劉智奮 韓建芳 趙子奇

廣州杰賽科技股份有限公司

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小型數(shù)據(jù)機(jī)房的建設(shè)方案

劉智奮 韓建芳 趙子奇

廣州杰賽科技股份有限公司

摘 要：IDC機(jī)房建設(shè)是通信行業(yè)一個(gè)新的業(yè)務(wù)增長點(diǎn)，如何建設(shè)一個(gè)高效節(jié)能的IDC機(jī)房是目前研究的熱點(diǎn)，本文從通信基礎(chǔ)設(shè)施和機(jī)房需求的進(jìn)行分析，并通過案例對(duì)小型數(shù)據(jù)機(jī)房的建設(shè)方案進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：IDC；微模塊；PUE

一、前言

IDC（Internet Data Center），直譯為互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心，是指一種基于INTERNET網(wǎng)絡(luò)，為集中式安置收集、存儲(chǔ)、處理和發(fā)送等功能數(shù)據(jù)的設(shè)備，并提供運(yùn)行維護(hù)的設(shè)施以及相關(guān)的服務(wù)體系。機(jī)房的擁有者建立標(biāo)準(zhǔn)化的電信專業(yè)級(jí)機(jī)房環(huán)境，為企業(yè)、政府單位等提供服務(wù)器托管、租用以及網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)等方面的全方位服務(wù)。專屬數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，和其他電子信息機(jī)房以及通信樓宇的建設(shè)存在很多的差異。

現(xiàn)在大部分新建數(shù)據(jù)機(jī)房采用微模塊的建設(shè)方式，通過在設(shè)備列冷通道的兩端加裝前后門和頂蓋板進(jìn)行封閉，形成一個(gè)獨(dú)立和封閉的空間，減少冷空氣的消耗，通過在微模塊內(nèi)加裝視頻監(jiān)控以及開關(guān)門加裝安防門禁等手段提高微模塊的安全等級(jí)。

二、傳統(tǒng)機(jī)房微模塊建設(shè)方案

通信機(jī)房指標(biāo)表

根據(jù)中國移動(dòng)公司《通信機(jī)房配套標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)指導(dǎo)意見》，根據(jù)機(jī)房的類型，將機(jī)房分為交換機(jī)房、數(shù)據(jù)機(jī)房、傳輸機(jī)房、支撐機(jī)房及其混合綜合機(jī)房，其單位面積功耗、單機(jī)柜功耗等指標(biāo)見下表。機(jī)架列間距與機(jī)房類型、機(jī)架類型、空調(diào)送風(fēng)方式等因素有關(guān)，具體布置要求見通信機(jī)房指標(biāo)表：

1000個(gè)機(jī)柜以上大型的數(shù)據(jù)中心需要投資一般都要超過投資1億人民幣以上，所以很多時(shí)候建設(shè)方都是利舊原有空間進(jìn)行改造。按照消防規(guī)范要求，單個(gè)氣體消防分區(qū)的面積不宜超過800平米，現(xiàn)在以800平米的機(jī)房的為例，對(duì)機(jī)房的建設(shè)方案進(jìn)行分析。

1.機(jī)房布局和空調(diào)

目比較主流的微模塊建設(shè)方式是比較接近傳統(tǒng)的建設(shè)方式，通信電源和通信空調(diào)和綜合機(jī)柜分開建設(shè)，微模塊內(nèi)只有列頭柜和綜合機(jī)柜。在這種建設(shè)模式中，機(jī)房要?jiǎng)澐譃閯?dòng)力配套機(jī)房和設(shè)備機(jī)房，按通信指標(biāo)計(jì)算，我們統(tǒng)一按4KW的中密度機(jī)柜來進(jìn)行計(jì)算，則機(jī)房屬于二類機(jī)房，4KW的中密度機(jī)房對(duì)應(yīng)的電力電池室面積宜為二者機(jī)房面積之和的35%～45%，那么總面積800平米的機(jī)房要分開一個(gè)320平米的電力電池室和一個(gè)480平米的設(shè)備機(jī)房。800平米的設(shè)備機(jī)房，按0.6 kW/m2的單位面積功耗計(jì)算總功耗為480KW，除以單機(jī)柜2.5kW的實(shí)際功耗，可以算出該數(shù)據(jù)機(jī)房能配置160個(gè)左右的設(shè)備機(jī)柜，而在實(shí)際工程中可能因?yàn)闄C(jī)房的長寬和柱為會(huì)略有減少。但這種建設(shè)方式要求要有能滿足載荷要求的專門電力電池室，因?yàn)殡姵乇仍O(shè)備的重量大很多，所以電力電池室的樓板載荷要求為16KN/m2，而普通的通信機(jī)房只要求10KN/ m2。目前大部分大型數(shù)據(jù)中心都是采用這種建設(shè)方式，主要原因是根據(jù)所使用的空調(diào)類型決定，能效比最高達(dá)的是使用中央水冷空調(diào)，能達(dá)到4.5以上，而普通的下送風(fēng)專業(yè)空調(diào)的能效比只能做到3。

2.機(jī)房通信電源

目前國內(nèi)大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心的供電系統(tǒng)還是交流UPS系統(tǒng)，IDC數(shù)據(jù)機(jī)房以服務(wù)器交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備占絕大多數(shù)，其用電類型基本為交流220v，因此通常配置UPS來提供不間斷電源。隨著行業(yè)發(fā)展及技術(shù)進(jìn)步，慢慢出現(xiàn)了高壓直流系統(tǒng)（DC240V），240V高壓直流系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)的UPS系統(tǒng)更加節(jié)能、效率更高，但是相對(duì)價(jià)格也較高，而且部分廠家的設(shè)備對(duì)240V高壓直流設(shè)備也存在著適應(yīng)性的問題，當(dāng)電源系統(tǒng)處于均充狀態(tài)的時(shí)候，由于電壓超過了設(shè)備臨界值，部分進(jìn)口廠家的設(shè)備經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)停機(jī)或者停機(jī)后無法自動(dòng)重啟等問題。由于出現(xiàn)類似的各種問題，高壓直流電源系統(tǒng)在國內(nèi)使用率不太高。

部分電源廠家針對(duì)這種情況，開發(fā)出模塊化UPS系統(tǒng)，模塊化UPS的備份可以通過電源模塊備份來解決，不用像傳統(tǒng)UPS那樣做1+1或者2+1備份。既有高壓直流系統(tǒng)靈活高效安全的特點(diǎn)，也能符合傳統(tǒng)數(shù)據(jù)設(shè)備的用電要求。模塊UPS的和傳統(tǒng)的UPS相比，主要優(yōu)點(diǎn)在于模塊化設(shè)計(jì)：每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的UPS單元包含UPS模塊、充電模塊、通訊模塊、防雷模塊、LCD及獨(dú)立的旁路模塊。每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的UPS單元就是一個(gè)完整的UPS供電系統(tǒng)。每個(gè)模塊都支持熱插撥，確保在更換模塊時(shí)，也能為負(fù)載提供穩(wěn)定的不間斷電源。模塊配置滿足“N+X” 冗余的要求，所有模塊相互支持，均流并聯(lián)。根據(jù)用戶需求進(jìn)行最優(yōu)化的配制，為負(fù)載提供高可靠性的電源保護(hù)。

三、全集成微模塊機(jī)房建設(shè)

還有比較新型的微模塊機(jī)房建設(shè)方式，就是將通信電源和通信空調(diào)全部整合到微模塊內(nèi)，微模塊內(nèi)配置一個(gè)電源柜和電池柜，每列設(shè)備內(nèi)再根據(jù)熱量計(jì)算配置2到3臺(tái)列間空調(diào)，有的還可以根據(jù)客戶需求將消防氣體也集成到微模塊中建設(shè)。這種建設(shè)方式由于空調(diào)送風(fēng)從下送風(fēng)改為橫向送風(fēng)，不需要架空靜電地板作為靜壓箱，可以降低對(duì)靜電地板的高度要求甚至不用做架空地板（不做架空靜電地板則需要做防靜電地板瓷磚），比較適宜樓層高度不足的樓層改建為數(shù)據(jù)機(jī)房。

由于電源和電池也整合到微模塊里面，不需要分開建設(shè)電力電池室和空調(diào)間，減少了機(jī)房隔墻，設(shè)備布設(shè)也比較靈活，機(jī)房的有效使用率會(huì)較高，800平米的機(jī)房空間實(shí)際可安置200個(gè)設(shè)備機(jī)柜以上。由于每個(gè)微模塊都可以說是一個(gè)獨(dú)立的機(jī)房，而且一個(gè)機(jī)房內(nèi)可以存在不同類型的數(shù)據(jù)機(jī)房，可以將3KW的低密度機(jī)柜、5KW的中密度機(jī)柜和7KW以上的高密度機(jī)柜都放在同一個(gè)機(jī)房內(nèi)，每個(gè)微模塊根據(jù)自己的需求配置容量不同的通信電源和通信空調(diào)。同時(shí)由于每個(gè)微模塊也是一個(gè)獨(dú)立的封閉空間，方便出租，不同的客戶可以同時(shí)共享同一個(gè)機(jī)房安置自己的微模塊，只需要設(shè)置自己所屬微模塊的出入權(quán)限，就能滿足客戶使用的保密要求。而且即使不同客戶要求不同的安全等級(jí)，也可以輕易在同一個(gè)機(jī)房實(shí)現(xiàn)。

由于是個(gè)性化定制，而且在每個(gè)模塊里都要按要求對(duì)通信電源和通信空調(diào)的建設(shè)進(jìn)行備份，冗余量增加，所以建設(shè)成本相對(duì)于第一種建設(shè)方式也更高。同時(shí)由于微模塊內(nèi)整合了電源和電池，使得整個(gè)微模塊的重量增加，對(duì)機(jī)房的承重要求比普通的機(jī)房更高，一般都要求機(jī)房在核算后進(jìn)行加固處理才能安裝配置有全集成型的微模塊機(jī)房。

參考文獻(xiàn)：

［1］ DOUGLAS ALGER 大數(shù)據(jù)云計(jì)算時(shí)代數(shù)據(jù)中心經(jīng)典案例賞析 ［R］.北京：人民郵電出版社.2014

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