小型數(shù)據(jù)機房的建設方案

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)機房的建設方案

劉智奮 韓建芳 趙子奇

廣州杰賽科技股份有限公司

摘 要：IDC機房建設是通信行業(yè)一個新的業(yè)務增長點，如何建設一個高效節(jié)能的IDC機房是目前研究的熱點，本文從通信基礎設施和機房需求的進行分析，并通過案例對小型數(shù)據(jù)機房的建設方案進行探討。

關鍵詞：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，為集中式安置收集、存儲、處理和發(fā)送等功能數(shù)據(jù)的設備，并提供運行維護的設施以及相關的服務體系。機房的擁有者建立標準化的電信專業(yè)級機房環(huán)境，為企業(yè)、政府單位等提供服務器托管、租用以及網(wǎng)絡運行維護等方面的全方位服務。專屬數(shù)據(jù)中心的建設，和其他電子信息機房以及通信樓宇的建設存在很多的差異。

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

二、傳統(tǒng)機房微模塊建設方案

通信機房指標表

根據(jù)中國移動公司《通信機房配套標準化建設指導意見》，根據(jù)機房的類型，將機房分為交換機房、數(shù)據(jù)機房、傳輸機房、支撐機房及其混合綜合機房，其單位面積功耗、單機柜功耗等指標見下表。機架列間距與機房類型、機架類型、空調(diào)送風方式等因素有關，具體布置要求見通信機房指標表：

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

1.機房布局和空調(diào)

目比較主流的微模塊建設方式是比較接近傳統(tǒng)的建設方式，通信電源和通信空調(diào)和綜合機柜分開建設，微模塊內(nèi)只有列頭柜和綜合機柜。在這種建設模式中，機房要劃分為動力配套機房和設備機房，按通信指標計算，我們統(tǒng)一按4KW的中密度機柜來進行計算，則機房屬于二類機房，4KW的中密度機房對應的電力電池室面積宜為二者機房面積之和的35%～45%，那么總面積800平米的機房要分開一個320平米的電力電池室和一個480平米的設備機房。800平米的設備機房，按0.6 kW/m2的單位面積功耗計算總功耗為480KW，除以單機柜2.5kW的實際功耗，可以算出該數(shù)據(jù)機房能配置160個左右的設備機柜，而在實際工程中可能因為機房的長寬和柱為會略有減少。但這種建設方式要求要有能滿足載荷要求的專門電力電池室，因為電池比設備的重量大很多，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，能效比最高達的是使用中央水冷空調(diào)，能達到4.5以上，而普通的下送風專業(yè)空調(diào)的能效比只能做到3。

2.機房通信電源

目前國內(nèi)大部分數(shù)據(jù)中心的供電系統(tǒng)還是交流UPS系統(tǒng)，IDC數(shù)據(jù)機房以服務器交換機等網(wǎng)絡設備占絕大多數(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)展及技術進步，慢慢出現(xiàn)了高壓直流系統(tǒng)（DC240V），240V高壓直流系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)的UPS系統(tǒng)更加節(jié)能、效率更高，但是相對價格也較高，而且部分廠家的設備對240V高壓直流設備也存在著適應性的問題，當電源系統(tǒng)處于均充狀態(tài)的時候，由于電壓超過了設備臨界值，部分進口廠家的設備經(jīng)常會出現(xiàn)自動停機或者停機后無法自動重啟等問題。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，也能符合傳統(tǒng)數(shù)據(jù)設備的用電要求。模塊UPS的和傳統(tǒng)的UPS相比，主要優(yōu)點在于模塊化設計：每個標準的UPS單元包含UPS模塊、充電模塊、通訊模塊、防雷模塊、LCD及獨立的旁路模塊。每個標準的UPS單元就是一個完整的UPS供電系統(tǒng)。每個模塊都支持熱插撥，確保在更換模塊時，也能為負載提供穩(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)用戶需求進行最優(yōu)化的配制，為負載提供高可靠性的電源保護。

三、全集成微模塊機房建設

還有比較新型的微模塊機房建設方式，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)配置一個電源柜和電池柜，每列設備內(nèi)再根據(jù)熱量計算配置2到3臺列間空調(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。這種建設方式由于空調(diào)送風從下送風改為橫向送風，不需要架空靜電地板作為靜壓箱，可以降低對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)機房。

由于電源和電池也整合到微模塊里面，不需要分開建設電力電池室和空調(diào)間，減少了機房隔墻，設備布設也比較靈活，機房的有效使用率會較高，800平米的機房空間實際可安置200個設備機柜以上。由于每個微模塊都可以說是一個獨立的機房，而且一個機房內(nèi)可以存在不同類型的數(shù)據(jù)機房，可以將3KW的低密度機柜、5KW的中密度機柜和7KW以上的高密度機柜都放在同一個機房內(nèi)，每個微模塊根據(jù)自己的需求配置容量不同的通信電源和通信空調(diào)。同時由于每個微模塊也是一個獨立的封閉空間，方便出租，不同的客戶可以同時共享同一個機房安置自己的微模塊，只需要設置自己所屬微模塊的出入權限，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，也可以輕易在同一個機房實現(xiàn)。

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

參考文獻：

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

［2］ 中國互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中.2013-2018年中國互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）IT行業(yè)市場分析與投資戰(zhàn)略研究報告.百度文庫.2014