• 1. 1.了解数据中心的定义、构成及等级划分; 2.熟悉数据中心布线规划与拓扑结构; 3.熟悉数据中心产品的选择; 4.熟悉数据中心管理标识; 5.熟悉数据中心布线系统施工与测试。本章的主要内容第9章 数据中心布线系统设计与施工
  • 2. 9.1.1 数据中心概念9.1 数据中心概述数据中心可以是一个建筑物或建筑物的一个部分,主要用于设置计算机机房及其支持空间。如图9.1所示。数据中心内放置核心的数据处理设备,是单位网络的大脑。数据中心的建立是为了全面、集中、主动并有效地管理和优化IT基础架构,实现信息系统高水平的可管理性、可用性、可靠性和可扩展性,保障业务的顺畅运行和服务的及时提供。 计算机机房主要用于电子信息处理、存储、交换和传输设备的安装、运行和维护的建筑空间,包括服务器机房、网络机房、存储机房等功能区域。 支持空间是计算机机房外部专用于支持数据中心运行的设施和工作空间。包括进线间、内部电信间、行政管理区、辅助区和支持区。
  • 3. 9.1 数据中心概述建筑场地范围建筑物内办公空间数据中心外的电信间和设备间及建筑物进线间行政管理区进线间辅助区服务数据支持空间的电信间数据中心机房内支 持 空 间支持区计算机机房图9.1 数据中心构成图
  • 4. 9.1.2 国内外机房等级分类9.1 数据中心概述按照我国标准《电子信息系统机房设计规范》(GB50174-2008),数据中心可根据使用性质、管理要求及由于场地设备故障导致电子信息系统运行中断在经济和社会上造成的损失或影响程度,分为A、B、C 三级。 A 级为容错型,在系统需要运行期间,其场地设备不应因操作失误、设备故障、外电源中断、维护和检修而导致电子信息系统运行中断。 B 级为冗余型,在系统需要运行期间,其场地设备在冗余能力范围内,不应因设备故障而导致电子信息系统运行中断。 C 级为基本型,在场地设备正常运行情况下,应保证电子信息系统运行不中断。
  • 5. 9.2.1 数据中心布线的空间构成9.2 数据中心布线系统设计数据中心布线包括核心计算机房内布线和计算机房外布线和支持空间(计算机房外)。数据中心布线空间构成见图9.2 所示。
  • 6. 9.2 数据中心布线系统设计
  • 7. 9.2.1 数据中心布线的空间构成9.2 数据中心布线系统设计(1)主配线区(MDA):主配线区包括主交叉连接(MC)配线设备,它是数据中心结构化布线分配系统的中心配线点。当设备直接连接到主配线区时,主配线区可以包括水平交叉连接(HC)的配线设备。 主配线区的配备主要服务于数据中心网络的核心路由器、核心交换机、核心存储区域网络交换设备和PBX 设备。有时接入运营商的设备(如MUX 多路复用器)也被放置在主干区域,以避免因线缆超出额定传输距离或考虑数据中心布线系统及电子信息设备直接与电信业务经营者的通信实施互通,而建立第二个进线间(次进线间)。主配线区位于计算机房内部,为提高其安全性,主配线区也可以设置在计算机房内的一个专属空间内。每一个数据中心应该至少有一个主配线区。1.计算机房内布线
  • 8. 9.2.1 数据中心布线的空间构成9.2 数据中心布线系统设计(2)水平配线区(HDA):水平配线区用来服务于不直接连接到主配线区HC 的设备。水平配线区主要包括水平配线设备,为终端设备服务的局域网交换机、存储区域网络交换机和KVM 交换机。小型的数据中心可以不设水平配线区,而由主配线区来支持。但是,一个标准的数据中心必须有若干个水平配线区。一个数据中心可以有设置于各个楼层的计算机机房, 每一层至少含有一个水平配线区,如果设备配线区的设备距离水平配线设备超过水平线缆长度限制的要求,可以设置多个水平配线区。 在数据中心中,水平配线区为位于设备配线区的终端设备提供网络连接,连接数量取决于连接的设备端口数量和线槽通道的空间容量,应该为日后的发展预留空间。1.计算机房内布线
  • 9. 9.2.1 数据中心布线的空间构成9.2 数据中心布线系统设计(3)区域配线区(ZDA): 在大型计算机房中,为了获得在水平配线区与终端设备之间更高的配置灵活性,水平布线系统中可以包含一个可选择的对接点,叫做区域配线区。区域配线区位于设备经常移动或变化的区域,可以采用机柜或机架,也可以是集合点(CP)完成线缆的连接,区域配线区也可以表现为连接多个相邻设备的区域插座。 区域配线区不可存在交叉连接,在同一个水平线缆布放的路由中不得超过一个区域配线区。区域配线区中不可使用有源设备。1.计算机房内布线
  • 10. 9.2.1 数据中心布线的空间构成9.2 数据中心布线系统设计(4)设备配线区(EDA): 设备配线区是分配给终端设备安装的空间,可以包括计算机系统和通信设备,服务器和存储设备刀片服务器和服务器及外围设备。设备配线区的水平线缆端接在固定于机柜或机架的连接硬件上。需为每个设备配线区的机柜或机架提供充足数量的电源插座和连接硬件,使设备缆线和电源线的长度减少至最短距离。1.计算机房内布线
  • 11. 9.2.1 数据中心布线的空间构成9.2 数据中心布线系统设计(1)进线间:进线间是数据中心结构化布线系统和外部配线及公用网络之间接口与互通交接的场地,设置用于分界的连接硬件。 基于安全目的,进线间宜设置在机房之外。根据冗余级别或层次要求的不同,进线间可能需要多个,以根据网络的构成和互通的关系连接外部或电信业务经营者的网络。如果数据中心面积非常大的情况下,次进线间就显得非常必要,这是为了让进线间尽量与机房设备靠近,以使设备之间的连接线缆不超过线路的最大传输距离要求。 进线间的设置主要用于电信线缆的接入和电信业务经营者通信设备的放置。这些设施在进线间内经过电信线缆交叉转接,接入数据中心内。如果进线间设置在计算机房内部,则与主配线(MDA)区合并。2. 支持空间
  • 12. 9.2 数据中心布线系统设计建 筑 物电信间电信间电信间电信间电信间主进线间大楼设备间大楼进线间次进线间主配线区运营商运营商运营商图9.3 建筑物进线间、数据中心进线间及次进线间
  • 13. 9.2.1 数据中心布线的空间构成9.2 数据中心布线系统设计(2)电信间:电信间是数据中心内支持计算机房以外的布线空间,包括行政管理区、辅助区和支持区。电信间用于安置为数据中心的正常办公及操作维护支持提供本地数据、视频和语音通信服务的各种设备。电信间一般位于计算机房外部,但是如果有需要,它也可以和主配线区或水平配线区合并。数据中心电信间与建筑物电信间属于功能相同,但服务对象不同的空间,建筑物电信间主要服务于楼层的配线设施。 (3)行政管理区:办公区是用于办公、卫生等目的的场所。包括:工作人员办公室、门厅、值班室、盥洗室、更衣间等。2. 支持空间
  • 14. 9.2.1 数据中心布线的空间构成9.2 数据中心布线系统设计(4)辅助区:辅助区是用于电子信息设备和软件的安装、调试、维护、运行监控和管理的场所。包括测试机房、监控中心、备件库、打印室、维修室、装卸室、用户工作室等区域。 (5)支持区:支持区是支持并保障完成信息处理过程和必要的技术作业的场所。包括变配电室、柴油发电机房、UPS 室、电池室、空调机房、动力站房、消防设施用房、消防和安防控制室等。2. 支持空间
  • 15. 9.2.2 数据中心布线规划与拓扑结构9.2 数据中心布线系统设计1. 数据中心网络布线规划 在数据中心建设规划和设计时,要求对数据中心建设有一个整体的了解,需要较早和全面地考虑与建筑物之间的关联与作用。综合考虑和解决场地规划布局中有关建筑、电气、机电、通信、安全等多方面协调的问题。 在新建和扩建一个数据中心时,建筑规划、电气规划、电信布线结构、设备平面布置、供暖通风及空调、环境安全、消防措施、照明等方面需要协调设计。
  • 16. 9.2.2 数据中心布线规划与拓扑结构9.2 数据中心布线系统设计2. 数据中心网络布线拓扑结构 连接各数据中心空间的布线系统组成了数据中心布线系统的基本星型拓扑结构的各个元素,以及体现这些元素间的关系。数据中心布线系统基本元素包括: (1)水平布线; (2)主干布线; (3)设备布线; (4)配线区的主交叉连接; (5)电信间,水平配线区或主配线区的水平交叉连接; (6)区域配线区内的区域插座或集合点; (7)设备配线区内的信息插座。
  • 17. 9.2.2 数据中心布线规划与拓扑结构9.2 数据中心布线系统设计主交叉连接水平交叉连接水平交叉连接互连有源设备互连有源设备互连有源设备主配线区水平配线区区域配线区设备配线区图9.4 数据中心布线系统网络拓扑结构
  • 18. 9.2.2 数据中心布线规划与拓扑结构9.2 数据中心布线系统设计HDA ZDA EDA 设备 水平交叉连接集合点 设备连接端口 设备 图9.5 水平布线系统信道构成(4连接点)
  • 19. 9.2.2 数据中心布线规划与拓扑结构9.2 数据中心布线系统设计图9.6 HAD直接连接至EDA 图9.7 HAD通过ZDA区域插座连接至EDA
  • 20. MDA HDA 设备 主干交叉连接水平交叉连接 设备 图9.8 主干布线系统的信道构成9.2.2 数据中心布线规划与拓扑结构9.2 数据中心布线系统设计
  • 21. 9.2.2 数据中心布线规划与拓扑结构9.2 数据中心布线系统设计进线室(运营商设备和用户设备分界点)水平布线图9.9 主干布线系统构成主配线区(路由器、主干LAN/SAN交换机,PBX,复用器)电信间(办公室和操作中心LAN交换机)水平配线区(LAN/SAN/KVM交换机)水平配线区(LAN/SAN/KVM交换机)水平布线主干布线主干布线
  • 22. 9.2.2 数据中心布线规划与拓扑结构9.2 数据中心布线系统设计(1)数据中心布线设计考虑 基于标准的开放系统; 综合考虑扩容需求的高性能和高带宽,预留充分的扩展备用空间; 支持10G 万兆或更高速率的网络技术; 支持新型存储设备; 高质量,可用性和可量测性; 冗余性; 高容量和高密度; 易于移动增加和改动的灵活性和可扩展性; 交叉连接的管理模式只需通过跳线完成移动、增加和变更,降低管理维护时间。3. 用户需求分析
  • 23. 9.2.2 数据中心布线规划与拓扑结构9.2 数据中心布线系统设计(2)需求分析表 基于以上布线设计考虑,我们可以整理出一份通用的用户需求分析简表9-4。具体可看考《数据中心布线系统设计与施工技术白皮书》。 在进行设计规划的工作以前,向用户提交基础数据调查表,用于进行设计规划的主要业务需求依据。 (3)设计规划表 在获得了以上的用户需求调查结果后,我们可以通过填写简表9-5来完成数据中心布线的规划。具体可看考《数据中心布线系统设计与施工技术白皮书》。 3. 用户需求分析
  • 24. 项目内容用户回复备注项目名称建设单位数据中心等级与安全要求机房等级A 级(国标)B 级(国标)C 级(国标)1 级(TIA/EIA942)2 级(TIA/EIA942)3 级(TIA/EIA942)4 级(TIA/EIA942)布线等级6 类6A 类多模光纤单模光纤安全要求屏蔽非屏蔽表9-4数据中心基础数据调查表
  • 25. 表9-4数据中心基础数据调查表项目内容用户回复备注网络分类1内网2专用网3外网4生产网5与公用电信网互通关系计算机机房位置1楼层位置2机房层高及安排(活动地板净高、机架高度、机架顶部线槽 分布情况)3平面布置图(包括其它支持空间)4各功能区面积5建筑物电信间、设备间、进线间、缆线竖井位置与平面图6电力室位置7外部缆线引入口位置电力线通信缆线接地线其它弱电缆线8外部缆线敷设路由水管、暖气管等管线安装位置及管径与尺寸9水管、暖气管等管线敷设路由
  • 26. 表9-4数据中心基础数据调查表项目内容用户回复备注大楼布线系统1布线系统图2 FD 与BD 所设位置3产品的选用情况(缆线与配线模块)⋯计算机网络系统1网络结构图(大楼与机房两部分)2网络设备安装场地平面布置图……计算机机房内信息通信设施1规模和数量(近期与远期)2设备种类与清单3机柜(机架)选用类型与尺寸及数量4机柜(机架)安装及加固方式及位置5机房空调设备的安装位置6机房活动地板板块尺寸7接地装置的位置……
  • 27. 表9-4数据中心基础数据调查表项目内容用户回复备注项目名称建设单位计算机机房内缆线布放方式1架空地板下2梁下或吊顶下3密闭线槽或敞开布放4管、槽敷设路由……
  • 28. 表9-5 数据中心结构化布线系统用户设计规划表项目内容规划备注数据中心可用性分级1分级选择接入运营商及进线间1是否多电信业务经营者线路接入2接入线路是否有冗余3是否有多个进线间4进线间是否设在计算机房内5进线是否经由建筑物布线的进线间…..电信空间1数据中心有几个功能分区(层)2分区之间的连接线路种类和数量3主配线区位置4主配线区连接数量5水平配线区位置6水平配线区连接数量7设备配线区位置8设备配线区连接数量9电信间位置10电信间连接数量11各支持空间位置12各支持空间连接数量……
  • 29. 项目内容规划备注建筑和结构1防静电地板网格尺寸2防静电地板下净高度3房静电地板面至楼顶板高度4天花板吊顶内高度5机柜顶部空间⋯ 机架和机柜1进线间使用机架/机柜数量及排列方式2进线间机架/机柜内设备类型及数量3主配线区使用机架/机柜数量及排列方式4主配线区机架/机柜内设备类型及数量5水平配线区使用机架/机柜数量及排列方式6水平配线区机架/机柜内设备类型及数量7设备配线区使用机架/机柜数量及排列方式8设备配线区机架/机柜内设备类型及数量9机柜规格一10机柜规格二11机架规格一12机架规格二13机架/机柜前后通道宽度(是否满足气流要求)表9-5 数据中心结构化布线系统用户设计规划表
  • 30. 表9-5 数据中心结构化布线系统用户设计规划表14机架/机柜特殊散热方式考虑15机架/机柜行两端及中间走道的宽度16机架/机柜接地考虑17机架/机柜抗震加固考虑18机架/机柜PDU 容量考虑…… 走线通道1上/下走线方式2冷热通道考虑3走线通道选型4走线通道间隔5走线通道路由……
  • 31. 表9-5 数据中心结构化布线系统用户设计规划表布线系统1是否有主干2主干是否有双线路冗余3主干线缆类型(铜)4主干线缆类型(光)5主交叉连接配线设备类型及数量(铜)6主交叉连接配线设备类型及数量(光)7是否有水平8水平是否有双线路冗余9水平线缆类型(铜)10水平线缆类型(光)11水平交叉连接配线设备类型及数量(铜)12水平交叉连接配线设备类型及数量(光一)13水平交叉连接类型(光二 )14相邻行的列头柜之间是否有互连15是否有CP 点16CP 点互连的配线设备类型及数量(铜)17CP 点互连的配线设备类型及数量(光)18是否有区域插座19区域插座类型及数量(铜)20区域插座类型及数量(光)21设备配线区的配线设备类型及数量(铜)22设备配线区的配线设备类型及数量(光)23设备之间是否有点到点互连……
  • 32. 表9-5 数据中心结构化布线系统用户设计规划表项目内容规划备注布线测试1测试方法/设备(铜)2测试依据(铜)3测试方法/设备(光)4测试依据(光)….. 布线管理1ID 编码方式2线缆/跳线标注方法3连接硬件标注方法4是否彩色编码5文档管理方式6是否使用实时电子智能管理…… 其他1……
  • 33. 9.2.3 产品选择9.2 数据中心布线系统设计推荐使用的布线传输介质有: (1)100 欧姆平衡双绞线,建议6类/E级(GB 50311-2007 )、6A类/EA级(ANSI/TIA/EIA-568-B.2-10,ISO/IEC 11801:2008)或F/FA级(GB 50311-2007,ISO/IEC11801:2008) (2)多模光缆:62.5/125 um 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) (3)单模光缆(ANSI/TIA/EIA-568-B.3)1. 线缆
  • 34. 9.2.3 产品选择9.2 数据中心布线系统设计机架为开放式结构,一般用于安装配线设备,有2柱式和4柱式。 机柜为封闭式结构,一般用于安装网络设备、服务器和存储设备等,也可以安装配线设备。2. 机柜/机架
  • 35. 9.2.3 产品选择9.2 数据中心布线系统设计为提高与满足企业的成本效益要求,数据中心要求能够提供更高密度的设备以及应用空间。因此,在数据中心中使用的配线架应能满足高密度安装配线模块,方便端口的维护或更换,并且能清楚方便地对端口进行识别的要求。 模块化的配线架可以灵活配置机柜/机架单元空间内的端接数量,既减少端口浪费又便于日后的维护变更。常用的配线架,通常在1U或2U的空间可以提供24个或48个标准的RJ-45接口,而使用高密度配线架可以在同样的机架空间内获得高达48个或72个标准的RJ-45接口,从而大大提高了机柜的使用密度,节省了空间。3. 配线架
  • 36. 9.2.3 产品选择9.2 数据中心布线系统设计 在数据中心中通过水平线缆管理器和垂直线缆管理器实现对机柜或机架内空间的整合,提升线缆管理效率,使系统中杂乱无章的设备线缆与跳线管理得到很大的改善。水平线缆管理器主要用于容纳内部设备之间的连接,有1U和2U,单面和双面,有盖和无盖等不同结构组合,线缆可以从左右、上下出入,有些还具备前后出入的能力。垂直线缆管理器分机柜内和机柜外两种,内部的垂直线缆管理器主要用于管理机柜内部设备之间的连接,一般配备滑槽式盖板;机柜外的垂直线缆管理器主要用于管理相邻机柜设备之间的连接,一般配备可左右开启的铰链门。4. 线缆管理器
  • 37. 9.2.3 产品选择9.2 数据中心布线系统设计4. 线缆管理器
  • 38. 9.2.3 产品选择9.2 数据中心布线系统设计在数据中心中通过设备线缆与跳线实现端口之间的连接。设备线缆与跳线可采用铜缆或光纤。它们的性能指标应满足相应标准的要求。 光、电设备线缆与跳线应和水平或主干光(电)缆的等级保持一致,还应与网络设备、配线设备端口连接硬件的等级保持一致,并且能够互通。 在端口密集的配线和网络机柜和机架上,可以使用高密度的铜缆和光纤跳线。这些跳线通过对传统插拔方式或接口密度的重新设计,在兼容标准化插口的前提下提高了高密度环境的插拔准确性和安全性。5. 设备线缆与跳线
  • 39. 9.2.3 产品选择9.2 数据中心布线系统设计5. 设备线缆与跳线高密度线缆跳线构成
  • 40. 9.2.3 产品选择9.2 数据中心布线系统设计预端接系统是一套高密度,由工厂端接、测试的,符合标准的模块式连接解决方案。预连接系统包括配线架、模块插盒和经过预端接的铜缆和光缆组件。 预端接系统的特点是经过工厂端接和测试的铜缆和光缆可以提供可靠的质量和性能;基于模块化设计的系统允许安装者快速便捷地连接系统部件,实现铜缆和光缆的即插即用,降低系统安装的成本;当移动大数量的线缆时,预端接系统可以减少移动所带来的风险;预连接系统在接口、外径尺寸等方面具有的高密度优点节省了大量的空间,在网络连接上具有很大的灵活性,使系统的管理和操作都非常方便。6. 预连接系统
  • 41. 9.2 数据中心布线系统设计光缆预连接系统构成
  • 42. 9.2.3 产品选择9.2 数据中心布线系统设计6. 预连接系统铜缆预连接系统构成
  • 43. 9.2.3 产品选择9.2 数据中心布线系统设计(1)开放式桥架。金属网格式电缆桥架由纵横两向钢丝组成,电缆桥架的结构为网格式的镂空结构。这种开放式桥架具有结构轻便,坚固稳定,散热好,安装简便,线缆维护升级方便等优点,更提高了安装线缆的可视性,辨别容易。可以选择地板下或机柜/机架顶部或吊顶内安装。开放式桥架主要分为网格式桥架,梯架和穿孔式桥架等几大类。 (2)封闭式线槽。封闭式的电镀锌桥架与JDG、KBG 类的薄壁镀锌钢管进行组合。 封闭式桥架主要有:槽式电缆桥架,托盘式电缆桥架,梯级式电缆桥架,大跨距电缆桥架,组合式电缆桥架,阻燃玻璃钢电缆桥架,抗腐蚀铝合金电缆桥架等。7. 走线通道
  • 44. 9.2.4 通道设计9.2 数据中心布线系统设计架空地板,也被称作活动地板系统,地面起到防静电的作用,在它的下部空间又可以作为冷、热通风的通道。同时它又被应用在支持下走线的数据中心内。 在下走线的机房中,线缆不能在架空地板下面随便摆放。架空地板下线缆敷设在走线通道内,通道可以分开设置,进行多层安装,线槽高度不宜超过150mm。 国内标准中规定,架空地板下空间只作为布放通信线缆使用时,地板内净高不宜小于250mm。当架空地板下的空间既作为布线,又作为空调静压箱时,地板高度不宜小于400mm。1. 架空地板走线通道
  • 45. 9.2.4 通道设计9.2 数据中心布线系统设计(1)净空要求 在数据中心的建设中,通常还安装有抗静电天花板(或简称吊顶),但是近年来国际上也有很多数据中心不使用吊顶,通常挑高开阔的超大型或袖珍型的数据中心不使用吊顶,而使用其他的方式来解决机房顶部的抗静电问题或美观问题,这通常也由各个数据中心的具体情况决定。 常用的机柜高度一般为2.0m,气流组织所需机柜顶面至天花板的距离一般为500~700mm,故机房净高不宜小于2.6m。2. 天花板下走线通道
  • 46. 9.2.4 通道设计9.2 数据中心布线系统设计(2)通道形式 天花板走线通道分为槽式、托盘式和梯架式等结构,由支架、托臂和安装附件等组成。 在数据中心的走道和其他用户公共空间上空,天花板走线通道的底部必须使用实心材料,或者将走线通道安装在离地板2.7m以上的空间,以防止人员触及和保护其不受意外或故意的损坏。2. 天花板下走线通道
  • 47. 9.2.4 通道设计9.2 数据中心布线系统设计走线通道敷设应符合以下要求: (1)走线通道安装时应做到安装牢固,横平竖直,沿走线通道水平走向的支吊架左右偏差应不大于l0mm,其高低偏差不大于5mm。 (2)走线通道与其他管道共架安装时,走线通道应布置在管架的一侧。 走线通道内缆线垂直敷设时,在缆线的上端和每间隔1.5m 处应固定在通道的支架上,水平敷设时,在缆线的首、尾、转弯及每间隔3~5m处进行固定。3. 走线通道敷设要求
  • 48. 9.2.5 机柜机架布置设计9.2 数据中心布线系统设计(1)机柜/机架散热 机柜、机架与线缆的走线槽道摆放位置,对于机房的气流组织设计至关重要。 以交替模式排列设备行,即机柜/机架面对面排列以形成热通道和冷通道。冷通道是机架/机柜的前面区域,热通道位于机架/机柜的后部。采用从前到后的冷却配置。针对线缆布局,电子设备在冷通道两侧相对排列,冷气从钻孔的架空地板吹出。热通道两侧电子设备则背靠背,热通道下的地板无孔,天花板上的风扇排出热气。 地板下走线,电力电缆和数据电缆宜分布在热通道的地板下面,或机柜/机架的地板下面,分层敷设。如果一定要在冷通道的地板下面走线,则应相应提高静电地板的高度以保证制冷空气流量不受影响。1. 机柜/机架安装设计
  • 49. 9.2 数据中心布线系统设计机房设备摆放位置与气流组织
  • 50. 9.2.5 机柜机架布置设计9.2 数据中心布线系统设计对于适中的热负荷,机柜可以采用以下任何通风措施: ① 通过前后门上的开口或孔通风,提供50%以上开放空间,增大通风开放尺寸和面积能提高通风效果; ② 采用风扇,利用门上通风口和设备与机架门间的充足的空间推动气流通风。 对于高的热负荷,自然气流效率不高,要求强迫气流为机柜内所有设备提供足够的冷却。强迫气流系统采用冷热通道系统附加通风口的方式。1. 机柜/机架安装设计
  • 51. 9.2.5 机柜机架布置设计9.2 数据中心布线系统设计(2)机柜/机架摆放 机柜和机架放置时,要求前面或后面边缘沿地板板块边缘对齐排列,以便于机柜和机架前面和后面的地板板块取出。 用于机柜走线的地板开口位置应该置于机柜下方或其它不会绊到人的其他位置;用于机架走线的地板开口位置应该位于机柜间的垂直线缆管理器的下方,或位于机柜下方的底部拐角处。通常,在垂直线缆管理器下安置开口更可取。地板上应按实际使用需要开出线口,出线口周边应套装索环或固定扣,其高度不得影响机柜/机架的安装。 机柜和机架的摆放位置应与照明设施的安装位置相协调。1. 机柜/机架安装设计
  • 52. 9.2.5 机柜机架布置设计9.2 数据中心布线系统设计(3)机柜轨道调整 机柜的每一个U(最大为42U的空间)要求有可前后调整的轨道。并给每U 单元做标记以简化设备布置。设备和连接硬件要求固定在机架的轨道上,便于最有效的利用机柜空间。 如果配线架安装在机柜前面,为了给配线架和门之间的线缆管理提供空间,前面轨道至少缩进100mm。同样,如果配线架安装在机柜背面,背面轨道也至少缩进100mm。 为防止触及配线架背面。配线架不能同时安装在同一个机柜或机架前后轨道上。 如果电源板安装在机柜的前面或后面轨道,要为电源板和电源线提供足够的净空间。1. 机柜/机架安装设计
  • 53. 9.2.5 机柜机架布置设计9.2 数据中心布线系统设计(4)行人通道设置 主机房内行人通道与设备之间的距离应符合下列规定: ① 用于运输设备的通道净宽不应小于1.5m; ② 面对面布置的机柜或机架正面之间的距离不宜小于1.2m; ③ 背对背布置的机柜或机架背面之间的距离不宜小于1m; ④ 当需要在机柜侧面维修测试时,机柜与机柜、机柜与墙之间的距离不宜小于1.2m; ⑤ 成行排列的机柜,其长度超过6m(或数量超过10个)时,两端应设有走道;当两个走道之间的距离超过15m(或中间的机柜数量超过25个)时,其间还应增加走道;走道的宽度不宜小于1m,局部可为0.8m。1. 机柜/机架安装设计
  • 54. 9.2.5 机柜机架布置设计9.2 数据中心布线系统设计(1)预连接系统安装设计 预连接系统可以用于水平配线区-设备配线区,也可以用于主配线区-水平配线区。预连接系统的设计关键是准确定位预连接系统两端的安装位置以定制合适的线缆长度,包括配线架在机柜内的单元高度位置和端接模块在配线架上的端口位置。2. 配线设备安装设计
  • 55. 9.2.5 机柜机架布置设计9.2 数据中心布线系统设计(2)机架线缆管理安装设计 在进线间、主配线区和水平配线区,在每对机架之间和每列机架两端安装垂直线缆管理器(布线空间),垂直线缆管理器宽度至少为83 mm(3.25in)。在单个机架摆放处, 垂直线缆管理器至少150 mm(6in)宽。两个或多个机架一列时,在机架间考虑安装宽度250mm (10in)的垂直线缆管理器,在一排的两端安装宽度150mm (6in)的垂直线缆管理器。线缆管理器要求从地面延伸到机架顶部。 在进线间、主配线区和水平配线区,水平线缆管理器要安装在每个配线架上方或下方,水平线缆管理器和配线架的首选比例为1:1。 线缆管理器的尺寸和线缆容量应按照50%的填充度来设计。 管理6A类及以上级别线缆和跳线,宜采用在高度或深度上适当增加理线空间的线缆管理器以满足其最小弯曲半径要求。 在放置光纤配线单元的机柜或机架中,线缆管理器不仅要满足线缆管理的容量要求,还必须满足光纤的最小弯曲半径要求。2. 配线设备安装设计
  • 56. 9.2.6 管理9.2 数据中心布线系统设计数据中心内的每一电缆、光缆、配线设备、端接点、接地装置、敷设管线等组成部分均应给定唯一的标识符。标识符应采用相同数量的字母和数字等标明,按照一定的模式和规则来进行。 所有需要标识的设施都要有标签。建议按照“永久标识”的概念选择材料,标签的寿命应能与布线系统的设计寿命相对应。建议标签材料符合通过UL969(或对应标准)认证以达到永久标识的保证;同时建议标签要能达到环保RoHS 指令要求。从结构上可分为粘贴型和插入型标签,所有标签应保持清晰、完整,并满足环境的要求。标签应打印,不允许手工填写,应清晰可见、易读取。特别强调的是,标签应能够经受环境的考验,比如潮湿、高温、紫外线,应该具有与所标识的设施相同或更长的使用寿命。聚酯或聚烯烃等材料通常是最佳的选择。1. 标签标识
  • 57. 9.2.6 管理9.2 数据中心布线系统设计连接硬件标签主要指配线架标识,面板标识和其他一些平面表面标识。按照打印机类型可以分为三个大类。这三个大类的标签系统分别对应激光/喷墨打印机,热敏式打印机以及针式打印机。在布线系统中,常用的标签类型为激光/喷墨打印机标签和热敏打印机标签。 连接硬件的标签材料主要使用聚酯或聚烯烃。根据需要标识的硬件类型和要求,可以选择粘性标签或非粘性标签。标签的形式见图9.10 所示。2. 连接硬件标签系统
  • 58. 9.2 数据中心布线系统设计
  • 59. 9.2.6 管理9.2 数据中心布线系统设计3. 布线管理系统 可采用纯软件的布线管理系统或软、硬件集成的智能电子布线管理系统来实施对布线系统的管理。
  • 60. 9.2.6 管理9.2 数据中心布线系统设计3. 布线管理系统 可采用纯软件的布线管理系统或软、硬件集成的智能电子布线管理系统来实施对布线系统的管理。
  • 61. 9.2.6 管理9.2 数据中心布线系统设计(1)机柜/机架标识 数据中心中,机柜和机架的摆放和分布位置可根据架空地板的分格来布置和标示,依照ANSI/TIA/EIA-606-A标准,在数据机房中必须使用两个字母或两个阿拉伯数字来标识每一块600mm×600mm 的架空地板。在数据中心计算机房平面上建立一个XY坐标系网格图,以字母标注X轴数字标注Y轴,确立坐标原点。机架与机柜的位置以其正面在网格图上的坐标标注如下图9.11所示:4. 标识设计
  • 62. 9.2 数据中心布线系统设计图9.11 坐标标注
  • 63. 9.2.6 管理9.2 数据中心布线系统设计例如,上述在数据中心第三层的AJ05地板网格的机柜标为3AJ05。 一般情况下,机架和机柜的标识符可以为以下格式: nnXXYY,其中 nn=楼层号 XX=地板网格列号 YY=地板网格行号 在没有架空地板的机房里,也可以使用行数字和列数字来识别每一机架和机柜。如图9.12所示。在有些数据中心里,机房被细分到房间中,编号应对应房间名字和房间里面机架和机柜的序号。4. 标识设计
  • 64. 9.2 数据中心布线系统设计图9.12 行列标注
  • 65. 9.2.6 管理9.2 数据中心布线系统设计(2)配线架标识 ① 配线架的标识。配线架的编号方法应当包含机架和机柜的编号和该配线架在机架和机柜中的位置来表示。在决定配线架的位置时,水平线缆管理器不计算在内。配线架在机架和机柜中的位置可以自上而下用英文字母表示,如果一个机架或机柜有不止26 个配线架,需要两个特征来识别。 ② 配线架端口的标识。用两个或三个特征来指示配线架上的端口号。比如,在机柜3AJ05 中的第二个配线架的第四个端口可以被命名为3AJ05-B04。 一般情况下,配线架端口的标识符可以为以下格式: nnXXYY-A-mmm,其中 nn= 楼层号 XX= 地板网格列号 YY= 地板网格行号 A= 配线架号 (A-Z, 从上至下) mmm= 线对/芯纤/端口号4. 标识设计
  • 66. 9.2.6 管理9.2 数据中心布线系统设计③ 配线架连通性的标识 配线架连通性管理标识: p1 to p2,其中: p1=近端机架或机柜、配线架次序和端口数字。 p2=远端机架或机柜、配线架次序和端口数字。 为了简化标识和方便维护,考虑补充使用ANSI/TIA/EIA-606-A中用序号或者其他标识符表示。例如,连接24根从主配线区到水平配线区1的6类线缆的24口配线架应当包含标签 ‘MDA to HDA1 Cat 6 UTP 1 – 24’。 . 例如,图9.13和图9.14显示用于有24根6类线缆连接柜子AJ05到AQ03(如图9.11 中所示)的24位配线架的标签。4. 标识设计
  • 67. 9.2.6 管理9.2 数据中心布线系统设计4. 标识设计图9.13配线架标签
  • 68. 9.2.6 管理9.2 数据中心布线系统设计(3)线缆和跳线标识 连接的线缆上需要在两端都贴上标签标注其远端和近端的地址。 线缆和跳线的管理标识: p1n / p2n 其中: p1n =近端机架或机柜、配线架次序和指定的端口。 p2n =远端机架或机柜、配线架次序和指定的端口。 例如,图9.13 中显示的连接到配线架第一个位置的线缆可以包含下列标签:AJ05-A01/ AQ03-B01。并且在柜子AQ03 里的相同的线缆将包含下列标签:AQ03-B01 / AJ05-A01。如图9.15 所示。4. 标识设计
  • 69. 9.2 数据中心布线系统设计图9.14 采样配线架标签
  • 70. 9.2.6 管理9.2 数据中心布线系统设计4. 标识设计
  • 71. 9.3.1 配线设备安装9.3 数据中心布线系统安装与测试(1)走线通道敷设应符合以下要求: ① 走线通道安装时应做至安装牢固,横平竖直,沿走线通道水平走向的支吊架左右偏差应不大于l0mm,其高低偏差不大于5mm; ② 走线通道与其他管道共架安装时,走线通道应布置在管架的一侧; ③ 走线通道内缆线垂直敷设时,在缆线的上端和每间隔1.5m处应固定在通道的支架上,水平敷设时,在缆线的首、尾、转弯及每间隔3~5m处进行固定; ④ 布放在电缆桥架上的线缆必须绑扎。绑扎后的线缆应互相紧密靠拢,外观平直整齐,线扣间距均匀,松紧适度; ⑤ 要求将交、直流电源线和信号线分架走线,或金属线槽采用金属板隔开,在保证线缆间距的情况下,同槽敷设;1. 线路施工
  • 72. 9.3.1 配线设备安装9.3 数据中心布线系统安装与测试⑥ 线缆应顺直,不宜交叉。在线缆转弯处应绑扎固定; ⑦ 线缆在机柜内布放时不宜绷紧,应留有适当余量,绑扎线扣间距均匀,力度适宜,布放顺直、整齐,不应交叉缠绕。 (2) 6AUTP线缆敷设通道填充率不应超过40%,尽管最小弯曲半径仍是安装时不得小于8倍线缆外径及固定时不得小于4倍线缆外径,但由于6A UTP线缆外径一般大于8mm,对线缆敷设和固定还是有一定的影响。1. 线路施工
  • 73. 9.3.1 配线设备安装9.3 数据中心布线系统安装与测试(1)设备线缆与跳线端接 ① 完成交叉连接时,尽量减少跳线的冗余; ② 保证配线区域的双绞线及光纤跳线与设备线缆满足相应的弯曲半径要求; ③ 线缆应端接到性能级别相一致的连接硬件上; ④ 进入同一机柜或机架内的主干线缆和水平线缆应被端接在不同的配线架上。 (2)为了保证因线缆在插座端接时的质量而影响对阻抗的完好匹配,使得平衡破坏而造成串扰(包括NEXT 和ELFEXT)、回损参数不达标,必须注意以下几点: ① 在完成双绞线端接时应剥除最少长度的线缆外护套; ② 正确按照制造商规范进行线缆准备、端接、定位和固定; ③ 由于端接而产生的线对开绞距离在超5类或更高级别线缆中不能超过13mm; ④ 机柜内6A 类 UTP 固定不宜采用过紧的捆扎工艺,并保证其最小弯曲半径。2.线缆端接
  • 74. 9.3.1 配线设备安装9.3 数据中心布线系统安装与测试(1)开放式网格桥架的安装施工 ① 地板下安装,桥架在与大楼主桥架导通后,在相应的机柜列下方,每隔1.5m 安装一个桥架地面托架;安装时,配以M6 法兰螺栓、垫圈、螺母等紧固件进行固定。 一般情况下可采用支架,托架与支架离地高度也可以根据用户现场的实际情况而定,不受限制,底部至少距地50mm 安装。 ② 天花板安装,根据用户承重等的实际需求,可选择不同的吊装支架。通过槽钢支架或者钢筋吊竿,再结合水平托架和M6 螺栓将主桥架固定,吊装于机柜上方。在对应机柜的位置处,将相应的线缆布放到相应的机柜中,通过机柜中的理线器等对其进行绑扎、整理归位。3.通道安装
  • 75. 9.3.1 配线设备安装9.3 数据中心布线系统安装与测试3.通道安装托架安装方式
  • 76. 9.3.1 配线设备安装9.3 数据中心布线系统安装与测试3.通道安装支架安装方式
  • 77. 9.3.1 配线设备安装9.3 数据中心布线系统安装与测试3.通道安装吊架安装方式
  • 78. 9.3.1 配线设备安装9.3 数据中心布线系统安装与测试(2) 开放式网格桥架的特殊安装方式: ① 分层安装,创新的分层布线可以满足敷设更多线缆的需求,便于维护和管理同,也能使现场更美观; ② 机柜安装,机柜安装代替了传统的吊装和天花板安装。采用这种新的安装方式,安装人员不用在天花板上钻孔,不会破坏天花板,而且安装和布线时工人无需爬上爬下,省时省力,非常方便。再加上网格式桥架开放的特点,用户不仅能对整个安装工程有更直观的控制,线缆也能自然通风散热,减少能耗,节约能源;机房日后的维护升级也很简便。3.通道安装
  • 79. 9.3.1 配线设备安装9.3 数据中心布线系统安装与测试(3)将配线架(配线模块)直接安装在网格式桥架上,通过简单安装,配线架可以固定网格式桥架上,水平线缆,的整理和路由在桥架上进行,而配线架自带的环形理线器可以正常进行跳线的管理,当机柜需要进行增减变更时,只需插拔跳线即可,非常方便。 (4)梯架的补充 网格式桥架因其轻便、灵活,在很多情况下可以成为梯架理想的替代品。不过,也有很多用户在项目中把网格式桥架作为梯架的补充。梯架用于支持主干电力电缆的敷设,而网格式桥架则用于二、三级支线的部位。 (5) 封闭式管、槽的安装施工 线槽可在地板下或机柜上方安装,部分路径还要借助天花吊装。3.通道安装
  • 80. 9.3.2 接地体与接地网的安装9.3 数据中心布线系统安装与测试机架上的接地装置应当采用自攻螺丝以及喷漆穿透垫圈以获得最佳电气性能。如果机架表面是油漆过的,接地必须直接接触到金属,所以当装配机架时,借助褪漆溶剂、冲击钻的帮助,也可以获得更好的联结质量。 在机架后部,应当安装与机架安装高度相同的接地条,以方便机架上设备的接地连接。通常安装在机架一侧就可满足要求。 在机架设备安装导轨的正面和背面距离地面1.21m 高度分别安装静电释放(ESD)保护端口。在静电释放(ESD)保护端口正上方安装相应标识。 机架通过6 AWG 跳线与网状共用等电位接地网络相连,压接装置用于将跳线和网状共用等电位接地网络导线压接在一起。在实际安装中,禁止将机架的接地线按“菊连”的方式串接在一起。1.机架接地连接
  • 81. (本页无文本内容)
  • 82. 9.3.2 接地体与接地网的安装9.3 数据中心布线系统安装与测试为了保证机柜的导轨的电气连续性,建议使用跳线将机柜的前后导轨相连。在机柜后部,应当安装与机柜安装高度相同的接地条,以方便机架上设备的接地连接。通常安装在机柜后部立柱导轨的一侧。 机柜应当安装接地排,以充当至共用等电位接地网络的汇集点。接地排根据共用等电位接地网络的位置,安装在机架的顶部或底部。接地排和共用等电位接地网络的连接使用6 AWG的接地线缆。线缆一端为带双孔铜接地端子,通过螺丝固定在接地排。另一段则用压接装置与共用等电位接地网络压接在一起。 在机柜正面立柱和背面立柱距离地板1.21m 高度分别安装静电释放保护端口。2.机柜接地连接
  • 83. (本页无文本内容)
  • 84. 9.3.2 接地体与接地网的安装9.3 数据中心布线系统安装与测试建议安装在机架上的设备与机房接地系统相连,设备要求通过以下方法之一连接到机架上: 为满足设备接地需求,厂商可能提供专门的接地孔或螺栓。接地线一端连接到设备的接地孔或接地螺栓上,另一端连到机柜或机架的铜接地母线或铜条上。在有些情况下,最好将设备接地线直接连接到数据中心接地网上。 如果设备厂商建议通过设备安装边缘接地,并且该处没有喷漆,可直接连接到机架上;如果设备安装边缘已经喷漆,可以除去油漆再连接到机架上或采用上述内外齿轮锁紧垫圈连接到机架上。 大多数厂商在安装指导中指定操作或安装网络或计算机硬件时使用静电放电腕带,腕带口系到机架上确保电连续接地。3.设备接地
  • 85. 9.3.3 测试9.3 数据中心布线系统安装与测试数据中心综合布线系统(TIA942 定义)与常规综合布线系统(TIA568B 定义)的验收测试对象相比存在一定差异:数据中心综合布线系统由于采用的链路传输速率较高,设备更新周期短,对布线系统的产品要求与水平布线等常规系统有所不同,链路结构也呈现自身的特点(短链路多、长跳线多、连接模块多、跳接点多),由此对应测试对象和测试方法也有所不同。1.测试对象特点
  • 86. 9.3.3 测试9.3 数据中心布线系统安装与测试(1)光纤测试方法(短链路高速光纤的测试) 目前,数据中心开始大量采用能支持10G 以太网的OM3 短光纤链路和少量OS1 光纤,而短链路多模光纤允许的损耗余量很小,为了保证测试准确性,测试模型一定要选用“B 模式”。 测试类型:一类测试+二类测试(用户选定)。 测试标准:通用型测试标准、应用型测试标准、二类测试标准。参见光纤测试方法。 对于多模光纤应用,1G 和10G 以太网的光模块较多地采用了VCSEL 光源,在一类测试时如果使用LED 光源来测试损耗值,则存在一定误差。所以,为了更加精确地测试损耗,建议测试时使用相同的VCSEL 光源模块,这样仿真度最高,误差最小。2. 测试方法
  • 87. 9.3.3 测试9.3 数据中心布线系统安装与测试(2)电缆测试方法 ① 外部串扰(线间串扰)测试 为此,建议用户采用两种测试来保证链路质量。一是安装前的进货测试,二是安装后的竣工验收测试。既可以减少测试数量,有可以最大程度地保证链路“合格率”。 ② 非外部串扰测试 未被选中进行外部串扰的链路则只需象在水平链路中那样选择6A 类/ EA 级标准进行常规测试即可。 ③长跳线测试 数据中心可能会使用少量的长跳线(小于20m)进行高速设备连接,若使用传统的水平布线标准来验收则因为标准中的短链路“3/4dB 原则”,很容易通过。2. 测试方法
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  • 89. (本页无文本内容)
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  • 100. 习题一、思考题 1. 什么是数据中心?数据中心系统由哪几部分组成? 2. 数据中心计算机机房包含哪几个区域? 3. 在数据中心中推荐使用的布线传输介质有哪些? 4. 如何对机柜/机架进行标识? 5. 如何对配线架进行标识? 6. 如何对线缆和跳线进行标识? 二、实训题 1. 设计一个数据中心,对其中的机柜、配线架、线缆或跳线进行标识的规划。 2. 到企业或政府部门观察数据中心,了解数据中心的构成、布局、走线以及线缆的标识。