智能家居數(shù)據(jù)中心布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及步驟解析

數(shù)據(jù)中心的布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的模塊化構(gòu)架，做到簡(jiǎn)單靈活性、可操作和實(shí)用性。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(yàn)表明，具有足夠的擴(kuò)充空間對(duì)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(jiǎn)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(jī)時(shí)間和人工成本。

（一）數(shù)據(jù)中心布線規(guī)劃與設(shè)計(jì)的步驟

在數(shù)據(jù)中心建設(shè)規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí)，要求對(duì)數(shù)據(jù)中心建設(shè)有一個(gè)整體的了解，需要較早地和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(chǎng)地規(guī)劃布局中有關(guān)建筑、電氣、機(jī)電、通信、安全等多方面協(xié)調(diào)的問題。

在新建和擴(kuò)建一個(gè)數(shù)據(jù)中心時(shí)，機(jī)房布線系統(tǒng)需要和建筑、電氣規(guī)劃，樓宇布線結(jié)構(gòu)，設(shè)備平面布置，供暖通風(fēng)及空調(diào)，環(huán)境安全，消防措施，照明等方面需要協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，需要充分考慮到建筑相關(guān)專業(yè)的設(shè)計(jì)流程和要求，需要布線工藝和土建做好技術(shù)的交底與配合。

（1）數(shù)據(jù)中心規(guī)劃與設(shè)計(jì)的步驟，建議按以下過程進(jìn)行：

1） 確定機(jī)房的級(jí)別，明確不同級(jí)別的信息機(jī)房功能需求，設(shè)備配置原則及客戶的特殊需求;

2） 評(píng)估機(jī)房空間中，設(shè)備長期工作時(shí)的機(jī)房環(huán)境溫、濕度及設(shè)備的冷卻方式要求。并考慮目前和預(yù)估將來的空調(diào)實(shí)施方案;。

3） 提供場(chǎng)地房屋凈高、樓板荷載、環(huán)境溫濕度、及有關(guān)建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備安裝、安全、消防、電氣（如電源、接地、漏電保護(hù)、照明、環(huán)境電磁干擾等方面的要求。同時(shí)也針對(duì)操作中心、裝卸區(qū)、儲(chǔ)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;

4） 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;

5） 提供建筑平面布置圖，包括進(jìn)線間、電信間、主配線區(qū)、水平配線區(qū)、設(shè)備配線區(qū)及主要布線通道的所在位置與面積。

6）為相關(guān)專業(yè)的設(shè)計(jì)人員提供近、遠(yuǎn)期的供電方式、種類及功耗;

7） 將配線與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備機(jī)柜、供電設(shè)備和纜線管槽的安裝位置及要求體現(xiàn)于數(shù)據(jù)中心的平面圖中，并考慮冷熱通道的設(shè)置;

8） 在數(shù)據(jù)中心內(nèi)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、KVM設(shè)備等之間的拓?fù)潢P(guān)系;傳輸帶寬、端口容量及長度;機(jī)柜等設(shè)備的布置確定布線系統(tǒng)等級(jí)、冗余備份及防火阻燃等級(jí)，從而制定機(jī)房布線系統(tǒng)的整體方案。

（2）數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)布線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與纜線長度

連接各數(shù)據(jù)中心空間的布線系統(tǒng)組成了數(shù)據(jù)中心布線系統(tǒng)的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的各個(gè)基本元素，以及體現(xiàn)這些元素間的連接關(guān)系。數(shù)據(jù)中心布線系統(tǒng)基本元素包括：

·水平布線;

·主干布線;

·設(shè)備布線;

·主配線區(qū)的交叉連接;

·水平配線區(qū)的交叉連接;

·區(qū)域配線區(qū)內(nèi)的區(qū)域插座或集合點(diǎn);

·設(shè)備配線區(qū)內(nèi)的信息插座。

布線系統(tǒng)具體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3.1.4-1所示。

圖3.1.4-1 數(shù)據(jù)中心布線系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

（二）水平布線系統(tǒng)

水平布線采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，每個(gè)設(shè)備配線區(qū)的連接端口應(yīng)通過水平纜線連接到水平配線區(qū)或主配線區(qū)的交叉連接配線模塊。水平布線包含水平纜線，交叉配線模塊，設(shè)備纜線、跳線，以及區(qū)域配線區(qū)的區(qū)域插座或集合點(diǎn)。在設(shè)備配線區(qū)的設(shè)備連接端口至水平配線區(qū)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(gè)的區(qū)域配線區(qū)的集合點(diǎn)，信道最多只能存在4個(gè)連接器件（包括設(shè)備配線區(qū)信息點(diǎn)、集合點(diǎn)及水平交叉連接的2個(gè)模塊），組成方式見圖3.1.4-2所示。

圖3.1.4-2 水平布線系統(tǒng)信道構(gòu)成（4個(gè)連接點(diǎn)）

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(jì)應(yīng)盡量方便維護(hù)和避免以后設(shè)備的重新安裝。同時(shí)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夠超過90m，信道的最大距離則不能超過100m。若數(shù)據(jù)中心不設(shè)水平配線區(qū)，當(dāng)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)備時(shí)，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(duì)對(duì)絞電纜時(shí)，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)減小。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。實(shí)際上在數(shù)據(jù)中心中，隨著40G和100G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，對(duì)絞電纜的長度電纜已規(guī)定不超過30m的要求。

基于補(bǔ)償插入損耗對(duì)于傳輸指標(biāo)的影響的考慮，區(qū)域配線區(qū)采用區(qū)域插座方案時(shí)，水平布線系統(tǒng)信道構(gòu)成如圖3.1.4-3所示。設(shè)備配線區(qū)設(shè)備纜線的最大長度由以下公式計(jì)算得出。

圖3.1.4-3 水平布線系統(tǒng)信道（區(qū)域插座）構(gòu)成

C = （102 - H）/（1+D）

Z = C - T ≤ 22m，22m是針對(duì)使用 24 AWG（線規(guī)）的UTP（非屏蔽電纜）或F/UTP（屏蔽電纜）來說的;如果采用26 AWG（線規(guī)）的 F/UTP （屏蔽電纜），則Z ≤ 17m。

其中：

C 是設(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 是水平纜線的長度 （H + C ≤100 m）。

D 是跳線類型的降級(jí)因子，對(duì)于 24 AWG UTP或24 AWG F/UTP電纜取0.2，對(duì)于26 AWG F/UTP電纜取0.5。

Z 是區(qū)域配線區(qū)的信息插座連接至設(shè)備配線區(qū)設(shè)備的纜線的最長距離。

T 是水平交叉連接配線區(qū)跳線和設(shè)備纜線的總長度。

設(shè)置了區(qū)域配線區(qū)時(shí)，水平布纜線線的長度鏈路為90m，信道為100m。

圖3.1.4-4為水平配線區(qū)與設(shè)備配線區(qū)之間的兩種連接方式。

圖3.1.4-4 水平子系統(tǒng)連接方式

對(duì)于設(shè)備配線區(qū)內(nèi)相鄰或同一列的機(jī)柜內(nèi)的設(shè)備之間，允許點(diǎn)對(duì)點(diǎn)布線連接，連接纜線長度不應(yīng)大于15m。

（三）主干布線系統(tǒng)

主干布線采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，為主配線區(qū)、中間配線區(qū)、水平配線區(qū)、進(jìn)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)備纜線以及跳線。主干布線系統(tǒng)的信道的組成方式見圖3.1.4-5所示。

圖3.1.4.-5主干布線系統(tǒng)的信道構(gòu)成

（1） 主干布線設(shè)計(jì)同樣應(yīng)在每個(gè)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(gè)水平配線區(qū)的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(shí)，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，這種互連是非星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的，作為主配線區(qū)和水平配線區(qū)之間的主干連接路由的冗余備份，或用于支持某些舊有應(yīng)用時(shí)避免距離超長的問題。

（3） 為了避免進(jìn)線電路超過限制的最大長度要求，允許在水平交叉連接和次進(jìn)線間之間設(shè)置互連布線路由。

主干纜線最長支持的傳輸距離是和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用及采用何種的傳輸介質(zhì)有關(guān)的，主干纜線和設(shè)備纜線、跳線的總長度應(yīng)能滿足相關(guān)的規(guī)定和傳輸性能的的要求。為了縮短布線系統(tǒng)中纜線的傳輸距離，一般將主交叉連接設(shè)置在數(shù)據(jù)中心的中間位置。超出這些距離極限要求的布線系統(tǒng)可以增加中間配線區(qū)，或?qū)⑵洳鸱殖啥鄠€(gè)計(jì)算機(jī)房分區(qū)，每個(gè)分區(qū)內(nèi)的主干纜線長度都應(yīng)能滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。分區(qū)間的互聯(lián)不屬于本文定義范疇，可以參照廣域網(wǎng)中布線系統(tǒng)纜線連接的應(yīng)用情況。

機(jī)房設(shè)備平面布置主要面對(duì)機(jī)房的空調(diào)氣流組織不被阻擋，機(jī)房?jī)?nèi)的各種管道路由不發(fā)生重疊現(xiàn)象，機(jī)柜的加固底座易于安裝，機(jī)柜能夠就近實(shí)現(xiàn)接地等問題，這需要在設(shè)計(jì)時(shí)綜合加以考慮。

（一）機(jī)柜/機(jī)架散熱設(shè)置

機(jī)柜、機(jī)架與纜線的走線槽道擺放位置，對(duì)于機(jī)房的氣流組織設(shè)計(jì)至關(guān)重要，圖3.1.5表示出了各種設(shè)備建議的安裝位置。

圖3.1.5　機(jī)房設(shè)備擺放位置與氣流組織

以往通信機(jī)房和信息機(jī)房均采用“面對(duì)背”的機(jī)列排列方式，并沒有十分重視機(jī)柜的擺放形式對(duì)氣流組織的影響，因?yàn)楫?dāng)時(shí)一個(gè)機(jī)柜的發(fā)熱量也就達(dá)到1.5KW左右?，F(xiàn)在，以交替模式排列設(shè)備機(jī)柜，即機(jī)柜/機(jī)架“面對(duì)面”排列以形成熱通道和冷通道。冷通道是機(jī)架/機(jī)柜的前面區(qū)域，熱通道位于機(jī)架/機(jī)柜的后部，形成從前到后的冷卻路由。設(shè)備機(jī)柜在冷通道兩側(cè)相對(duì)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(jī)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。

（1） 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(jī)柜/機(jī)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)置于機(jī)柜頂部。既方便纜線敷設(shè)與引入機(jī)柜內(nèi)，又可防止受到電力電纜的電場(chǎng)與磁場(chǎng)干擾。目前這種布置方式較為普遍。

3）地板上應(yīng)按實(shí)際使用需要開走線口，調(diào)節(jié)閘、減震器或毛刷可安裝在開口處以阻塞氣流，以防止冷空氣流失。在沒有滿設(shè)備安裝的機(jī)柜中，建議采用空白擋板以防止“熱通道”氣流進(jìn)入“冷通道”，造成迂回氣流。對(duì)于適中的熱負(fù)荷，機(jī)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%以上開放空間，增大通風(fēng)開放尺寸和面積能提高通風(fēng)效果;

· 采用風(fēng)扇，利用門上通風(fēng)口和設(shè)備與機(jī)架門間的充足的空間推動(dòng)氣流通風(fēng)。安裝機(jī)柜風(fēng)扇時(shí)，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)扇的氣流要足夠驅(qū)散機(jī)柜發(fā)出的熱量。在數(shù)據(jù)中心熱效率最高的地方，風(fēng)扇要求從單獨(dú)的電路供電，避免風(fēng)扇損壞時(shí)中斷通信設(shè)備和計(jì)算機(jī)設(shè)備的正常運(yùn)行。

· 對(duì)于高的熱負(fù)荷，自然氣流效率不高，要求強(qiáng)迫氣流為機(jī)柜內(nèi)所有設(shè)備提供足夠的冷卻。強(qiáng)迫氣流系統(tǒng)采用冷熱通道系統(tǒng)附加通風(fēng)口的方式。

（2） 行人通道設(shè)置，主機(jī)房?jī)?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(yùn)輸設(shè)備的通道凈寬不應(yīng)小于1.5m;

2）面對(duì)面布置的機(jī)柜或機(jī)架正面之間的距離不宜小于1.2m;

3）背對(duì)背布置的機(jī)柜或機(jī)架背面之間的距離不宜小于1m;

4）當(dāng)需要在機(jī)柜側(cè)面維修測(cè)試時(shí)，機(jī)柜與機(jī)柜、機(jī)柜與墻之間距離不宜小于1.2m;

5）成行排列的機(jī)柜，其長度超過6m（或數(shù)量超過10個(gè)）時(shí)，兩端應(yīng)設(shè)有走道;當(dāng)兩個(gè)走道之間的距離超過15m（或中間的機(jī)柜數(shù)量超過25個(gè)）時(shí)，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(jī)列之間通道的距離還應(yīng)該考慮到架空地板板塊的實(shí)際尺寸，盡量以板塊的尺寸取整預(yù)留通道，這樣有利于機(jī)柜抗震底座的安裝和方便板塊的開口。

注：全文內(nèi)容摘自《數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)》一書。該書由中國勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)工程智能設(shè)計(jì)分會(huì)副秘書長張宜老師，攜布線行業(yè)各企業(yè)及一線的專業(yè)人士共同撰寫。其從綜合布線的發(fā)展背景到市場(chǎng)現(xiàn)狀，以數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)為中心，圍繞布線結(jié)構(gòu)框架設(shè)計(jì)、線纜選用、施工等等重要環(huán)節(jié)，均進(jìn)行詳細(xì)的分類和闡述。