浅谈数据中心的布线设计

浅谈数据中心的布线设计

一、数据中心及布线的概述

随着经济的迅猛发展，我国的互联网也得到了空前发展。根据中国互联网络信息中心（CNNIC）发布的《第22次中国互联网络发展状况统计报告》显示，截至2008年6月底，我国网民数量达到了2.53亿，首次大幅度超过美国，网民规模跃居世界第一位[1]。由此，众多的企业、机构、政府部门等，都越来越重视网络的发展，加强其自身网络基础设施的建设，其中，最为重要的就是网络数据中心的建设，随着数据量逐年的成倍增加，这一需求变得日益迫切。

数据中心按其规模，基本可分为两种类型：小型数据中心只有上百平方米，大型数据中心有几千甚至几万平方米。根据其规模不同，可由企业自建，也可以采用租赁的方式向第三方进行承租。

（1）小型数据中心基本由企业自建，位于本企业的办公楼内。小型数据中心是企业数据网的中心枢纽，内有少量的服务器、核心交换机和程控交换机等设备。它是办公楼的综合布线的主配线间、进线间，有时也可能兼有分配线间的功能。该类型的数据中心内数据点和语音点往往归于大楼内的综合布线系统，由大楼的综合布线系统集中考虑，设计时主要遵循《综合布线系统设计和施工规范》。

（2）大型数据中心由第三方建造或是由实力雄厚的企业自建。机房内服务器、存储设备、交换设备、配线架、机柜等设备较多。这样的机房占地面积较大，可能把独立楼栋作为机房，也可能将大楼的一层或几层作为机房。如果是整栋楼作为机房，机房内布线应主要按TIA－942规范进行设计，将机房布线作为一个独立的系统来考虑。

如果是大楼的一层或几层作为机房，机房内布线一般也按TIA-942规范进行设计，同时，该楼的其它楼层办公区域布线的总配线区，也可以设在该机房内，并通过垂直主干连到大楼的办公区域。

二、有关数据中心及数据中心布线的设计规范

数据中心由于其系统复杂，设计要求高，与建筑物的设备间、监控中心的建设技术要求不完全相同，一般需要作为一个独立的系统进行单独设计。但是在我国传统弱电设计体系中，并没有给出专门的“数据中心”、“数据中心布线”的相关设计规范，在进行具体设计时，存在不少问题。

现有规范中，一般都用“计算机房”的概念来概括所有机房类的功能房间，相应给出了

机房的一些设计标准，如

《计算站场地安全要求》GB9361-88【2】、《电子计算机场地通用规范》GB/T2887-2000【3】、《电子计算机机房设计规范》GB50174-93【4】、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004【5】等。这些标准大都没有具体针对性，适用于所有机房。

在新版的《智能建筑设计标准》GB/T50314－2006【6】中，虽然专门谈到了“机房工程”设计要求，但并没有作出具体规定，尤其对大型数据中心及其布线，没有进行讨论。

在《综合布线系统设计标准》GB50311-2007【7】中，虽然新增了“进线间”设计概念与设计要求，但也只是把设备间与进线间作为综合布线系统的一个子系统来处理，没有把数据中心及其布线作为一个独立的大型系统来处理。

在最新的《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008【8】中，也只给出“电子信息设备机房”这一通用标准，对数据中心及其布线设计没有很好的操作性。

对于“数据中心”、“数据中心布线”目前主要还是参考国外的TIA-942规范。TIA-942规范是由美国通信工业协会(TIA) 于2005年4月发布的数据中心的电信基础设施标准【9】。该标准对数据中心布线做了详尽的阐述，将数据中心布线分为主次接入区、主配线区、水平配线区，依据数据中心规模的大小，有时还可能存在区域配线区。另外，该标准还对数据中心的选址、电气、暖通、空调等做了整体的考虑。

三、数据中心布线设计分析

数据中心是一个复杂的系统，其设计内容涉及建筑、结构、电气、暖通、消防、网络等诸多专业领域，每个领域都有其专门的设计要求，在TIA/EIA-942规范中都作了详尽的规定。下面针对其机房内部的布线设计过程中的一些问题，结合具体实例，作一个简要介绍。

本工程为某通信中心机房。该机房为一栋独立建筑，共三层。一层为高压配电室、暖通设备机房、电源机房等。由于UPS电源荷载较重，放在一层；二层、三层均为数据机房，其中二层设有城域网机房、VOIP机房、IDC机房、局用交换机房，建筑面积约2300平方米；三层为预留AGC机房、长途交换机房、长途IP机房、长途传输机房，建筑面积约2500平方米。

设计前，我们与甲方多次沟通，交换意见，了解设计要求，并考察了类似的机房项目工程，详细研究了国内相应的设计规范，特别是TIA-942规范，并把TIA-942规范作为我们设计的主要依据。

1、设计要求

由于该数据中心为重要的通讯枢纽，除了考虑布线系统本身的一些参数指标外，如品牌选择、线缆选择及走向、机柜选择及布置、电气测试等，还需要兼顾考虑建筑、结构、电气、暖通等多方面的问题，包括大楼的楼面荷载、空间大小、室内空气温湿度要求、空气质量要求、供电要求、设备安全要求、消防要求等。由于本文主要分析数据中心布线系统，关于数据中心其它的一些方面不做过多阐述。

2、数据中心布线系统品牌选择。

布线系统成功与否依赖于高质量的布线产品。现在市场上能够提供数据中心布线产品的厂家较多。质量可靠、性价比高、可扩展性好是本工程选择布线产品的主要依据。

3、线缆选择

根据规范要求，数据中心内部线缆主要包括水平区至设备区的水平线缆，主配线区至水平区、进线区至主配线区的主干线缆，以及交互连线的跳线和尾纤。在本工程中，结合工程实际传输要求和消防要求，本工程水平线缆主要选择增强6类双绞线以及50/125um，850nm 工作波长的激光优化多模光缆，对绞电缆和多模光纤互为备份。主干线缆主要选择零水峰单模光缆及50/125um，850nm工作波长的激光优化多模光缆。

4、机柜的选择

现在生产机柜的厂家很多，有专门生产机柜的专业厂商，也有提供布线产品的布线厂家，选择余地很大。机柜的具体尺寸主要根据服务器、存储设备以及网络设备的大小来考虑。占地面积有有600 mm×600 mm、600 mm×800 mm、600 mm×900 mm、600 mm×1000 mm、600 mm ×1200 mm、800 mm×800 mm、800 mm×1000 mm、800 mm×1200 mm等规格。宽度为600mm 的机柜没有垂直线槽，一般用于安装服务器设备；宽度大于600mm的机柜两侧有垂直线槽，适合跳线多的环境，一般作为配线柜和网络柜。内部容积有21U，42U，47U等多种规格。

本工程机柜使用量较大。考虑到采购、安装、走线方便，以及成本比较，使用的是专业生产机柜的厂家，规格有600 mm×600 mm×2100mm 、800 mm×800 mm×2100mm两种标准柜，内部容积42U。对于一些预留的位置，本工程选择了开放式机架，与机柜同样布置。

5、机柜的布置

机柜的布置是数据中心设计时考虑的重点。机柜布置时，需要考虑机柜前后的操作空间大小、线缆走向、机柜散热、机柜供电、管理方便等多个方面。过去一般都是将机柜朝一个方向排开。当机柜数量较少，这种布置方法基本能符合要求。但是当机柜数量巨大（像本工程中，小机房的机柜有62台，大机房的机柜有210台），必须要有一个合理的布置方式，以利于管理、布线、散热等问题的解决。