美国康普数据中心规划指南.pdf

美国康普数据中心规划指南SYSTIMAX 结构化网联方案数据中心规划指南 目录目录1.0简介32.0数据中心的类型与拓扑结构53.0正常运行时间的设计84.0数据中心平面布局115.0电源与接地146.0通信布线167.0数据中心的布线拓扑、性能及安全208.0数据中心的监控229.0安全2310.0 通信线缆的布放2411.0 电力线路布放与暖通空调摆放2612.0 电缆的映射与管理2713.0 术语表 28数据中心规划指南 第 1 章1.0 简介数据中心，无论是满足单个公司的需求的规模或者是汇集了数千个客户站点的规模，其本质，都是为了传递、处理和存储信息。所以，数据中心必须可靠、安全并能够根据需要扩容和重新配置。设计一个数据中心，除了需要确定规模与其可容纳的处理/存储设备的数量之外，还需要考虑很多的要素。地点选择、供电方式、冗余级别、冷却设备数量、安全控制的严格程度，以布线介质的类型，仅仅是成功新建或扩建一个数据中心的众多要素中的几个。本指南旨在为用户规划、建设、维护一个数据中心提供引导，将结合理论与建设实例进行论述，本指南论及的方面包括：数据中心类型数据中心的类型包括为单一客户提供服务的企业型数据中心或是为多个客户提供服务的托管型数据中心。对于托管型数据中心，属于不同企业或提供商的设备是否可以共享或是放置在同一空间内?这些设备是否需要基于安全原因进行隔离?数据中心的正常运行时间与冗余数据中心的正常运行时间涉及多个方面。地点、供电/通信方式以及附近其他行业的类型都会影响到数据中心的可靠性。就数据中心内部而言，正常运行时间取决于服务基础设施的冗余性。第一级数据中心是最基础的架构，不具备冗余性（甚至没有备用电源），而一个第四级数据中心架构具备多个通信、电源、制冷设备系统及连接，拥有最高的容错能力。数据中心的布局数据中心在一个有限区域集中了大量的电子设备，所以需要有效组织空间以方便扩容及重新配置。空间设置涉及的方面包括：电力供应与外部网络连接的入口、HVAC(暖通空调，有时也称作机械设施)、网管中心、通信室、办公区、冗余电源及计算机机房等。另外还包括机架、机柜、设备的摆放（以实现最佳的制冷效果），这些设备的放置需要考虑空间的高效利用及安全隔离。数据中心的供电系统电力引入必须满足要求，冗余电源技术(UPS 与发电机组)以及接地的重要性也将提及。数据线缆本指南将对各种线缆介质与线缆系统进行描述和比较，并提出最优的应用建议。数据中心布线本指南将对结构化布线的方法、介质(双绞线与光纤)、终端进行概述和比较。并着重对美国康普 SYSTIMAX 的各种布线解决方案与系统以及其在数据中心中的使用进行深入的描述和比较。数据中心规划指南 第 1 章数据中心的监控自动监控系统保证数据中心与计算机机房以最优的效率运作。数据中心的安全本指南将对防火与电气安全(NFPA 美国消防协会与 NEC 美国国家电气规程等等)以及访问控制与 CCTV（闭路电视）监控等安全问题等进行描述。数据中心实例最后，将提供机房分布示意图，展示以上系统在数据中心中如何组合。本指南仅仅是美国康普 SYSTIMAX Solutions 助您发挥数据设备基础设施最高效率的途径之一，需要了解关于 SYSTIMAX Solutions 的更为详尽的信息，请访问 。关于国际标准的一点说明本文件遵循的标准大多数引自 TIA-942，北美数据中心标准。CENELEC(欧洲电工标准化委员会)的数据中心标准草案 EN 50173-5.200X 及国际标准化组织草案 24764 与之基本相同，但不完全一致。例如，所采用数据布线拓扑是一样的，但不同位置的称谓可能不同。(如 TIA-942 称为“horizontal distribution”的地方，EN 50173 称为“zone distributor”)。另外，内容的深度也有差别：TIA-942 中定义了冗余概念及层次概念(见本文第 3 章)，而 EN 50173 没有。需要注意的是，本指南所提出的普遍方针可能与用户所处国家或区域的规则有所不同，如线缆传输距离要求与防火安全性要求等，这样的情况下，以本地规定优先。数据中心规划指南 第 2 章2.0 数据中心的类型与拓扑结构广义的讲,数据中心是为单个或多个企业的数据处理、存储、通信设施提供存放空间的一个或联网的一组区域。其占地可以只是建筑物中的某处或专门的整座建筑。数据中心的目的,是为各种数据设施提供满足供电、HVAC(暖通空调)、通信、冗余与安全需求的存放环境。数据中心中的设施包括各种安装在机架或机柜中的有源设备及连接它们的结构化布线系统。数据中心采用的各种参数在 TIA-942(北美标准)、EN50173-5.200X(欧洲标准)及 ISO/IEC 草案 24764(国际标准)中予以定义。TIA-942 以结构化布线标准为基础,并加入了供电、温度环境、设备摆放及其他更多的要求。本指南旨在通过对这些标准进行总结,为规划数据中心提供帮助并提供建设建议。企业型数据中心:仅为单一公司或企业提供通信和数据服务。企业型数据中心是一个公司的内部网、互联网访问、电话服务的核心。Web 服务器、内部网络集线器、NAS(network attached storage 网络附加存储,也称网络磁盘阵列)以及更多的其他设备一般安置在这里。托管型数据中心:由服务提供商所有并向多个客户提供有偿的数据及互联网服务(如 Web 服务或 VPN 服务等)。两种数据中心均采用相同的设备与布线,但托管型数据中心还有分区与安全方面的要求。例如,一个大客户可能将其设备托管在数据中心,这些设备需要隔离起来并限制访问。办公室、支持室、公共设施及暖通空调操作中心通信室办公室操作中心的 LAN 交换机进线间运营商设备与分区数据中心接入提供商有时通过外部的进线口连接机房主干线缆水平线缆主配线区域路由器、主干 LAN/SAN 交换机、PBX、MUX水平配线区域LAN/SAN/KVM交换机分区配线区域设备配线区域机架/机柜水平配线区域LAN/SAN/KVM交换机设备配线区域机架/机柜水平配线区域LAN/SAN/KVM交换机设备配线区域机架/机柜数据中心规划指南 第 2 章分区配线区域(ZoneDistributionArea,ZDA)用于需要提高 HDA 与设备间配置灵活性的大型机房中。ZDA 仅放置无源设备，并且与 HDA 间至少应分隔 15 米。注意:MDA 与 HDA 间也需要保持至少 15 米的距离。水平配线区域(HorizontalDistributionArea,HDA)设置水平交叉连接(如果数据中心相对较大的话)。在小型的数据中心中，HDA 被合并到 MDA 中。如同 MDA，基于安全原因，HDA 也可以分开。HDA 包括 LAN/SAN 交换机以及各种设备的 KVM(键盘、显示器、鼠标)交换机等。贮藏室是用于安全存放各种备件、线缆、以及为满足各种操作需要的补给品等。拥有一个卸货平台是非常有帮助的。主配线区域(MainDistributionArea,MDA)是布线系统的中心，其设置在机房内。当数据中心分布在建筑中的多个楼层时，MDA 是布线系统的汇集点。注意:在多客户环境下，基于安全原因，MDA 可以分开。MDA 包括主交叉连接并可能还包括为附近设备提供连接的水平交叉连接(HDA 中描述)。MDA 可能包含核心路由器、核心 LAN/SAN 交换机。有时，服务提供商的设备（如 MUX 多路复用器)也被放置在主干区域以避免线缆超出额定传输距离。AJJBBC数据中心规划指南 第 2 章进线室管理着外部网络与数据中心结构化布线系统的接口，这里摆放用于分界的硬件。注意:有时也将进线口(位于数据中心外的洞口)作为外部网络提供商的入口。基于安全目的，进线室设置在机房之外。根据冗余级别或层次要求的不同，进线室可能需要多个，以连接第二个外部网络服务提供商。如果数据中心非常的大，另一个进线室就显得非常必要，这是为了让进线室与机房设备靠近，以使它们之间的连接不超过线路的最大传输距离。(例如，双绞线有效传输距离是 100 米-第 6 章会提及)计算机机房指放置数据与通信设备及线缆的安全的、环境可控的空间。机房可分割成不同的区域，分别与结构化布线系统连接。机架与机柜安装在抬升的防静电地板上，冷气与线缆(包括数据电缆与电力电缆)一般推荐从地板下进入。TIA-942 标准对机房的数据访问、空调控制、灯光、后备电源、设备密度及其他事宜进行了特别的说明。通信室用于安置为数据中心的正常办公及操作提供本地数据、视频和语音通信服务的各种设备。电气/机械室用于安置电源、配电、空调等设备。安全洁净的电源供应及后备电源(UPS、电池组、发电机组)，以及可靠的 HVAC 系统是实现 100%正常运行时间的必要条件。操作中心监控着数据中心的正常运行。操作中心是维护操作人员通过入墙式大屏幕以及桌面显示器监控网络的地方，人员数量根据数据中心的规模而定。AIIHHGGFFEEDDC设备配线区域(EquipmentDistributionArea,EDA)是指放置各种计算及存储模块的机架和机柜。3.0 正常运行时间的设计可靠性是数据中心规划中最重要的一环。为了满足企业高效运作对于正常运行时间的要求，通信、电源、冷却、线缆与安全都是规划中需要考虑的问题。数据中心的物理位置是首先需要研究的问题。应避免选点在洪水高发的平原、有地震危险的区域、气候恶劣区域或政治动荡的地区。有便利的交通网络是非常有帮助的。不间断的电力供应对于正常运行时间非常必要。一个由于天气原因经常断电或会长时间出现电力供应不足的地区，不是一个好的选择。拥有基于高速光纤线路的可靠通信也是必不可少的。周边相邻的企事业单位可能会是一个问题或是有所帮助。比如与一个大型工厂接近的话，可能存在电力供应问题或电气方面的干扰。而如果与医院在同一供电路由上则是有好处的，因为恢复电力供应时对医疗事业单位是优先的。需要注意的是，与雷达站或微波站接近的话可能会受到电磁波干扰。当适合的地方确定以后，就需要考虑数据中心的建筑建设了。数据中心，尤其是计算机机房，规划面积时必须考虑扩容因素。应避免将机房设置在电梯、承重墙等不能移动的物体附近。机房首选处于建筑内部的空间。靠外部的窗户会带来热力方面的负担并可能存在安全问题。同时，数据中心尤其是计算机机房需要杜绝未经许可的进入以保证安全。机房内，共置在同一机房的设备需要放置在可上锁的机柜内或是通过隔间隔离。安全方面的问题将在第 9 章进一步阐述。数据中心内，计算机机房必须远离任何的电磁干扰源(如 X 光设备、无线电发射器、发电机等等)。计算机机房外，还需要留有空间以设置办公室、休息区、会议室等。同时，还需要一个拥有卸货平台的贮藏室，贮藏室可抵达机房而且门需要足够大。设计清单设计一个数据中心，需要协调建筑、平面规划、设备、供电、通信、暖通空调、照明及线缆等众多方面事宜。数据中心设计者需要紧记，好的设计必须简单、灵活、可扩充性强、模块化并且健全。TIA-942 所描述的设计过程包括 6 个步骤:需求估算：估算数据中心对于空间、通信、供电、制冷以及满容量下的冗余需求，然后需要考虑一定的余量以满足扩容需求。估算会由于应用的不同而需要变化，为扩容所考虑的余量推荐以 25%作为起点。联系设计专业人员：向设计专业人员提供计算机机房在面积、供电、制冷、安全、承重、接地以及电气保护方面的需求。提供数据中心的支撑区域方面的需求。数据中心规划指南 第 3 章设计清单当前需求与增长预测估算联系设计人员整理与修订制定平面计划更新与修订布线设计 整理初步规划：设计者对初步规划进行整理并进行必要的修订。制定设备放置平面规划：确定各种主要房间和分配区域的平面规划，包括预计的供电、通信、冷却及地板承重需求等。更新规划：设计者对规划进行更新，将各种通信线路路径、电气设备、机械设备加入到考虑满容量的数据中心平面规划中。设计结构化布线系统：基于数据中心的设备要求进行设计。冗余与正常运行时间数据中心能够达到 100%的正常运行时间是理想的状况。但是，所有的数据中心，无论如何仔细的规划、建设和操作，都会有中断时间，不管是有意的(计划内的维护)还是无意的。通过创建冗余系统，避免可能发生的单点故障，以尽可能的缩短中断时间。企业在设计数据中心时，必须仔细考量其可以接受的累计中断时间。冗余是为了避免单点故障。没有 UPS 或后备发电机将存在供电单点故障。对于基础设施系统(通信、电力电气、暖通空调、建筑与结构)，TIA-942 归纳为四个冗余等级(tier)。处于高等级的基础设施是不容易发生中断的。数据中心根据其处于最低等级的基础设施定级，比如一个数据中心拥有处于第三级的电力电气系统和第二级的通信系统，则该数据中心处于第二级。多个系统与多条链路实现了高冗余度同时也代表着高成本。该表给出了四个等级所需费用的近似比较，可用于大体对比，准确的费用根据实际需要的不同可变范围很大。第一级(TierI)为无冗余设置的最基础的数据中心。其只有一个通信通道、一个供电入口、一套暖通空调系统，即使有架空的防静电地板也仅能满足最小承重标准。其选配的 UPS 或后备电源与主用电源采用同一路配线。第一级的数据中心一般每年都需要停机维护，而其他不可预知的故障还会引发更多的中断。第一级数据中心最好的情况下能达到 99.67%的正常运行时间也就是说会每年有至少 29 小时的中断时间。第二级(TierII)在多种基础设施方面引入了冗余组件以获得较第一级数据中心稍高的设计正常运行时间。这些冗余组件包括第二个通信通道、UPS 与后备柴油发电机以及第二套暖通空调系统。建筑的结构上，地板具有更高的承重能力，更厚的墙体(数据中心的门上需要留有窥视窗口)。与第一级数据中心一样，二级数据中心也需要每年停机一次进行维护。第二级数据中心最好的情况下能达到 99.75%的正常运行时间也就是说每年中断时间低于 22 小时。第三级(TierIII)是可以不停机维护的数据中心-任何的主要基础设施的停机均不会引起数据中心内主机的操作中断。这需要在通信、电气、暖通空调方面同时具备冗余的组件和冗余路径。地板的承重能力更高，数据中心所在建筑的访问控制也更为严格，措施包括:闭路监控电视、对每个访客进行检测、可屏蔽电磁辐射的墙体、24 小时有人值守等。中断只有在误操作时才可能发生。第三级的数据中心要求在各种主机正常工作的情况下也可对数据中心进行维护和操作。第三级数据中心最好的情况正常运行时间跳升到99.98%，也就是说每年中断时间低于 105 分钟。数据中心规划指南 第 3 章各级成本比较第一级$1x第二级$1.10 x 至 1.20 x第三级$1.65x 至 1.85x第四级$1.90 x 至 2.20 x10数据中心规划指南 第 3 章第四级(TierIV)数据中心是具备多路径与多设备备份，可以实现在任何基础设施有计划的停机时维持正常运作的高容错性的数据中心。它还具备对至少一种最坏的计划外事件的抵御能力。所有设备均具有不同路由的冗余的数据与电源线。分割出不同的分配区域可以准确反映各种处理事件。能够防止地震破坏是最低的要求，还需要有抵御飓风、洪水、甚至恐怖袭击的能力。第四级数据中心需要达到 99.95%甚至更高的正常运行时间，中断只有在计划中的防火演习或者紧急停电的情况下才会发生，每年的中断时间不超过数十分钟。下图着重标注了通信基础设施的冗余情况。第二级数据中心的第二个通信入口距离主用通信入口应至少 20 米。而在第三级数据中心则需要有第二个进线室并且与主进线室距离 20 米以上，并拥有独立的配电、暖通空调、防火设施。为了更高的灵活性，主用及次用的维护孔与进线室之间可用线管进行连接。冗余性还可用通过采用第二家通信提供商来加强，但第二家通信提供商提供的通信路由及采用的中心机房需要与主要提供商所提供的不同。在机房内部，当设备放置在不同房间时，在这些房间设置相应的第二配线区域，这样比仅采用集中的主配线区域更具实用性。采用不同路由的冗余水平与主干线缆可实现另一个层面的冗余。由于第二路由经过的路径可能比较长，需要确认其不超过允许的最大传输距离。接入提供商主用户维护口第一级及更高级次用户维护口第二级及更高级接入提供商冗余电源与暖通空调办公室、操作中心、支持室通信室冗余路径数据中心主进线间第一级及更高级次进线间第三级及更高级主配线区域第一级及更高级次配线区域针对第四级的可选项第一级第一级第一级第一级可选线缆连接组件与线缆机房水平配线区域分区配线区域设备配线区域水平配线区域设备配线区域水平配线区域设备配线区域114.0 数据中心平面布局由于数据中心内的设备高度集中,对数据中心中的支撑基础设施有特殊的高要求。线缆的拥塞会非常严重个放满设备的机架/机柜需要为数十个安装上架的模块提供电源与通信线缆。多数设备运行时会产生数千瓦特的热量，因此对冷却有很高要求为一个满载机架/机柜提供冷却的空调设备可以供两个一般面积的家庭使用。考虑到大型数据中心装配着数百的机架，仔细的计划及慎重的平面规划就显得尤为重要。典型的数据中心的底层地板是厚实的混凝土结构，密封以使灰尘的影响最小。所有机架、机柜、地板等放置在铜制的网格上。置于地面的专用的槽道用于放置各种设备的电源线。地板通过支架架空,通信线缆槽悬挂在地板之下。地板下留出的空间用于空气的流通。机架与机柜安装在架空地板上,地板下装配有冷、热空气通道。为了更为稳固安全,机架与混凝土地面间可以通过螺杆支架支撑这是 1 级或更高级地震带的需求。机架的顶部是照明与灭火系统，如果需要的话,还包括附加的走线架。地板地板使用多种材质合成，具备高强度及防静电特性。地板的标准尺寸是 600 mm 600 mm，镶嵌在混凝土地面的支柱支撑着每块地板的四个角以架空。为提高稳定性，各支柱间可通过梁来连接。TIA-942 推荐的地板承重能力是 12 千帕(250 磅/平方英尺)(最小负载能力至少要达到 7.2 千帕【150 磅/平方英尺】)。推荐的悬挂线槽的能力是 2.4 千帕(50 磅/平方英尺)（最小负载能力至少要达到 1.2 千帕【25 磅/平方英尺】)。地板需要有良好的导电特性并能完全接地,需要至少满足 NFPA75 的防火性能需求,如果本地规定的要求更高的话以本地规定为准。供电电源线安装在机架或机柜内,提供 20A 120V 供电(或是 16A 230V)。每个机架/机柜需要通过短路器进行线路保护。电源分配单元(PDU)管理和分配着机房内的电力供应。100 kVA 的 UPS 单元可以放置在机房内,但不能是加液型(需加水)的蓄电池。冗余电源线、UPS 系统以及其他的电气组件将在第 5 节中叙述。所有的基础设施(照明、安全、暖通空调等)的供电电路必须独立。焊接接地机架/机柜、供电槽以及地板通过安装在混凝土上铜格接地，不仅仅可以提供电气安全方面的保护,也可以防止会给电子设备造成严重损伤的静电。电源走线槽被置于冷气通道(下面将提及)之下，它可以放置在混凝土地面上。数据中心规划指南 第 4 章第三支脚均焊接焊接格间距48 寸(1200 mm)地板支脚间距 24 寸(600 mm)1通信线槽通信线缆一般置于热空气通道之下的线槽，并在系统允许的范围内尽可能的靠近地板。当一些安装商将走线槽直接安装在机架顶部时，通信线缆也可以置于高压空间。考虑到需求的增长，线槽设计能力的 40%以下用于满足当前需求，其他的用于扩展，在线槽中放置线缆比替换满负荷的线槽要容易的多。空气调节与冷/热空气通道现代的计算机设备运行时会散发大量的热量机房中每平方英尺大约会产生 500 瓦特。设备不断增长的功率和连接速率成为主要的致热问题。例如，一些新型的刀片型服务器需要采用液体冷却。高传输速率的设备往往会产生更多的热量，开发中的 10 Gb/s 铜缆传输系统会比当前的 10 Gb/s 光传输系统成本更低，但其电源需求和散热问题也将是一个挑战。主/次暖通空调设备是数据中心系统正常运行所不可或缺的。数据中心必须维持暖通空调系统的 24 小时运作以保证干球温保持在摄氏 20 至 25 度之间(华氏 68 至 77 度)，控制在 22 摄氏度(72 华氏度)是最好的。湿度必须控制在 40%至 55%之间，露点不高于 21 摄氏度(70 华氏度)。为了优化冷却效果，相邻两列机架/机柜中的设备面对面或者背对背安装，两列机架/机柜间形成冷/热空气通道的排列。设备的正面对着冷气通道，机房精密空调系统(CRACs)所产生的冷气穿过打孔的地板流入冷气通道中，设备通过风扇，将冷气通道中的冷气抽入。而热空气则从设备的背面排出到热空气通道，并流入热空气通道末端的空调系统的进风口中。为了加强空气流通的效率，可用隔板将机架中空出的位置封闭。机柜比机架的冷却特性更好，尤其是其底部的地板正中有 460 460 mm(18 18 英寸)大的开口的时候，如果机柜装配有风扇，就会形成烟囱效应。注意:风扇是易损的，需要经常检查并在必要时更换。冷气通道(设备的正面)必须至少 1.2 米(4 英尺)宽，热空气通道(设备的背面)必须至少 1 米(3.3 英尺)宽。有些设备需要更宽的空间不确定的话需要咨询设备制造商。精密空调系统的摆放由机房的大小所决定，一台精密空调设备的最大射程(射流从风口到速度降至规定的末端值处所经过的距离)是 12 米(40 英尺)，所以在大的机房中，每个热空气通道可能需要两台精密空调。注意，空调所产生的气流须正对热空气通道。需要注意的是，机架/机柜一般不放满，而且不是每个机架都放置加电的设备。典型的排列是，一个机架放置了半满的设备，下一个机架则放置配线架面板。分散的设备放置可以减少局部热点发生的机会改进冷却效果。数据中心规划指南 第 4 章悬挂在热空气通道下的地板上的通信线槽放置在冷气通道下的混凝土地面上的电力槽1机架/机柜摆放19 英寸（483 mm）是机房中放置设备的机架/机柜的标准宽度（虽然 23 英寸（584 mm）在进线室和运营商服务提供接口处更为受欢迎）。为了限制对设备的接触,机架可以安置在隔离区域中,机柜则最好采用带锁的（为了便于空气流通,应有 50%以上的面积是开放的)。为了便于移动,机架与机柜应沿着地板的边沿排列。如果结合了垂直线缆管理硬件,它们必须与地板的宽度协调。机架/机柜的高度不能超过 2.4 米（8 英尺）,2.1 米（7 英尺）最好。机架/机柜的深度有各种尺寸。由于机柜有门,至少应在设备与门之间保留 100 mm（4 英寸）的自由空间以安置电源线与通信线缆。地板上用于走线的开口不宜大于需要。减震器或毛刷可安装在开口处阻塞气流。任何的情况下,开口都应该沿地板边沿排列以防止线缆在安装时受到损坏。天花板与照明TIA-942 推荐采用荧光照明,应保证每个通道中,距安装好的地板上方1 米（3.3 英尺）处,水平方向提供 500 勒可斯（50 尺烛光）,垂直方向 200 勒可斯（20 尺烛光）的亮度。天花上的灯或其他障碍物(如洒水喷头)距抬升的地板至少应保持 2.6 米(8.5 英尺)。机架/机柜高于 2.13 米（7 英尺）时,需要更高的天花板,以保证设备的顶端与消防洒水装置间留有 460 mm（18 英寸）的空间。洒水装置必须是预作用型的,在检测到烟以前管道不会充水。数据中心规划指南 第 4 章精密空调将冷气送入冷气通道15.0电源与接地洁净与不受干扰的供电是数据中心正常运作的基础。同时，机架/机柜、地板、乃至整栋建筑物仔细而完整的接地对于防止精细设备受到损害同样至关重要。主电源与数据中心共享供电线路的邻接单位是一个考虑因素。与医院或警察局共享供电线路是一件好事情，因为在发生供电中断时，这些单位的供电恢复更快。而重工业企业用电会对供电线路造成瞬时影响或协波影响，这是数据中心供电所不期望的。任何情况下，应采用埋入地下的供电线路。开关电源的总线必须加大设计，因为一旦投入使用，它是非常难扩展的。抗瞬态浪涌抑制器(TVSS)必须在每个层次的分配系统中安装。冗余电源冗余电源有两种形式UPS 和发电机。两种形式结合将提供最好的保护。UPS 系统需要能在停电时提供瞬时切换，然后交由发电机继续供电。UPS 系统必须能够在暂时的问题发生时提供快速的临时供电,实际应用中,储电不足时至少要保证设备能够有秩序的关闭。根据经验,UPS 系统至少须具备 4 小时供电的能力,如果没有后备发电机组,则需要保证 8 小时供电。UPS 的设计能力应高于当前需求 20%。对于第四级的冗余，可能将多个 UPS 系统采用分布式隔离冗余方案配置。如果采用单一的 UPS，可以考虑建设监控系统监控每一个电池的状态。UPS 的电池有两种类型密封型(阀控式免维护密封铅酸蓄电池)与加液型(需加水)。密封型电池体积更小并能安装在架上，几乎不需要维护并且不产生氢气。注意:100 kVA 以上的采用密封型电池的 UPS 可以放置在机房内。加液型电池使用寿命更长(更低的生命周期使用成本)，但需要更多的维护并需要安装在地板上。任何情况下，放置电池的区域都需要保持通风并控制好温度太低的温度会减少电池的输出，太高则会缩短电池寿命。发电机可以在停电时提供较长时间的供电。推荐采用柴油发电机，必须保证持有至少可供电 8 小时的足够多的燃油(第四级的冗余需保证 96 小时供电油量)。微生物滋生可能导致储备的柴油变质，因此需要配置净化系统。同时柴油还会因为低温凝结，所以在低温环境下，还需要配备具有加温/循环能力的储油罐。电源分配单元电源分配单元(PDU)是向设备提供洁净电流的基本要素之一，至少每个水平分配区域应安装一个，理想情况下，每两个通道应安装一个电源分配单元，有需要的情况下，每个通道应安装一个。电源分配单元集成了多种功能，包括隔离变压器、瞬态脉冲抑制器、输出面板、电源监控等。电源分配单元还用于处理数据中心中高集成度的各种电路。数据中心规划指南 第 5 章1数据中心规划指南 第 5 章紧急断电NEC 645 需要将紧急断电(EPO)控制开关设置在每个出口处。为了防止意外触发,EPO 控制开关必须设置安全罩、旁路系统及指令终止开关。EPO 控制由 NFPA 75 所规定的火警警报控制面板所监管。当气体灭火系统被触发时,要求将所有的电子设备的电源关闭。电力电缆的位置与密度如前所述，电力电缆沿着机架/机柜的前部走线，通信线缆则从后方走线，实现适当的分离。然而，电力电缆是否离 UTP 线缆太近，当强弱电线缆共用同一桥架时，会存在电磁干扰，可使用下表计算间距:如果强电线缆是非屏蔽的，上述间距必须加倍，除非电力电缆与 UTP 线缆均安置在焊接接地的金属线槽中并且有实心金属挡板隔离。不同线缆共同安装时的其他方面限制可参阅 NFPA 70 标准或是本地规范。如果 UTP 线缆是通过天花板走线，其与荧光灯的距离要保持在 50 mm(2 英寸)以上。如果 UTP 线缆走线与电力电缆走线存在交叉，应采用 90 度交叉。接地数据中心中的设备高度集中并且对静电非常敏感,这就使得健全的焊接接地结构变得非常重要。建筑的接地系统必须直接焊接在接地母线上,数据中心中的所有电子设备、机架、线槽、防静电地板均通过接地系统接地。TIA-942 中说明了机房接地方法。可在防静电地板的支脚间安置铜制网格地线，网格网眼的尺寸与防静电地板一致，铜带尺寸为 25 mm 宽，3 mm 厚(11/8 英寸)。其他方法包括使用 6 AWG(美制导线厚度单位，6 AWG 约 4.11 mm)绝缘金属线制成网格。每 6 个(每 3 个更为适宜)支脚通过 6 AWG 的金属线连接到网格地线上，机架/机柜、暖通空调设备、电气管道、线槽也一样连接到地线上。注意:机架通常是油漆过的，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，可以获得更好的焊接质量。规范NEC 645、NFPA 70 以及 NFPA 75 中有关于数据中心防火安全的设备与技术的规则细节并会有规律的进行更新。接地与焊接方面的详细规范在 ANSI-J-STD-607-A-2002(以前在 TIA-607A 中)、IEEE 1100、NEC 250.122 中有叙述。查阅这些文献可以获得完整的信息。通常,以本地规则优先。其他国际标准包括 IEC TR 61000-5-2、EN 50310、British BS 7671 以及 German VDE 0100。电力电缆/数据线间距电路数量 线缆类型 间距1-15 20 A 110/240 V 屏蔽单相 参照 SYSTIMAX 电源隔离指南16-30 20 A 110/240 V 屏蔽单相 50 mm(2 英寸)31-60 20 A 110/240 V 屏蔽单相 100 mm(4 英寸)61-90 20 A 110/240 V 屏蔽单相 150 mm(6 英寸)大于 90 20 A 110/240 V 屏蔽单相 300 mm(12 英寸)1 条以上 100 A 415 V 三相屏蔽馈线 300 mm(12 英寸)1数据中心规划指南 第 6 章6.0通信布线双绞线与光纤是数据中心中使用最多的线缆。布线解决方案由线缆、连接器、跳线及配线架组成。综合布线可以看作是一个系统，各种组件配合紧密、相互协调。有些看似无关紧要的方面(如双绞线的紧绞及光纤纤芯精确居中等)实际上对于优化性能非常重要。UTP布线UTP 线缆由四对结缘的实心铜线组成。每一对都按照技术规范互相缠绕。双绞线的传输速率可达到 1000 M 甚至更高，传输距离标准为 100 米(328 英尺)。UTP 电缆的性能与其类别有关(如六类线)，该性能指 TIA-568、ISO 11801:2002、EN 50173-1 所规定的该类线的最低性能标准。维护好 UTP 线缆中的双绞线对的绞距是满足性能指标的基础，尤其是在终端处。连接器必须符合线缆的种类并且从技术上尽可能维持双绞线对不受到干扰。跳线必须与线缆和连接器的性能符合并且应在工厂成端以满足性能和坚固性要求。这也就是为什么布线可以被作为一个系统来看待六类线使用超五类线的硬件端结是不会达到六类线的性能的。高速数据中心应用中，六类 UTP 线缆提供 1 Gb/s 的传输带宽是最低要求。一种新的种类，TIA 称为 6A 类，ISO 称为 EA 类，被提议作为在对称双绞线中实现 100 米距离 10 Gb/s 传输速率的标准。UTP性能指标UTP 性能测试指标包括串扰(简写为 XT，指一对绞线受到的来自其他绞线对的信号影响)与插入损耗(或称衰减，指传输距离带来的信号功率损耗)等。通常用来标识 UTP 的性能的是带宽，以 MHz 作为单位的线缆的传输能力。近端串扰(NEXT)是指在近端(发送端)UTP 电缆链路中一对线与另一对线之间的因信号耦合效应而产生的串扰(单位 dB)。综合近端串扰(PSNEXT)是指电缆在使用多线对(超过两对)来传输信号时，某一对线在近端(发送端)受到其它对线的 NEXT 串扰的总和。等级远端串扰(ELFEXT)是指一对线的信号经过衰减后到达远端的信号对另一对线产生的串扰。(因此用测量到的 FEXT 值减去线路的衰减值，就得到了 ELFEXT 值)。综合等级远端串扰(PSELFEXT)是指多对线对一对线的等级远端串扰的综合计算，规格化为接受信号的等级。用这些性能参数来作为考量时，有较高的数值比较好。其他的 UTP 性能参数包括回波损耗，由于端接好的电缆链路中阻抗不匹配所产生的信号反射，一般 UTP 电缆的特性阻抗为 100 欧姆)以及时延偏离(电缆中不同线对同时发出的信号在接收到的时间上的差异)。SYSTIMAX GigaSPEED XL7 与 XL8 系列六类线解决方案可提供优于 TIA-568 与 ISO/IEC 标准所要求的性能。超出的性能指标更有利于高效的传输。一个性能上几乎没有亮点的系统，实际上会由于频繁的重发数据包造成信道质量恶化，从而降低传输速率。1在不久以前，1 Gb/s 是 UTP 水平布线的速率上限更快的速率则需要使用多模光纤。更高的传输功率与速率需求需要将双绞线布线升级到 10 Gb/s 的级别，这意味着外来串扰(临近的电缆或连接器之间的耦合干扰)成为主要的限制(尤其是在像数据中心这样高密度的环境中),除非在线缆设计时已经将其考虑进去了。美国康普 SYSTIMAX GigaSPEED X10D 解决方案可以满足 EA 类电缆所规定的严格要求，可以依照 10GBASE-T 标准保证提供 10 Gb/s 的传输速率。GigaSPEED X10D EA 类布线方案也可用于 1 Gb/s 的传送并可实现远高于任何六类线布线方案的性能。UTP信道性能UTP 布线在数据中心中一般用于水平段(见第 7 章)，最大传输距离为 100 米(328 英尺)。布线不是采用一条连续的线缆，而是有 4 个连接(主配线区域 MDA 至水平配线区域 HDA、水平配线区域 HDA 至分区配线区域 ZDA、分区配线区域 ZDA 至设备配线区域 EDA、设备跳线)，每个连接都是信号能发生衰减的点。这也就是为什么线缆、连接器、配线架面板等被看作是一个系统，所有的组件都被设计在一起协调工作。数据中心规划指南 第 6 章上表比较了 SYSTIMAX 铜缆布线方案相对于标准特性的改进。请根据实际需要查询相关的 SYSTIMAX 性能规范文档。注意：上述数值是在整个频率范围内最差的情况下所能保证的性能余量。光纤布线光纤以极细的石英玻璃纤维制纤芯来传递数字光脉冲。光纤有两种主要类型-纤芯直径为 50 或者 62.5 m 的多模光纤，以及纤芯直径在 9 m 以下的单模光纤。两种光纤使用时都需要缓冲层保护。进行适当的线缆加工后，光纤的使用操作像铜缆一样容易。最为常用的光纤链路类型为两芯-其中一芯用作发送、一芯用作接收。多模光纤性能指标多模光纤的分级标准是带宽(光纤承载信息的能力)和衰减。带宽通过 850/1300 nm 波长的光波来衡量，表示为 MHzkm。保证优于信道规范电气参数 Category 6/Class E Class E Class EA 1-250 MHz 1-250 MHz 1-500 MHz GigaSPEED XL7 GigaSPEED XL8 GigaSPEED X10D GigaSPEED X10D 插入损耗 5%8%5%2%NEXT 6.0 dB 7.0 dB 6.0 dB 1.0 dB PSNEXT 7.5 dB 8.5 dB 7.5 dB 2.5 dB ACR-F 6.0 dB 8.0 dB 6.0 dB 4.0 dB PSACR-F 8.0 dB 10.0 dB 8.0 dB 6.0 dB 回波损耗 4.0 dB 4.0 dB 3.0 dB 0.0 dB PSANEXT n/a n/a n/a 0.0 dB PSAACR-F n/a n/a n/a 0.0 dB 1数据中心规划指南 第 6 章以前，采用 LED 发光器件的多模光纤的测试和带宽指标采用满溢发射法(Overfilled Launch-OFL)。现在，由于千兆传输中必须采用激光发光器(或垂直腔表面发光器 VCSEL)，需要采用一种新的测试方法。SYSTIMAX LazrSPEED 光纤规范过去一经出来，并很快被标准化组织接受，并作为 10 Gb/s 应用规范发展的蓝图之一。这也导致了激光优化多模光纤标准的发布，包括 TIA-492AAAC-A 光纤规范(也称作 ISO/IEC 11801 OM3 光纤)、TIA FOTP-220(国际上称作 IEC-60793-1-49)微分模式延迟(DMD)测试法。OM3 光纤包含在 ANSI/EIA/TIA-568B 与 ISO/IEC 11801 布线标准中。LazrSPEED 解决方案超越了上述标准，在用作 10 Gb/s 长距离范围布线时非常有效率。美国康普 SYSTIMAX Solutions 提供的 LazrSPEED 解决方案的操作范围包括 150 米、300 米、550 米。LazrSPEED 解决方案及一般未优化的 50 m 和 62.5 m 光纤的各种带宽下的传输性能见下表。单模光纤性能指标单模光纤只传播一个传播模式的光信号。其主要的性能指标是衰减。单模光纤必须