集裝箱式數(shù)據(jù)中心對(duì)布線(xiàn)系統(tǒng)的影響

文｜羅森伯格亞太電子有限公司 周 煒

經(jīng)過(guò)近年來(lái)數(shù)據(jù)中心建設(shè)的高速發(fā)展，各種新架構(gòu)層出不窮。在2008年，業(yè)界又出現(xiàn)了一種新式的架構(gòu)：集裝箱式數(shù)據(jù)中心。這種新式架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心因?yàn)槠浒惭b快速、部署方便、節(jié)能省電、空間占用小等特點(diǎn)，立即在全球各地得到了廣泛的應(yīng)用。各大IT廠(chǎng)商如IBM（PMDC）、HP（POD）、SUN（Black Box）、SGI（ICE Cube）等也都推出了相應(yīng)的解決方案。各大廠(chǎng)商的解決方案雖然各不相同，但是其最基本的東西還是相同的，也就是箱體的尺寸是一定的，通常會(huì)采用20尺、40尺、53尺標(biāo)準(zhǔn)柜作為外箱體。箱體的標(biāo)準(zhǔn)化，在運(yùn)輸、安裝、運(yùn)行的時(shí)候可以提供相當(dāng)?shù)谋憷裕鐖D1所示。

圖1

各廠(chǎng)商的集裝箱式數(shù)據(jù)中心都是模塊化的架構(gòu)。一般分成單柜和多柜兩種解決方案，單柜就是ALL-IN-ONE解決方案，IT設(shè)備、空調(diào)、配電、電源都安裝在一個(gè)集裝箱內(nèi)；多柜會(huì)根據(jù)設(shè)備的不同，有專(zhuān)用的IT設(shè)備箱用于網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和服務(wù)設(shè)備，有附屬設(shè)備箱，用于空調(diào)、電源等系統(tǒng)。單柜方案只存在內(nèi)部的布線(xiàn)系統(tǒng)，而多柜方案除了箱內(nèi)的布線(xiàn)，還會(huì)有箱間的布線(xiàn)系統(tǒng)。

我們先來(lái)看一下箱內(nèi)的布線(xiàn)系統(tǒng)。目前各大廠(chǎng)商的IT設(shè)備箱方案雖然有所區(qū)別，但是其設(shè)計(jì)都是基于開(kāi)放式架構(gòu)，兼容其他廠(chǎng)家的產(chǎn)品，并不是針對(duì)自己的IT設(shè)備訂制生產(chǎn)，另外因?yàn)榧b箱標(biāo)準(zhǔn)柜內(nèi)寬只有2.33m，再加上內(nèi)裝的防水、隔熱、防EMI材料后，內(nèi)寬基本不會(huì)超過(guò)2m，所以各大廠(chǎng)商的網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和服務(wù)設(shè)備解決方案基本上都是橫向布置的一排標(biāo)準(zhǔn)19寸寬機(jī)柜。一個(gè)20尺標(biāo)準(zhǔn)柜，采用ALL-IN-ONE設(shè)計(jì)，可以部署5個(gè)19寸機(jī)柜，如果全部是IT設(shè)備，可以部署8個(gè)19寸機(jī)柜；40尺標(biāo)準(zhǔn)柜的數(shù)字則分別是8個(gè)和18個(gè)19寸機(jī)柜。箱內(nèi)的布線(xiàn)系統(tǒng)一般采用上走線(xiàn)的方式。線(xiàn)纜在機(jī)柜間的長(zhǎng)度、配線(xiàn)系統(tǒng)在機(jī)柜內(nèi)的安裝位置都基本固定。

集裝箱式數(shù)據(jù)中心對(duì)布線(xiàn)系統(tǒng)的第一個(gè)要求就是快速部署，相比傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心需要一年半到兩年的時(shí)間，其從下訂單到安裝完成只需要3～4個(gè)月，所以被廣泛應(yīng)用于如救災(zāi)、應(yīng)急通信等場(chǎng)合。這樣用于柜內(nèi)的布線(xiàn)系統(tǒng)也能夠快速安裝。預(yù)連接系統(tǒng)快速安裝、即插即用的特點(diǎn)，非常適合。預(yù)連接系統(tǒng)相比傳統(tǒng)的連接方式，可以省掉80%以上的安裝時(shí)間。可能在傳統(tǒng)觀念里，預(yù)連接系統(tǒng)有著供貨周期長(zhǎng)的缺點(diǎn)，那是因?yàn)閭鹘y(tǒng)數(shù)據(jù)中心機(jī)柜的位置、距離都不同，而且對(duì)于布線(xiàn)系統(tǒng)的要求各不相同（比如光纖芯數(shù)）；所以其訂制化的特性就顯現(xiàn)出來(lái)，快速交貨就很困難。但是集裝箱式數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的位置相對(duì)固定，可以將預(yù)連接布線(xiàn)系統(tǒng)作為標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)，不存在交貨周期長(zhǎng)的問(wèn)題。另外預(yù)連接系統(tǒng)都是在工廠(chǎng)內(nèi)測(cè)試完成的，所以在安裝的時(shí)候還可以省掉大量的測(cè)試時(shí)間。

對(duì)于布線(xiàn)系統(tǒng)的第二個(gè)要求是密度高；一般在集裝箱式數(shù)據(jù)中心的內(nèi)部，空間高度都在2m左右（除了高柜，標(biāo)準(zhǔn)箱內(nèi)高不超過(guò)2.3m，還要去掉內(nèi)裝），無(wú)法采用傳統(tǒng)的地板下走冷風(fēng)的方式，都是采用特殊的散熱方式，散熱的效率非常高。這樣IT設(shè)備的密度也可以提高，像HP POD的普通型單機(jī)柜最大可以支持27kW，高密度型單機(jī)柜可以支持44kW，這樣設(shè)備密度的提高就需要單個(gè)機(jī)柜布置更多的網(wǎng)絡(luò)布線(xiàn)來(lái)支持。因?yàn)闄C(jī)柜的容量是有限的，為了將空間更多的留給網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)設(shè)備，高密度布線(xiàn)系統(tǒng)能夠節(jié)約空間的優(yōu)勢(shì)就很明顯了。比如對(duì)于光纖布線(xiàn)系統(tǒng)，采用預(yù)連接高密度的1HU 96芯的配線(xiàn)架就比傳統(tǒng)的要省掉50%左右的空間。由于集裝箱式數(shù)據(jù)中心內(nèi)的空間狹小，所以在其主配線(xiàn)柜多采用開(kāi)放式機(jī)架，以便于后期的維護(hù)和管理。

集裝箱式數(shù)據(jù)中心的另外一個(gè)重要特點(diǎn)是可以反復(fù)地移動(dòng)化部署，在一個(gè)地方使用完成后，可以移動(dòng)到另外一個(gè)地方。但是在移動(dòng)過(guò)程中，有可能是通過(guò)卡車(chē)的陸路運(yùn)輸（如圖2所示），也有可能是海運(yùn)甚至空運(yùn)。在運(yùn)輸過(guò)程中，不可避免的會(huì)有震動(dòng)和顛簸，對(duì)于布線(xiàn)系統(tǒng)，特別是光纖布線(xiàn)，可靠性要求就很高，如果采用傳統(tǒng)的熔接，脆弱的熔接點(diǎn)很容易遭到破壞，預(yù)連接光纖采用灌膠的方式，對(duì)于內(nèi)部光纖的保護(hù)就好了很多。

圖2 拖運(yùn)中的HP POD

雖然采用預(yù)連接布線(xiàn)系統(tǒng)能夠滿(mǎn)足集裝箱式數(shù)據(jù)中心的特點(diǎn)和要求，但是其對(duì)于布線(xiàn)系統(tǒng)的影響并不是只有這一點(diǎn)。其對(duì)于布線(xiàn)系統(tǒng)的維護(hù)和管理也有很大的影響。在最開(kāi)始工廠(chǎng)內(nèi)搭建數(shù)據(jù)中心時(shí)，可以將集裝箱的四壁都取下，安裝空間和場(chǎng)地都很寬裕；但是到了現(xiàn)場(chǎng)以后，維護(hù)和管理就麻煩了很多。集裝箱內(nèi)空間狹小，沒(méi)辦法在機(jī)柜正面和背面同時(shí)留出足夠的空間，所以只能采取一些變通的辦法，比如IBM的PMDC在每個(gè)機(jī)柜下方安裝導(dǎo)軌（如圖3所示），在需要維護(hù)機(jī)柜側(cè)面時(shí)可以將機(jī)柜抽出；如果需要維護(hù)背面，則要將機(jī)柜順序一個(gè)個(gè)的推出，人才能進(jìn)入到機(jī)柜的背面。因?yàn)樾枰磸?fù)的移動(dòng)機(jī)柜，所以從上部橋架到機(jī)柜的線(xiàn)纜也需要特殊的裝置來(lái)對(duì)它進(jìn)行保護(hù)（如圖4所示），防止在機(jī)柜移動(dòng)的過(guò)程中對(duì)線(xiàn)纜造成損壞。這樣的維護(hù)雖然麻煩一些，但是受其他因素的影響比較小。畢竟全部的維護(hù)都在密閉的集裝箱內(nèi)完成。HP POD采取的是背向4個(gè)雙開(kāi)門(mén)，在維護(hù)時(shí)，要將背面的門(mén)打開(kāi)。這樣雖然在維護(hù)的時(shí)候不需要移動(dòng)內(nèi)部機(jī)柜，但是在維護(hù)的時(shí)候會(huì)受到天氣等因素的影響，比如下雨的時(shí)候就不能進(jìn)行維護(hù)。

較小的管理空間就要求布線(xiàn)系統(tǒng)能夠比較方便的進(jìn)行維護(hù)和管理。模塊化，組件化的布線(xiàn)系統(tǒng)可以比較方便的維護(hù)和管理，在發(fā)生問(wèn)題的時(shí)候可以快速的更換。

圖3 機(jī)柜下方的導(dǎo)軌

圖4 橋架和機(jī)柜間的保護(hù)裝置

在采用多柜解決方案的時(shí)候，還會(huì)牽涉到戶(hù)外的網(wǎng)絡(luò)連接（如圖5所示）。戶(hù)外的布線(xiàn)系統(tǒng)主要考慮的是安全、可靠，必須要做到防水，抗紫外線(xiàn)，具有較強(qiáng)的抗拉和抗壓能力。因?yàn)閼?hù)外情況比較復(fù)雜，系統(tǒng)強(qiáng)度必須留有足夠的安全余量。比如光纖布線(xiàn)，采用IP68防護(hù)級(jí)別的MTP/MPO連接系統(tǒng)就可以同時(shí)兼顧密度和安全性。

圖5 戶(hù)外的連接

集裝箱式數(shù)據(jù)中心因?yàn)橛衅浔旧淼奶匦浴⒔Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、空間的制約等多方面的因素，就要求布線(xiàn)系統(tǒng)能夠做到靈活、可靠、節(jié)省空間和便于管理。為了能夠更好的配合數(shù)據(jù)中心的發(fā)展，德國(guó)羅森伯格推出了一系列高密度，高可靠性，易于管理的布線(xiàn)產(chǎn)品。新系列產(chǎn)品線(xiàn)不僅十分適合于應(yīng)用在新架構(gòu)的集裝箱式數(shù)據(jù)中心中，也可以為傳統(tǒng)架構(gòu)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)、管理和維護(hù)提供極大的方便，可靠性以及節(jié)約更多的機(jī)柜空間。