综合布线系统在数据中心中的绿色节能措施

前言

随着云计算大数据行业的兴起，数据中心建设的热度在不断加大。同时数据中心机房的建设面积也越来越大，机房中的IT设备功率密度越来越高。这么多的IT设备自然给数据中心节能方面带来了压力。虽然当前数据中心相关技术如制冷、模块化、智能运维发展很快，但是机房节能问题仍面临较大挑战。

从能耗增长速度上看，中国数据中心耗电量增长率连续八年超过 12%，大幅高于全社会用电增长水平，预计 2020 年数据中心的用电量有望突破 1000 亿千瓦时，占全社会用电量的比重高达 1.5%。在所消耗的电力中，有很大一部分是为了满足网络电子设备与楼宇运行的需要。这些电子技术会产生大量的热，这是数据中心所面临的主要问题之一。随着温度的升高，IT硬件的可靠性大幅降低。据估计，温度每升高10°C(18°F)，电子设备的长期可靠性将降低50%。具有讽刺意味的是，数据中心运行所依赖的一些核心网络电子设备产生的热量正是导致其效率和寿命降低的因素。配件的频繁更换导致垃圾填埋场的废弃物增多，同时也提高了数据中心的运行成本。

2020 年 9 月 22 日，习近平总书记在第 75 届联大一般性辩论上宣布，中国将提高国家自主贡献力度，二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现“碳中和”。在全国上下积极探索减排和低碳发展路径，努力实现碳达峰碳中和目标的背景下，数据中心的高耗能问题亟待更好、更迫切的解决方案。

综合布线系统作为数据中心不可或缺的部分以结构化、高密度、高宽带、高可靠以及易扩容作为核心理念，逐渐演化成为整个布线行业的发展趋势。综合布线系统支持着各种通信和信息系统的运行，主要为弱电应用系统提供相应的线路需要，其具有兼容、开放、灵活、可靠、先进等特点。

那么，我们该如何为绿色节能数据中心设计可扩展且灵活的布线系统？以下是一些需要考虑的关键因素：

01采用高密度的铜缆和光纤布线系统

在数据中心当中，空间就是成本，高密度的连接系统，不仅简化了交换设备的变更和更换链路，而且提高了机柜端口的利用率，节省了机柜空间。

铜缆系统，建议采用0.5U24口和1U48口的高密度铜缆配线架，这与传统的1U24口配线架相比，单位面积上的端口密度整整扩大了一倍。

（0.5U24口铜缆配线架）

（1U48口铜缆配线架）

光缆系统，建议采用1U144的高密度光纤配线架，与1U24芯、48芯熔纤式光纤配线架相比，整整节省了3-5倍的光纤端口空间，充分提高机柜的容纳能力。

（1U144芯角形光纤配线架）

（1U144芯预端接配线架）

02选用线径更细的线缆

下图可以明显看得出来，对于数据中心这种高密度的布线场所，里面绝大多数的配线架都是在满配的状态，传统六类网络跳线的线径为24AWG，跳线满接的情况下，让配线架前端接线区域变得非常拥挤，同时也让机柜当中通风区域变得十分狭窄，即不利于运维时对跳线的操作，也不利于交换机设备的散热。而六类28AWG极细跳线具有更小的弯曲半径，可优化理线，节省50~60%的理线空间，可提供更优的线缆管理，理线管道容纳更多跳线，降低项目成本。传统24AWG六类跳线由于线径较大，线缆弯曲半径受限，需要的理线空间较大，很难做到1U端接48口RJ45端口配线架。而28AWG跳线可以轻松实现1U端接48口，在高密度布线中更易查看端口情况，线缆更易管理，有利于空气流通和设备冷却。

（橙色为六类28AWG极细跳线）

03采用符合当下及未来速率的铜缆和光缆系统

铜缆系统：建议采用6A类及以上的铜缆布线系统。

对于数据中心，从国内外的标准中(ANSI/TIA 942、EN 50173-5、ISO/IEC 24764、GB 50174-2008)都规定采用满足万兆网络带宽需要的6A类与万兆铜缆布线系统，而且EN 50173-5、ISO/IEC 24764规定对于承担数据业务的水平子系统应采用6A类及以上的对绞电缆。

光纤系统：建议采用高速率MPO预端接系统。

根据以大网联盟 (Ethernet Aliance）给出的数据分析表明，我们对数据传输技术的需求处于400Gbps阶段，未来可能会向800Gbps甚至1.6Tbps的方向发展。传统的数据中心光纤布线系统已经很难满足高速率的发展，MPO预端接布线主要用于40G-40G、100G-100G、200G-200G、400G-400G的直连，也能用于升级与上行连接，所以高速率MPO预端接系统更适用于新建数据中心。

04选择容错性能好，抗干扰能力强的布线系统，提高网络运行效率

在某些对线缆性能有要求的一些场所，如医院、银行、机场、政府部门等场所中，我们常用的非屏蔽线缆往往会难以起到一定的作用。因此在一些环境较为复杂或者对线缆有要求的地方，我们会采用屏蔽线缆来增强线缆的性能，从而提高线缆的抗干扰能力，进而提高网络运行的速率。在对环境或者对线缆没有特殊有要求的时候，我们会使用常规的非屏蔽线缆，这样既可以节约成本，也可以优化使用空间。

（屏蔽布线系统）

05建议采用上走线增加地板下空气的流动空间

在数据中心中，连接线缆的走线往往只有两种方式，一种是上走线，就是说从机柜上方走线槽走线，另外一种是下走线，就是从底板下走线。这两种方式各有优劣。上走线可以方便维护、检修，增加地板下空气流动空间，但是这种方式会导致整体美观不好；下走线整体美观会好，但是线缆需要敷设在热通道下面，且后期维护需要将底板拆开来进行维护，极不方便。所以一般在数据机房中，只要条件不是太差，一般建议采用上走线方式。

总结

想要打造高速率绿色数据中心的措施有许多，而综合布线系统的措施主要有：

1. 采用高密度的布线系统

2. 采用线径更细的线缆进行布线

3. 采用符合当下及未来速率的铜缆和光缆系统

4. 选择容错性能好，抗干扰能力强的屏蔽布线系统

5. 布线的时候采用上走线，增加地板下空气的流动空间

本文标题：综合布线系统在数据中心中的绿色节能措施

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