分布式光纖測溫系統在IDC機房中的應用

丁聰

【摘要】 簡要介紹分布式光纖測溫系統的基本構成，探討該系統在IDC機房環境監控中的應用。

【關鍵詞】 IDC機房 分布式 光纖測溫

一、引言

互聯網數據中心（Internet Data Center，簡稱IDC）作為新興的數據增值業務近幾年發展迅速，IDC機房規模越來越大，對機房內環境的要求更是越來越高。如何提高IDC機房的管理水平、實時監測機房內的環境溫度、反饋調節并消除機房局部溫度過高或過低等問題，是許多IDC機房管理面臨的嚴峻挑戰。

本文擬探討分布式光纖測溫系統在IDC機房環境監控中的應用，通過在IDC機房內采用該系統，讓運維人員實時獲知機房內每個機柜的溫度分布情況，評估服務器設備的工作環境，通過反饋控制空調精確送風，實現測量-分析-管理-優化的閉環流程，優化機房環境。

二、分布式光纖測溫系統介紹

分布式光纖測溫系統作為IDC機房環境監控系統的一個子系統，使用單根光纖實現溫度監測、信號傳輸，綜合利用光纖拉曼散射效應和光時域反射測量技術來實時測量光纖沿線空間溫度分布情況，在IDC機房內按照一定的路由規則在所有機柜內敷設一根傳感光纖，可實現對每個機柜指定的測量點進行實時精確的溫度信息采集。IDC監控系統平臺通過處理傳感光纖采集到的溫度信息，結合機房3D建模和CFD計算流體力學模擬技術，生成一套實時的、連續的機柜溫度分布的3D視圖。根據機房3D視圖及每個機柜的溫度分布情況，可對空調系統進行反饋控制和高效率的精確送風，從而消除局部溫度過高或過低的狀況。

2.1 光纖測溫系統工程實施

IDC機房內機柜的布置通常采用冷熱通道分開設置的方式，冷通道設置冷池，機柜采用前送風機柜，架空地板下送風。

光纖測溫系統硬件安裝包括兩部分。（1）安裝1臺測溫主機。綜合考慮IDC機房平面布置、測溫主機取電方式，合理選擇適當位置掛墻安裝。（2）敷設1根傳感光纖。傳感光纖采用IEC60332-3C標準的多模50/125μm光纖。護套采用低煙無鹵、阻燃型熱塑材料，外表皮帶有最小單位0.5m的刻度標識。在IDC機房內，傳感光纖敷設路由應覆蓋所有的被測機柜，實現最準確和最有效的測量，保證所要求的測溫精度和空間分辨率。可將光纖沿機柜前后門逐列敷設，在每個機柜前后對應設置若干個普通溫度采集點，依照機柜前后門的形狀構造把光纖緊貼其表面并加以固定，確保良好的可維護性和美觀。需要精確測溫定位的特殊采集點，如機柜背面的PDU引入電纜接頭處、核心設備易發熱點等，可把傳感光纖的一段繞成直徑大于3cm的繞組，直接固定在需要精確定位的地方。傳感光纖的安裝質量直接關系到溫度測量的準確性，在安裝過程中，應盡量避免被外力損傷、折斷；準確記錄每個機柜盤繞光纖外表皮的刻度標識，以便3D建模及熱點定位。

2.2 監控系統平臺溫度監控部分

IDC機房監控系統平臺主要實現操作界面圖形化，以表格、曲線、分階色標方式的顯示各監控點的實時溫度數據，模擬計算評估機房的熱負荷運行情況，供運維人員評估機房局部熱點，并得出機房在不同狀態下的運行報告；可設置各監測點的溫度上下限報警、溫升速率報警；支持空調聯動邏輯，發出報警信息后，可手動或自動啟動關聯控制流程。

功能實現的重點是對機房內機柜和設備布局進行3D建模和對溫度分布數據進行實時的CFD模擬。利用3Dmax建模和立體成像技術，將IDC機房、機柜和設備抽象為立方體矩形，形成機房全方位的3D模型。對監控系統服務器接收的溫度實測數據，進行實時處理計算，在三維圖上的指定坐標進行實時渲染，得到機房內的機柜實測溫度模擬圖。利用Airpark或Fluent軟件的CFD熱仿真模擬技術，在機房的3D模型內，結合機柜實測溫度模擬圖，仿真獲得機房內溫度場和速度場等數據，形成氣流組織和機柜設備的熱仿真圖像。

2.3 光纖測溫系統反饋控制部分

IDC機房的環境監控系統從動力環境監控系統數據接口提取空調數據，并通過接口協議根據一定的運行邏輯動態控制機房空調的運行狀態，從而實現反饋控制的目的，運行邏輯如下。（1）機架頂部回風溫度大于（或小于）25℃，并持續一段時間后，控制軟件自動降低（或提高）相應區域專用空調設定溫度；（2）空調機組開啟臺數控制策略，根據現有機房空調總制冷量與機房內實際發熱設備的匹配程度、現場情況及目標PUE值設定。此外參照監控平臺3D視圖的溫度場分布，針對機房平面內一些熱負荷較大的局部熱點，亦可通過人工加裝盲板、調整送風地板活頁角度等措施，幫助熱交換，提高空調制冷效率。

三、結束語

目前分布式光纖測溫系統在國內IDC數據中心業內還處在初步發展的階段，但是作為溫度監控系統的一種全新的應用模式，分布式光纖測溫系統仍需在未來的IDC數據中心規劃設計中積極探索，積累經驗，不斷完善成熟，為IDC數據中心的監控運維做出更多貢獻。