規格;

    保護裝置:插座后面帶線(xiàn)纜保護套

    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:滿(mǎn)足UL阻燃標準要求,UL文件E81956

    工作溫度:-40至70℃。

    安裝:安裝工具一次端接八根線(xiàn)。

    為了使跳線(xiàn)便于管理及保持機柜內整潔美觀(guān),按照與配線(xiàn)架1:1比例配置1U高度水平理線(xiàn)架。

    設備區(EDA)設計說(shuō)明

    設備區(EDA)的每個(gè)機柜內預裝一個(gè)六類(lèi)24口非屏蔽配線(xiàn)架,用來(lái)管理設備機柜內的網(wǎng)絡(luò )設備,設備區(EDA)的設備機柜采用2米長(cháng)度的六類(lèi)原廠(chǎng)裝跳線(xiàn),跳線(xiàn)的數量按照2:1的比例配備。

    RJ4-5跳線(xiàn)技術(shù)指標

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

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

    ·專(zhuān)利技術(shù)的屏蔽設計使性能的保持穩定。

    ·完全滿(mǎn)足或超過(guò)六類(lèi)標準要求。

    ·與傳統的5類(lèi)、超5類(lèi)系統兼容。

    機柜

    數據中心機房全部采用19英寸密封式機柜,配標準電源插座和散熱風(fēng)扇,用于放置配線(xiàn)設備和網(wǎng)絡(luò )設備。機柜材料選用金屬?lài)娝?,并配有網(wǎng)絡(luò )設備專(zhuān)用配電電源端接位置,可將網(wǎng)絡(luò )設備同放置其中。

    機房接地設計

    數據中心機房?jì)扔写罅康碾娮釉O備,為了保護設備和人身的安全,數據中心機房?jì)人械膸Ы饘偻鈿さ脑O備包括管道、橋架、水管、機柜必須進(jìn)行接地。

    沿數據中心機房?jì)葔?,安裝配線(xiàn)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(xiàn)以并聯(lián)方式聯(lián)接到于此;數據中心機房?jì)鹊匕逑虏荚O由絕緣子固定于地面的網(wǎng)狀銅匯集排(TGB)提供電子設備接地;采用直徑為4mm²帶絕緣層的銅線(xiàn)將設備、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1VR.M.S。
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