2024數(shù)據(jù)中心綜合布線工程設(shè)計

數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計2024目錄TOC\o"1-3"\h\u307852.1.1數(shù)據(jù)中心的功能 334472.1.2數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的組成 5195772.1.3數(shù)據(jù)中心的等級及分類要求 670922.3.1數(shù)據(jù)中心規(guī)劃 10124572.3.2數(shù)據(jù)中心綜合布線架構(gòu) 27131912.3.3用戶需求與規(guī)劃 129186032.3.4纜線長度 145182342.3.5系統(tǒng)配置 15030812.3.6電氣防護、接地與防火 176196712.3.7綜合布線系統(tǒng)管理 208109232.3.8機房環(huán)境監(jiān)控 274數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)無論按照何種方式實施，都有一些基本的原則或關(guān)注點，在規(guī)劃每一個數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)時都應(yīng)該給予足夠的重視。可管理性為用戶構(gòu)建一個高性能網(wǎng)絡(luò)并非一定是復(fù)雜的、高成本的。管理性是最基本的要素，沒有管理性，基礎(chǔ)布線網(wǎng)絡(luò)也只能在短期應(yīng)付數(shù)據(jù)中心的需要。如果增強控制和管理數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，就必須建成結(jié)構(gòu)化的綜合布線系統(tǒng)，這樣可避免由大量難以識別的跳線等構(gòu)成的無序管理環(huán)境。靈活性和可擴展性基礎(chǔ)布線的靈活性和可擴展性快速、方便，不會對數(shù)據(jù)中心的日常運行產(chǎn)生嚴(yán)重影網(wǎng)絡(luò)拓撲的各種系統(tǒng)部件，從而有效地提升網(wǎng)絡(luò)效率，節(jié)約時間和成本。網(wǎng)絡(luò)效率數(shù)據(jù)中心高帶寬的可預(yù)計增長，需要基礎(chǔ)布線網(wǎng)絡(luò)簡單，布線系統(tǒng)有效，最大化地利用空間，降低安裝時間和成本。一個規(guī)劃良好的基礎(chǔ)布線系統(tǒng)，應(yīng)該考慮可以支持15～20年網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備和數(shù)據(jù)速率的增長。概述數(shù)據(jù)中心的功能數(shù)據(jù)中心的建立是為了全面、集中、主動并有效地管理和優(yōu)化IT基礎(chǔ)架構(gòu)，實現(xiàn)信息系統(tǒng)較高水平的可管理性、可用性、可靠性和可擴展性，保障業(yè)務(wù)的順暢運行和服務(wù)的及時提供。建設(shè)一個完整的、符合現(xiàn)在使用及將來業(yè)務(wù)發(fā)展需要的高標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)中心，應(yīng)滿足以下基本功能要求：① 地；②為所有設(shè)備運轉(zhuǎn)提供所需的保障電力；⑤不會對周邊環(huán)境產(chǎn)生危害；⑥具有足夠堅固的安全防范設(shè)施和防災(zāi)設(shè)施。數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的組成一個完整的數(shù)據(jù)中心包含各種類型的功能區(qū)域，如主機區(qū)、服務(wù)器區(qū)、存儲區(qū)、網(wǎng)絡(luò)區(qū)及控制室、操作員室、測試機房、設(shè)備間、電信間、進線間、資料室、備品備件室、辦公室、會議室、休息室等。表2-1數(shù)據(jù)中心空間分隔數(shù)據(jù)中心從功能上可以分為計算機房和其他支持空間，空間分隔如表2-1所示。計算機房間，包括服務(wù)器機房、網(wǎng)絡(luò)機房、存儲機房等功能區(qū)域，分別安裝有服務(wù)器設(shè)備（是主機或小型機）、存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）和網(wǎng)絡(luò)連接存儲（NAS）設(shè)備、磁帶備份系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)交換機及機柜/機架、纜線、配線設(shè)備和走線通道等。支持空間支持空間是計算機房外部專用于支持?jǐn)?shù)據(jù)中心運行的設(shè)施安裝和工作的空間。數(shù)據(jù)中心的等級及分類要求數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的一個重要組成部分，支撐著整個網(wǎng)絡(luò)的連接、互通和運行。綜合布線系統(tǒng)通常由對絞電纜、光纜、連接器件和各類配線設(shè)備等組線解決方案的設(shè)計能夠適應(yīng)將來更高傳輸速率的需要將是至關(guān)重要的。機房等級按照中國標(biāo)準(zhǔn)GB50174《電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范》，數(shù)據(jù)中心等級可根據(jù)致電子信息系統(tǒng)運行中斷對經(jīng)濟和社會造成的損失或影響程度，分為A、B、C三級。①A級為容錯型，在系統(tǒng)需要運行期間，其場地設(shè)備不應(yīng)因操作失誤、設(shè)備故障、外電源中斷、維護和檢修而導(dǎo)致電子信息系統(tǒng)運行中斷。②B級為冗余型，在系統(tǒng)需要運行期間，其場地設(shè)備在冗余能力范圍內(nèi)，不應(yīng)因設(shè)備故障而導(dǎo)致電子信息系統(tǒng)運行中斷。③C級為基本型，在場地設(shè)備正常運行的情況下，應(yīng)保證電子信息系統(tǒng)運行不中斷。國外TIA942按照數(shù)據(jù)中心支持的正常運行時間，將數(shù)據(jù)中心分為4同的等級，數(shù)據(jù)中心內(nèi)的設(shè)施要求也不同，級別越高，要求越嚴(yán)格。T1數(shù)據(jù)中心：基本型，這類數(shù)據(jù)中心使用單一路由，沒有冗余設(shè)計。T2數(shù)據(jù)中心：部件冗余，還是使用單一路徑，增加部件冗余。T3數(shù)據(jù)中心：在線維護，擁有多路路徑，設(shè)備單路，T3機房應(yīng)可以方便地升級為T4機房。T4數(shù)據(jù)中心：容錯系統(tǒng)，擁有多路有源路徑，增強容錯能力。在4個不同等級的定義中，包含了對建筑結(jié)構(gòu)、電氣、接地、防火保護及電信基礎(chǔ)設(shè)施安全性等的不同要求。表2-2列出了TIA942標(biāo)準(zhǔn)不同等級數(shù)據(jù)中心的可用性指標(biāo)。表2-2TIA942標(biāo)準(zhǔn)不同等級數(shù)據(jù)中心的可用性指標(biāo)數(shù)據(jù)中心之間建立了一個可參考的對應(yīng)關(guān)系，見表2-3。表2-3國內(nèi)外數(shù)據(jù)中心分級對應(yīng)關(guān)系分類數(shù)據(jù)中心根據(jù)所有性質(zhì)或服務(wù)的對象，可以分為互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）和企業(yè)數(shù)據(jù)中心（EDC）。IDC是電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者利用已有的互聯(lián)網(wǎng)通信線路、帶寬資源而建立的標(biāo)準(zhǔn)化ASP、ECIDC服務(wù)，企業(yè)或政府單位不需要再建立自己的專門機房、鋪設(shè)昂貴的通信線路，也無須建立專門的網(wǎng)絡(luò)工程師隊伍。EDC是指由企業(yè)或機構(gòu)構(gòu)建并所有，服務(wù)于企業(yè)或機構(gòu)自身業(yè)務(wù)，是一個企業(yè)問等信息。術(shù)語①數(shù)據(jù)中心。一個建筑群、建筑物或建筑物中的一個部分，用于容納計算機房及其支持空間。②進線間。外部纜線引入和電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者安裝通信設(shè)施的空間。③次進線間。作為主進線間的擴充與備份，要求電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者的外部線路從不同路由和入口進入次進線間。當(dāng)主進線間的空間不夠用或計算機房需要設(shè)置獨立的進線空間時可增加次進線間。④計算機房（computerroom）。用于電子信息處理、存儲、交換和傳輸設(shè)備的安裝、運行及維護的建筑空間。⑤支持空間（supportroom）。計算機房外部專用于放置支持?jǐn)?shù)據(jù)中心運行設(shè)施的空間和工作空間。⑥主干交叉連接（maincross-connect）。入口纜線與主干纜線之間的交叉連接。⑦水平交叉連接（horizontalcross-connect）。水平纜線與其他纜線之間的交叉連接，如主干纜線、設(shè)備纜線。⑧中間交叉連接（intermediatecross-connect）。在第一級和第二級主干纜線之間的交叉連接。⑨主配線區(qū)（maindistributionarea）。在計算機機房內(nèi)設(shè)置主干交叉連接的空間。⑩水平配線區(qū)（horizontaldistributionarea）。在計算機機房內(nèi)設(shè)置水平交叉連接的空間。中間配線區(qū)（intermediatedistributionarea）。在計算機機房內(nèi)設(shè)置中間交叉連接的空間。設(shè)備配線區(qū)（equipmentdistributionarea）。計算機機房內(nèi)設(shè)備機架或機柜占用的空間。間。

區(qū)域配線區(qū)（zonedistributionarea）。計算機機房內(nèi)設(shè)置區(qū)域插座或集合點的空電信間（telecommunicationsroom）。數(shù)據(jù)中心內(nèi)支持計算機房并在計算機房以外的布線空間，包括行政管理區(qū)、輔助區(qū)和支持區(qū)。行政管理區(qū)（administrativedistrict）。用于辦公、衛(wèi)生等目的的公共場所。輔助區(qū)（auxiliaryarea）。用于電子信息設(shè)備及軟件的安裝、調(diào)試、維護、運行監(jiān)控和管理的場所。支持區(qū)（supportarea）。支持并保障完成信息處理過程及必要的技術(shù)作業(yè)場所。機柜（cabinet）。配線設(shè)備、儀器設(shè)備進行纜線終接和引入的容器裝置。設(shè)備軟線（equipmentcord）。設(shè)備與設(shè)備引出插座之間的連線。2機架。裝有配線與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，引入線路進行纜線終接的開放式框架裝置。預(yù)連接系統(tǒng)。由工廠預(yù)先定制的固定長度光纜或?qū)g電纜連接系統(tǒng)，包含多芯/根纜線、多個模塊化插座/插頭或單個多芯接頭。設(shè)備軟線（equipmentcord）。設(shè)備與設(shè)備引出插座之間的連線。背向散射。由于玻璃的構(gòu)造，因此沿著光信號前進的反方向回到光源的一部分光信號。

OTDR。使用這個原理進行光纖系統(tǒng)測量，并行光學(xué)傳輸相關(guān)的信元基于兩個以上的光纖同時傳輸，并行光學(xué)基于空分復(fù)用，也就是信號被分為不同空間在光纖上同時傳輸。帶寬。光纖在指定的波長用MHz·km測量的用于衡量光纖承載信息的能力，帶寬越高，光纖的性能越好（多模光纖通常使用規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)化模式帶寬）。對絞電纜指的是電纜的每一對線承載信息量的能力，用Hz衡量。絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，目前主要應(yīng)用在連接服務(wù)器及把服務(wù)器連接到存儲設(shè)備的存儲/多硬盤系統(tǒng)中。27級別。定義光纖通道運行的模型，包含5個級別。緩沖層。一種擠附或者包裹在涂覆光纖上的用于保護光纖的材料（即緊包層），著色光纖包裹擠塑形成套管，用以隔離光纜中的加強部件（即緩沖套管）。英文縮寫如表2-4所示。表2-4英文縮寫續(xù)表數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)設(shè)計數(shù)據(jù)中心規(guī)劃數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)構(gòu)成目前，通用的數(shù)據(jù)中心建設(shè)可以參照的綜合布線標(biāo)準(zhǔn)主要有國標(biāo)GB50174—2008國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC24764—2010、歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50173.5/1—2007及美國標(biāo)準(zhǔn)TIA942—2005。除了以上列出的標(biāo)準(zhǔn)以外，在數(shù)據(jù)中心的設(shè)計過程中還應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行各相關(guān)的綜合布線標(biāo)準(zhǔn)，如GB50311、GB50312、TIA568C、ISO/IEC11801等。表2-5列出了各標(biāo)準(zhǔn)中數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)構(gòu)成名稱的對應(yīng)關(guān)系。表2-5數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)構(gòu)成名稱對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)包括機房布線和支持空間布線。①GB50174標(biāo)準(zhǔn)中機房布線構(gòu)成如圖2-1所示。圖2-1GB50174標(biāo)準(zhǔn)中機房布線構(gòu)成在GB 50174標(biāo)準(zhǔn)中，對建筑物數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)的架構(gòu)表示過于簡單，只規(guī)了在機房內(nèi)設(shè)置一個主配線架通過纜線連至水平配線架（HD）、集合點（CP）和信息插座（TO）。圖2-1中，列頭柜可以為CP或HD。BD和HD配線架可以采用交叉連接方式，以便于配線設(shè)備的管理。②ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)中機房布線構(gòu)成如圖2-2所示。ISO/IEC24764標(biāo)準(zhǔn)中數(shù)據(jù)中心通用布線架構(gòu)如圖2-3所示。冗余性的考量：根據(jù)數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)關(guān)鍵性的不同，標(biāo)準(zhǔn)建議應(yīng)在設(shè)計時考慮通用布線系統(tǒng)的冗余性，通過增加額外的配線區(qū)、通道路由、冗余纜線可以有效減少因布線路由、火災(zāi)、外部網(wǎng)絡(luò)中斷所引起的單點故障。通用布線系統(tǒng)冗余路由架構(gòu)如圖2-4所示。圖2-4從一個建筑群的角度出發(fā)，說明在一個由多建筑物組成數(shù)據(jù)中心的樓宇配線和機房布線系統(tǒng)之間的互通關(guān)系，計算機房的主配線架可以通過網(wǎng)絡(luò)接入配線子系統(tǒng)與該建筑物的水平配線架（FD）及外部網(wǎng)絡(luò)接口互通，從而完成數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)與建筑物通用綜合布線系統(tǒng)及外部電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者線路的互聯(lián)互通。機房內(nèi)部則形成主配線子系統(tǒng)、區(qū)域配線子系統(tǒng)、設(shè)備配線的布線結(jié)構(gòu)。圖2-2ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)中機房布線構(gòu)成圖2-3ISO/IEC24764標(biāo)準(zhǔn)中數(shù)據(jù)中心通用布線架構(gòu)③ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)中數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)構(gòu)成如圖2-5所示。圖2-5以一個建筑物展開，建筑物中數(shù)據(jù)中心計算機房內(nèi)部形成主配線、中間配線、水平配線、區(qū)域配線、設(shè)備配線的布線結(jié)構(gòu)。主配線區(qū)的配線架通過可選的中間配線區(qū)設(shè)施連接水平配線區(qū)配線架或直接與設(shè)備配線區(qū)的配線架相連接，并與建筑物樓宇布線系統(tǒng)及電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者的通信設(shè)施互通，從而完成數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)與建筑物樓宇綜合布線系統(tǒng)及外部電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者線路的互聯(lián)互通。圖2-4通用布線系統(tǒng)冗余路由架構(gòu)圖2-5ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)中數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)構(gòu)成機房布線系統(tǒng)組成TIA942標(biāo)準(zhǔn)中所描述的布線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是目前機房布線工程中廣為采用的實施方案架構(gòu)。下面以此為例介紹布線系統(tǒng)各部分的具體組成內(nèi)容與技術(shù)要點。計算機房內(nèi)的布線數(shù)據(jù)中心計算機房內(nèi)的布線空間包含主配線區(qū)、中間配線區(qū)（可選）、水平配線區(qū)、區(qū)域配線區(qū)和設(shè)備配線區(qū)。①主配線區(qū)（MDA）。主配線區(qū)包括主交叉連接（MC）配線設(shè)備，是數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)的中心配線點。當(dāng)設(shè)備直接連接到主配線區(qū)時，主配線區(qū)可以包括水平交叉連接（HC）的配線設(shè)備。主配線區(qū)可以在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)核心的路由器、交換機、存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備和PBX設(shè)備的支持下，服務(wù)于一個或多個及不同地點數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的中間配線區(qū)、水平配線區(qū)或設(shè)備配線區(qū)、各個數(shù)據(jù)中心外部的電信間，并為辦公區(qū)域、操作中心和其他一些外部支持區(qū)域提供服務(wù)和支持。有時接入電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者的通信設(shè)備（如通信的傳輸設(shè)施）也被放置在該區(qū)域，以避免纜線超出規(guī)定傳輸距離。主配線區(qū)位于計算機房內(nèi)部，為提高安全性，可以設(shè)置在計算機房內(nèi)的一個專屬空間內(nèi)。每一個數(shù)據(jù)中心應(yīng)該至少有一個主配線區(qū)。②中間配線區(qū)（IDA）?？蛇x的中間配線區(qū)用于支持中間交叉連接（IC），配線區(qū)，服務(wù)于一個或多個水平配線區(qū)和設(shè)備配線區(qū)及計算機房以外的一個或多個電信間。作為第二級主干，交叉的配線設(shè)備位于主配線區(qū)和水平配線區(qū)之間。中間配線區(qū)可包含有源設(shè)備。③水平配線區(qū)（HDA）。水平配線區(qū)服務(wù)于不直接連接到主配線區(qū)的HC設(shè)備，主要包括水平配線設(shè)備、為終端設(shè)備服務(wù)的局域網(wǎng)交換機、存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)交換機及KVM交換機。小型的數(shù)據(jù)中心可以不設(shè)水平配線區(qū)，而由主配線區(qū)來支持。一個數(shù)據(jù)中心可以在各個樓層設(shè)置計算機機房，每一層至少含有一個水平配線區(qū)。如果設(shè)備配線區(qū)的設(shè)備水平配線距離超過水平纜線長度限制的要求，則可以設(shè)置多個水平配線區(qū)。水平配線區(qū)為位于設(shè)備配線區(qū)的終端設(shè)備提供網(wǎng)絡(luò)連接，連接數(shù)量取決于連接的設(shè)備端口數(shù)量和線槽通道的空間容量，并應(yīng)該為日后的發(fā)展預(yù)留空間。④區(qū)域配線區(qū)（ZDA）。在大型計算機房中，為了獲得在水平配線區(qū)與終端設(shè)備之間更高的配置靈活性，水平布線系統(tǒng)中可以包含一個可選擇的對接點，叫做區(qū)域配線區(qū)。區(qū)域配線區(qū)位于設(shè)備經(jīng)常移動或變化的區(qū)域，可以采用通過集合點（CP）的配線設(shè)施完成纜線的連接，也可以設(shè)置區(qū)域插座連接多個相鄰區(qū)域的設(shè)備。區(qū)域配線區(qū)不能存在交叉連接，在同一個水平纜線布放的路由中，不得超過一個區(qū)域配線區(qū)。區(qū)域配線區(qū)中不可使用有源設(shè)備。⑤設(shè)備配線區(qū)（EDA）。設(shè)備配線區(qū)是分配給終端設(shè)備安裝的空間。終端設(shè)備包含各類服務(wù)器、存儲設(shè)備及纜線和電源線的長度縮短至最短距離。支持空間布線數(shù)據(jù)中心支持空間（計算機房外）的布線空間包含進線間、電信間、行政管理區(qū)、輔助區(qū)和支持區(qū)。進線間可設(shè)置與外部配線網(wǎng)絡(luò)相連接的入口設(shè)施；電信間則配置滿足水平纜線連接的FD配線模塊；FD處可采用交叉或互連的方式完成設(shè)備之間的互通。①進線間。進線間是數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)和外部配線及公用網(wǎng)絡(luò)之間接口與互通交接的場地，主要用于電信纜線的接入及電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者通信設(shè)備和企事業(yè)數(shù)據(jù)中心自身所需的數(shù)據(jù)通信接入設(shè)備的放置。這些用于分界的連接硬件設(shè)施在進線間內(nèi)經(jīng)過通信纜線交叉轉(zhuǎn)接，接入數(shù)據(jù)中心內(nèi)。進線間可以設(shè)置在計算機房內(nèi)部，也可與主配線（MDA）區(qū)合并。進線間應(yīng)滿足多家接入電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者的需要?；诎踩康?，進線間宜設(shè)置在機房之外。根據(jù)冗余級別或?qū)哟我蟮牟煌?，進線間可設(shè)置多個，在數(shù)據(jù)中心面積非常大的情況下，次進線間就顯得非常必要，這是為了讓進線間盡量與機房設(shè)備靠近，以使設(shè)備之間的連接纜線不超過線路的最大傳輸距離。如果數(shù)據(jù)中心只占建筑物之中的若干區(qū)域，則建筑物進線間、數(shù)據(jù)中心主進線間及可選的次進線間的關(guān)系如圖2-6所示。若建筑物只有一處外線進口，則數(shù)據(jù)中心主進線間的進線也可經(jīng)由建筑物進線間引入。圖2-6進線間、數(shù)據(jù)中心主進線間及可選的次進線間的關(guān)系②電信間。視頻、弱電和語音通信服務(wù)的各種設(shè)備。電信間一般位于計算機房外部，但是如果有需要，也可以與主配線區(qū)或水平配線區(qū)合并。數(shù)據(jù)中心電信間與建筑物電信間屬于功能相同，但服務(wù)對象不同的空間。建筑物電信間主要服務(wù)于樓層的配線設(shè)施。③行政管理區(qū)。行政管理區(qū)是用于辦公、衛(wèi)生等目的的公用場所，包括工作人員辦公室、門廳、值班室、盥洗室、更衣間等。行政管理區(qū)可根據(jù)服務(wù)人員的工位數(shù)量設(shè)置數(shù)據(jù)和語音信息點。④輔助區(qū)?？筛鶕?jù)工位數(shù)量與設(shè)備的應(yīng)用需要設(shè)置數(shù)據(jù)和語音信息點，并且通過水平纜線連至電信間。⑤支持區(qū)。發(fā)電機房、UPS室、電池室、空調(diào)機房、動力站房、消防設(shè)施用房、消防和安防控制室等。支持區(qū)以整個空間和安裝場地的設(shè)備機柜（架）或單個設(shè)備（臺）或控制模塊為單位，設(shè)置相應(yīng)的數(shù)據(jù)和語音信息點，并且通過水平纜線連至電信間。整體，支持區(qū)、輔助區(qū)和行政辦公區(qū)的綜合布線系統(tǒng)也是非常重要的，它的設(shè)計是否合理，直接決定數(shù)據(jù)中心運維工程師的工作難易程度。數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)構(gòu)成范例不同規(guī)模的數(shù)據(jù)中心取決于開放的業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)與設(shè)備的容量及計算機房的布局和面積大小，可以包含若干或全部數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)中心規(guī)模與構(gòu)成模式不一定形成一種固定的搭配方式，也可以采用在其內(nèi)部共存的混合模式。小型數(shù)據(jù)中心的構(gòu)成小型數(shù)據(jù)中心往往省略主干子系統(tǒng)，將水平交叉連接集中在一個或幾個主配線區(qū)域的機架或機柜中，所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備均位于主配線區(qū)域，連接機房外部支持空間和電信接入網(wǎng)絡(luò)的交叉連接也可以集中至主配線區(qū)域，大大簡化了布線拓撲結(jié)構(gòu)，如圖2-7所示。圖2-7小型數(shù)據(jù)中心的構(gòu)成中型數(shù)據(jù)中心的構(gòu)成中型數(shù)據(jù)中心一般由一個進線間、電信間、主配線區(qū)域和多個水平配線區(qū)域組成，占據(jù)一個房間或一層樓面，在水平配線區(qū)和設(shè)備配線區(qū)之間可以設(shè)置區(qū)域配線區(qū)，如圖2-8所示。大型數(shù)據(jù)中心的構(gòu)成大型數(shù)據(jù)中心占據(jù)多個樓層或多個房間，需要在每個樓層或每個房間設(shè)立中間配線區(qū)域作為網(wǎng)絡(luò)的匯聚中心，有多個電信間用于連接獨立的辦公和支持空間。超大型數(shù)據(jù)中心需要增設(shè)次進線間，纜線可直接連至中間配線區(qū)或水平配線區(qū)以解決線路的超長問題，如圖2-9所示。數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的效率依賴于優(yōu)化的設(shè)計，設(shè)計涉及建筑、機械、電氣和通信等各個方面，并直接影響初期的空間、設(shè)備、人員、供水和能耗的合理使用，但更重要的是運營階段的節(jié)能與增效。布線規(guī)劃要點數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)設(shè)計的目的是實現(xiàn)系統(tǒng)的模塊化架構(gòu)，做到簡單靈活、可操作和實用，并使設(shè)施適應(yīng)于公用通信網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展的需求。經(jīng)驗表明，具有足夠的擴充空間對后期附加設(shè)備和服務(wù)設(shè)施的安裝至關(guān)重要。當(dāng)前技術(shù)應(yīng)提供可通過簡單的“即插即用”連接來添加或替代模塊化的配線設(shè)備，并減少宕機時間和人工成本。圖2-8中型數(shù)據(jù)中心的構(gòu)成圖2-9大型數(shù)據(jù)中心的構(gòu)成數(shù)據(jù)中心綜合布線規(guī)劃與設(shè)計步驟全面地考慮與建筑物之間的關(guān)聯(lián)與作用，綜合考慮和解決場地規(guī)劃布局中有關(guān)建筑、電氣、機電、通信、安全等多方面協(xié)調(diào)的問題。在新建和擴建一個數(shù)據(jù)中心時，機房布線系統(tǒng)需要與建筑、電氣規(guī)劃、樓宇布線結(jié)充分考慮建筑相關(guān)專業(yè)的設(shè)計流程和要求，需要布線工藝和土建做好技術(shù)交底與配合。①數(shù)據(jù)中心規(guī)劃與設(shè)計的步驟建議按以下過程進行。需求。評估機房空間中設(shè)備長期工作時的機房環(huán)境溫/慮目前和預(yù)估將來的空調(diào)實施方案。提供場地房屋凈高、樓板載荷、環(huán)境溫/對操作中心、裝卸區(qū)、儲藏區(qū)、中轉(zhuǎn)區(qū)和其他區(qū)域提出相關(guān)設(shè)備安裝工藝的基本要求。結(jié)合建筑土建工程建設(shè)，給出數(shù)據(jù)中心空間各功能區(qū)初步規(guī)劃。及主要布線通道的所在位置與面積。為相關(guān)專業(yè)的設(shè)計人員提供近、遠期的供電方式、種類及功耗。平面圖中，并考慮冷/熱通道的設(shè)置。在數(shù)據(jù)中心內(nèi)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)交換機、服務(wù)器、存儲設(shè)備、KVM設(shè)備等之間的拓撲關(guān)阻燃等級，從而制定機房布線系統(tǒng)的整體方案。連接各數(shù)據(jù)中心空間的布線系統(tǒng)組成了數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)星形拓撲結(jié)構(gòu)的各個基本元素及這些元素間的連接關(guān)系。數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)基本元素包括：a.水平布線；b.主干布線；c.設(shè)備布線；d.主配線區(qū)的交叉連接；e.f.區(qū)域配線區(qū)內(nèi)的區(qū)域插座或集合點；g.設(shè)備配線區(qū)內(nèi)的信息插座。數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)如圖2-10所示。圖2-10數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)水平布線系統(tǒng)的水平交叉連接配線模塊之間的水平布線系統(tǒng)中，不能含有多于一個的區(qū)域配線區(qū)集合點，信道最多只能存在4個連接器件，包括設(shè)備配線區(qū)信息點、集合點及水平交叉連接的兩個模塊，構(gòu)成方式如圖2-11所示。圖2-11水平布線系統(tǒng)信道構(gòu)成（4個連接點）為了適應(yīng)現(xiàn)今的電信業(yè)務(wù)需求，水平布線系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計應(yīng)盡量方便維護和避免以后設(shè)備的重新安裝，同時也應(yīng)該適應(yīng)未來的設(shè)備和服務(wù)變更。不管采用何種傳輸介質(zhì)，水平布線系統(tǒng)鏈路的傳輸距離不能超過90m，信道的最大距離不能超過100m。若數(shù)據(jù)中心不設(shè)水平配線區(qū)，則設(shè)備配線區(qū)的有源設(shè)備采用光纜直接連至主配線區(qū)設(shè)備，包含主配線區(qū)設(shè)備光纜、光纖跳線，與設(shè)備配線區(qū)設(shè)備光纜在內(nèi)的多模光纖布線信道的最大傳輸距離不應(yīng)超過300m（使用OM4多模光纜，可將最大傳輸距離延伸到550m）；當(dāng)采用4對對絞電纜時，布線鏈路（不包含主配線區(qū)設(shè)備電纜、跳線與設(shè)備配線區(qū)設(shè)備電纜）的最大傳輸距離不應(yīng)超過90m，信道（包含主配線區(qū)設(shè)備電纜、跳線與設(shè)備配線區(qū)設(shè)備電纜）的最大傳輸距離不超過100m。如果在配線區(qū)使用過長的跳線和設(shè)備纜線，則水平纜線的最大距離應(yīng)適當(dāng)縮短。水平纜線和設(shè)備纜線、跳線的總長度應(yīng)能滿足相關(guān)的規(guī)定和傳輸性能的要求?；谘a償插入損耗對于傳輸指標(biāo)影響的考慮，區(qū)域配線區(qū)采用區(qū)域插座方案時，水平布線系統(tǒng)信道構(gòu)成如圖2-12所示。圖2-12水平布線系統(tǒng)信道（區(qū)域插座）構(gòu)成設(shè)備配線區(qū)設(shè)備纜線的最大長度由以下公式計算得出，即C=（102-H）/（1+D）Z=C-T≤22m22m是針對使用24 線規(guī)）的UTP（非屏蔽電纜）或F/UTP（屏蔽電纜）來說的。如果采用26AWG（線規(guī)）的F/UTP（屏蔽電纜），則Z≤17m。式中C——設(shè)備配線區(qū)設(shè)備纜線和水平配線區(qū)設(shè)備纜線及跳線的長度總和（T+Z）；H——水平纜線的長度（H+C≤100m）；D——跳線類型的降級因子，對于24AWGUTP或24AWGF/UTP電纜取0.2，對于26AWGF/UTP電纜取0.5；Z——區(qū)域配線區(qū)的信息插座連接至設(shè)備配線區(qū)設(shè)備纜線的最長距離；T——水平交叉連接配線區(qū)跳線和設(shè)備纜線的總長度。設(shè)置區(qū)域配線區(qū)時，水平布線纜線的長度鏈路為90m，信道為100m。圖2-13為水平配線區(qū)與設(shè)備配線區(qū)之間的兩種連接方式。對于設(shè)備配線區(qū)內(nèi)相鄰或同一列機柜內(nèi)的設(shè)備之間，允許點對點布線連接，連接纜線長度不應(yīng)大于15m。主干布線系統(tǒng)主干布線采用星形拓撲結(jié)構(gòu)，為主配線區(qū)、中間配線區(qū)、水平配線區(qū)、進線間和電信間之間的連接。主干布線包含主干纜線、主交叉連接、中間交叉連接及水平交叉連接配線模塊、設(shè)備纜線及跳線。主干布線系統(tǒng)的信道構(gòu)成如圖2-14所示。圖2-13水平配線區(qū)與設(shè)備配線區(qū)之間的兩種連接方式圖2-14主干布線系統(tǒng)的信道構(gòu)成①主干布線設(shè)計同樣應(yīng)在每個使用期內(nèi)，能適應(yīng)業(yè)務(wù)要求的增長及系統(tǒng)設(shè)施的變更。每個水平配線區(qū)水平交叉連接的配線模塊直接與主配線區(qū)的主交叉連接配線模塊或中間配線區(qū)的中間交叉連接配線模塊相連時，不允許在纜線的路由中存在交叉連接。②允許水平配線區(qū)（HDA）之間通過主干纜線互連。這種互連是非星形拓撲結(jié)構(gòu)，避免距離超長的問題。間設(shè)置互連布線路由。長度都應(yīng)能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。機房平面布置機房平面布置主要面對機房的空調(diào)氣流組織不被阻擋、機房內(nèi)的各種管道路由不發(fā)生重疊現(xiàn)象、機柜的加固底座易于安裝、機柜能夠就近實現(xiàn)接地等問題，需要在設(shè)計時綜合考慮。機柜、機架與纜線的走線槽擺放位置，對于機房的氣流組織設(shè)計至關(guān)重要。圖2-15為各種設(shè)備建議的安裝位置。以往通信機房和信息機房均采用“面對背”的機列排列方式，并沒有十分重視機柜的擺放形式對氣流組織的影響，因為當(dāng)時一個機柜的發(fā)熱量也就為1.5kW左右?，F(xiàn)在以交替模式排列設(shè)備機柜，即機柜/機架“面對面”排列，以形成熱通道和冷通道。冷通道是機架/機柜的前面區(qū)域；熱通道位于機架/機柜的后部，形成從前到后的冷卻路由。設(shè)備機柜在冷通道兩側(cè)相對排列，冷氣從架空地板板塊的排風(fēng)口吹出，熱通道兩側(cè)設(shè)備機柜則背靠背，熱通道部位的地板無孔，依靠天花板上的回風(fēng)口排出熱氣。圖2-15各種設(shè)備建議的安裝位置采用地板下走線的方式①電力電纜和數(shù)據(jù)纜線分布在熱通道或機柜/機架的地板下面，分層敷設(shè)。如果一定要在冷通道的地板下面走線，則應(yīng)相應(yīng)提高靜電地板的高度以保證制冷空氣流量不受影響。②為了提高架空地板下的凈空空間，也可以將通信纜線的橋架設(shè)置在機柜頂部，既方便纜線敷設(shè)與引入機柜內(nèi)，又可防止受到電力電纜的電場與磁場干擾。目前這種布置方式較為普遍。③ 道氣流進入冷通道，造成迂回氣流。對于適中的熱負荷，機柜可以采用以下任何通風(fēng)措施：通過前后門上的開口或孔通風(fēng)，提供50%積能提高通風(fēng)效果。采用風(fēng)扇，利用門上的通風(fēng)口和設(shè)備與機架門間充足的空間推動氣流通風(fēng)。安裝機柜風(fēng)扇時，要求不僅不能破壞冷/熱通道性能，而且要能增加其性能。來自風(fēng)扇的氣流要免風(fēng)扇損壞時中斷通信設(shè)備和計算機設(shè)備的正常運行。冷卻。強迫氣流系統(tǒng)采用冷/熱通道系統(tǒng)附加通風(fēng)口的方式。行人通道設(shè)置主機房內(nèi)行人通道與設(shè)備之間的距離應(yīng)符合下列規(guī)定：①用于運輸設(shè)備的通道凈寬不應(yīng)小于1.5m。②面對面布置的機柜或機架正面之間的距離不宜小于1.2m。③背對背布置的機柜或機架背面之間的距離不宜小于1m。④ 當(dāng)需要在機柜側(cè)面維修測試時，機柜與機柜、機柜與墻之間的距離不宜小于m。⑤成行排列的機柜，其長度超過6m（或數(shù)量超過10個）時，兩端應(yīng)設(shè)有走道；當(dāng)兩個走道之間的距離超過15m（或中間的機柜數(shù)量超過25個）時，其間還應(yīng)增加走道；走道的寬度不宜小于1m，局部可為0.8m。在工程中，機列之間通道的距離還應(yīng)該考慮到架空地板板塊的實際尺寸，盡量以板塊的尺寸取整預(yù)留通道，這樣有利于機柜抗震底座的安裝和方便板塊的開口。數(shù)據(jù)中心綜合布線架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)TCP/IP采用TCP/IPLANLAN網(wǎng)絡(luò)層如圖2-16所示。圖2-16傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的LAN網(wǎng)絡(luò)層隨著云計算數(shù)據(jù)中心采用大量虛擬化技術(shù)后，LAN 網(wǎng)絡(luò)層也有新的架構(gòu)出現(xiàn)，虛擬化I/O技術(shù)的發(fā)展有助于較好地改善網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的延時。低延時的網(wǎng)絡(luò)是云計算數(shù)據(jù)中心發(fā)展的基本要求。根據(jù)這樣的要求，越來越多的數(shù)據(jù)中心采用了Fabric類型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，從而也促使網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)從傳統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)減為二層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的連接關(guān)將會變得更加復(fù)雜，如圖2-17所示。由于數(shù)據(jù)中心密度的增加，傳統(tǒng)的HDA與EDA將有融合的發(fā)展趨勢，采用TOR架構(gòu)模式下的HDA和EDA將不再可以明確區(qū)分，兩個區(qū)域已經(jīng)融合在一起。LAN/SAN網(wǎng)絡(luò)拓撲與布線系統(tǒng)構(gòu)成對應(yīng)關(guān)系一個典型數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)通常由幾個元素構(gòu)成：設(shè)置一個或多個進線間，采用余設(shè)計引入線路與通信業(yè)務(wù)連接至路由設(shè)備層、安全設(shè)備層（如防火墻等安全設(shè)備）；后下聯(lián)核心交換層，直至匯聚層和接入層交換機設(shè)備；交換機設(shè)備接入主機/服務(wù)器/小型機設(shè)備，構(gòu)成數(shù)據(jù)中心的LAN 網(wǎng)絡(luò)。對于存儲網(wǎng)絡(luò)SAN來說，構(gòu)成的元素較為簡單，主要由主機/服務(wù)器/小型機設(shè)備、SAN交換設(shè)備及存儲設(shè)備構(gòu)成。主機/服務(wù)器/小型機設(shè)備下聯(lián)SAN交換機設(shè)備，之后進一步下聯(lián)存儲設(shè)備。對于數(shù)據(jù)中心LAN和SAN共存的網(wǎng)絡(luò)，布線規(guī)劃可以采用兩種方案：方案一，為LAN和SAN組建各自的主配線區(qū)域，這種方式配線管理清晰，但是服務(wù)器的布線系統(tǒng)需要采用兩個路由，布線數(shù)量需要事先規(guī)劃；方案二，SAN和LAN網(wǎng)絡(luò)公用一個主配線區(qū)域，主機/服務(wù)器/小型機設(shè)備所在的設(shè)備配線區(qū)向一個主配線區(qū)布線，設(shè)備配線區(qū)的布線連接至SAN和LAN的數(shù)量可以相互調(diào)配，可以提高布線利用率，但布線的管理沒有方案一那么清晰。工程中采用的組網(wǎng)方案要根據(jù)數(shù)據(jù)中心的規(guī)模加以比較后再選擇。如果數(shù)據(jù)中心主機/服務(wù)器/小型機設(shè)備數(shù)量較大，如大于25臺以上的規(guī)模時，則建議為SAN建立單獨的主配線區(qū)。在上述設(shè)備數(shù)量很少的情況下，則可以采用SAN和LAN布線合并主配線區(qū)的方案。圖2-17LAN二層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)①SAN和LAN合用主配線區(qū)的方案構(gòu)成如圖2-18所示。圖2-18SAN和LAN合用主配線區(qū)的方案構(gòu)成② 主干系統(tǒng)。數(shù)據(jù)中心的主干系統(tǒng)，指的是主配線區(qū)（MDA）到水平配線區(qū)（HDA）、多個主配線區(qū)之間的骨干布線系統(tǒng)。如果數(shù)據(jù)中心包含中間配線區(qū)（IDA），則主配線區(qū)到中間配線區(qū)、中間配線區(qū)到水平配線區(qū)之間的布線系統(tǒng)也被定義為主干系時候才能保證最大限度地平滑升級。主配線區(qū)被認(rèn)為是數(shù)據(jù)中心的核心，一般設(shè)置在計算機房的中心或者比較靠近核心的位置，這樣能夠盡量減少到各水平配線區(qū)之間的距離。在設(shè)計之初，主配線區(qū)就需要留有足夠的設(shè)備與纜線安裝空間，一般建議至少保留50%以上的空間作為將來升級的空間，避免將來升級的時候遇到空間不足的困擾，推薦光/電的配線架分放在不同的機柜內(nèi)，在主配線區(qū)推薦采用高密度的配線產(chǎn)品，盡可能地求。方案一。把所有的主配線區(qū)、水平配線區(qū)和設(shè)備配線區(qū)的光、電端口通過光纜和對絞電纜連接到一個集中的交叉連接配線設(shè)備。這樣的設(shè)計將所有的設(shè)備機柜可以保持鎖定狀態(tài)，任何時候都沒有必要去打開一個設(shè)備機柜，除非有硬件的變化。集中配線設(shè)備也可以實施智能配線功能，通過自動監(jiān)測和跟蹤、添加和變更來提高系統(tǒng)的安全性。另外，所有有源設(shè)備的端口都可以被利用，通過劃分VLAN，網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)需要來分割。集中設(shè)置方案如圖2-19所示。圖2-19集中設(shè)置方案方案二。在主配線區(qū)和水平配線區(qū)分別設(shè)置獨立的配線機柜，配線設(shè)備采用交叉連接方式。水平配線區(qū)設(shè)置LAN交換機與配線機柜，通過水平纜線連至設(shè)備區(qū)服務(wù)器；主配線區(qū)設(shè)置核心網(wǎng)絡(luò)交換和存儲交換設(shè)備機柜和配線機柜，通過主干纜線連至水平配線區(qū)。配線設(shè)備按照交換設(shè)備的容量確定端口數(shù)量。分布設(shè)置方案如圖2-20所示。與方案一相比，方案二減少了纜線的總量，雖然有一些閑置的設(shè)備端口存在，但在或其他環(huán)境下為不斷變化的環(huán)境提供了靈活性，可以隨著時間的推移，擴大或縮減存儲/網(wǎng)絡(luò)的要求。EoR/MoR和ToR根據(jù)網(wǎng)絡(luò)交換機與配線設(shè)備設(shè)置的位置不同，列頭柜可以設(shè)置于列頭（EoR）、列中（MoR），網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也可以設(shè)置在機柜頂部（ToR）等。這些方法主要取決于服務(wù)器的種類、數(shù)量及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。①End-of-Row/EoR。EoR是最傳統(tǒng)的方法，接入交換機集中安裝在一列機柜端部的機柜內(nèi)，通過水平纜線以永久鏈路方式連接設(shè)備柜內(nèi)的主機/服務(wù)器/小型機設(shè)備。EoR對設(shè)備機柜需要敷設(shè)大量的水平纜線連接到交換機，布線的成本會提高，布線通道中敷設(shè)大量的數(shù)據(jù)纜線也會降低冷卻的通風(fēng)量。End-of-Row/EoR設(shè)置方案如圖2-21所示。圖2-20分布設(shè)置方案圖2-21End-of-Row/EoR設(shè)置方案②Middle-of-Row/MoR。MoR的基本概念與EoR 是一樣的，都是采用交換機來集中支持多個機柜設(shè)備的入。從圖2-22中可以看出，主要區(qū)別是擺放列頭機柜的位置，MoR是將其放在每一列機柜的中間。MoR的設(shè)置方式可以使纜線從中間位置的列柜向兩端布放，降低纜線在布線通道出入口的擁堵現(xiàn)象，并減少纜線的平均長度，適合實施定制長度的預(yù)連接系統(tǒng)，而且布線機柜內(nèi)配線設(shè)備的交叉連接和管理較EoR要方便。③Top-of-Rack/ToR。典型的ToR配置是將1U纜線直接連接到ToR交換機。這樣做的好處是，每一個機柜可以通過交換機的上聯(lián)端口以10G端口的服務(wù)器，機柜內(nèi)可采用專用高速光/的浪費，另外也會使布線系統(tǒng)的管理變?yōu)榉稚⒎绞?，不像EoR/MoR那樣較為集中。Top-of-Rack/ToR設(shè)置方案如圖2-23所示。圖2-22Middle-of-Row/MoR設(shè)置方案圖2-23Top-of-Rack/ToR設(shè)置方案刀片式服務(wù)器要是利用刀片式服務(wù)器的整合能力（如Ethernet、FiberChannel、InfiniBand），可大量減地較少，如果以采用虛擬化的服務(wù)器（serversvirtualization）作為取向，則網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性會大大提高，都會提高設(shè)計和管理的成本。刀片式服務(wù)器整合方案如圖2-24所示。模塊化POD方案模塊化POD是一組多功能的機柜，可優(yōu)化供電、冷卻和布線技術(shù)效能。POD設(shè)計可根據(jù)需求縮放，并能夠方便地重復(fù)。模塊化POD單元如圖2-25所示。POD中的布線一般采用ToR結(jié)構(gòu)，在服務(wù)器和機柜頂部交換機之間采用10GBASE-T對絞電纜布線支持單元內(nèi)的輸入/輸出連接，在機柜內(nèi)或服務(wù)器機柜組內(nèi)僅需要少量光纖降低基建成本和運營成本。以上幾種網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式導(dǎo)致的水平配線區(qū)至設(shè)備配線區(qū)水平布線系統(tǒng)所采用的器件和纜線數(shù)量都大不相同，所以需要先確定交換機的設(shè)置位置，再決定水平布線系統(tǒng)的設(shè)計方案。圖2-24刀片式服務(wù)器整合方案圖2-25模塊化POD單元SDN網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心最重要的是要完善和建設(shè)10Gb、40Gb甚至是100Gb以太網(wǎng)的設(shè)施基礎(chǔ)。軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）一直都是網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域里的熱門話題。SDN節(jié)約網(wǎng)絡(luò)的總擁有成本，并使網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施能夠彈性、靈活地支持業(yè)務(wù)。SDN編程網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制或“界定”網(wǎng)絡(luò)流量、安全策略或網(wǎng)絡(luò)拓撲。編程功能集中托管于一臺或少量幾臺稱為SDN控制器的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器。簡而言之，SDN控制器就是SDN的大腦。SDNSDN集成，以更好地控制和塑造網(wǎng)絡(luò)功能。SDN在很大程度上依賴于高帶寬和高性能的物理層基礎(chǔ)設(shè)施。SDN虛擬化，而物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可通過多個虛擬網(wǎng)絡(luò)共享，為了確保云性能達到服務(wù)級別協(xié)議（SLA）SDN的基礎(chǔ)設(shè)施。SDN①有多種SDN定義和規(guī)范，如供應(yīng)商特定規(guī)范、開源規(guī)范等。它們有可能無法互操作，客戶必須全面評估哪一種適合自身需求。SDN架構(gòu)允許通過虛擬化覆蓋到網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上運行。與服務(wù)器虛擬化一樣，它意味著可以讓多個虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運行在物理網(wǎng)絡(luò)硬件（如一個物理交換機或路由器）上。SDN的架構(gòu)設(shè)計使其可通過大量物理交換機、路由器、防火墻和負載均衡器操作虛擬網(wǎng)絡(luò)的多個層級，因此必須配備提供高速網(wǎng)絡(luò)連接（10GbE、40GbE甚至是100GbE）的物理網(wǎng)絡(luò)硬件，并能提供實現(xiàn)卓越網(wǎng)絡(luò)性能所需的低延遲。底層物理網(wǎng)絡(luò)的容量和速度使網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施能夠彈性、靈活地支持業(yè)務(wù)。SDN架構(gòu)支持面向業(yè)務(wù)的應(yīng)用或服務(wù)，向SDN控制器傳達要求或需求。SDN控制器是以軟件方式實現(xiàn)并安裝在一臺或多臺服務(wù)器上的一組網(wǎng)絡(luò)功能，根據(jù)業(yè)務(wù)需求動態(tài)編程網(wǎng)絡(luò)流量和/或虛擬網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的拓撲結(jié)構(gòu)。此外，虛擬網(wǎng)絡(luò)覆蓋是動態(tài)編程和創(chuàng)建的，可根據(jù)應(yīng)用需求隨時間改變。建議為物理網(wǎng)絡(luò)硬件提供足夠高的帶寬容量，以免軟件定義網(wǎng)絡(luò)實質(zhì)上是一種網(wǎng)絡(luò)虛擬化。通信業(yè)務(wù)與光纖引入①進線間和引入管道路由的冗余。多個引入管道路由可以減少電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者接入大樓的故障點，減少對數(shù)據(jù)中心運營所產(chǎn)生的影響。在有兩個電信進線間的數(shù)據(jù)中心，每一個電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者通常要求敷設(shè)兩條引入纜線。一條引入至第一個主進線間，另一條引入至第二個進線間。兩個進線間的引入管道（人孔或手孔）可以互通，以提供布放纜線的靈活性，但不是必需的。在建筑物內(nèi)，進線間之間也應(yīng)該設(shè)置主干路由，以增強纜線敷設(shè)的安全性。②電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者服務(wù)的冗余。為了保障用戶的通信暢通，數(shù)據(jù)中心可引入多個電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者的通信業(yè)務(wù)，將多個電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者提供的引入光纜通過不同的路徑引至數(shù)據(jù)中心，當(dāng)一個電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者提供的通信業(yè)務(wù)中斷時，仍然能夠確保另一個電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者通信業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的暢通。用戶應(yīng)該確保其服務(wù)提供來自不同的電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者，通過不同的管線路由引入數(shù)據(jù)中心。這些不同路由應(yīng)該被物理分開，沿著路由的所有的點至少應(yīng)保持20m的間距。③電信進線間的冗余。大型數(shù)據(jù)中心可以采用多個電信進線間支持接入的冗余。多個電信進線間增加了冗余，但是管理復(fù)雜。兩個電信進線間的位置應(yīng)該至少分開20m，而且是處于獨立的防火分區(qū)中。兩個電信進線間不能公用配電裝置或空調(diào)設(shè)備。針對不同的應(yīng)用，電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者接入的電信業(yè)務(wù)需符合相應(yīng)的等級要求，如表2-6所示。表2-6接入電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者等級要求④數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)邏輯拓撲。標(biāo)準(zhǔn)給出了數(shù)據(jù)中心的物理基礎(chǔ)架構(gòu)，如圖2-26所示。圖2-26網(wǎng)絡(luò)邏輯結(jié)構(gòu)盡管沒有規(guī)范定義，但是仍然需要符合4層的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，如表2-7所示。表2-74層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)布線與節(jié)能隨著云計算、大數(shù)據(jù)等的大量應(yīng)用，信息化持續(xù)快速發(fā)展，全球數(shù)據(jù)中心建設(shè)步伐明顯加快，總量已超過300萬個，耗電量占全球總耗電量的1.1%～1.5%。根據(jù)工信部披露的信息，我國數(shù)據(jù)中心總量已超過40萬個，年耗電量超過全社會用電量的1.5%。我國大多數(shù)數(shù)據(jù)中心的PUE仍普遍大于2.2，而美國數(shù)據(jù)中心平均PUE已達到1.9，先進數(shù)據(jù)中心的PUE可達到1.2以下，與國際先進水平相比有較大差距。因此，節(jié)能是數(shù)據(jù)中心必須考慮的重要問題。根據(jù)《國家綠色數(shù)據(jù)中心試點工作方案》的要求，預(yù)計到2017年，我國圍繞重點領(lǐng)域?qū)?chuàng)建百個綠色數(shù)據(jù)中心試點，試點數(shù)據(jù)中心能效平均提高8%以上。無源部件的綜合布線系統(tǒng)與數(shù)據(jù)中心節(jié)能有什么關(guān)系呢？如何規(guī)劃綜合布線系統(tǒng)才能幫助數(shù)據(jù)中心降低PUE？下面從幾個方面來分析布線與數(shù)據(jù)中心節(jié)能的關(guān)系。（1）網(wǎng)絡(luò)設(shè)計結(jié)構(gòu)化（ASHRAE）技術(shù)委員會9.9（簡稱TC9.9）統(tǒng)計報告顯示，數(shù)據(jù)中心用電量分布大致可分為服務(wù)器用電占46%、空調(diào)制冷耗電量占31%（我國數(shù)據(jù)中心這一比例可能達到50%）、UPS損耗占8%、照明占4%、其他占11%?？照{(diào)制冷系統(tǒng)占數(shù)據(jù)中心總耗電量近三分之一，是影響機房能耗的關(guān)鍵指標(biāo)。因此提高空調(diào)制冷系統(tǒng)的效率，可以有效降低數(shù)據(jù)中心的PUE值。網(wǎng)絡(luò)采用結(jié)構(gòu)化布線方式后，在服務(wù)器端口與接入層交換機之間采用水平纜線+配線架進行布線，接入交換機與核心/匯聚交換機之間采用主干光纜+配線架進行連接，通過配線架跳線分別跳接至交換機端口和設(shè)備端口。相比于以前的點到點網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，結(jié)構(gòu)化布線可以大大節(jié)省纜線，尤其是主干纜線和跳線的數(shù)量，可節(jié)省大量的線槽及橋架等空間，這些空間的節(jié)省將有利于冷風(fēng)的流通，進而提高空調(diào)系統(tǒng)的制冷效率。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，良好的綜合布線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將降低2%～3%的數(shù)據(jù)中心耗用電量。數(shù)據(jù)中心能耗已成為一個全球關(guān)注的社會話題。數(shù)據(jù)中心的建設(shè)在未來幾年內(nèi)將會依然保持穩(wěn)定的增長速度。同時，老的數(shù)據(jù)中心也面臨升級或搬遷的需求，意味著對電力等能源的需求進一步增加，如何在維持?jǐn)?shù)據(jù)中心隨業(yè)務(wù)需求升級的同時盡可能降低能耗，對數(shù)據(jù)中心相關(guān)行業(yè)都是一個嚴(yán)峻的考驗。數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)雖然僅作為一個物理層無源設(shè)備，其本身通常沒有功耗的問題（僅在采用智能基礎(chǔ)設(shè)施管理系統(tǒng)時，可能有少量耗電設(shè)備），但是綜合布線設(shè)計及產(chǎn)品選型將有助于降低能耗，提升PUE性能。（2）10GE網(wǎng)絡(luò)設(shè)計要素隨著虛擬化技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，如FABRIC、LEAF-SPINE等架構(gòu)的提出，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部端口的傳輸速率逐步提升。根據(jù)DELL’ORO 在2014年的報告，數(shù)據(jù)心內(nèi)服務(wù)器端口傳輸速度將逐步從1GE向10GE過渡。同時，從2014年開始，40GE的需求開始出現(xiàn)，并預(yù)計在兩年內(nèi)提出新的25GE和50GE需求，預(yù)計在2016—2017年間，10GE替代1GE成為服務(wù)器端口速率的主流選擇。常用10GE端口PHY的傳輸功率如表2-8所示。表2-8常用10GE端口PHY的傳輸功率在目前的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)中，10GE傳輸大部分采用的是SFP+互連傳輸，2012年，隨著第三代40nm芯片的發(fā)布，10GBASE-T的功耗才從6W下降到4W左右。10GBASE-T端口在布線與設(shè)備成本方面比SFP+的方案有優(yōu)勢，但因為PHY功率和交換設(shè)備內(nèi)的散熱問題，其功耗較SFP+方案之間還有差距。10GBASE-T的初衷是在100m信道范圍內(nèi)支持10G傳輸，但是根據(jù)大量已建數(shù)據(jù)中心的鏈路長度數(shù)據(jù)分析表明，數(shù)據(jù)中心內(nèi)傳輸鏈路長度有80%集中在50m左右，更有70%為30m之內(nèi)。在10GBASE-T剛提出時，因為要滿足信道100m時達到10W，就存在外部串?dāng)_的問題。因此，IEEE在推出10G BASE-T 之后，又補充針對短距離低能耗的傳輸模（ShortReachMode，也稱10GBASE-TSRM30），旨在數(shù)據(jù)中心較短鏈路情況下，在保持接收端信號水平不變時，降低發(fā)射端的功率以減小線外串?dāng)_的影響。與此同時，減小發(fā)射端功率也實現(xiàn)了能耗的下降，以此模式傳輸?shù)?0GBASE-T將節(jié)省近1W的功率。當(dāng)傳輸距離進一步減少到10m時，功率進一步降到1.5W左右。10m的距離可以基本滿足所有的TOR下行應(yīng)用，同時在上走線環(huán)境下，10m可以支持相鄰兩個機柜的距離。在采用10m短鏈路架構(gòu)的情況下，由于交換設(shè)備對散熱的需求降低，因此在設(shè)備設(shè)計時，可以在風(fēng)扇與散熱部分有額外的空間。從以上信息可推知，在設(shè)計數(shù)據(jù)中心架構(gòu)時，若大部分傳輸鏈路設(shè)計在30m時，即可使10GBASE-T端口的傳輸功率有較大的降低。因此可以在設(shè)計機房的機柜排列時，盡量將布線鏈路的長度控制在30m內(nèi)。30m的傳輸距離基本可覆蓋符合TIA 942和24704規(guī)定的EOR和MOR網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中機列的長度，并且采用柜內(nèi)與柜間互連的方式。10GBASE-T SRM10可以提供與SFP+相當(dāng)?shù)幕ネǚ绞?，使線對串?dāng)_和纜間串?dāng)_指標(biāo)達到標(biāo)要求，也可有利于降低10GBASE-T的功率。與數(shù)據(jù)中心傳輸相關(guān)的10GBASE-T兩種傳輸模式：10GBASE-TSR30，30m傳輸功率為3～4W，適用于EOR/MOR架構(gòu)；10GBASE-TSR10，10m傳輸功率為1.5W，適用于TOR架構(gòu)。①TOR架構(gòu)。TOR架構(gòu)會產(chǎn)生設(shè)置于機柜內(nèi)頂部交換機的端口閑置問題，而且交換機較少的端口使用又不能降低多少交換設(shè)備的功率，因此通過增加端口的利用率同樣能夠起到節(jié)能作用。由此可知，EOR/MOR架構(gòu)通常會比TOR架構(gòu)有更好的端口利用率，由此高密度配線模塊（2U下聯(lián)96端口）支持的TOR架構(gòu)被提出來。2U交換設(shè)備因共享風(fēng)扇、背板等資源，在利用率上比2臺1U交換設(shè)備有更好的提升。②40GBASE-T網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。40GE以太網(wǎng)的布線系統(tǒng)，目前可選的解決方案通常為QSFP+，不過針對4對對絞電纜的40G傳輸方案已在緊密籌劃中，預(yù)計2016年相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可以成形，同年有產(chǎn)品可以問世。與10GBASE-T相仿，40GBASE-T也會考慮不同的傳輸長度與功率之間的聯(lián)系，針對TOR和EOR/MOR架構(gòu)提出兩種傳輸模型：40GBASE-TSR30，30m傳輸功率為6～9W，適用于EOR/MOR架構(gòu)；40GBASE-TSR10，10m傳輸功率為1～2W，適用于TOR架構(gòu)。40GBASE-T相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還在草案階段，所提及的名稱與相關(guān)參數(shù)及資料均引自IEEE網(wǎng)站資料?？梢?，當(dāng)40G BASE-T在10m鏈路長度下已基本與10G BASE-T SR10的功率水平仿，這是因為40GBASE-T在制定過程中吸取了10GBASE-T的教訓(xùn)，無疑在未來可以給用戶提供TOR交換機選擇時一個強有力的選項?，F(xiàn)在QSFP+的功率水平為3.5～4W，TOR架構(gòu)下DAC的功率水平約為1.5W，從40GBASE-T的目標(biāo)功率水平來看，完全可以替代現(xiàn)有的QSFP+和DAC互連方案作為TOR接入方式，而隨著芯片技術(shù)的發(fā)展，相信該功率水平還有進一步改善的空間。當(dāng)引入對絞電纜獨有的EEE節(jié)能以太網(wǎng)方案時，可預(yù)見有更進一步節(jié)省的空間。③避免布線產(chǎn)品更新帶來的浪費。布線對于節(jié)能和綠色的貢獻除了在選用合適的傳輸介質(zhì)降低功耗外，還可以從制造原材料的角度考慮。當(dāng)采用CAT5E或CAT6產(chǎn)品作為介質(zhì)時，在面臨10G和40G升級時，就需要重新布線。同樣，采用OM1/OM2光纜時，在支持10GE傳輸時，距離限制相當(dāng)明顯。在重新布線過程中，會產(chǎn)生大量原材料的浪費，對保持運維的持續(xù)工作帶來很大影響。因此，在數(shù)據(jù)中心前期規(guī)劃時，應(yīng)重點考慮未來幾年的傳輸需求，選擇相應(yīng)的布線信道。④高性能傳輸協(xié)議。當(dāng)將傳輸設(shè)備的單位能耗作為考量時不難發(fā)現(xiàn)，采用高等級傳輸時，單位端口傳輸耗明顯降低，如1GE傳輸功率通常在0.5～1W/端口，10GE 傳輸功率已降到0.5～1.5W/端口，10GE每單位Bit的傳輸功率將大幅小于1GE每單位Bit的傳輸功率。同樣，40GE和100GE也是如此。在40GE標(biāo)準(zhǔn)制定過程中，IEEE已確認(rèn)同時引入25GE的速率，這個看似“倒退”的傳輸協(xié)議實際上是對功率和設(shè)備傳輸優(yōu)化的一個有力支持。25GE將采用單通道25G傳輸，相比40GE傳輸采用的4X10G或2X20G通道，25GE傳輸可以獲得128I/O的3.2T設(shè)備背板100%的利用率，而4X10G通道的40GE在同樣128I/O3.2T設(shè)備背板上只能達到47.5%的利用率，2X20G則為85%。⑤DCIM對節(jié)能的作用。DCIM概念的提出，希望將原來數(shù)據(jù)中心內(nèi)的兩大方面，即基礎(chǔ)設(shè)施（供電、暖通）和IT設(shè)備（服務(wù)器、交換機、存儲和布線的管理統(tǒng)籌到一個平臺上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心整體節(jié)能和管理。此概念有別于簡單地將樓宇自動化管理系統(tǒng)融入數(shù)據(jù)中心，而是從整體高度來實現(xiàn)統(tǒng)一管理。因此，DCIM所實現(xiàn)的不僅是基礎(chǔ)設(shè)施的節(jié)能減排，還應(yīng)該是針對需求實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理及優(yōu)化，通過即將成為標(biāo)準(zhǔn)的AIM系統(tǒng)，對端口利用率實行實時監(jiān)控及數(shù)據(jù)分析，減少數(shù)據(jù)中心內(nèi)大量存在的被占用但卻未被使用的僵尸端口的數(shù)量。據(jù)統(tǒng)計，每個未利用的端口所產(chǎn)生的額外費用（設(shè)備、電力、人力）接近USD100/年（行業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)）。因此，合理有效地對端口進行管理，將為數(shù)據(jù)中心節(jié)能乃至數(shù)據(jù)中心運維產(chǎn)生正面影響。傳輸介質(zhì)光纖化數(shù)據(jù)中心通常規(guī)模比較大，服務(wù)器接入端口普遍采用10G以后，主干端口將會考慮采用40G/100G的方案。對于40G以上的方案，目前能規(guī)模應(yīng)用的主要還是基于QSFP端口與MTP預(yù)連接光纖相結(jié)合的方案。對于10G的端口來說，除了采用傳統(tǒng)的RJ45銅網(wǎng)口外，也可以考慮選擇SFP+光網(wǎng)口，還可以考慮SFP+DAC（DirectAttachCopperCable，有源雙軸平行對絞電纜）等幾種方式。①端口能耗。云計算數(shù)據(jù)中心規(guī)模大，端口能耗將直接影響整體云計算數(shù)據(jù)中心建設(shè)完成后的長期運維成本。如10G端口應(yīng)用上述提到的三種主流方式接口對應(yīng)的網(wǎng)卡，則端口能耗和網(wǎng)絡(luò)延時是評估的重要指標(biāo)。表2-9性價比比較表Intel的網(wǎng)卡和Solarflare網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)。從整體成本來看，10GBASE-T采用對絞電纜的方案有較大的價格優(yōu)勢，但功耗相對較大。表2-9中的功耗數(shù)據(jù)主要基于10GBASE-T最長長度可以支持100m距離的方案，如果基于數(shù)據(jù)中心的一般傳輸鏈路（短鏈路）為30m以下的長度，則功耗可以大幅下降。10G BASE-T對絞纜分為屏蔽和非屏蔽兩種結(jié)構(gòu)。相對非屏蔽，采用STP屏蔽纜線具有良好的NEXT和ANEXT的性能，會大幅減少網(wǎng)卡DSP芯片的實際功率。采用STP對絞電纜相比較UTP非屏蔽系統(tǒng)可以節(jié)約1.5W左右的功耗。針對數(shù)據(jù)中心解決方案，IEEE802.3az標(biāo)準(zhǔn)化組織正在開發(fā)新一代節(jié)能型的10GBASE-T方案，功耗將會有望進一步降低。10GBASE-SR采用多模光纖的方式，技術(shù)成熟，功率較低，但價格相對更高一些，從當(dāng)前的應(yīng)用角度來看，10GBASE-SR可靠性相對更高一些。10GBASE-SFP+DAC方式相對性價比不錯，但由于DAC對絞電纜兩端連接器內(nèi)包含芯片，故在實際應(yīng)用中與各交換機廠家會有兼容性問題，且支持傳輸距離很短，典型長度為7m以下，最長長度不超過15m，管理相對不夠便利。端口功耗降低，對建設(shè)一個節(jié)能型的數(shù)據(jù)中心貢獻是相當(dāng)大的，因為從數(shù)據(jù)中心整體能耗來看，只要端口下降1W的電能消耗，則整體機房將還可以減少由于端口1W下降所省去的空調(diào)制冷方面的電力損耗，以及配電系統(tǒng)UPS等各個環(huán)節(jié)的配套能耗。根據(jù)美國數(shù)據(jù)中心綠色節(jié)能組織統(tǒng)計的結(jié)果來看，端口下降1W功耗將帶動整體數(shù)據(jù)中心省下2～2.8W的功耗，這對于動輒達到上萬臺服務(wù)器的云計算數(shù)據(jù)中心來說，電費成本的節(jié)約是十分可觀的。②單位功耗。云計算數(shù)據(jù)中心促使端口應(yīng)用帶寬提升，而支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾试礁?，單位能耗反而降低，如果以Power/Gb/s的方式來衡量各等級的傳輸方式，則傳輸同樣的數(shù)據(jù)量，采用10G方式的單位能耗只相當(dāng)于1G方式傳輸能耗的1/4。美國Stanford大學(xué)的一個報告同樣也從另一方面反映出了這樣一個現(xiàn)象，由于云計算數(shù)據(jù)中心近年來采用大量虛擬化的技術(shù)，端口帶寬與利用率增加，對單位數(shù)據(jù)量電能消耗的下降起到比較大的作用。數(shù)據(jù)中心的電能消耗量并沒有達到預(yù)測中那么高。再以主流的萬兆服務(wù)端口為例，10G BASE-SR光纖連接端口的能耗大約只有10GBASE-T銅連接器端口能耗的1/3，同時采用光纖作為傳輸介質(zhì)，所支持的傳輸距離都遠遠超過對絞電纜所能支持的距離，更長的傳輸距離可以減少有源設(shè)備的使用，因此數(shù)中心采用能耗更低的光纖傳輸介質(zhì)將更有利于節(jié)能降耗。未來數(shù)據(jù)中心建設(shè)中傳輸介質(zhì)將會更多地采用光纖。③網(wǎng)絡(luò)功耗比較。從表2-10中可以看出網(wǎng)絡(luò)設(shè)備端口采用不同類型光電器件時的端口能耗和傳輸距離。其中使用對絞電纜10G-T連接器端口的功耗最高，達到5W。如果僅僅考慮端口的功耗，則相當(dāng)于1個48端口網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功耗為240W。如果一個19英寸的標(biāo)準(zhǔn)機柜安裝20臺服務(wù)器，則每一個機柜的功耗可達到4.8kW。將10G-T端口與光SFP+端口相比較可以計算出，采用光SFP+端口服務(wù)器機柜的功耗僅為1.44kW，是電10G-T機柜耗電量的30%。采用光設(shè)可以大大下降。當(dāng)然采用光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時，還得考慮設(shè)備的性價比因素。表2-10網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能耗機房走線網(wǎng)格化數(shù)據(jù)中心不規(guī)范的走線不僅會影響美觀和維護，同時還會帶來通信纜線本身的信號串?dāng)_及遭受其他信號源干擾等問題，尤其還會降低我們非常關(guān)注的空調(diào)制冷效率。從數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)來看，通常采用架空防靜電地板下走線的方式；反之，如果不采用架空防靜電地板下走線，則只能夠上走線了。采用哪種走線方式，要考慮到客戶對數(shù)據(jù)中心的要求，如成本、維護、機房升級等因素。隨著數(shù)據(jù)中心機房規(guī)模的不斷升級，無論是通過機柜擺放“背對背、面對面”，還是采添加新的通信纜線和電力纜線時，現(xiàn)有的閑置纜線由于很難移除而被留在原地。久而久之，導(dǎo)致強電與弱電對絞電纜線將沒有足夠的空間保持足夠的距離，不僅易產(chǎn)生信號干致數(shù)據(jù)中心內(nèi)部形成“熱區(qū)”。因此，需要通過優(yōu)化走線方式來確保下送風(fēng)的冷風(fēng)通道通暢，提高空調(diào)制冷效率，降低能耗。無論是“上走線”還是“下走線”，采用網(wǎng)格式（或其他如梯形）橋架都可以為冷風(fēng)通道預(yù)留專用的傳送通道。采用下走線方式時，必須確保地板下具有足夠的空間，一般要求地板下凈高不少于600mm，有的機房設(shè)計甚至提出凈高1000mm的要求。數(shù)據(jù)中心布線要求強電、弱電物理空間分離，可消除由于強電、弱電對絞電纜線間距不足產(chǎn)生干擾的可能節(jié)約能源，同時還可以通過改善纜線的維護方法來提高可靠性。圖2-27、圖2-28為典型的采用敞開式橋架在架空地板下布線和機柜上部布線的效果。圖2-27網(wǎng)格化地板下布線圖2-28網(wǎng)格化機柜上部布線萬兆對絞電纜布線隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用的不斷發(fā)展，意味著綜合布線系統(tǒng)不但需要考慮能夠滿足現(xiàn)在的傳輸應(yīng)用，同時還要考慮未來5年或更長時間的應(yīng)用，以確保企業(yè)和公司在未來幾年之內(nèi)更新網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時，不必再重復(fù)投資綜合布線系統(tǒng)?，F(xiàn)在市場上各個主流的設(shè)備廠商均提供包括網(wǎng)絡(luò)交換機、服務(wù)器主板、單獨網(wǎng)卡以支持對絞電纜萬兆網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的應(yīng)用。第三方統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在未來幾年里，將面臨從1G到10G的網(wǎng)絡(luò)交替過程。萬兆對絞電纜的標(biāo)準(zhǔn)是在2008年制定的。IEEE組織在2007年正式發(fā)布對絞電纜傳輸萬兆10G的標(biāo)準(zhǔn)，也就是10GBASE-T（802.3an）。ISO/IECTR11801-9905針對已有的信道等級ClassFA、ClassⅠ和ClassⅡ的布線系統(tǒng)，表明ClassFA可滿足25G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求。國際標(biāo)準(zhǔn)還提出了綜合布線系統(tǒng)對于2.5～40G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用所達到的帶寬要求。對于8.1類（ClassⅠ）、8.2類（ClassⅡ）綜合布線系統(tǒng)需要考慮向下兼容6A和7A類布線系統(tǒng)的應(yīng)用，如表2-11所示。（1）10GBASE-T的應(yīng)用表2-12顯示了10GBASE-T代替光纖作為低成本物理介質(zhì)的應(yīng)用。表2-11表2-1210GBASE-T的應(yīng)用①明顯的特性。在保持IEEE802.3基本原理的同時，此項技術(shù)的發(fā)展必須擁有正確的并且是獨有的10GBASE-T特性。②經(jīng)濟可行性。與利用IEEE 803.3 10G-BASE SR/SW技術(shù)和OM3光纖的10G以太網(wǎng)及使用低成VCSEL技術(shù)配置的10G以太網(wǎng)相比，10G對絞電纜技術(shù)能夠提供40%的費用節(jié)省。為10G技術(shù)提供低成本的布線系統(tǒng)，對比光纖介質(zhì)，纜線介質(zhì)的成本降低，安裝的成本也要低。③技術(shù)可行性。技術(shù)可行性可能是研究小組面臨的最大挑戰(zhàn)。10GBASE-T傳輸模式將利用脈沖調(diào)幅（PAM）技術(shù)，類似于已經(jīng)被普遍用于千兆以模式，如圖2-29所示。1000BASE-T模式利用PAM技術(shù)使用PAM-5進行編碼，在四對線的每一對上雙工雙向進行250Mb/s的傳輸。這個應(yīng)用要求工作帶寬大約為80MHz。10G 建議利用PAM-5或者PAM-10技術(shù)進行編碼，在四對線的每一對上全雙工進行2.5Gb/s的傳輸。圖2-2910GBASE-T傳輸模式根據(jù)這個模式，依據(jù)香農(nóng)理論進行計算，為了達到2.5Gb/s的傳輸速率，信道的傳輸能力應(yīng)該達到18～20Gb/s（4對線×每對2.5Gb/s=10Gb/s，全雙工模式意味著10Gb/s×2=20Gb/s）。早期的模型實驗表明，達到這樣的要求需要大約625MHz的工作帶寬，對于已經(jīng)安裝的符合標(biāo)準(zhǔn)的布線系統(tǒng)，這會帶來嚴(yán)重的問題。最明顯的一個問題就是625MHz的工作帶寬超出了符合標(biāo)準(zhǔn)的E級/6類布線系統(tǒng)的頻率限制。在最新的標(biāo)準(zhǔn)更新中，TIA把支持10GBASE-T的擴展6類標(biāo)準(zhǔn)從625MHz降低到500MHz。與之相對應(yīng)的是，最終在2007年發(fā)布的綜合布線標(biāo)準(zhǔn)TIA-568-B.2-10中，定義了新型的電纜級別Cat.6A（擴展6類）用于滿足100m信道長度萬兆對絞電纜傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。新定義的Cat.6A類對絞電纜所要求的傳輸帶寬為500MHz。（2）10GBASE-T采用6A屏蔽還是6A非屏蔽位的是總線型粗纜網(wǎng)和細纜網(wǎng)，那時使用的是同軸電纜，而同軸電纜本身就是屏蔽結(jié)構(gòu)的。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，出現(xiàn)了對絞電纜，非屏蔽的UTP對絞電纜布線系統(tǒng)被許多用戶所使用，3類、超5類、6類和6A類都分為非屏蔽和屏蔽布線系統(tǒng)，但到了7類、7A類和正在制定標(biāo)準(zhǔn)的8類對絞電纜布線系統(tǒng)，就只有屏蔽而沒有非屏蔽了。因此，屏蔽對絞電纜布線系統(tǒng)是未來的發(fā)展方向。從圖2-30中可以看出，在TIA和ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)中，6A類及以上等級的布線系統(tǒng)均為屏蔽的布線系統(tǒng)。圖2-30標(biāo)準(zhǔn)與布線等級針對于10GBASE-T的對絞電纜傳輸要求，使用6A類屏蔽系統(tǒng)比非屏蔽系統(tǒng)的優(yōu)勢主要有以下幾個方面。①屏蔽系統(tǒng)可以更好地抵抗外界電磁干擾，傳輸安全。在如圖2-31所示的環(huán)境中，電磁干擾和射頻干擾會透過非屏蔽對絞電纜的外皮和導(dǎo)體過大，能量超過了正常傳輸信號的能量，則網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將無法區(qū)別，造成網(wǎng)絡(luò)傳輸出現(xiàn)故廠、醫(yī)院等較多使用屏蔽布線系統(tǒng)的原因。圖2-31屏蔽性能另一方面，屏蔽布線系統(tǒng)的金屬屏蔽層還可以阻擋內(nèi)部信號傳輸向外輻射的能量。高頻信號傳輸使得對絞電纜會像天線一樣向外輻射能量，如果在一定范圍內(nèi)使用還原裝置，就可以竊取傳輸?shù)男盘枖?shù)據(jù)。屏蔽布線系統(tǒng)可以通過金屬屏蔽層阻擋內(nèi)部信號向外輻射，可提高系統(tǒng)的安全性，這也就是政府機關(guān)、軍隊、銀行等部門較多使用屏蔽系統(tǒng)的原因。②屏蔽纜線和模塊可以防止外部串?dāng)_ANEXT的影響。隨著傳輸頻率和速率的提升，確保系統(tǒng)傳輸性能的標(biāo)準(zhǔn)要求也越發(fā)嚴(yán)格。原有的可以被忽略不計的對絞電纜之間或配線架端口之間的干擾也成了影響對絞電纜系統(tǒng)傳輸萬兆速率的瓶頸。新的測試參數(shù)被定義——外部串?dāng)_（AlienNEXT），即相鄰電纜線對之間的串?dāng)_和相鄰連接硬件之間的干擾，如圖2-32所示。圖2-32電纜間與端口間干擾在信道衰減一定的情況下，消除噪聲源對于增加信道容量有很關(guān)鍵的作用。實際上，來自干擾源的單根4對對絞電纜線對之間的干擾可以通過信道末端網(wǎng)絡(luò)電子設(shè)備利用復(fù)雜的數(shù)字信號處理技術(shù)（DSP）進行控制，對于干擾控制有很大影響的干擾源并沒有被布線標(biāo)準(zhǔn)預(yù)先提及，而且這個干擾源無法用DSP技術(shù)來消除，這個干擾源就是線外串?dāng)_（ANEXT）。根據(jù)實驗室測試證實了外部串?dāng)_ANEXT是10GBASE-T傳輸?shù)闹饕拗埔蛩?。滿足500MHz帶寬要求的Cat.6A纜線有非屏蔽和屏蔽兩種，同樣都可以支持100m的萬兆信道長度，但是如果使用非屏蔽Cat.6A對絞電纜系統(tǒng)傳輸萬兆，則需要考慮外部串?dāng)_的問題；而使用屏蔽Cat.6A對絞電纜系統(tǒng)傳輸萬兆，則不需要考慮外部串?dāng)_的問題。圖2-33是兩種系統(tǒng)對應(yīng)的外部串?dāng)_。圖2-33兩種系統(tǒng)對應(yīng)的外部串?dāng)_圖2-34為ANEXT的標(biāo)準(zhǔn)極限值，屏蔽布線系統(tǒng)比非屏蔽布線系統(tǒng)提供了更多的余量值，而非屏蔽系統(tǒng)即使通過增加纜線外皮厚度和信息模塊在配線架上端口間距的方法，也無法保證所有的頻率點都能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。有些客戶和支持6A非屏蔽的布線廠商會說，分散工作區(qū)的信息點根本無須考慮外部串?dāng)_的因素。沒錯，但分散的工作區(qū)信息點會在樓層配線間機柜里的配線架和交換設(shè)備處匯集，這里的外部串?dāng)_就會比較嚴(yán)重。③屏蔽布線系統(tǒng)可以提供更好的香農(nóng)容量性能。針對10GBASE-T的對絞電纜傳輸，國際標(biāo)準(zhǔn)采用香農(nóng)定律（Shannon’slaw）來衡量10GBASE-T的信道傳輸能量。C=Blog2（1+（S-IL/AXT+BN））式中，C代表可以達到的信道容量；B代表傳輸帶寬；S代表信號輸入；IL代表傳輸線路里的插入損耗；AXT代表外部串?dāng)_；BN代表外界噪聲干擾。由于屏蔽布線系統(tǒng)比非屏蔽布線系統(tǒng)有較好的抵抗外部串?dāng)_和外界噪聲干擾的能力，因此可以提供更好的信道容量，如圖2-35所示。圖2-34ANEXT的標(biāo)準(zhǔn)極限值④更小的纜線外徑，減少空間占用。在我們的印象中，相同類別下，屏蔽系統(tǒng)電纜的外徑要比非屏蔽電纜的外徑要大，但這種規(guī)律在滿足萬兆傳輸要求的6A類對絞電纜時發(fā)生了改變，其原因還是因為外部串?dāng)_的問題。非屏蔽6A類系統(tǒng)解決外部串?dāng)_的唯一方法就是將電纜外皮變厚，使其電纜在放一起影響。因此，原有的屏蔽系統(tǒng)電纜要比非屏蔽電纜外徑要大的規(guī)律被打破。在通常情況下，6A類屏蔽電纜的外徑為7.2mm，而6A類非屏蔽電纜的外徑會達到8～9mm。電纜外徑的增大，相應(yīng)地會增加在線管線槽方面的輔材成本。例如，常用的20mm金屬管，放兩根6A屏蔽線后，空間還有富余，但放兩根較粗的6A非屏蔽線后，在施工牽引時就會有些困難，而由于拉力過大也會傷及電纜，尤其是在纜線路由有拐彎的情況下。圖2-36為6A類電纜結(jié)構(gòu)。圖2-35圖2-366A類電纜結(jié)構(gòu)非屏蔽6A纜線通過加厚纜線外皮來增大相鄰纜線線對之間的距離來減小外部串?dāng)_。打個簡單的比方，如果在家里，室外有擾人的施工噪聲，一個方法是關(guān)上窗戶，降低或者完全聽不見室外的噪聲，類似于加了屏蔽層；另外一個方法是走出房間，來到一個離噪聲源較遠的地方，類似于加厚電纜外皮，增大間距。圖2-37是市場中能見到的一些6A類非屏蔽纜線，形狀有很多種。其目的都是為了使得多條對絞電纜放置在一起的時候，通過增大線對之間間距的方法來減少外部串?dāng)_，但即使這樣，也不能像屏蔽纜線一樣完全消除外部串?dāng)_的影響，只能相對減小。圖2-376AU/UTP非屏蔽對絞電纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)（3）6A屏蔽布線系統(tǒng)的測試與施工優(yōu)勢①屏蔽6A系統(tǒng)可以無須費時費力的外部串?dāng)_測試。一束6A類非屏蔽對絞電纜，在6包1的情況下，最里邊那根對絞電纜的內(nèi)部傳輸線對會受到其外部包裹的6根對絞電纜傳輸線對外部串?dāng)_的影響，在這種情況下所受到的外部串?dāng)_影響是最嚴(yán)重的，因此在通常情況下，對外部串?dāng)_的測試也使用這種模式進行測試。在理論上，如果最差的情況能夠通過，則其他情況也都能夠通過。但問題是工程中的線管或線槽不可能都正好是7根6A類對絞電纜，通常都會有大于7根的情況，那就會有多種6包1的組合情況需要測試，這樣的話就需要在完成每條對絞電纜測試之后，還要花費較多的時間用于多種組合外部串?dāng)_的測試，這會相應(yīng)增加測試的成本和時間。電纜6包1構(gòu)成如圖2-38所示。圖2-38電纜6包1構(gòu)成根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計資料，以1000個6A非屏蔽信息點、24電纜內(nèi)部4對線的逐點測試共花費12小時14分鐘，每個信息點花費0.734分鐘，第二階段測試6包1的外部串?dāng)_，只選取其中的10條鏈路作為被干擾鏈路，就需要再花費4小時56鐘。而6A類屏蔽系統(tǒng)由于對絞電纜的屏蔽層結(jié)構(gòu)，相互之間不會產(chǎn)生外部串?dāng)_的影響，因此可以不用第二階段測試費時費力的外部串?dāng)_。②屏蔽模塊終接系統(tǒng)接地簡單快速。以太網(wǎng)早期的屏蔽系統(tǒng)安裝很復(fù)雜，但這已經(jīng)成為歷史，通過新的技術(shù)改進，屏蔽系統(tǒng)模塊的終接和安裝變得更加容易。另外，6A類屏蔽纜線較小的外徑也更加方便施工，如圖2-39所示。使用具有自動切斷技術(shù)專利的終接工具可以在1分鐘之內(nèi)完成一個6A屏蔽模塊的終接。③系統(tǒng)接地。簡單快速，首先接地并不是在實施屏蔽布線系統(tǒng)的時候才需要，即使是非屏蔽布線系統(tǒng)也同樣需要做接地。其原因是在機柜內(nèi)只要安裝了有源設(shè)備，如交換機、服務(wù)器等，本身就需要良好的接地。圖2-39系統(tǒng)接地的目的有兩個：防止雷擊對有源設(shè)備造成的破壞；防止設(shè)備帶電，在人員接觸時造成觸電。對于與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有關(guān)的設(shè)備來說，如交換機端口、終端電腦的網(wǎng)卡接口，其實都已經(jīng)做了屏蔽處理和機殼相通。屏蔽系統(tǒng)與非屏蔽系統(tǒng)在布線系統(tǒng)接地上的唯一區(qū)別就是，如果采用的是屏蔽布線系統(tǒng)，則屏蔽配線架需要和機柜做良好的連通。同時，花瓣形金屬墊片會自動劃破螺孔的油漆與機柜連通。接地線至機柜的銅接地排，如圖2-40所示。圖2-40屏蔽布線接地針對樓層機房至辦公區(qū)的樓宇屏蔽布線，無須兩端都接地，只須在機柜的配線架端單終接地。其原因是纜線的屏蔽層和屏蔽模塊在安裝時連接良好，屏蔽模塊又與屏蔽配線架連接良好，已經(jīng)形成了端到端完整的屏蔽層鏈路，而且在鏈路測試時，屏蔽層連通性已作為一項測試指標(biāo)，在接線圖中的最下端，除了8芯纜線以外的S項，就是測試屏蔽層的連通性，所以在鏈路屏蔽層連通完好的情況下，只需要配線架端的單終接地。除6A類對絞電纜可以支持萬兆傳輸外，6類、7類等布線系統(tǒng)都可以支持萬兆以太網(wǎng)的應(yīng)用。6類布線系統(tǒng)根據(jù)目前的測試支持萬兆傳輸?shù)木嚯x僅能達到37m，很難滿足傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心EOR網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及大多數(shù)樓宇水平布線的距離要求，因此不適合用作萬兆以太網(wǎng)的物理傳輸介質(zhì)；7類布線系統(tǒng)目前ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)承認(rèn)的接口（GG45、Tera）與RJ45之間需要使用RJ45型跳線而非GG45型跳線互連。另外，使用TERA-RJ45型跳線也能實現(xiàn)向下兼容的應(yīng)用。相關(guān)規(guī)范及技術(shù)報告TIA-568-C.2-1Draft2.0（2014-06-26）、ISO/IECDTR11801-99-1（2013-12-03）對于連接器暫時還沒有統(tǒng)一的要求。TIA-568-C.2-1Draft2.0討論支持40GBASE-T傳輸協(xié)議的8類布線系統(tǒng)仍然采用RJ45連接器，導(dǎo)致7類布線系統(tǒng)處于一個比較尷尬的位置，目前也較少被用作萬兆以太網(wǎng)的傳輸介質(zhì)。因此，6A類布線系統(tǒng)是當(dāng)前10GBASE-T最為理想的傳輸介質(zhì)，可以充分滿足數(shù)據(jù)中心EOR、TOR等不同網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及傳統(tǒng)樓宇水平布線的需求。但在8類布線系統(tǒng)中提出了Cat8.1類和Cat8.2類的布線系統(tǒng)，并且要求Cat8.1類和Cat8.2類應(yīng)該分別兼容EA級和FA級布線系統(tǒng)的應(yīng)用。光纖布線數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)所組成的架構(gòu)，除了要滿足當(dāng)前的使用以外，還要考慮到將來網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展與理念的改變。萬兆網(wǎng)絡(luò)設(shè)備已經(jīng)來到了我們的身邊，不再是一個虛擬化的東西了，我們實實在在可以從市場中買到。對于光纖來講，不是單單滿足于10G，40G、100G標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3ba在2015年6月已經(jīng)正式頒布，40G用8芯光纖傳輸數(shù)據(jù)，100G用20芯光纖傳輸數(shù)據(jù)。IEEE工作組的步伐并沒有就此停止，在完成了IEEE802.3ba后，正在籌劃的下一步工作是要做一個向下兼容的、從10G到100G的光纖標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)中心的光纖應(yīng)用采用集中式和分布式的方法進行配線管理。在未來幾年，可能由于機構(gòu)的調(diào)整、應(yīng)用的調(diào)整需要把服務(wù)器從這個機柜搬到另外一個機柜，此時如果采用集中式管理，在設(shè)計水平線路時，不再連到列頭柜，而是把所有的線路連到一個集中管理的配線區(qū)，在這個配線區(qū)通過跳線連接完成從主配線區(qū)（MDA）到水平配線區(qū)（HDA），從水平配線區(qū)（HDA）到設(shè)備區(qū)（EDA），甚至從主配線區(qū)（MDA）直接跳到設(shè)備區(qū)（EDA），或從設(shè)備區(qū)（EDA）直接到設(shè)備區(qū)（EDA）的互通與連接，那么所有的工作的應(yīng)用來講是非常有吸引力的。對于光纖系統(tǒng)來講，預(yù)連接系統(tǒng)比較適合集中式布線方式。多模光纖的應(yīng)用數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)需要不斷提升帶寬為快速增長的網(wǎng)絡(luò)（如核心層網(wǎng)絡(luò)、匯聚層網(wǎng)絡(luò)及SAN存儲網(wǎng)絡(luò)）傳輸應(yīng)用提前鋪好道路，而采用光纖傳輸可以為不斷發(fā)掘帶寬潛力提供保障。與單模光纖相比，由于多模光纖技術(shù)較低的有源+無源的綜合成本，因此將促使多模光纖在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用中占有絕對優(yōu)勢。大中型數(shù)據(jù)中心超過85%的光纖布線系統(tǒng)采用的是多模光纖。2009年8月，TIA正式批準(zhǔn)推出OM4多模光纖的應(yīng)用。多模光纖40G 的傳輸模式使用每對收、發(fā)光纖以支持10Gb/s的速率，如4×10Gb/s=40Gb/s，共需要使用8芯光纖。