数据中心机房布线方案

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1、数据中心机房布线方案1. 概述目前, 我们正处在一种信息爆炸的时代, 数据的存储量已经不仅仅是用 KB、 MB 、 GB 甚 至 TB 来 计 算 , 在 不 远 的 将 来 , 人 们 所 谈 论 的 将 是 PB(1petabyte=1,000terabytes甚至 EB(1exabyte=1,000petabytes。 在公司的 IT 基本架构中,数据中心是数据及业务应用的总控中心。数据中心汇聚了最昂 贵的服务器和存储及网络设备, 肩负着数据存储、 访问的艰巨任务。 数据中心的 建设要面向公司业务的发展, 并为公司提供全面的业务支撑。 这种支撑涵盖了客 户、公司业务、公司数据和决策支持等

2、层面。随着数据中心高密度刀片式服务器及存储设备数量的增多, 数据中心面临着 网络性能、散热、空间、能耗等一系列严峻的挑战。根据全球最大的独立技术研 究公司 Gartner Research 发布的研究资料显示,由于缺少灵活、高性能的综合 布线规划, 在 之前建立的数据中心中, 半数需要在 前升级或者淘 汰。因此, 建设一种完整的、 符合目前及将来规定的高原则的新一代的数据中心 需要达到如下几点规定: 高可靠性基于原则的开放系统, 预先通过测试 , 保证系统 7*24小时稳 定可靠。 高性能满足目前的网络传播需求, 支持至少 1G 或 10G 甚至更高速率 传播 高密度节省空间,以便设备散热设备

3、散热。 可维护性美观大方 , 适应频繁的需求变化,以便 MAC 维护。 可扩展性充足考虑将来业务增长,支持将来扩容需求。本次设计将从先进性、 可靠性、 实用性的原则出发, 以满足目前顾客的应用 需求为基本, 充足考虑到此后技术的发展趋势及也许浮现的需求。 为顾客提供具 有长远效益的全面解决方案。2. 设计原则TIA-942数据中心机房通信设施原则建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范 GB /T 50311-;建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范 GB /T 50312-;国际综合布线原则 ISO /IEC 11801北美建筑通讯线路间距原则 TIA /EIA 569;北美商用建筑通讯基本构造管

4、理规范 TIA /EIA 606;非屏蔽双绞线布线测试原则 TIA /EIA TSB67;北美商用建筑通讯接地规定 TIA /EIA 607;欧洲综合布线系统原则 BN50173;其他国家和行业原则规范;3. TIA-942数据中心机房通信设施原则 4月美国通信工业委员会 TIA 发布了数据中心机房通信设施原则, 该原则正对数据中心的设计、安装提供了规范和建议,内容涉及:建筑构造、空 间布局、安全、节能,接地、机械及防火保护。数据中心区域划分根据该原则 , 典型的数据中心应涉及如下基本的区域 ,1.ER, 提供数据中心与外部网络的互联 . 服务供应商 (SP的连接一方面进入到 ER. 在许多数

5、据中心里 ,ER 被直接放置到计算机机房内 (CR.为了安全起见 , 接入 机房 (ER最佳跟计算机机房分离开2.MDA, 是数据中心的核心管理区域 , 一般位于 CR 中心的位置 ,MDA 涉及核心 路由器 , 核心互换机 ,PBX,IMux 、机柜 /机架等 . 根据原则的建议 , 光纤配线架和铜 缆配线架应当安装到不同的机柜 /架。 MDA 应尽量设计在计算机机房中心位置 , 以 免超过 90米的布线距离规定3.MDA 区域配线架可以安装到机柜或机架 , 机柜的好处是安全及美观 . 机架 的好处是散热及以便管理 .4.HDA, 是数据中心的水平管理区域 , 一般位于机房(CR 中心的位置

6、 , HDA涉及局域网互换机, 水平配线架等, 一种 HDA 管理的信息点一般不超过 个 , 同 MDA,HDA 光纤配线架和铜缆配线架应当分开 . 信息点超过 个 , 需要设立多 个 HDA5.EDA ,用来寄存设备的区域,涉及网络设备 , 通信设备 . 为了以便散热 EDA 区域内的机柜 /架根据通风走廊 (cool aisle和不通风走廊 (hot aisle合理放 置。6.ZDA, 位于 EDA 和 HAD 中间位置 ,ZDA 合用于设备常常移动或变化的区域 , ZDA 可以采用机柜或机架,也可以是集合点箱, (安装于立柱、地板下或可移动 地板 。数据中心级别TIA-942根据数据中心

7、重要性分为 4个级别(tierTier1:最基本的配备, 不必冗余设计及空调设施, 容许最大 28.8小时 /每年 的宕机时间Tier4:最昂贵的配备,必须有 UPS 及空调设施,容许最大 0.4小时 /每年的宕机时间, 此外必须采用生物辨认技术门禁系统, 必须配备气体灭火系统, 多种 备用布线管槽,主干必须冗余。对于一般公司的数据中心 Tier 1,Tier2已经足够, Tier 3,Tier4适合政 府、金融机构,对于 IDC 由于存在大量的主机托管业务,必须遵循 Tier4级别。 备注:N:代表必需的; N+1 :必需的+1个冗余; 2N:两套完整的系统冗余; 2(N+1 :2(必需的+

8、1冗余 。数据中心布线考虑TIA/EIA942原则对数据中心布线给出诸多的建议:充足考虑将来的增长需求 , 预留充足的扩展备用空间采用单模或 OM3多模光纤 (10GBase-SR 300米 采用 Cat6(10GBase-T 37米或 Cat6A 铜缆或 Cat6A 类屏蔽铜缆 (10GBase-T 100米 采用高密度 , 模块化布线系统(如 MPO,MRJ21数据中心属于”强制通风”区域 , 布线建议采用 CMP/OFNP防火级别线 缆 . 基于管理以便考虑 , 光纤、双绞线、同轴电缆采用不同的机柜 /机架 应考虑设备散热和空气对流 , 机柜 /机架的放置根据通风区域 (coolaisl

9、e 和非通风区域 (hot aisle合理布置 建议采用交叉连接(Cross Connect 方式。交叉连接只需通过跳线完毕MAC ,减少管理维护时间;可靠性及可用性高。老式直连方式(Direct connect 不可靠, MAC (移动、增长、变化需重新布线, TIA/EIA942不推荐。 HDA 配线机柜 服务器机柜交叉连接示意图互换机机柜数据中心设备散热及空气对流对于网络稳定性十分重要 . 根据地板能否通风 , 数 据中心分为不通风走廊 (Hot Aisle及通风走廊 (cold aisle.通风走廊 (cold aisle 内 , 机柜 /架面对面摆放 , 冷空气从地板下吹出 , 从机

10、柜 /架前方进入 , 然后 从后部排出 . 不通风走廊 (Hot Aisle,机柜 /架背对背摆放 , 冷空气从前面吹进 , 从背面吹出 . 此外 , 为了增长空气对流 , 防静电地板应当尽量高某些 . 4. 方案设计本数据中心机房综合布线系统按照 4级中心机房进行规划, 端到端选用美国 泰科电子有限公司 AMP 布线布线产品。 六类双绞线 前 后 后 前 前后 高架 地板空调风道非空调风道空调风道非空调风道 具体设计如下:(1 综合布线系统采用星型拓扑构造,分为主配线区 (MDA、水平配线区 (HAD、和设备区(EDA , 水平配线区 (HAD位于每一列机柜的第一 个机柜内。(2 机房主配线

11、区 (MDA和水平配线区 (HDA 之间采用 8芯室内 OM3多模 光纤, 支持 10G 万兆以太网达 300米及 1000Base-SX 达 550米距离, 同步向下兼容目前的 1G , 100Mbps , 10Mbps 以太网应用。 主配线区 (MDA机柜内安装 48芯 LC 光纤配线架,室内光缆采用 LC 尾纤熔接的方式 进行现场熔接, LC-LC 光纤跳线光纤跳线数量按照光纤芯数 4:1比例 配备。(3 水平配线区 (HDA和设备区 (EDA 之间采用六类非屏蔽双绞线互相连 接, Cat6非屏蔽双绞线支持诸如万兆以太网 10GBase-T 、 千兆以太网 1000Base-T 、 10

12、0BASE-Tx 等网络应用的性能规定。每个水平配线区 (HDA机柜内安装一种 12芯 LC 光纤配线架, 室内光缆采用 LC 尾纤熔 接的方式进行现场熔接, LC-LC 光纤跳线光纤跳线数量按照光纤芯数 4:1比例配备。水平配线区 (HDA机柜内铜缆配线架采用两个六类配 线架交叉连接的方式,其中一种配线架用来与设备区(EDA 的配线 架互连,此外一种用来与互换机互连。(4 设备区(EDA 每个机柜按照 15个服务器进行预留,安装一种 24口 六类配线架,采用 RJ45跳线连接至服务器。 主配线区 (MDA设计阐明主配线区 (MDA到各个水平配线区 (HAD的互连选用 8芯 OM3万兆多模室内

13、光 缆。 AMP OM3万兆多模光缆采用独特的增强型 50m 纤芯,以解决高速数据传播 时不会导致数码重叠和误码,支持激光或发光二极管(LED 光源,支持 850nm 或 1300nm 两种波长, 在工作波长为 850nm 时可以支持 10G 万兆以太网 10GBase-SR 达 300米及支持 1000Base-SX 达 900米距离,同步向下兼容目前的 100Mbps , 10Mbps 以太网应用。由于 850nm 窗口下光网络设备(如 1000Base-SX 可使用垂直腔面发射激光 (VCSEL 作为光源而非激光光源, 垂直腔面发射激光的是一种高性能、 低成本的 光收发器, 光学性能接近

14、于激光光源, 而成本只有激光光源的十分之一。 因此采 用 OM3光纤是具有高性价比的万兆网络布线解决方案, 可以使万兆网络设备的投 资大大下降,使得整个网络系统的整体投资更为经济。 AMP 室内光缆采用紧套管构造,套管紧紧环绕在光纤外面,提供机械保护, 构造干燥没有凝胶,易于解决, 重量轻 , 无金属材料,可以安装在桥架、管道 里或悬装于架空缆上。 8芯室内 OM3万兆光缆技术参数 原则 :符合 TIA/EIA-568-B.3, IEC 793-1 / 794-1 及 ISO/IEC 11801( , ITU 652 构造:层绞式松套管,非金属防雷型室内光缆工作温度范畴:-4070防火级别:符

15、合 UL 实验室 OFNR 防火级别。多模光纤规格:50125um ,满足 IEEE802.3ae,ISO/IEC OM3的万兆多 模光纤原则LED 发射带宽 :850nm:1500MHZ/Km 1300nm:500MHZ/KmLaser 发射带宽 : 850nm:MHZ/Km 1300nm:500MHZ/Km最大衰减 : 850nm:3.5dB/Km 1300nm:1.5dB/Km传播距离 :1000Base-SX 2-900m 1000Base-LX 2-550m 10GBase-SR 2-300m 10GBase-LX4 2-300m护套直径:4.8mm最小耐力测试 0.2kpsi弯曲衰

16、减(100圈,直径 75mm 0.5dB/Km安装最大拉力:667N长时间最大拉力:167N瞬间最小弯曲半径:108mm长时间最小弯曲半径:54mm水平配线区 (HDA设计阐明为了提高数据中心机房内网络设备的稳定性, 尽量减少网络设备跳线的插 拔,水平配线区 (HDA的水平配线机柜采用两个配线架互相交叉连接,其中一种 配线架采用 RJ45-110方式连接互换机,此外一种配线架采用六类非屏蔽双绞线 以 110-110方式与设备区 (EDA服务器机柜内的六类配线架互相连接。AMP 六类非屏蔽双绞线是目前市场上性能价格比较好的传播介质, 导体直径 为 23AW, 中间带有十字架, 其性能指标达到并超

17、过 ANSI/EIA/TIA-568B.2-1原则和 ISO/IEC 11801( Class E原则,能保证在 100米范畴内传播介质频宽 达到并超过:250Mhz 。六类非屏蔽双绞线在 250MHZ 频率上至少可以提供比 ANSI/EIA/TIA-568B.2-1原则和 ISO/IEC 11801( Class E原则高 8dB 的 性能裕量,最大限度的提高线缆的传播速率,并且为将来应用提供额外的带宽。 AMP 六类 UTP 线缆技术指标:超过 EIA/TIA-586B.2-1原则的技术指标规定。完全符合并超越 6类原则的电缆,中间带十字架;芯线规格:23AWG ,外径 6.4mm ; 传

18、播延迟 : 最大 536 ns/100 m. 250 MHz 延迟偏差 : 最大 45 ns 弯曲半径 : 4 x 电缆直径 导体阻抗 : 最大 66.58 ohms /km 互电容 : 最大 5.6 nF /100 m 最大承受电压 : 300 volts AC or DC特性阻抗:10015; 1 MHz to 600 MHzCM 防火阻燃原则;支持千兆以太网应用。AMP6类配线架采用模块化设计,便于安装和维护,每个模块都可以独立更换。 AMP NETCONNECT6类配线架采用耐火,耐腐蚀材料,提供 25年性能保证。 配线架信息插座安装迅速可靠, 一次安装 8根线, 保持线对间的相 互纽

19、绞, 提供更好的串绕性能, 减少现场安装人工成本。 配线架信息插座后部带 保护套,保证安装可靠,避免维护过程中导致的接触松动。 Cat 6, 4 pr(Cross fillerAMP6类配线架技术指标: 19 24 接口 (1U;模块化设计,可单独拆卸,前面安装;带线缆保护套,无需后部理线架;符合 ISO/IEC, TIA 推荐为 6类 E 级链路规格;保护装置 :插座背面带线缆保护套RJ-45插座接触针 :8根接触针互相交叉110端子 :45度斜角耐久性 :RJ-45插座:1500次插接110端子:次 SL 工具压接额定电压 :94V传播带宽 250MHz防火级别 : 满足 UL 阻燃原则规

20、定 ,UL 文献 E81956工作温度:-40至 70。安装 :安装工具一次端接八根线。AMP6类信息插座可以采用 AMP NETCONNECT实验室专利的 SL 压接工 具进行安装, 压接技术可以减少对信息插座端子的物理损坏, 提供更高的可反复 安装次数,可反复安装次数至少 次以上。 SL 压接工具安装迅速可靠,一 次安装 8根线, 保持线对间的互相纽绞, 提供更好的串绕性能, 减少现场安装人工成本。 为了使跳线便于管理及保持机柜内整洁美观,按照与配线架 1:1比例配备 1U 高度水平理线架。 设备区 (EDA设计阐明设备区 (EDA的每个机柜内预装一种六类 24口非屏蔽配线架, 用来管理设

21、备 机柜内的网络设备,设备区 (EDA的设备机柜采用 2米长度的 AMP 六类原厂装跳 线,跳线的数量按照 2:1的比例配备。AMP 六类 RJ4-5跳线技术指标高性能的六类跳线, 24AWG (0.51mm 软线,合用于多变动的环境。 增强的模块化水晶头设计,能充足保证新的 1G 解决方案的优越性能。 专利技术的屏蔽设计使性能的保持稳定。完全满足或超过六类原则规定。与老式的 5类、超 5类系统兼容。机柜数据中心机房所有采用 19英寸密封式机柜,配原则电源插座和散热电扇, 用于放置配线设备和网络设备。 机柜材料选用金属喷塑, 并配有网络设备专用配 电电源端接位置,可将网络设备同放置其中。 机房接地设计数据中心机房内有大量的电子设备, 为了保护设备和人身的安全 , 数据中心机房内所有 的带金属外壳的设备涉及管道、桥架、水管、机柜必须进行接地。沿数据中心机房内墙,安装配线间总接地排(TMGB , 金属桥、电缆梯、水管、防静 电地板的静电泄漏接地排 (TGB 等通过直径为 6mm 带绝缘层的铜线以并联方式联接到于此; 数据中心机房内地板下布设由绝缘子固定于地面的网状铜汇集排 (TGB 提供电子设备接地; 采用直径为 4mm 带绝缘层的铜线将设备、机柜就近连接在汇集排上。 接地直流电阻规定不不小于 3.5欧母 , 接地电压不不小于 1V R.M.S。