【IT168 专稿】 “绿色和节能”是建设数据中心追求的主旋律。这其中,综合布线又是确保绿色数据中心的关键环节。那么,实现绿色数据中心要考虑哪些因素,怎样的布线方案才是节能的,对比不同的布线方案,会有怎样的节能效果呢?本篇将进行经验介绍和方案探讨。
一、绿色和节能考虑哪些因素
综合布线作为通讯系统的基础是数据中心的一个重要组成部分,综合布线系统的绿色环保可以分为三个方面:一是要考虑布线的生命周期;二是对材料本身的要求;三是通过对各个方面的节约,降低整个数据中心大系统的消耗和排放。这其中,细分起来需考虑网络传输速度、网络连接方式、冗余设计、冷热通道的设计、线缆的走向设计等等。
1. 首先布线作为数据中心的基础构架,在很长一段时间内是各种应用和逻的辑基础和支撑,其生命周期通常长达10~15年甚至更长。因此在综合布线上首先要考虑生命周期,如果说一个布线3~5年就作废了,那么根本就谈不上绿色和节能。这就涉及到布线系统的前期规划问题,它必须可以支持2~3代有源设备的更新换代。这不仅关系到用户整体费用的节省,也将利于节省更多的能源和可用资源。
2. 明确了系统布线的生命周期规划,其次就要考虑布线介质的选择。数据中心的综合布线目前不外乎铜缆和光纤,要从材料的绿色和有毒物质上考量,甚至包括产品的绿色包装。铜缆一般由铜芯,护套等部件组成,所以在材料方面不含铅等重金属和卤素等是最基本的要求。光纤本身在材料方面可以说是非常环保的,但是也要注意光纤护套的用料。
还有一点不容忽视,就是要重视线缆的阻燃能力。线缆有一定的阻燃等级,但它也能燃烧,释放有害物质少,可让人迅速逃生。这点对于绿色的数据中心的搭建绝不能漠视。下面是两种介质的优劣对比。
3. 网络传输速度也会影响能源的节约效率。因为数据中心有大量的服务器、交换机等有源设备,单位面积能耗巨大。网络速度的提升能够提高资源的利用率。因此,更快的传输速度可以简化网络。减少布线系统和网络设备占用的空间。同时,提高空间利用率和降低能耗。
Power /Gbps, 这一指标用来衡量传输速率与能耗的关系,就是每Gbps的流量所消耗的能量。从下面的统计数表中,能对比出网络速度的提升的另一个效果是能够降低单位Gbps的能耗。无论是光纤传输还是双绞线传输的万兆网络,单位Gbps功耗都大大低于千兆网络.所以建设绿色数据中心必须采用高速率的网络传输
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4. 在布线的连接上,可以考虑采用预连接。即厂商在出厂前,对实际情况定制长度,在光纤两端预先来安装各种形制的连接器。这可节约材料,避免现场安装时的浪费。如预连接再加上MPO连接器,广泛应用于数据中心。其最大的好处是考虑了网络设备升级时原有布线系统无法使用的情况。
5. 从设计结构化上考虑,冷(电子设备)热(底下布线和无源布线)通道对于节能十分重要。通过减小线缆的线径,将会对冷热通道有很大的贡献。在这种模式下,冷空气的添加和热空气的移除都受到很好的控制,使得散热设备的运行效率更高,也就更加绿色环保。
二、绿色布线的可选技术和方案
在建造绿色数据中心时,可以有很多值得参考方案和借鉴的经验。
1. 线缆路径的理想方案。由于数据中心是一个高密度的计算环境,存有大量的线缆。因此,必须对线缆进行合理的路径规划和空间安排。否则,影响数据中心的制冷能力,增大能耗。理想的方案是:对铜缆、光缆和电力线缆进行良好的空间和路径规划,即将这三种类型线缆有效分离,便于实施和维护。
在布线方案中有两点建议:一是长期固定不动的线缆,如主干和水平线缆采用架空地板下方走线方式,而将跳线(铜缆及光纤跳线)采用在机架上方走线方式;二是在设计走线路径时,应考虑线缆路径填充率,一般路径填充率以35%~40%为宜。
2. 空间的合理布局至关重要。上面提到的线缆路径,进一步讲就涉及到线缆布局和合理的网络结构,这对于节约电能、节能降耗起到重要作用。目前的数据中心有两种建设布局,一种是集中配线式,另外一种是两级式的线缆管理,主要是指网络交换机。在两级式的交换机的使用主要为了节省线缆布放的压力,它的优点是节省从主交换机到用户服务器线缆的数量。
不过,如果采取一次性布线的原则,即从核心交换机直接通过网线布放到用户服务器上来。表面上增加线缆数量,但是在节能环保方面比较突出。同时,可节省机架位。也可免去了两级布线法增加二层交换机所带来的能耗。
还有一点需要提示,就是配线位置。经验证明,配线在整个网络机房的中心区,可减少两边网线的长度,不仅能节省单位平米内造价,也能达到节能的目的。
3.据中心内布线的方案。局域布线方案,业内通常有三种可供选择的布线方案,即桥架上,机柜内,地板下。这三种布线方式各有利弊。
绿色节能方面考量 | 布线优势 | 布线劣势 | |
桥架上 | 传输距离较远,有损耗 | 1.成本相对较低 2.布线整洁美观、安装灵活便利 3.不受设备厂家型号差异影响 | 1.安装位置较高 2.维护和增加跳线时不便 |
机柜内 | 较为节能 | 1.布线便利 2.扩展容易 3.维护方便 | 1.设备型号众多,需要很多专用配线产品 2.受限于厂家内部空间结构 |
地板下 | 1.需要消耗更多能耗 2.合理利用空间 | 1.扩容和维护较为便利 2.基本不受限于设备型号差异 | 1.地板安装成本较高 2.对下送风气流有一定阻碍 |
如果在数据中心机房内部,选用光缆,应该注意传输距离。一般的光缆通道用于万兆网络,OM3多模光纤为300m-550m,单模光纤为10-40km。如果采用敞开的电缆桥架敷设方式,还要考虑光缆达到相应的防火等级(A级或B级机房)。
4. 把握结构划的原则。在无源系统中,综合布线将极大减少电缆用量,从而缓解通道拥挤和气流阻塞情况。因此所耗费的能源就越少。综合布线是使用主干电缆将大量光缆或铜缆敷设至一个区域,然后再在电子设备区域分成若干小段电缆。
在使用冷热通道的模式中,热量对无源布线(无论是UTP铜缆还是光缆)的影响,都要比对有源设备的影响小。关于布线有几条法则可以遵循:1)使用综合布线系统限制气流阻塞;2)高压电缆敷设在冷通道的地板下;3)低压通信线缆放在机柜下或直接放在热通道地板下;4)天花板的数量,或只是在有源机柜上方放置天花板。
综上,减少数据中心中的能源低效使用有很多种途径,打造绿色的数据中心,降低能耗将事关重要。综合布线做虽然作为无源系统,但是并不意味着不需要重视。作为网络的基础,良好设计的综合布线系统显然能够降低数据中心的能耗并为将来的升级和扩容打下良好的基础。