傳統(tǒng)老舊機(jī)房的DC化改造方案探討

2022-01-10 11:40:14李輝艷

通信電源技術(shù) 2021年14期

李輝艷

（中國通信集團(tuán)北京有限公司，北京 100000）

0 引言

隨著基礎(chǔ)電信業(yè)務(wù)增長趨緩，大數(shù)據(jù)及物聯(lián)網(wǎng)等增值業(yè)務(wù)爆發(fā)式增長，SDN和NFV技術(shù)日趨成熟，中國移動在新形勢下相繼提出了網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的相關(guān)部署計劃。機(jī)房數(shù)據(jù)中心（Data Center，DC）化改造是實現(xiàn)未來網(wǎng)絡(luò)可持續(xù)性發(fā)展的關(guān)鍵一步。一方面，傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)的萎縮及光進(jìn)銅退等技術(shù)的演進(jìn)，使大量通信機(jī)房內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施及其他配套出現(xiàn)閑置；另一方面，隨著大數(shù)據(jù)、智慧城市、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了大量的云計算等其他相關(guān)業(yè)務(wù)。同時未來DC化機(jī)房需承載未來高密度、通用化、虛擬化的計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源，對運(yùn)營商現(xiàn)有機(jī)房提出了巨大的挑戰(zhàn)[1]。

隨著中國移動網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型從傳統(tǒng)以行政區(qū)域分層為導(dǎo)向的組網(wǎng)轉(zhuǎn)向以DC為核心組網(wǎng)的趨勢演進(jìn)，為配合核心機(jī)樓DC化的發(fā)展，進(jìn)一步規(guī)范北京移動機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施工程配置與建設(shè)、保障安全運(yùn)行，提高裝機(jī)效率，降低機(jī)房能耗，2019年北京移動針對老舊機(jī)房進(jìn)行DC化改造，機(jī)房采用智能微模塊整體解決方案進(jìn)行建設(shè)，具有建設(shè)周期短、使用靈活、綠色節(jié)能、安全高效、智能運(yùn)維等特點(diǎn)[2]。

1 改造方案

1.1 項目概況

為滿足2019年某移動公司DC業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，擬對部分機(jī)房進(jìn)行DC化改造，該機(jī)房將改造成DNS核心節(jié)點(diǎn)、內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點(diǎn)、5G試驗網(wǎng)節(jié)點(diǎn)等為承載重點(diǎn)的DC機(jī)房。具體建設(shè)內(nèi)容如表1，表2所示。

表1 項目概況

表2 工程主要包含內(nèi)容

如圖1所示為該機(jī)房的設(shè)計平面圖。

圖1 DC機(jī)房設(shè)計圖

根據(jù)業(yè)務(wù)需求，改造具體配置如下文所述。

（1）800 mm寬網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜8架，其他為600 mm寬網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜。

（2）直流網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜23架（ODF/IODF架在業(yè)務(wù)項目中解決）。綜合考慮調(diào)研后交流設(shè)備由智能母線槽方式供電，直流設(shè)備采用列頭柜方式供電。

（3）機(jī)柜擺放：正面維護(hù)凈間距不低于1 200 mm，背面維護(hù)凈間距不低于1 200 mm。

（4）機(jī)房主通道不低于為1 500 mm寬，次通道為1 000 mm寬，雙層走線架，上層鋪設(shè)電力電纜，下層鋪設(shè)信號線。

（5）地面上安裝250 mm高的架空地板供空調(diào)管路使用。

（6）機(jī)柜排列面對面、背對背，冷熱通道嚴(yán)格隔離。機(jī)架內(nèi)未安裝設(shè)備的位置安裝了擋風(fēng)盲板。機(jī)柜采用冷池封閉方式，空調(diào)采用N+1冗余行級空調(diào)[3]。

（7）該DC機(jī)房定義為A級機(jī)房，交流供電采用雙路UPS模式，直流供電采用-48 V模式，空調(diào)末端用電采用UPS+市電混供的模式。

（8）該DC機(jī)房采用智能照明，照度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計值500lx，LPD（照明功率密度值）≤15 W/m2，機(jī)架照明光源采用高效節(jié)能光源。

（9）每個封閉通道內(nèi)放置2個半球視頻監(jiān)控攝像頭。

土建部分配置如下文所述。

（1）機(jī)房設(shè)計的荷載要求為6.5 kN/m2，而本項目建設(shè)機(jī)柜對機(jī)房荷載要求為7.9 kN/m2，故需要對機(jī)房地面進(jìn)行加固或機(jī)柜下安裝散力架，滿足設(shè)備需求。

（2）機(jī)房內(nèi)鋪設(shè)防靜電地板，高度為250 mm，滿足機(jī)房防靜電要求，配備地板支撐角鋼。

（3）按照機(jī)房防塵要求，地面涂刷防塵漆，主要涂刷地固兩邊，完成頂面鏟除及乳膠漆涂刷工作。

（4）安裝甲級鋼制防火門，保障機(jī)房消防安全，有效防止火災(zāi)和煙霧蔓延。

（5）綜合考慮機(jī)房面積及布局情況，合理安裝智能照明燈具及相關(guān)吊件。

（6）機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)不低于GB 50174—2017數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范中A類機(jī)房要求。

1.2 應(yīng)用亮點(diǎn)

北京公司對具備改造條件的機(jī)房進(jìn)行了DC化改造。改造后的機(jī)房采用智能微模塊整體解決方案進(jìn)行建設(shè)，具有建設(shè)周期短、使用靈活、綠色節(jié)能、安全高效、智能運(yùn)維等特點(diǎn)。該機(jī)房面積432 m2，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架125架，每個機(jī)架5 kW，每個機(jī)架可安裝15個2U服務(wù)器。該機(jī)房采用如下新技術(shù)。

（1）綠色節(jié)能

a.機(jī)房照明采用“人來燈亮，人走燈滅”智能化照明方案，節(jié)約了能源。

b.機(jī)柜采用冷熱通道隔離，機(jī)架內(nèi)未安裝設(shè)備處安裝了擋風(fēng)盲板，優(yōu)化了氣流組織，提高了能效比，降低了機(jī)房PUE值。

c.空調(diào)電源采用市電主用、不間斷電源備用的方案，一方面確保供電制冷高可靠性，另一方面減少了電力損耗，節(jié)約了電費(fèi)。制冷采用新型空調(diào)末端，更靠近設(shè)備，提高了換熱效率及能效比。

d.交流用電設(shè)備采用智能母線技術(shù)，使本機(jī)房的裝機(jī)數(shù)量增加了8個。

（2）安全高效

微模塊供電采用UPS加智能小母線的方式。UPS采用2N的供電方案安全性高，任意UPS系統(tǒng)故障不會影響設(shè)備供電；智能小母線具有結(jié)構(gòu)簡單，安全性高的特點(diǎn)，相比傳統(tǒng)供電方案更加高效安全。微模塊自帶門禁及安防攝像頭，可通過門禁授權(quán)管理人員進(jìn)出及回放錄像，最大限度保障設(shè)備安全。

（3）智能運(yùn)維

a.微模塊采用了iPower智能供配電管理，能完整地展示出整個供電鏈路（供電鏈路可視），某個設(shè)備供電故障，可以在供電鏈路中直接定位故障位置，同時能對告警進(jìn)行智能分析，篩選出真正的根因告警，大大降低了運(yùn)維人員進(jìn)行故障定位的時間，iPower還集成了支路溫度在線監(jiān)測的功能，能夠?qū)崟r檢測每一個支路端子的溫度，在端子溫度過高時發(fā)出告警，并可以設(shè)置智能切斷，避免因高溫導(dǎo)致設(shè)備故障和業(yè)務(wù)中斷[4]。

b.iManager U位資產(chǎn)管理功能，能夠自動檢測資產(chǎn)狀態(tài)，生成資產(chǎn)報表，做到資產(chǎn)全生命周期的智能管理，在資產(chǎn)上架時，iManager還能根據(jù)配電、制冷、空間容量等因素，智能推薦最佳位置（展示資產(chǎn)上下架過程）。iManager智能營維管理可以做到容量可視，包括配電容量，制冷容量和機(jī)柜空間容量。

（4）機(jī)器人巡檢

為貫徹公司融智工作要求，降本增效，中國通信集團(tuán)北京有限公司探索引進(jìn)智能機(jī)器人來代替現(xiàn)有的人工巡檢工作。如圖2所示為該機(jī)房中采用的巡檢機(jī)器人，機(jī)器人基于無軌自然導(dǎo)航技術(shù)，無需對機(jī)房進(jìn)行針對性改造；搭載激光雷達(dá)、視覺傳感器，能夠智能識別障礙物，主動停駛和繞障；通過預(yù)先自定義巡檢任務(wù)，可以實現(xiàn)自動巡檢，同時能夠自主充電，自身電量低于一定閾值，就自動返回充電樁位置充電，從而保證了7×24全天候工作。

圖2 巡檢機(jī)器人

目前能夠通過機(jī)器人執(zhí)行的工作主要是3部分內(nèi)容：

a.機(jī)房環(huán)境巡檢（如溫濕度、異常物體發(fā)現(xiàn)）。

b.設(shè)備狀態(tài)巡檢（基于圖像識別的設(shè)備狀態(tài)燈識別）。

c.資產(chǎn)/資源盤點(diǎn)。融合機(jī)器人和圖像識別，實現(xiàn)資產(chǎn)自動盤點(diǎn)，代替人工方式，解放人力的同時，能夠提高巡檢頻率和準(zhǔn)確度。盤點(diǎn)頻率由原來的至多每個月一次提升到現(xiàn)在的每天都至少一次，大大提高了資源信息準(zhǔn)確性，提升了資產(chǎn)變動的及時發(fā)現(xiàn)能力。

（5）智能門禁

機(jī)房入室采用智能刷臉系統(tǒng)，通過學(xué)習(xí)、考試的方式對擬進(jìn)入機(jī)房的人員進(jìn)行考核授權(quán)。同時，為了及時發(fā)現(xiàn)以尾隨等非正常手段進(jìn)入機(jī)房的情況，在機(jī)房入口正上方部署了人臉抓拍攝像機(jī)，一旦發(fā)現(xiàn)非授權(quán)人員進(jìn)入，會產(chǎn)生告警，通知管理維護(hù)人員。通過兩道防線，在提升入室門禁智能化水平的同時，保證了安全可靠性[5]。

進(jìn)入機(jī)房，在人員工作完畢出機(jī)房的時候，同樣需要進(jìn)行人臉識別，通過雙向門禁，能夠完成記錄同一人進(jìn)、出機(jī)房的時間。當(dāng)然，這里不僅僅是記錄，通過后臺的分析比對，能發(fā)現(xiàn)此人進(jìn)出機(jī)房時間是否在授權(quán)時間段之內(nèi)、是否超出申請時間出機(jī)房、是否只有進(jìn)沒有出等，并對這些情況進(jìn)行記錄告警。

2 結(jié) 論