大型民用機場數據中心布線特點淺談:記德國慕尼黑機場數據中心布線方案

文｜羅森伯格亞太電子有限公司 陳鳳霞

1 前言

隨著我國國民經濟和民航事業的發展，機場建設進入了一個快速發展的階段。中國民航局5月10日公布了中國民航發展“十二五”規劃目標：到2015年，運輸機場數量達到230個以上，覆蓋全國94%的經濟總量、83%的人口和81%的縣級行政單元，這就需要在未來5年內新建55座機場，除了新建機場之外，“十二五”期間，還有大量的機場需要改擴建和遷建；未來5年全行業投資規模將超過1.5萬億元，旅客運輸量將達到4.5億人次，包括通用航空飛機在內的機隊規模將達到4500架以上。

作為重要的公共基礎設施，機場的運營和管理涉及到機場管理機構、航空公司以及其他駐場單位、乘客、貨主等多方主體，所以對信息共享、實時溝通交流等方面的要求顯得越來越多。機場的信息系統，應能夠支持現代化機場對數據、語音、視頻等安全傳輸，所占的地位越來越重要。

羅森伯格的數據中心布線系統成功應用于歐洲多個大型民用機場數據中心項目中，在較多的歐洲機場案例中積累了豐富的布線經驗，為國內機場數據中心建設所用，為中國正在建設或即將建設的機場數據中心貢獻力量。

2 機場綜合布線的特點

綜合布線系統是現代化機場信息通信的關鍵基礎物理平臺，是機場弱電系統建設工程項目中的一個重要子系統，承載著機場多種網絡通信的應用，如核心網絡、離港網、無線網、行李網、安檢網、辦公網、語音網等多個網絡系統（如表1所示），從某種意義上說，機場布線系統是否可靠，決定著機場是否能夠安全的正常運營，綜合布線系統無疑是機場智能化、信息化建設中最為重要的一環，作為機場信息系統的大腦——數據中心更是重中之重。

表1 機場應用系統網

在機場大型航站樓的布線方案中，主要以兩個節點為核心：TOC航站樓運行管理中心、AOC機場運行指揮中心。UMC市政管理中心、GTC交通控制中心、CARGO貨運控制中心、FPC碼頭運行管理中心等其余幾個應用系統，以TOC和AOC為中心進行展開而構成機場的星型拓撲布線結構，如圖1所示。而支持TOC與AOC的正常運行，需要有建設高效的數據中心，而在機場數據中心系統中，布線系統作為網絡“神經”發揮著重要的作用。

圖1 機場綜合布線星型拓撲圖

3 機場數據中心對布線系統的要求

機場作為大型公共航運場所以及城市甚至國家的對外窗口，大量的客流與物流來往于機場特別是航站樓中，其傳輸數據的安全性、保密性和穩定性要求機場對于各系統產品的材質以及能耗、環保方面都有著較高的要求，在安全保障性、防破壞能力上也有更高的要求。作為機場基礎設施建設的數據中心，它不僅支持著航空業互聯網應用的普及，推動著信息化進程的深入，并且對提升航空業的核心競爭力意義重大，具有舉足輕重的作用。其對布線系統的要求具有以下特點：

（1）高帶寬

數據中心是網絡交換和數據存取的核心部分，承載了大量的核心數據及資料管理功能。各種服務器及數據備份設備、呼叫中心交換設備、網絡管理系統、運營設備控制以及管理設備及資料均置于其中。根據目前及今后的數據中心應用考慮，數據中心布線系統中主干布線要求能支持10G應用、并考慮能夠升級到將來的40G/100G布線系統，接入層要求最少能支持1000M的傳輸速率，同時為10G傳輸預留空間。根據這一應用，單模光纜采用OS2零水峰光纖，多模光纜選擇OM3、OM4萬兆光纖，銅纜最少應該配置Cat.6，推薦采用Cat.6A。

（2）高可靠性

數據中心布線系統除了考慮高帶寬方面的要求外，還必須考慮其布線系統的安全及可靠性。數據中心是服務器、網絡設備和存儲設備等核心設備的互聯中心，任何一條通道或端口的故障均可能造成整個系統運行不正常甚至中斷。從網絡規劃上，要提高整體網絡的可靠性，主要采用增加路由與提高數據中心級別來提升，如TIA 942中的1、2、3、4四個級別逐級提高，4級最高，而GB 50174-2008中分為A、B、C三個級別，A級可靠性最高。除了一般采用的設備冗余、物理備份以外，布線系統本身必須由高質量、高可靠性的產品組成。根據這一要求，主干光纖布線應選擇預連接及模塊化結構，以保證系統的可靠性要求。

（3）高密度

數據中心是整個機場信息系統的核心設施，對使用環境的溫度、濕度以及安全防范要求非常嚴格，除了高性能的服務器、網絡設備及存儲設備外，還需配備各種高級別的配套設施來保障整個數據中心的正常運行。這種巨大的投資使得數據中心的使用空間非常寶貴，因此要求其中的每種設備盡量節約空間。作為數據中心的基礎設施，布線系統采用小尺寸高密度的解決方案，可以為數據中心節省寶貴的空間，從而提高整個數據中心的使用效率。

（4）高靈活擴展性

數據中心建設完成后，由于業務量的不斷增加，其配置將可能經常升級。而系統的升級往往需要對基礎布線做相應的改動，因此布線系統需要盡可能的采用模塊化、系統化的安裝，讓升級能快速便捷地完成。和傳統的熔纖方式相比較，預連接安裝方式不需要專用工具及專業人員，這在數據中心中顯得尤為重要。同時，數據中心對于帶寬要求不但滿足目前的系統應用，還能夠向將來的系統應用升級。

4 慕尼黑國際機場數據中心機房改造布線特點

有“通往歐洲大門”之稱的慕尼黑機場，是德國第2大機場、世界排名第4。在歐洲有170個目的地城市以慕尼黑為中心，是名副其實的樞紐機場。機場每小時起降次數達到90架，每年航站樓的旅客吞吐量在4400萬～4500萬之間。

作為德國本土的品牌，羅森伯格的數據中心解決方案被應用到慕尼黑機場的一個機房改造項目中。在該數據中心機房改造項目中，非常重要的一點是要確保機場正常業務應用不中斷，改造方案在新增的機房空間內對業務進行實時同步備份，備份機房建設完成后，再對原有舊的機房布線系統進行整體改造。本次改造采用了最新的超低損耗預連接光纜、高密度光纖配線系統以及彎曲不敏感光纖系統等組成的10G解決方案。其中預連接方案采用MTP到MTP預連接光纜，配套兩端內含MTP-LC分支的預連接模塊，可以方便的將現有的10G系統垂直升級到將來的40G/100G應用。對于數據中心機房SAN改造的拓撲結構如圖2所示，對于存儲布線網絡采用集中式的結構化布線方案。

圖2 數據中心機房SAN拓撲圖

本次進行改造的慕尼黑機場數據機房，總建筑面積約1000m2。改造涉及到數據機房的核心交換區、PC服務器區以及小型機區。下面我們來分析一下具體改造方案：

（1）核心交換區/主配線區

核心交換區還包括主配線區MDA的配線，MDA是整個數據中心的核心，也是數據中心結構化布線系統的中心分布點，整個數據機房的主干光纜都必須連接到MDA進行交叉配線，因此MDA光纖的連接密度非常大。在LAN的MDA中，將早期采用的傳統熔纖的網絡全部更新為新一代羅森伯格4HU高密度模塊式配線架，這個配線架布線密度達到了384芯，并且包含水平理線器，布線占用的空間還不到舊有機房配線的一半。光纖跳線全部采用羅森伯格超低損耗、彎曲不敏感系列產品，使數據中心整體從可靠性和物理帶寬方面都上升了一個臺階。

每個核心交換區設備柜配置1HU模塊式高密度光配線架和帶防塵式銅纜配線架，銅纜配線架是活動式的彩色標簽結構，能區分不同應用的銅接口，使不用的端口設備看上去一目了然。為了滿足機場對于信息保密性的要求，同時根據EN 50173-5的歐洲數據中心布線標準，慕尼黑機場內的銅纜布線全部采用STP低煙無鹵Cat.6A的布線系統。

（2）PC服務器區

PC服務器區的設備柜內原本放置了較多的服務器設備，原先機房采用下走線的方式，由于機房運作多年，地板下有較多臨時增加的直聯銅纜與光纜，較多的后期維護線纜已經不走地板下的橋架路由，形成網狀線纜的跨接，大量線纜在活動地板下對精密空調的送風造成阻礙，經過測試部分PC服務器機柜遠離精密空調部分區域的機架上半部分服務器有過熱現象。機房改造時對舊機房架空地板高度重新進行調整增高到800mm，由于機房的高度空間充足，新機房布線系統全部采用上走線的方式，PC服務器機柜采用TOR的布線方式，全部使用羅森伯格高密度光銅混合配線架并直接安裝于橋架上方，這款配線架在1HU的空間內可以解決3×24芯LC光纖或3×96芯MTP光纖或3×12口銅纜配線，且三種接口的模塊可以任意組合，這種在橋架上TOR的布線方式，對機柜空間沒有任何占用，提高了設備機柜利用率。

（3）小型機區域

在小型機區域，同樣需要配置相當數量的光纖和銅纜連接端口，本次機房改造中使用的小型機區域全部為IBM 595系列非標小型機與DS8000系列非標存儲設備，普通的19″配線架無法滿足配線要求。作為IBM全球合作伙伴，羅森伯格配合IBM小型機專門開發了一款設備內使用的服務器定制化專用配線架，這款產品在2HU空間，靈活安裝4個光纖模塊，MTP最大密度達到288芯，有效解決了原先布線混亂及布線安裝維護不便的問題。

SAN的MDA采用VelaTM高密度光纖配線架，4HU的空間達到了384芯的密度，改造后，SAN主配線區的機柜空間將只占有原來網絡的40%，多出來的60%為機場后續網絡的擴容提供了充足的空間，多模OM4光纖在機房的SAN網絡的應用，為SAN網絡后續升級到16Gbps、32Gbps提供了物理基礎。

5 結束語

作為一個城市甚至一個國家對外交流的重要場所，機場不僅僅要展現城市或者國家的形象，更重要的是保證乘客的生命財產安全。其機房布線系統除了需要考慮常規數據中心的建設要求以外，需要特別注意系統的可靠性與信息保密性，同時還需要考慮機場數據中心整體系統設計的前瞻性，使布線系統在壽命周期內維護、升級、擴容可以無縫對接與快速響應并滿足系統應用的要求。