淺議數(shù)據(jù)機(jī)房綜合布線設(shè)計(jì)

綜合布線系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)化的語音、數(shù)據(jù)、圖像、監(jiān)控設(shè)備，各線綜合配置在一套標(biāo)準(zhǔn)的布線系統(tǒng)上，統(tǒng)一布線設(shè)計(jì)、安裝施工和集中管理維護(hù)。以屏蔽雙絞線和光纜為傳輸媒介，采用分層星型結(jié)構(gòu)，傳送速率高。近幾年來，隨著光通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)通信業(yè)務(wù)量不斷的提高，數(shù)據(jù)中心已經(jīng)進(jìn)入以萬兆傳輸速率為標(biāo)志的時(shí)代，這樣選擇一套先進(jìn)的數(shù)據(jù)中心綜合布線系統(tǒng)是極其必要的，它將為今后一段時(shí)間內(nèi)的發(fā)展預(yù)留余量。相對(duì)于傳統(tǒng)樓宇結(jié)構(gòu)化布線，數(shù)據(jù)中心的布線技術(shù)具有更多的技術(shù)細(xì)節(jié)與應(yīng)用特征，在一棟建筑中，既有數(shù)據(jù)中心，又有其他功能性區(qū)域，怎樣把傳統(tǒng)綜合布線與數(shù)據(jù)中綜合布線有效的連接，組成一套高性能、高效率、整合優(yōu)化以及節(jié)能環(huán)保的布線系統(tǒng)是我們?cè)O(shè)計(jì)的重要方向。

1 系統(tǒng)概述

1.1 綜合布線系統(tǒng)簡(jiǎn)介

綜合布線系統(tǒng)（即結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)）即是一套用于建筑物或建筑群內(nèi)的傳輸網(wǎng)絡(luò)，它將語音、數(shù)據(jù)、圖像等設(shè)備彼此相連，也使上述設(shè)備與外部通訊數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)相連接。綜合布線系統(tǒng)由各種系列的部件組成，包括傳輸介質(zhì)（含銅纜或光纖），連路管理硬件（交叉連接區(qū)域和連接面板），連接器，插座，適配器，電氣保護(hù)裝置（浪涌保護(hù)器及保護(hù)接地）以及支持的硬件（安裝管理系統(tǒng)的各類工具）。綜合布線系統(tǒng)一般由六個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)組成：

1.1.1 工作區(qū)子系統(tǒng)

一個(gè)獨(dú)立的需要設(shè)置終端設(shè)備的區(qū)域宜劃分為一個(gè)工作區(qū)。工作區(qū)應(yīng)由配線（水平）布線系統(tǒng)的信息插座延伸到工作站終端設(shè)備處的連接電纜及適配器組成。

1.1.2 水平子系統(tǒng)

配線子系統(tǒng)應(yīng)由工作區(qū)的信息插座、信息插座至樓層配線設(shè)備（FD）的配線電纜或光纜、樓層配線設(shè)備和跳線等組成。

1.1.3 電訊配線間子系統(tǒng)

電訊配線間又稱為電信間，主要用于主干線與樓層水平線路的交換，電信間的數(shù)量及面積應(yīng)根據(jù)水平配線的長(zhǎng)度和信息點(diǎn)數(shù)量綜合考慮。

1.1.4 主干線子系統(tǒng)

干線子系統(tǒng)應(yīng)由設(shè)備間的建筑物配線設(shè)備（BD）和跳線以及設(shè)備間至各樓層配線間的干線電纜組成。

1.1.5 設(shè)備間子系統(tǒng)

設(shè)備間是在每一幢大樓的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)置電信設(shè)備和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，以及建筑物配線設(shè)備，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理的場(chǎng)所。對(duì)于綜合布線工程設(shè)計(jì)，設(shè)備間主要安裝建筑物配線設(shè)備（BD）。電話、計(jì)算機(jī)等各種主機(jī)設(shè)備及引入設(shè)備可合裝在一起。設(shè)備間內(nèi)的所有總配線設(shè)備應(yīng)用色標(biāo)區(qū)別各類用途的配線區(qū)。設(shè)備間位置及大小應(yīng)根據(jù)設(shè)備的數(shù)量、規(guī)模、最佳網(wǎng)絡(luò)中心等因素，綜合考慮確定。

1.1.6 建筑群子系統(tǒng)等

建筑群子系統(tǒng)應(yīng)由連接各建筑物之間的綜合布線纜線、建筑群配線設(shè)備（CD）和跳線等組成。建筑群子系統(tǒng)宜采用地下管道或電纜溝的敷設(shè)方式。管道內(nèi)敷設(shè)的銅纜或光纜應(yīng)遵循電話管道和入孔的各項(xiàng)設(shè)計(jì)規(guī)定。此外安裝時(shí)至少應(yīng)預(yù)留1～2 個(gè)備用管孔，以供擴(kuò)充之用。如圖1 所示：

綜合布線系統(tǒng)示意圖（圖1）

1.2 數(shù)據(jù)中心布線系統(tǒng)簡(jiǎn)介

數(shù)據(jù)中心布線包括核心數(shù)據(jù)機(jī)房?jī)?nèi)布線和數(shù)據(jù)機(jī)房外布線和支持空間（數(shù)據(jù)機(jī)房外）。

1.2.1 數(shù)據(jù)機(jī)房?jī)?nèi)布線

數(shù)據(jù)中心計(jì)算機(jī)房?jī)?nèi)布線空間包含主配線區(qū)，水平配線區(qū)，區(qū)域配線區(qū)和設(shè)備配線區(qū)。

主配線區(qū)包括主交叉連接（MC）配線設(shè)備，它是數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)化布線分配系統(tǒng)的中心配線點(diǎn)。當(dāng)設(shè)備直接連接到主配線區(qū)時(shí)，主配線區(qū)可以包括水平交叉連接（HC）的配線設(shè)備。主配線區(qū)的配備主要服務(wù)于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的核心路由器、核心交換機(jī)、核心存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備和PBX 設(shè)備。主配線區(qū)位于計(jì)算機(jī)房?jī)?nèi)部，為提高其安全性，主配線區(qū)也可以設(shè)置在計(jì)算機(jī)房?jī)?nèi)的一個(gè)專屬空間內(nèi)。每一個(gè)數(shù)據(jù)中心應(yīng)該至少有一個(gè)主配線區(qū)。

水平配線區(qū)用來服務(wù)于不直接連接到主配線區(qū)HC 的設(shè)備。水平配線區(qū)主要包括水平配線設(shè)備，為終端設(shè)備服務(wù)的局域網(wǎng)交換機(jī)、存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和KVM 交換機(jī)。一個(gè)數(shù)據(jù)中心可以有設(shè)置于各個(gè)樓層的計(jì)算機(jī)機(jī)房，每一層至少含有一個(gè)水平配線區(qū)，如果設(shè)備配線區(qū)的設(shè)備距離水平配線設(shè)備超過水平線纜長(zhǎng)度限制的要求，可以設(shè)置多個(gè)水平配線區(qū)。

在大型計(jì)算機(jī)房中，為了獲得在水平配線區(qū)與終端設(shè)備之間更高的配置靈活性，水平布線系統(tǒng)中可以包含一個(gè)可選擇的對(duì)接點(diǎn)，叫做區(qū)域配線區(qū)。區(qū)域配線區(qū)位于設(shè)備經(jīng)常移動(dòng)或變化的區(qū)域，可以采用機(jī)柜或機(jī)架，也可以是集合點(diǎn)（CP）完成線纜的連接，區(qū)域配線區(qū)也可以表現(xiàn)為連接多個(gè)相鄰設(shè)備的區(qū)域插座。

設(shè)備配線區(qū)是分配給終端設(shè)備安裝的空間，可以包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和通信設(shè)備，服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備刀片服務(wù)器和服務(wù)器及外圍設(shè)備。設(shè)備配線區(qū)的水平線纜端接在固定于機(jī)柜或機(jī)架的連接硬件上。需為每個(gè)設(shè)備配線區(qū)的機(jī)柜或機(jī)架提供充足數(shù)量的電源插座和連接硬件，使設(shè)備纜線和電源線的長(zhǎng)度減少至最短距離。

1.2.2 支持空間布線

數(shù)據(jù)中心支持空間（計(jì)算機(jī)房外）布線空間包含進(jìn)線間、電信間、行政管理區(qū)、輔助區(qū)和支持區(qū)。

進(jìn)線間是數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)和外部配線及公用網(wǎng)絡(luò)之間接口與互通交接的場(chǎng)地，設(shè)置用于分界的連接硬件。進(jìn)線間的設(shè)置主要用于電信線纜的接入和電信業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)者通信設(shè)備的放置。這些設(shè)施在進(jìn)線間內(nèi)經(jīng)過電信線纜交叉轉(zhuǎn)接，接入數(shù)據(jù)中心內(nèi)。

電信間是數(shù)據(jù)中心內(nèi)支持計(jì)算機(jī)房以外的布線空間，包括行政管理區(qū)、輔助區(qū)和支持區(qū)。電信間用于安置為數(shù)據(jù)中心的正常辦公及操作維護(hù)支持提供本地?cái)?shù)據(jù)、視頻和語音通信服務(wù)的各種設(shè)備。數(shù)據(jù)中心電信間與建筑物電信間屬于功能相同，但服務(wù)對(duì)象不同的空間，建筑物電信間主要服務(wù)于樓層的配線設(shè)施。

行政管理區(qū)主要指用于辦公、衛(wèi)生、值班等目的場(chǎng)所。輔助區(qū)是用于電子信息設(shè)備和軟件的安裝、調(diào)試、維護(hù)、運(yùn)行監(jiān)控和管理的場(chǎng)所。包括測(cè)試機(jī)房、監(jiān)控中心、備件庫、打印室、維修室、裝卸室、用戶工作室等區(qū)域。支持區(qū)是支持并保障完成信息處理過程和必要的技術(shù)作業(yè)的場(chǎng)所。包括變配電室、柴油發(fā)電機(jī)房、UPS 室、電池室、空調(diào)機(jī)房、動(dòng)力站房、消防設(shè)施用房、消防和安防控制室等。

2 數(shù)據(jù)機(jī)房及測(cè)試區(qū)布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 工程概況

本工程為某通信公司辦公樓建筑，總建筑面積67400 平方米，其中地上建筑面積46400 平方米，地下建筑面積21000 平方米。本建筑地下一、二層為汽車庫及設(shè)備用房；首層為大堂、接待、集中會(huì)議區(qū)；二至四層為數(shù)據(jù)機(jī)房、測(cè)試機(jī)房及通信測(cè)試區(qū)，其中機(jī)房總面積約9500 平方米；四至九層為通信測(cè)試區(qū)及開敞辦公區(qū)。

2.2 設(shè)計(jì)原則及使用方需求

考慮到使用方的業(yè)務(wù)需求，本建筑整體采用結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)，應(yīng)充分考慮其兼容性、開放性、靈活性、可靠性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性的系統(tǒng)特點(diǎn)，適用于多種網(wǎng)絡(luò)布線方式。采用萬兆以太網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)和光纖與雙絞線混合的布線方式，為當(dāng)前及未來網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供足夠的帶寬容量。要求測(cè)試區(qū)、辦公區(qū)光纖敷設(shè)到工位，完全支持10Gb/S 的傳輸速率。應(yīng)業(yè)主方要求，電話采用全數(shù)字IP 電話系統(tǒng)，本建筑應(yīng)能資源共享，實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)合一技術(shù)。

2.3 系統(tǒng)總體構(gòu)架

本系統(tǒng)采用開放式星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本建筑地下一層設(shè)一個(gè)弱電機(jī)房（設(shè)備間），配線設(shè)備安裝于此。外線由建筑所在地塊數(shù)據(jù)總中心的園區(qū)主配線架引來，數(shù)據(jù)、語音分別采用1 組12 芯室外單模光纜。有線電視前端機(jī)房引入本建筑弱電機(jī)房1 組6 芯室外光纜。

因?yàn)樗�平鏈路線纜的傳輸距離不能超過90 米，所以在建筑每層四角處各設(shè)一個(gè)弱電間（電信間），安裝弱電設(shè)備及樓層交換機(jī)柜。數(shù)據(jù)機(jī)房強(qiáng)、弱電布線較為繁瑣，管線較多，在機(jī)房、測(cè)試區(qū)、辦公區(qū)建議土建做70mm 厚網(wǎng)絡(luò)地板，對(duì)弱電傳輸信道進(jìn)行物理隔離，與監(jiān)控視頻電纜分開敷設(shè)，防止外部串?dāng)_。本樓綜合布線系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖2 所示。

建筑布線拓?fù)鋱D（圖2）

2.4 布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)

建筑各層電信間與弱電豎井合用，測(cè)試區(qū)、開敞辦公區(qū)、會(huì)議區(qū)水平線纜采用50/125um 多模光纖。TSB 155 建議Cat6A UTP 線纜安裝時(shí)須進(jìn)行捆扎，一捆最好不超過12 根。相比之下Cat6A STP 線纜能夠節(jié)省更多的線槽、線管，線纜管理等安裝成本，因此行政管理區(qū)、輔助區(qū)水平電纜采用（STP Cat.6A）6 類屏蔽雙絞線。水平線纜走道內(nèi)采用封閉金屬橋架敷設(shè)，引至室內(nèi)轉(zhuǎn)為金屬保護(hù)管至信息插座或在網(wǎng)絡(luò)地板下敷設(shè)。

辦公區(qū)、測(cè)試區(qū)末端按每個(gè)工位配三口信息地插面板，由電信間交換機(jī)配線架引來兩根（STP Cat.6A）6 類屏蔽雙絞線（每個(gè)工位），一根供電腦及IP 電話使用，一根作為備用。會(huì)議室考慮預(yù)留雙口信息地插面板，頂板預(yù)留網(wǎng)絡(luò)信息接口。變配電室、UPS 室、動(dòng)力站房預(yù)留電話信息點(diǎn)，消防兼安防控制室設(shè)置網(wǎng)絡(luò)及電話信息點(diǎn)。本建筑設(shè)置信息發(fā)布系統(tǒng)，管理者可通過該系統(tǒng)登陸服務(wù)器設(shè)計(jì)發(fā)布內(nèi)容，并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至播放終端。因此在公共區(qū)域入口、會(huì)議室門口預(yù)留信息發(fā)布點(diǎn)。

數(shù)據(jù)機(jī)房?jī)?nèi)由封閉金屬線槽引至主配線區(qū)，由主配線區(qū)至水平配線區(qū)在網(wǎng)絡(luò)地板下敷設(shè)完成。由于本建筑內(nèi)有測(cè)試區(qū)域，考慮到水平配線區(qū)域至終端設(shè)備的配置靈活性，測(cè)試機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置區(qū)域配線區(qū)，區(qū)域配線區(qū)預(yù)留CP 集合點(diǎn)。基于補(bǔ)償插入損耗對(duì)于傳輸指標(biāo)的影響考慮，區(qū)域配線區(qū)的信息插座連接至設(shè)備線纜的最長(zhǎng)距離應(yīng)符合下面公式：

Z=（102-H）/（1+D）-T≤22m

H 是水平線纜的長(zhǎng)度，它加上跳線長(zhǎng)度要≤100m

D 是跳線類型降級(jí)因子，對(duì)于24AWGSTP 電纜取0.2

T 為水平交叉連接配線區(qū)跳線和設(shè)備電纜的長(zhǎng)度總和水平布線系統(tǒng)信道（圖3）

水平布線系統(tǒng)信道（圖3）

另外可以考慮線纜直徑變大，24AWG 改為23AWG，降低了插入損耗，增加設(shè)備布置的靈活性。

數(shù)據(jù)機(jī)房主配線區(qū)連接水平配線區(qū)和電信間，它們之間的布線連接叫主干布線。主干線纜最長(zhǎng)支持的傳輸距離是和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用及采用何種的傳輸介質(zhì)有關(guān)的，為了縮短布線系統(tǒng)中的傳輸距離，一般將主配線區(qū)設(shè)置在數(shù)據(jù)中心的中間位置。當(dāng)實(shí)際布線距離超過應(yīng)用要求距離時(shí)，允許水平配線間的直接連接。本工程主干線纜采用多模光纖，多模光纖在萬兆以太網(wǎng)中的傳輸距離如表1 所示：

表1

從表中可以看出在10GBASE-LX4 的通訊規(guī)格下，使用LZ 型光纖與50um/62.5um 多模光纖的傳輸距離都為300m，但LZ 型光纖色散率低，零色散率為0.101ps/nm.km，因此不需要加光纖衰減補(bǔ)償裝置，可降低網(wǎng)絡(luò)布線成本。

圖4 為本建筑3 層主干布線路由平面圖，由于數(shù)據(jù)機(jī)房呈L 型，整體距離較長(zhǎng)，因此在設(shè)計(jì)時(shí)考慮將機(jī)房拆分成兩個(gè)分區(qū)，從電信間分別引路由至機(jī)房主配線區(qū)，使每個(gè)分區(qū)內(nèi)的主干線纜長(zhǎng)度都應(yīng)能滿足上述標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3 層平面圖（圖4）

數(shù)據(jù)機(jī)房?jī)?nèi)的配線模式采用交叉連接，即在服務(wù)器和交換機(jī)之間多使用一個(gè)跳線盤，這樣當(dāng)機(jī)房?jī)?nèi)需要移動(dòng)和更換設(shè)備時(shí)，只需改變跳線盤的跳線即可，服務(wù)器和交換機(jī)可是為永久鏈路。這樣可使布線操作更加簡(jiǎn)單，便于管理。

3 數(shù)據(jù)機(jī)房智能化布線管理系統(tǒng)

隨著結(jié)構(gòu)化布線工程的普及和布線靈活性的不斷提高，用戶變更網(wǎng)絡(luò)連接或跳接的頻率也在提高，而布線系統(tǒng)是影響網(wǎng)絡(luò)故障的重要原因，如何能通過有效的辦法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)布線的實(shí)時(shí)管理，使網(wǎng)管人員有一個(gè)清晰的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)工作界面呢？這就需要有布線管理。

本工程使用智能化布線管理系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)機(jī)房、測(cè)試機(jī)房?jī)?nèi)所有連接到TCP/IP 的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行物聯(lián)化。分析儀可探測(cè)到服務(wù)器跳線回路的開閉情況，并連同端口的ID 傳送給上位機(jī)的系統(tǒng)軟件。通過該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控所有物理連接，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，發(fā)現(xiàn)所有連接到TCP/IP 的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)管理。提高了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性及網(wǎng)絡(luò)管理的效率。

4 數(shù)據(jù)機(jī)房布線接地問題

《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-2010 中第6.3.4.5 條規(guī)定：電子系統(tǒng)的所有外露導(dǎo)電物應(yīng)與建筑物的等電位連接網(wǎng)絡(luò)做功能性等電位連接。電子系統(tǒng)不應(yīng)設(shè)獨(dú)立的接地裝置。向電子系統(tǒng)供電的配電箱的保護(hù)地線（PE 線）應(yīng)就近與建筑物的等電位連接網(wǎng)絡(luò)做等電位連接。《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》GB50343-2004 中第5.1.2條規(guī)定：需要保護(hù)的電子信息系統(tǒng)必須采取等電位連接與接地保護(hù)措施；第5.2.5 條規(guī)定：防雷接地應(yīng)與交流工作接地、直流工作接地、安全保護(hù)接地公用一組接地裝置，接地裝置的接地電阻值必須按接入設(shè)備中要求的最小值確定。

通過上述規(guī)范要求，本建筑數(shù)據(jù)機(jī)房接地與建筑物防雷接地采用共用接地裝置，這樣做的好處是可以防止強(qiáng)電設(shè)備區(qū)出現(xiàn)高電位時(shí)對(duì)電子設(shè)備區(qū)的放電擊穿。數(shù)據(jù)中心機(jī)房電子信息設(shè)備較密集，為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)低阻抗的等電位接地網(wǎng)，在數(shù)據(jù)機(jī)房地板下安裝金屬網(wǎng)格，所有金屬設(shè)備外殼、橋架等分別就近連接到金屬網(wǎng)格，并且各金屬設(shè)備外殼間相互聯(lián)結(jié)形成網(wǎng)格狀的等電位聯(lián)結(jié)網(wǎng)絡(luò)。等電位聯(lián)結(jié)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)格間距越小，對(duì)低頻信號(hào)的抗干擾能力越強(qiáng)，機(jī)房?jī)?nèi)網(wǎng)格的水平距離不應(yīng)超過3m.數(shù)據(jù)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)接地母排，一端用40x4熱鍍鋅扁鋼與接地網(wǎng)格相連接，另一端與建筑物主鋼筋及電信間內(nèi)的接地干線相連接。

5 結(jié)論

數(shù)據(jù)中心建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程，它不僅取決于IT 技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)，而且也和建筑技術(shù)發(fā)展有關(guān)。信息技術(shù)與建筑技術(shù)的結(jié)合可以更有力地驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)向前發(fā)展。在看到了希望和前途的同時(shí)，綜合布線設(shè)計(jì)人員也應(yīng)不斷學(xué)習(xí)，掌握新的產(chǎn)品技術(shù)知識(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)中心機(jī)房建設(shè)的關(guān)鍵問題有更深入的了解，這其中包括布線系統(tǒng)的性能、空間利用、安全性、線纜管理等。希望我們的設(shè)計(jì)能為數(shù)據(jù)中心的使用者提供最佳的結(jié)構(gòu)化布線方案、帶來更多的便利及經(jīng)濟(jì)效益。

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