模塊化數(shù)據(jù)中心通信電源供電技術(shù)分析

過靜芳

（中通服咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引 言

新時(shí)代數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)復(fù)雜程度與業(yè)務(wù)難度增加，常規(guī)機(jī)房與傳統(tǒng)供電技術(shù)存在的問題更加明顯，部署不合理對(duì)于數(shù)據(jù)中心模塊化構(gòu)建會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此必須要結(jié)合原有的通信電源供電不足之處來重新規(guī)劃、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中心電源管控系統(tǒng)，應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)來提高供電穩(wěn)定性。通過對(duì)通信電源模塊進(jìn)行靈活、合理配置，完善數(shù)據(jù)中心電源模塊內(nèi)部各種結(jié)構(gòu)，構(gòu)建合理模塊，利用通信電源使各個(gè)系統(tǒng)之間的信息得到快速高效耦合，促使數(shù)據(jù)中心朝著著集約化、智能化的方向發(fā)展。

1 模塊化數(shù)據(jù)中心的結(jié)構(gòu)與組成

數(shù)據(jù)中心在開展模塊化布置時(shí)主要將傳統(tǒng)“固態(tài)式”機(jī)房當(dāng)中電源、機(jī)架、制冷、電源布線以及智能化設(shè)施等系統(tǒng)有效整合，將其放置到一個(gè)裝置中，將所有與數(shù)據(jù)中心有關(guān)的機(jī)房全部依據(jù)規(guī)范劃分成為不同模塊。簡(jiǎn)單來講，就是將數(shù)據(jù)中心內(nèi)部各個(gè)機(jī)房依據(jù)需求劃分成獨(dú)立區(qū)域，每個(gè)機(jī)房區(qū)域當(dāng)中都存在一個(gè)微模塊，機(jī)房?jī)?nèi)部規(guī)模情況、電源配置、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、負(fù)荷以及制冷系統(tǒng)等有著統(tǒng)一的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)和規(guī)劃相同。不過不同區(qū)域存在獨(dú)立特征，微模塊、配電、制冷以及模塊系統(tǒng)管控等可有效、獨(dú)立進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，快速實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心擴(kuò)建以及業(yè)務(wù)靈活運(yùn)轉(zhuǎn)、部署的目標(biāo)[1]。數(shù)據(jù)中心模塊化建設(shè)時(shí)對(duì)于建筑物性能并沒有較高的要求，一般在明確需要建設(shè)的物理建筑之后，可以統(tǒng)一、全面將發(fā)電系統(tǒng)、供電系統(tǒng)以及機(jī)房?jī)?nèi)制冷系統(tǒng)等各種基礎(chǔ)設(shè)施安裝全面，僅保留機(jī)房當(dāng)中的網(wǎng)絡(luò)、水電等接口，后期針對(duì)這些接口依據(jù)機(jī)房模塊部署情況進(jìn)行配套建設(shè)[2]。圖1為模塊化數(shù)據(jù)機(jī)房布置圖。

圖1 模塊化數(shù)據(jù)機(jī)房布置圖

2 模塊化數(shù)據(jù)中心通信電源供電特征

2.1 部署安全性強(qiáng)

通常情況下在數(shù)據(jù)中心部署微模塊時(shí)，會(huì)針對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì)，這不僅能夠增強(qiáng)模塊系統(tǒng)安全性，還能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性[3]。在針對(duì)機(jī)房展開模塊化建設(shè)之前對(duì)自然災(zāi)害、客觀因素的影響進(jìn)行考量，進(jìn)一步提升微模塊機(jī)房?jī)?nèi)部電源的抵抗能力，維護(hù)電源穩(wěn)定性，保證通信系統(tǒng)可以正常工作。數(shù)據(jù)機(jī)房?jī)?nèi)部配置有功能較為齊全的監(jiān)控系統(tǒng)，技術(shù)人員可規(guī)范掌握機(jī)房建設(shè)情況，在模塊機(jī)房原有電源的基礎(chǔ)上提升其防盜能力。

2.2 部署速度相對(duì)較快

在規(guī)劃和設(shè)計(jì)微模塊機(jī)房時(shí)，技術(shù)人員要遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和原則，依據(jù)提前設(shè)定的建設(shè)內(nèi)容來選取針對(duì)性技術(shù)設(shè)計(jì)電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)設(shè)備物理排列形式與微模塊系統(tǒng)時(shí)，結(jié)合設(shè)備和模塊數(shù)量、類型進(jìn)行選擇，安裝操作難度不高[4]。機(jī)房當(dāng)中微模塊在定制之后，依據(jù)性能可以批量對(duì)其生產(chǎn)，內(nèi)部大部分都使用標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化連接配置方式，可進(jìn)一步提升機(jī)房微模塊實(shí)際安裝成效。

2.3 綠色節(jié)能

在設(shè)計(jì)和安裝模塊化機(jī)房?jī)?nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)，需要充分結(jié)合現(xiàn)階段模塊建設(shè)要求以及未來數(shù)據(jù)中心發(fā)展需求[5]。新時(shí)期構(gòu)建的數(shù)據(jù)中心對(duì)于電源、冷源以及機(jī)架等都有全面考量，分析其與模塊系統(tǒng)的實(shí)際匹配程度，減少電源過度配置的問題[6]。此外，微模塊機(jī)房大部分都使用列間空調(diào)，空調(diào)冷氣會(huì)直接傳輸給機(jī)架熱量較高的位置，這種靠近熱源的制冷方式極大縮短了氣流流通時(shí)間，制冷精準(zhǔn)程度較高，不僅可以解決局部出現(xiàn)熱點(diǎn)的問題，而且還可提升空調(diào)電能使用效率[7]。

2.4 電源運(yùn)營和管理更加智能

數(shù)據(jù)中心內(nèi)部微模塊管理系統(tǒng)和動(dòng)環(huán)系統(tǒng)有著層次性、系統(tǒng)性以及實(shí)時(shí)性特征，能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行調(diào)整。采取動(dòng)環(huán)系統(tǒng)中的自動(dòng)存儲(chǔ)性能可精準(zhǔn)掌握數(shù)據(jù)中心內(nèi)部能源消耗較高的節(jié)點(diǎn)，動(dòng)態(tài)采集設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)分析數(shù)據(jù)情況，可保證節(jié)能環(huán)保更加精準(zhǔn)，以此來降低機(jī)房?jī)?nèi)電能消耗[8]。

3 通信電源供電技術(shù)在模塊化數(shù)據(jù)中心中實(shí)際應(yīng)用和注意事項(xiàng)

3.1 對(duì)模塊化數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)進(jìn)行持續(xù)不斷優(yōu)化

現(xiàn)階段，在通信電源構(gòu)建時(shí)結(jié)合數(shù)據(jù)中心功能來合理對(duì)電源進(jìn)行劃分，保證所有子模塊和設(shè)施可以獨(dú)立、正常操作，子系統(tǒng)之間不會(huì)發(fā)生感染情況[9]。但是，在利用通信電源來集成化管控模塊時(shí)，需要對(duì)機(jī)房區(qū)域當(dāng)中電源功率變化情況進(jìn)行關(guān)注[10]。管理人員可在機(jī)房當(dāng)中構(gòu)建一個(gè)智能化、集成化管理體系，統(tǒng)一監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)中心各個(gè)機(jī)房，在管理監(jiān)控系統(tǒng)中融入信息采集、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及分析環(huán)境等功能，利用計(jì)算機(jī)將分析數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來。

3.2 把供電形式在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部進(jìn)行整合

模塊化數(shù)據(jù)中心內(nèi)部各個(gè)機(jī)房通信電源供電系統(tǒng)有著多樣化特征，需要將不同供電方式有效整合，制定個(gè)性化電源供電方案來滿足不同的服務(wù)需求。電源不入模塊供電方式的特征就是電源需要單獨(dú)設(shè)立在機(jī)房外統(tǒng)一的供電室當(dāng)中，利用電源系統(tǒng)和模塊將電能供給機(jī)房?jī)?nèi)部設(shè)備，在電源模塊被統(tǒng)一、集中部署之后，電源模塊內(nèi)部各種供電構(gòu)架將會(huì)得到持續(xù)更新，讓供電系統(tǒng)得到全面、優(yōu)質(zhì)監(jiān)管。而電源入機(jī)房機(jī)柜屬于一種分布式電源供電方式，利用各種措施將電源引入到機(jī)房?jī)?nèi)部機(jī)柜當(dāng)中，運(yùn)行時(shí)電池能夠自動(dòng)存儲(chǔ)電能，在出現(xiàn)電路故障后電池能夠成為備用電源[11]。

3.3 通信電源在模塊化數(shù)據(jù)中心構(gòu)建時(shí)需要注意的事項(xiàng)

模塊化數(shù)據(jù)機(jī)房在配置針對(duì)性電源系統(tǒng)后對(duì)于機(jī)房設(shè)備要求較高，例如需要有一個(gè)良好電磁環(huán)境。在構(gòu)建模塊化機(jī)房后，需要使用的模塊較多，不同模塊可能會(huì)出現(xiàn)施工重合問題，建設(shè)工序較為復(fù)雜。此外在建設(shè)初期，大量配電系統(tǒng)與制冷系統(tǒng)使用會(huì)造成資源浪費(fèi)，因此需要針對(duì)設(shè)備和電源做好分組規(guī)劃，保證供電和制冷資源能夠得到合理利用。

在改造和優(yōu)化舊數(shù)據(jù)中心機(jī)房時(shí)，一般可以利用密閉熱冷通道來維護(hù)機(jī)房?jī)?nèi)部溫度，結(jié)合模塊化系統(tǒng)需求選擇密閉熱冷通道方案。利用冷通道散熱方式能夠讓空調(diào)所產(chǎn)生的冷源進(jìn)入到模塊化機(jī)房IT設(shè)備內(nèi)部，制冷效果較為優(yōu)異。傳統(tǒng)機(jī)房或較大機(jī)房受到空間、設(shè)備布局限制，冷通道無法充分滿足設(shè)備散熱目的，機(jī)房?jī)?nèi)部仍舊有局部位置存在熱點(diǎn)。這時(shí)就可以利用密閉熱通道的微模塊散熱方案，結(jié)合模塊化數(shù)據(jù)機(jī)房當(dāng)中的設(shè)備放置情況，將其調(diào)整為背對(duì)背放置狀態(tài)，在機(jī)柜當(dāng)中適當(dāng)預(yù)留端門與天窗，直接將IT設(shè)備所散發(fā)的熱量輸送到中央空調(diào)回風(fēng)口的內(nèi)部，讓機(jī)房一直維持在一個(gè)恒溫狀態(tài)。圖2為密閉熱通道平面圖。

圖2 密閉熱通道平面圖

4 結(jié) 論

綜上所述，在數(shù)據(jù)中心構(gòu)建微模塊機(jī)房可充分滿足云計(jì)算以及數(shù)據(jù)中心發(fā)展需求，降低服務(wù)器部署與擴(kuò)展難度。結(jié)合機(jī)房微模塊建設(shè)情況，做好通信供電系統(tǒng)構(gòu)建工作，以此來提升模塊化數(shù)據(jù)中心實(shí)際運(yùn)行成效。