数据中心机房布线方案
1、概述
目前，我们正处于信息爆炸的时代，数据存储不仅仅是使用 KB、MB、GB甚至TB在不久的将来，人们会谈论它PB(1petabyte=1,000terabytes)甚至EB(1exabyte=1,000petabytes)。在企业的IT在基础设施中，数据中心是数据和业务应用的总控制中心。数据中心汇集了最昂贵的服务器、存储和网络设备，承担着数据存储和访问的艰巨任务。数据中心的建设应面向企业业务的发展，为企业提供全面的业务支持。这种支撑涵盖了客户、企业业务、企业数据和决策支持等层面。
数据中心面临着网络性能、散热、空间、能耗等一系列严峻挑战。根据世界上最大的独立技术研究公司Gartner Research 根据发布的研究数据，由于缺乏灵活、高性能的综合布线规划，2002年前建立的数据中心中有一半需要在2008年前升级或淘汰。
因此，新一代数据中心的建设需要满足以下要求：
? 高可靠性-基于标准的开放系统，提前测试，确保系统7*24小时稳定可靠。
? 高性能-至少支持1，以满足当前的网络传输需求G或10G甚至高速传输
? 高密度-节省空间，方便设备散热。
? 可维护性-美观大方，适应频繁的需求变化，方便MAC维护。
? 可扩展性-充分考虑未来业务增长，支持未来扩张需求。
本设计将从先进、可靠、实用的原则出发，充分考虑未来技术的发展趋势和可能的需求，以满足当前用户的应用需求。为用户提供具有长期效益的综合解决方案。
2、设计标准
TIA-942数据中心机房通信设施标准
建筑综合布线系统工程设计规范GB／T 50311-2007；
建筑和建筑群综合布线系统工程验收规范GB／T 50312-2007；
国际综合布线标准ISO／IEC 11801
北美建筑通信线路间距标准标准TIA／EIA 569；
北美商业建筑通信基础设施管理规范TIA／EIA 606；
非屏蔽双绞线布线测试标准TIA／EIA TSB67；
北美商业建筑通信接地要求TIA／EIA 607；
欧洲综合布线系统标准标准BN50173；
其他国家和行业标准规范；
3、TIA-942数据中心机房通信设施标准
2005年4月，美国通信工业委员会TIA发布了数据中心机房通信设施标准，包括建筑结构、空间布局、安全、节能、接地、机械、防火等。
数据中心区域划分
根据该标准,典型的数据中心应包括以下基本的区域,
1.ER,提供数据中心据中心和外部网络.服务供应商(SP)首先进入连接ER.在许多数据中心，ER直接放在计算机房内(CR).为了安全起见，进入机房(ER)最好与计算机房分离
2.MDA,一般位于数据中心的核心管理区CR中心位置，MDA包括核心路由器、核心交换机，PBX,IMux、机柜/机架等.根据标准建议，光纤配线架和铜缆配线架应安装在不同的线架。MDA计算机房中心应尽量设计，以免布线距离超过90米
3.MDA区域配线架可安装在机柜或机架上。机柜的优点是安全美观.机架的优点是散热，管理方便.
4.HDA,一般位于机房的数据中心水平管理区（CR）中心位置， HDA包括局域网交换机、水平配线架等。HDA管理的信息点一般不超过2000个，相同MDA,HDA光纤配线架和铜缆配线架应分开.超过2000个信息点需要设置多个信息点HDA
5.EDA，用于存放设备的区域，包括网络设备和通信设备.散热方便EDA根据通风走廊，区域内的机柜/架子(cool aisle)不通风走廊(hot aisle)合理放置。
6.ZDA, 位于EDA和HAD中间位置,ZDA适用于设备经常移动或变化的区域， ZDA可采用机柜或机架，也可采用集合点箱(安装在立柱、地板或移动地板下)。
数据中心等级
TIA-根据数据中心的重要性，942分为四个等级（tier)
Tier1:最基本的配置，无需冗余设计和空调设施，最大允许28.每年8小时/停机时间
Tier4:必须有最昂贵的配置UPS空调设施允许最大0.4小时/年停机时间，除生物识别技术门禁系统外，还必须配备气体灭火系统，多个备用布线管槽，主干必须冗余。
一般企业的数据中心Tier 1,Tier2已经足够， Tier 3,Tier4适用于政府和金融机构IDC由于主机托管业务量大，必须遵循Tier4等级。
考虑数据中心布线
TIA/EIA942标准对数据中心布线提出了许多建议：
l 充分考虑未来的增长需求，预留充分的扩大备用空间
l 采用单模或OM3多模光纤(10GBase-SR 300米)
l 采用Cat6（10GBase-T 37米）或Cat6A铜缆或Cat6A类屏蔽铜缆(10GBase-T 100米)
l 模块化布线系统采用高密度(如MPO,MRJ21）
l 数据中心属于强制通风区域， 建议使用布线CMP/OFNP防火等级电缆.
l 考虑到管理方便，光纤、双绞线和同轴电缆采用不同的机柜/机架
l 根据通风区域，应考虑设备的散热和空气对流。(cool aisle)和非通风区(hot aisle)合理布置
l 建议采用交叉连接（Cross Connect)方法。交叉连接只需通过跳线完成MAC，降低管理维护时间；高可靠性和可用性。传统的直接连接方式（Direct connect)不可靠，MAC（移动、增加、改变）需重新布线，TIA/EIA942不推荐。
数据中心设备的散热和空气对流对网络稳定性非常重要. 根据地板是否通风，数据中心分为不通风走廊(Hot Aisle)及通风走廊(cold aisle).通风走廊(cold aisle)内部，机柜/架子对面放置，冷空气从地板下吹出，从机柜/架子前面进入，然后从后面排出.不通风走廊(Hot Aisle),机柜/架子背对背放置，冷空气从前面吹进，从后面吹出.此外，为了增加空气对流，防静电地板应尽可能高.4、方案设计
本数据中心机房综合布线系统按照4级中心机房进行规划。
具体设计如下：
（1） 综合布线系统采用星型拓扑结构，分为主配线区(MDA)、水平配线区(HAD)、和设备区（EDA）, 水平配线区(HAD)位于每一列机柜的第一个机柜内。
（2） 机房主配线区(MDA)和水平配线区（HDA）之间采用8芯室内OM3多模光纤， 支持10G万兆以太网达300米及1000Base-SX达550米距离，同时向下兼容目前的1G，100Mbps，10Mbps以太网应用。主配线区(MDA)机柜内安装48芯LC光纤配线架，室内光缆采用LC尾纤熔接的方式进行现场熔接，LC-LC光纤跳线光纤跳线数量按照光纤芯数4:1比例配备。
（3） 水平配线区(HDA)和设备区（EDA）之间采用六类非屏蔽双绞线相互连接，Cat6非屏蔽双绞线支持诸如万兆以太网10GBase-T、千兆以太网1000Base-T、100BASE-Tx等网络应用的性能要求。每个水平配线区(HDA)机柜内安装一个12芯LC光纤配线架，室内光缆采用LC尾纤熔接的方式进行现场熔接，LC-LC光纤跳线光纤跳线数量按照光纤芯数4:1比例配备。水平配线区(HDA)机柜内铜缆配线架采用两个六类配线架交叉连接的方式，其中一个配线架用来与设备区（EDA）的配线架互连，另外一个用来与交换机互连。
（4） 设备区（EDA）每个机柜按照15个服务器进行预留，安装一个24口六类配线架，采用RJ45跳线连接至服务器。
主配线区(MDA)设计说明
主配线区(MDA)到各个水平配线区(HAD)的互连选用8芯OM3万兆多模室内光缆。OM3万兆多模光缆采用独特的增强型50µm纤芯，以解决高速数据传输时不会导致数码重叠和误码，支持激光或发光二极管（LED）光源，支持850nm或1300nm两种波长，在工作波长为850nm时可以支持10G万兆以太网10GBase-SR达300米及支持1000Base-SX达900米距离，同时向下兼容目前的100Mbps，10Mbps以太网应用。
由于850nm窗口下光网络设备（如1000Base-SX）可使用垂直腔面发射激光（VCSEL）作为光源而非激光光源，垂直腔面发射激光的是一种高性能、低成本的光收发器，光学性能接近于激光光源，而成本只有激光光源的十分之一。因此采用OM3光纤是具有高性价比的万兆网络布线解决方案，能够使万兆网络设备的投资大大下降，使得整个网络系统的整体投资更为经济。
室内光缆采用紧套管结构，套管紧紧环绕在光纤外面，提供机械保护， 结构干燥没有凝胶，易于处理， 重量轻, 无金属材料，可以安装在桥架、管道里或悬装于架空缆上。
8芯室内OM3万兆光缆技术参数
l 标准:符合TIA/EIA-568-B.3, IEC 793-1 / 794-1 及 ISO/IEC 11801( 2002) ，ITU 652
l 结构：层绞式松套管，非金属防雷型
l 工作温度范围：-40～70℃
l 防火等级：符合UL实验室OFNR防火等级。
l 多模光纤规格：50＼125um，满足IEEE802.3ae,ISO/IEC OM3的万兆多模光纤标准
l LED发射带宽:850nm:1500MHZ/Km 1300nm:500MHZ/Km
l Laser发射带宽: 850nm:2000MHZ/Km 1300nm:500MHZ/Km
l 最大衰减: 850nm:3.5dB/Km 1300nm:1.5dB/Km
l 传输距离:1000Base-SX 2-900m
l 1000Base-LX 2-550m
l 10GBase-SR 2-300m
l 10GBase-LX4 2-300m
l 护套直径：4.8mm
l 最小耐力测试 0.2kpsi
l 弯曲衰减（100圈，直径75mm）0.5dB/Km
l 安装最大拉力：667N
l 长时间最大拉力：167N
l 瞬间最小弯曲半径：108mm
l 长时间最小弯曲半径：54mm
水平配线区(HDA)设计说明
为了提高数据中心机房内网络设备的稳定性，尽可能减少网络设备跳线的插拔，水平配线区(HDA)的水平配线机柜采用两个配线架相互交叉连接，其中一个配线架采用RJ45-110方式连接交换机，另外一个配线架采用六类非屏蔽双绞线以110-110方式与设备区(EDA)服务器机柜内的六类配线架相互连接。
六类非屏蔽双绞线是目前市场上性能价格比较好的传输介质，导体直径为23AW,中间带有十字架，其性能指标达到并超过ANSI/EIA/TIA-568B.2-1标准和ISO/IEC 11801（2002）Class E标准，能确保在100米范围内传输介质频宽达到并超过：250Mhz。六类非屏蔽双绞线在250MHZ频率上至少可以提供比ANSI/EIA/TIA-568B.2-1标准和ISO/IEC 11801（2002）Class E标准高8dB的性能裕量，最大限度的提高线缆的传输速率，并且为未来应用提供额外的带宽。
六类UTP线缆技术指标：
·超过EIA/TIA-586B.2-1标准的技术指标要求。
·完全符合并超越6类标准的电缆，中间带十字架；
·芯线规格：23AWG，外径6.4mm；
l 传输延迟: 最大536 ns/100 m. @ 250 MHz
l 延迟偏差: 最大45 ns
l 弯曲半径: 4 x 电缆直径
l 导体阻抗: 最大66.58 ohms /km
l 互电容: 最大5.6 nF /100 m
l 最大承受电压: 300 volts AC or DC
·特性阻抗：100W±15W；1 MHz to 600 MHz
·CM防火阻燃标准；
·支持千兆以太网应用。
6类配线架采用模块化设计，便于安装和维护，每个模块
都可以独立更换。6类配线架采用耐火，耐腐蚀材料，提供25年性能保证。配线架信息插座安装快速可靠，一次安装8根线，保持线对间的相互纽绞，提供更好的串绕性能，降低现场安装人工成本。配线架信息插座后部带保护套，保证安装可靠，防止维护过程中造成的接触松动。
6类配线架技术指标：
· 19″24 接口(1U)；
·模块化设计，可单独拆卸，前面安装；
·带线缆保护套，无需后部理线架；
·符合ISO/IEC，TIA推荐为6类E级链路规格；
l 保护装置:插座后面带线缆保护套
l RJ-45插座接触针:8根接触针相互交叉
l 110端子:45度斜角
l 耐久性:
l RJ-45插座：1500次插接
l 110端子：2000次SL工具压接
l 额定电压:94V
l 传输带宽≥250MHz
l 防火等级: 满足UL阻燃标准要求,UL文件E81956
l 工作温度：-40至70℃。
l 安装:安装工具一次端接八根线。
为了使跳线便于管理及保持机柜内整洁美观，按照与配线架1：1比例配置1U高度水平理线架。
设备区(EDA)设计说明
设备区(EDA)的每个机柜内预装一个六类24口非屏蔽配线架，用来管理设备机柜内的网络设备，设备区(EDA)的设备机柜采用2米长度的六类原厂装跳线，跳线的数量按照2:1的比例配备。
RJ4-5跳线技术指标
·高性能的六类跳线，24AWG（0.51mm）软线，适用于多变动的环境。
·增强的模块化水晶头设计，能充分保证新的1G解决方案的优越性能。
·专利技术的屏蔽设计使性能的保持稳定。
·完全满足或超过六类标准要求。
·与传统的5类、超5类系统兼容。
机柜
数据中心机房全部采用19英寸密封式机柜，配标准电源插座和散热风扇，用于放置配线设备和网络设备。机柜材料选用金属喷塑，并配有网络设备专用配电电源端接位置，可将网络设备同放置其中。
机房接地设计
数据中心机房内有大量的电子设备，为了保护设备和人身的安全,数据中心机房内所有的带金属外壳的设备包括管道、桥架、水管、机柜必须进行接地。
沿数据中心机房内墙，安装配线间总接地排（TMGB）， 金属桥、电缆梯、水管、防静电地板的静电泄漏接地排（TGB）等通过直径为6mm²带绝缘层的铜线以并联方式联接到于此；数据中心机房内地板下布设由绝缘子固定于地面的网状铜汇集排（TGB）提供电子设备接地；采用直径为4mm²带绝缘层的铜线将设备、机柜就近连接在汇集排上。
接地直流电阻要求小于3.5欧母,接地电压小于1V R.M.S。