数据中心的规划与布线：如何布线密集型的数据中心

　　在今天以数据应用为中心的企业中，人们需要在更少的占地面积上进行更多的数据处理、存储和连接。一些专家估计，到本世纪末，地球上每个人的数据存储量将达到一百万兆字节(1 Terabyte = 1000GB)。那么如何在寸土寸金的大楼里使用更小的空间存储更多的数据，如何规划数据中心的容量、增长、空间和电源，如何在高密度环境实现高稳定性、高可靠性，这是一种需要精雕细刻的工作。本文将论述处于数据中心核心地位的IT基础架构，旨在为数据中心综合布线提供一个基本的蓝图。

　　数据中心的规划和设计准则

　　数据中心的设计已经在建筑行业里形成一个专业。大多数建筑公司，要么拥有RCDD(注册通信配线设计师)员工，要么请顾问公司，协助解决各类电气工程师和机械工程师无法处理的专门设备问题。安装在数据中心里面的设备很复杂，各自对供暖，冷却，电力荷载和空间都有特殊的需求。一个典型的数据中心包括下列几个部分：计算机和网络基础设施产品(布线，光纤和电子设备)，NOC或NOC通讯和监测，配电、发电和调节系统，不间断电源供应器、发电机，环境控制和HVAC(暖通空调系统)，火灾探测和灭火系统(通常采用halon或者其他无水灭火)，人身安全和出入控制，通行许可和登记，电路断路器保护(某些场合需要防雷)，合适的照明，至少2.6米高度的天花板，接地，机架、线缆管理器和设备柜，通道：架空地板和/或高架电缆桥架，营运商线路和设备，电信设备，所有设备、端接配线架和机架四周的适当间距。

　　建筑物数据中心应该在构建之前事先仔细设计，以确保其遵守所有应用法规和标准。设计需要考虑到地点的选择，空间，电力和制冷规模规划，楼板承重能力，接入和安全，环境清洁度，危害的避免和发展。为了计算上述需要，建筑师和RCDD必须知道数据中心的组成，包括所有电子产品，综合布线系统，计算机，机架等。因此，事先对用户数量，应用类型，平台，机架式设备所需的机架单元做一个预测是很重要的，而最重要的是预测其增长量。

　　数据中心布线系统的考虑因素和屏蔽趋势

　　TIA TR-42.1.1组织负责开发“互联网数据中心的电信基础设施标准”。“工作组的范围包括拓扑结构，铜缆和光纤布线系统的性能，以及能使这些设施可以很快地部署新技术的IT基础设施的其他方面。虽然标准的公布早于10GBASE-T的需求，但对应新技术的设计思路是固定的。TIA/EIA近日已经采用了TIA/EIA-92‘电信基础设施数据中心标准’。这些规定将考虑对灵活性，可扩展性，可靠性和空间管理的需求。”这些标准将为你提供一些引导，这些具体的设计元素将随不同数据中心和所容纳的不同设备而有所不同。一般适用于所有的数据中心的要点，包括：基于标准的开放式系统，纳入增长因素的高性能和高带宽，支持存储设备(即光纤通道，SCSI或NAS)，支持发展中的汇聚技术，高品质，可靠性和可扩展性，冗余度，高容量和高密度，灵活性和扩充性，方便移动，添加和变更，BAS、语音、视频、CCTV和其他弱电系统，数据中心安全和监控系统的结合。

　　布线可以用铜缆(UTP，F/UTP，S/FTP)或光纤(SM/MM)，这在很大程度上取决于设备的连接界面以及期望的应用需求。在很多情况下，多种媒体类型将被组合使用。另外，在数据中心等高端应用中，还有一个非常明显的趋势――就是6A类屏蔽系统的迅速增长。根据 BSRIA 发布的新闻稿，“在所有的被访问者中，计划采用6类，6A类，7类的比例是差不多的，但在选择10G铜揽链路的用户中，有75%都计划采用屏蔽的布线解决方案。” 那么为什么在10G或更高的应用中屏蔽系统会成为专家和用户首选呢?让我们从技术层面来分析一下，就不难得出结论了。

　　10G 6A F/UTP屏蔽系统拥有比10G 6A UTP更好的性能

• 相对于UTP只能提供18Gbps的香农信道容量而言，FTP可以提供超过23Gbps
• 更好的10G性能余量意味着支持更多未来的网络应用，从而进一步降低系统的全寿命周期费用
• 优异的外部串扰性能，比UTP的串扰性能好上20dB
• 屏蔽的天然特性使得外部ANEXT的串扰被消除，从而无需进行现场测试，而对6A UTP系统来说，Alien外部串扰的现场测试却是不可缺少的

　　10G 6A F/UTP屏蔽系统拥有比10G 6A UTP更好的安全性

• 在外界噪声干扰严重的环境中，屏蔽系统对噪声的免疫性可以为高速率信号传输提供更好的保证，更能胜任噪音环境下的无故障运行
• 屏蔽系统可以排除外界辐射，从而提高信号的安全性

　　10G 6A F/UTP屏蔽系统拥有比10G 6A UTP更好的空间利用率和易安装性

• 比6A UTP更细的线缆可以提高管槽的容积利用率
• 6A UTP有诸多的严格安装限制如弯曲半径，不可过紧的线缆绑扎带，因为不同速率的信号传输将产生ANEXT并干扰到6A UTP性能，所以6A UTP不可与5e类或6类混合在一个线槽或桥架里等等，而屏蔽系统无此限制
• 新的产品端接设计使得接地更加简单，而且步骤清晰明了。

　　10G 6A F/UTP屏蔽系统拥有比10G 6A UTP更好的散热功能，更节能

• 屏蔽系统拥有更好的散热功能。根据最近来自TIA和ISO/IEC标准委员会的理论和实验数据显示：在同样的直流电穿过线对时，UTP非屏蔽系统会比F/UTP屏蔽系统升高两倍的温度。原因是因为金属的屏蔽层的导电性和散热能力比起护套材料高很多
• 比6A UTP更细的外径提高了空气流通性和制冷效果，更加节能

　　其实针对屏蔽布线系统，市场上也曾出现过一些不科学的“天线传说”:

　　“天线传说一”：屏蔽层是一长段金属,就象天线一样，担心屏蔽会从外界吸收信号,并向外界辐射双绞线对上传输的信号

　　而事实: 从某种意义上讲, 屏蔽层和双绞平衡铜缆都象天线一样，由于平衡传输的结构, 低于 30 MHz 的信号不会影响非屏蔽/屏蔽布线;高于 30 MHz 的信号无法穿透屏蔽。权威的测试数据显示：F/UTP 布线比 UTP 系统提供 40 dB 的抗噪音余量空间;40 dB 等效于耦合信号强度降低100倍 !

　　“天线传说二”： 出现在屏蔽层上的噪音信号只能经由接地连接消除，担心未接地的屏蔽层会辐射和放大吸收信号

　　而事实: 尽管未接地, 屏蔽层仍能因其电阻、分布电抗和串联电感而形成的低通过滤作用，极大地衰减高频信号。权威的测试数据显示：未接地的F/UTP布线也比 UTP 系统提供 20 dB 的抗噪音余量空间;20 dB 等效于耦合信号强度降低10倍 !

　　所以一些曾是 UTP 布线强有力的支持者，包括世界著名的铜缆布线顾问和专家，同时也是标准界的元老Alan Flatman先生，也提出屏蔽系统是支持10G及未来更高网络的首选。从全球来看，6A类屏蔽布线的市场需求也是日趋增长，即便在北美这个传统UTP市场，F/UTP也正在快速崛起取代6A UTP的地位。

　　布线距离和空间规划

　　在设计一个数据中心时，了解每种类型数据中心的最佳实现以及利弊，是至关重要的。TIA 942数据中心的指标是非常具体的,即水平和垂直布线应可以容纳增长，使这些地区不须重新整改。 除非是由制造商特别要求,否则设备之间不作直接连接, 这也是942标准中明确的。

　　除了电缆和连接器数目之外还须考虑：可用性，可扩展性， 成本和实现移动，添加和变更(简称MAC)的能力。此外，基于不同类别的布线系统也存在着一些局限性。 铜缆和光纤所能支持的距离可能随着布线系统类型的不同选择而有所变动。

　　所有信道的6A类双绞线布线的铜缆距离都有100米的限制。运行于6类/E级布线的10GBASE-T将被限制在少于37米,这取决于控制外来串扰的潜在缓解措施的范围。光纤信道的长度随着不同的光纤级别和类型以及接口不同而有所不同。了解这些局限将有助于数据中心空间的设计和布局。下面的图表总结了所有10Gb/s应用和相关布线系统的距离.

　　*802.3an中的定义