數據中心，精益求精——面向數據中心的綜合布線系統解決方案

文｜德特威勒電纜系統（上海）有限公司 樊紅艷

2009年，布線市場可謂相當熱鬧，無論是官方組織還是行業組織都對布線領域的各個視角展開了各種各樣的峰會和討論。如“中國智能建筑15年”收集了各行各業對智能化系統從應用到產品的變更。面向機場、醫院等專題性的峰會總結了特殊應用系統的智能化建設，針對性的綜合布線系統管理與運行維護、屏蔽布線系統設計與施工技術白皮書的發布以及各種頒獎典禮都少不了綠色智能的話題，這一切都在告訴行業人士和廣大用戶，現在的智能化系統已經不再是拿來主義，更注重的是對工程的針對性，是從設計、產品選用、工程實施、維護管理全程系統化的統籌兼顧。

“識時務者為俊杰”，作為綜合布線產品工作的一份子，上述的形勢和變化為筆者的工作及所服務的企業指引了方向，綜合布線產品已不再是為了連通和配線，而追求的是精益求精地服務于工程。

為了進一步地說明上述見解，筆者將通過以下幾個方面來闡述。

1 屏蔽布線&集束雙絞線

2009年，屏蔽布線在數據中心的優越性得到了重視，其源頭是2009年開始宣貫的《電子信息系統機房設計規范》（GB 50174-2008）和中國工程建設標準化協會信息通信專業委員會綜合布線工作組于2009年發布的《屏蔽布線系統設計與施工技術白皮書》。其動力有兩個方面：

（1）更高速率的傳輸要求

數據中心的帶寬應該比大樓內水平布線高出一個數量級，即萬兆以太網的水平。IEEE已經明確下一代以太網速度為100Gbps，思科公司也在2008年制定了針對這個方向的數據中心3.0戰略。

根據這樣的推理，數據中心采用的綜合布線產品等級應該選定為：在末端連接主機、服務器、存儲設備的傳輸線（區域配線子系統、設備纜線）中，萬兆級的雙絞線與光纖共同構成了主要的傳輸介質。

這里有一個指標應該得到重視，即在IEEE 802.3an標準中，綜合布線6類布線系統在10G以太網中所支持的長度應不大于55m，但6A類和7類布線系統支持長度仍可達到100m。

（2）對安全和電磁干擾的考慮

對電磁兼容性的關注以及制定相應標準的動力源自個人計算機、局域網等電子設備的快速增長及持續增加的數據速率。現代電子系統多以計算機或微處理器為基礎，通常會對系統中的高頻信號產生有害影響，這些影響來源于另一系統接口電纜中的傳導電流或電磁場導致的電磁感應。另外，采用數字電子設備的系統含有電流和電壓高速交換電路，也會導致較高的高頻電磁輻射。

數據中心的高效率和高可靠性便對基礎的物理傳輸介質提出更高的要求，屏蔽布線便成為理想選擇。

這里同樣有個非常重要的觀點，在過去的15年里，屏蔽布線工程的爭論在中國可謂一波三折，采用——排斥——推動，中國工程建設標準化協會信息通信專業委員會綜合布線工作組于2009年發布的《屏蔽布線系統設計與施工技術白皮書》在熱點討論里明確了在正常良好接地情況下，屏蔽系統抵制外界耦合噪音的能力是非屏蔽系統的100～1000倍，即使在屏蔽層沒有接地或接地不良的情況下，屏蔽布線系統抵御能力仍然可為非屏蔽布線系統的10倍以上。

除了上述兩個動力，屏蔽布線還為數據中心帶來了工程的美觀：從實施的角度，數據中心的布線尤其講究美觀，這意味著線纜的綁扎要超出GB 50312-2007要求的每間隔1m綁扎一次，而是30cm綁扎一次，所有的纜線保持橫平豎直，那么如何避免纜間串擾和數據中心環境的電磁干擾是必須要考慮的問題。如果采用屏蔽布線不僅可以解決上述問題，還可以支持高密度安裝的能力，即集束雙絞線。

集束雙絞線最大的好處是節省了安裝空間，數據中心規模越大好處越明顯。試想每個機柜預留8～12臺服務器，每個服務器考慮4個電口，意味著每列機柜的安裝線槽需容納4×12×8=384根雙絞線，這是相當可怕的。1根屏蔽雙絞線外徑大約7.4mm，6×4P的集束雙絞線外徑是21.2mm，可以節約穿線時間和敷設空間，如圖1所示。

圖1

數據中心對溫、濕、塵的要求比較高，如果在使用中發生服務器數量的增加或用途的改變，現場打線或熔接必然對現場的環境造成不良影響。為了進一步提高施工和維護時間，預端接的集束雙絞線和光纜便應運而生，如圖2所示。

圖2

2 光纖布線&預端接光纜

光纖布線是數據中心中的另一個重頭戲。數據中心的布線服務于IP網、存儲網、KVM系統三個部分。由于存儲設備和核心交換機一般被放置在相隔較遠的地方，所以形成以服務器為終端向上延伸的兩套星型拓撲結構。

存儲系統類型多種，SAN最為典型。光纖通道是存儲系統的首選，不僅在配線子系統與萬兆雙絞線，更是在關鍵的主干傳輸通道均以光纖為主。由于設備纜線已經具有萬兆以太網傳輸能力，因此主干光纖的傳輸能力至少應達到萬兆以太網，并能夠滿足今后的四萬兆以太網及十萬兆以太網傳輸要求。

預端接光纜的選用為數據中心帶來的好處已有描述，在此要補充的是單模和多模光纜的并用。根據上述分析光纖通道是必不可少的，如果僅僅采用單模或多模光纖，對有源設備的整體成本將有較大的影響。而數據中心布線的特點是根數多、米數少，作為基礎物理傳輸介質相對于有源設備在相同周期的投入是比較少的，所以應該全面考慮單模和多模光纜的選用。事情往往是兩面性的，其后果是線纜的根數更多，試想如果有30個機柜，每個機柜預留1根12芯單模光纜和1根12芯多模光纜，2×30=60根光纜。由于光纜是以不大于12芯為單元束狀或帶狀生產，24芯與72芯的光纜外徑基本相同，所以24芯光纜內同時包括單模和多模光纖將是最理想的數據中心光纖布線。

3 信息保護&防火布線

由于中國的綜合布線市場同時受到歐洲和美系標準的影響，存在著兩種阻燃纜線，但是這兩種纜線都是以人的逃生、火勢不蔓延為目標，采用阻燃、低煙和毒性小的纜線材料。典型系列是美國的CMx線纜高阻燃纜線和歐洲的FR/LSOH低煙無鹵纜線。

GA 306和IEC標準對防火的要求不僅有阻燃還有耐火：

《阻燃及耐火電纜.塑料絕緣阻燃及耐火電纜分級和要求.第1部分：阻燃電纜》GA 306.1-2007，等同于IEC60332系列。

《阻燃及耐火電纜.塑料絕緣阻燃及耐火電纜分級和要求.第1部分：耐火電纜》GA 306.2-2007，等同于IEC60331系列。

所謂耐火即要求纜線在火焰中保持線纜上完整，其指標為：在火場的750℃時能夠繼續工作30～90分鐘（共分30分鐘、60分鐘、90分鐘三個等級）。其目的是給消防報警和應急廣播提供指揮疏散的可能性，也給計算機的正常關機和應急數據備份提供時間，重在信息的保護。

數據中心的數據越重要，對每次的強行關機所造成的損失就越大。如果采用耐火級纜線將為數據的備份提供充足的時間，挽回巨大的經濟損失。

面向數據中心的綜合布線解決方案是布線兵法必爭之地，膨脹的數據量、管理的壓力讓數據中心的評判標準不再看：是不是有漂亮的裝修？是不是有強大的制冷系統？在IT不斷飛速發展的今天，其應用系統的可靠性、可用性、可擴展性將變得更加重要，作為數據中心的基礎物理平臺，在其有效的15～20年的典型周期內，提前投資、配置精品則是明智的選擇。