IDC数据中心布线的方向与道路

IDC数据中心布线一方向与道路

近年来国际数据中心市场发展迅猛，数据存储应用及设备，存储区域网络（SAN）等方

面的重大变化已改变了数据中心和计算机房的电信基础设施要求。企业及网络公司的主机及

其外围支持设备已逐步被高性能的服务器所替代，这些服务器的运行速率大多已是G比特等

级。数据中心内部多种应用的共存、特定环境下必须考虑的建筑因素，再加上基于主机的服

务转变为基于分布式服务器，这些都为数据中心的设计实施带来了新的挑战.经过充分的酝

酿和修正，2005年4月，全球第一个综合性的数据中心电信基础标准：TIA/EIA-942正式出

版。该标准的推出为设计和建造大/小型数据中心提供了要求和指南，其中对基础的综合布

线部分的影响也是深刻和长远的。本文介绍了数据中心标准中的相关布线部分，同时阐述美

国西蒙公司在IDC数据中心领域的布线解决方案之道。

TIA/EIA-942数据中心标准可谓集现有相关标准和规范的百家之长，特别是它弥补了以

前数据中心设计和建设阶段的信息隔阂问题，全面性地考虑到了诸如电气系统、HVAC（采暖

通风与空调）、火灾探测与遏止、安全等多种应用在电信基础设施和空间内的共存。超过50

%的内容阐述了如电力、管道、消防、房门和墙壁处理等建筑规范。标准中提出的适用于大

多数数据中心的设计要素包括：

基于标准的开放系统；

综合考虑扩容需求的高性能和高带宽；

支持10G万兆或更高速率的技术；

支持存储设备（如光纤信道，SCSI或NAS）；

支持充分考虑扩容需求的聚合点；

高质量，可靠性和可量测性；

冗余性；

高容量和高密度；

易于移动增加和改动的灵活性和可扩展性；

数据中心空间

标准将数据中心看成是一个建筑物，或建筑物的一个部分，主要功能为容纳一个计算

机房及其维护区域。计算机房是数据机房的重要部分，放置核心的数据处理设备。典型的数

据中心电信空间包括：

进入场所（ENTRANCEROOM）

主分布区（MDA）

水平分布区（HDA）

区域分布区（ZDA）

设备分布区（EDA）

下图为基本型的数据中心及考虑冗余的数据中心结构图。

数据中心基本结构

接入服务供应商进入场所接入服务供应商

（电信设备及

5公室,运行中心分界点）

及支持房间）

电信间IDA计算机房

团公室及运行中心(Routers,bacMionLAN/SAN

局域网交换机）switches,PBX,M13muxes)

HDAHDAHDA

0AI/SAJI/KV1(LAI/SAI/EVI(LAI/SAI/KVI

svitches)svitches)svitches)

EDA

区域分布区EDA

（机架和机柜）制架和机柜）

EDA

制架和机柜)

主干布线水平布线

■DA=主分布区

MDA=水平分布区

EDA=设备分布区

接入服务供应商------主进入场所-----接入服务供应商

（电信设备及分界点）

办公室，运行中心,接入服务供应商接入服务供反商

支持房间

一，二F统

;主干布线主分布区次进入场所

办公室及运行中心(Routers.Backbone

局域网交换机LAN/SANSwitches.（电信设备及分界点）

PBX,M13Muxes)

计算机房

水平分布区

(LAN/SAN/KVM

Switches)

水平分布区水平分布区

水平布统水平分布区

(LAN/SAN/KVM(LAN/SAN/KVM(LAN/SAN/KVM

|区域分布区|Switches)Switches)Switches)

［水平布线|水平布线|水平布线|水平布线

设备分布区设备分布区设备分布区设备分布区

（机柜机架）（机柜柜/机机架）（机柜':机架）（机柜,机架）

进入场所是指数据中心结构化布线系统与园区布线系统及访问服务供应商布线系统之

间接口的地方。这个空间可位于计算机房的内部或外部，如果在内部，可以与主分布区MDA

组合在一起。一个数据中心可能有多个进入场所，原因是冗余考虑或者避免超过最长电路

（MDA-EDA）要求。例如，TT,1级可靠性数据中心的电路长度典型被限制为最大长度655

英尺（200米），而3级的电路长度典型被限制为最大长度450英尺（137米）。

MDA是数据中心结构化布线系统的中心分布点，包括大量的主跳接及核心交换设备；

IIDA类似于TIA/EIA-568B中定义的楼层电信间，主要包括水平跳接，I1DA中典型地安

装了与EDA区域设备相连的LAN,SAN和KVM交换机；

在1IDA-EDA的水平布线中可以包含一个可选的连接点，叫做区域分布区，或ZDA,ZDA

为频繁变动的EDA终端提供了灵活性,较适于地板系统或不方便在系统机柜中安装快接式配

线架的场合下使用，ZDA以区域插座或集合点形式表现，在配置上不能有跳接和有源设备；

EDA是分配给终端设备的空间，可以包括计算机和通信设备，交换机和刀片服务器或服

务器和外围设备。水平布线在EDA侧，通常是采用机柜/机架式安装的快接式跳接板进行端

接。标准建议EDA区至少两个出口，为一些应用（如无线接入点，IP摄像机和自动控制系

统等）考虑的线缆也要规划并在此端接好。

数据中心还可能包括一个位于计算机房的电信间，用于支持其他空间的水平布线，如

员工办公室、业务中心、电气间、机械间，及其他位于计算机房外的数据中心空间。

一个典型的数据中心包括一个或两个进入场所，一个或多个电信间，一个MDA和几个

HDA«

标准还提供了数据中心计算机房和进入场所的要求，包括：天花板高度（8.5英尺），

地面/墙面处理，照明，地板承重（最小150磅/平方英尺，建议250磅/平方英尺），热/通

风/空调（HVAC）,温度（68-77度），相对湿度（40-55度），电力，接地，和防火保护等。

布线拓扑结构

数据中心的水平和主干布线都采用星型拓扑结构，水平线缆可以连接到HDA或直接到

MDA,考虑到系统冗余，位于同一ZDA或EDA的不同端口，可分别敷设水平线缆到不同的HDA；

主干布线采用一级星型拓扑结构，每个IIDA的水平跳接直接与MDA的主跳接相连，不

允许有中间跳接；

数据中心结构中允许增加一个冗余的备用分布区域，在此情况下，1IDA-MDA,HDA-备用

分布区都有主干布线。

为了达到充分的冗余，标准允许水平分布区I1DA间的直连，这种直连是非星型结构，

用于支持常规布线距离超过应用要求距离的情况。为了避免超过最大电路限制的要求，允许

在IIDA和备用的进入场所间进行直连布线。

数据中心布线拓扑结构

主干布线主跳接主分布区KDA

水平布线

水平跳接

专通设备

布线媒介

标准认可多种媒介类型以支持广泛的应用，但是建议对于新安装的IDC采用最高容量

的布线媒介以最大化其适应能力并保持基础布线至少15年的使用寿命。

认可的媒介有：

100欧姆双绞线（ANSI/TIA/EIA-568-B.2）,建议7类（ANSI/TIA/EIA-568-B.2-1）

多模光缆：62.5/125或50/125um（ANSI/TIA/EIA-568-B.3）,建议选用50/125um,850nm

工作波长的激光优化多模光缆（ANSI/TIA/EIA-568-B.3-1）

单模光缆（ANSI/TIA/EIA-568-B.3）

认可的同轴媒介为75欧姆（734和735类型）同轴电缆（符合TelcordiaGR-139-C0RE）

及同轴连接头（ANSIT1.404）,这些电缆和连接头被建议用于支持T-3,ET及E-3电路。

数据中心通道

标准认可多种类型布线通道，包括架空地板系统和头顶线缆槽系统（典型用于数据中

心

架空地板系统建议用于高容量和高密度接入的数据中心，或支持大型计算机系统（如

主机）的数据中心。这些计算机系统被设计为从底部引入线缆。高架地板下的电信布线建议

放置于线槽中，线槽要求不能阻挡气流，无锋利边角。

头顶线槽系统应从天花板上悬挂下来，而不是附在机架/机柜的顶部，这样的悬挂式线

槽具有更好的灵活性，可支持不同高度的机柜/机架设备。

标准建议在设备排中间的走廊上安装照明器材和防火喷洒头，而不是直接安装在设备

上方。

在通常安装设备的机架/机柜中，冷空气的入口是在机柜/机架的前面，热空气从背面

排出。故TIA/EIA-942标准建议以交替模式排列设备排，即机柜/机架面对面排列以形成热

区和冷区。冷区是机架/机柜的前面区域，如果有静电地板，电力电缆最好分布在地板下面,

并通过静电地板上的开孔从前面的冷区进入机柜。热区位于机架/机柜的后部，典型地安装

了电信布线的线槽。在设备上要选择使用从前到后冷却配置的类型，安装颠倒会扰乱热区和

冷区的正常功能，即一台设备可能从另一台设备吸收热空气。

机柜需要合适的通风以保证设备的正常冷却.如果机柜没有电扇以增强冷热区的功能,

机柜的门至少要有50%的开放空间。

安装设备和布线系统也需要机柜./机架前后有合理的空间，前面的空间应有4英尺（最

少3英尺），后面的空间应有3英尺（最少2英尺）。

数据中心的分级

另外，标准附件中提供了数据中心可靠性等级的规范，这个等级划分系统是由Uptime

Institute（正常运行协会）推广的，如下表所示。1级可靠性没有冗余，4级则提供了最高等

级的故障容错率。在4个不同等级中，包含了对建筑结构、安全性、电器，接地、机械、及

防火保护等的不同要求。

一级二级三级四级

线路冗余11lActive/lPassive2Active

冗余部件NN+1N+12(N+1)或S+S

占用面积20%30%80-90%100%

面积功率20-3040-50100-150150+

W/ft2

首次诞生1965197019851995

年宕机时间28.8小时22.0小时1.6小时0.4小时

可靠性99.671%99.749%99.982%99.995%

电源UPSUPS+发电机UPS+发电机UPS+发电机

应急通道支持关闭关闭自动自动

冗余组件可以没有系统系统、电力等全部

成本/ft2$450$600$900$1100+

引自UptimeInstitute资料

相比较国外市场，国内数据中心的建设还处于启动阶段，对于如何规划定位、如何合

理选取布线产品，用户及设计单位还缺乏全面的认识，全球著名的布线领袖美国西蒙公司已

经看到了中国IDC市场的巨大前景，在产品线上进行了充分的博弈准备，在高性能，高安全

性，智能化管理等方面形成了极有优势的“七剑”战略产品。

七剑之一：lOGip万兆解决方案

特色：全球最早，最全面的万兆铜缆及光纤解决方案。

西蒙提供了基于增强六类UTP,F/UTP,七类及万兆多模光纤的万兆解决方案集合，且在

全球范围内已经为用户安装了超过百万个支持万兆应用的铜缆信息点。

其中XGLOr"万兆光纤系统采用了LC/SC形式的连接器，支持单模和多模光纤，是高速局

域骨干网、存储中心区网络、VOD点播、光纤到桌面等应用的理想选择。选用符合

IEC-60793-2-10和TIA-492AAAC激光带宽差模延迟（DMD）规范的0M3光缆，显著地减少了

纤芯杂质，确保了对激光类应用的优化。光纤跳线提供额外的插入损耗和回波损耗余量，其

连接头抛光技术满足严格的IEEE802.310G,Telcordia（原Bellcore）,ISO/IEC和

ANSI/TIA/EIA相关标准，100%的检验保证了性能和质量。

西蒙的七类TERETM系统支持4连接情况下100米万兆传输，是世界上性能最好的支持

多媒体应用的标准化铜缆布线系统。可在单根电缆上传送数据、语音和视频信号并端接在

同一个连接器上。TERATM解决方案已被IS0/IEC11801认可并被批准作为非RJ类型7类/F

级接口连接器的唯一选择。在性能上不受RJ类接口结构自身的带宽限制，每线对可提供高

达1200MHz（现有标准为600MHz）的服务。

西蒙的10G6TM是一个专门设计成处理不断涌现的高性能需求应用的UTP和F/UTP布

线系统，包括从配线架、工作区插座、线缆一直到模块化跳线的全系列端到端产品线，支持

标准的4连接点100米信道。保证至少500MHz万兆标准级别的可用带宽。

七剑之二：专业的铜缆/光缆干线集合

特色：多条光缆/铜缆的集合，适合于数据中心机柜间的主干/水平线缆直连，节省时

间和材料、劳工费用，减少敷设线缆时的意外损伤。

干线集合可以单端或两端接续铜缆信息插座或光纤头，铜缆集合两边适合端接组合式

配线架，并提供彩色标识管理方案。光纤干线集合的两端接口可以有不同类型，如SC-ST

等，光纤端口有良好的保护，拉环的设计保护光缆并方便敷设。100%工厂预端接和测试可充

分保证链路性能，长度可结合设计需求进行定制。

七剑之三：BladePatch刀锋快接式跳线

特色：提供高密度端口环境下的跳线使用便利性，有六类和增强六类性能可选。

这种跳线的插头具有独特的定位锁设计，锁定与解锁通过对活动护套的推拉来控制。

把插头推进插座或配线架端口时，轻推护套，插头即锁定；拉回护套，则插头解锁，跳线移

出。奥妙在于，插头固定的着力点从原有的搭扣锁部位后撤到了跳线护套上后，使现有RJ45

水晶头在外部指压锁定后易受阻碍和损伤的难题迎刃而解，同时方便了RJ-45跳线在高密

度跳接环境下方便地插拔。

新型BLADEPATCH”跳线插头完全兼容于标准的RJ45插座，并符合FCC68.500和

IEC60603-7有关连接硬件的规范，在插头外部，采用了金属层保护结构，加强了插头的可

靠性和抗潮湿，极端温度和空气污染能力，插头内部采用了交叉线对“金属隔离”措施改善

了NEXT表现，黄色部件保证8芯导体处于正确的位置，优化线对间平衡，专利的360°压

环提供优异的插头-线缆去应力保护而又避免线对变形，使得线缆阻抗变异最小化，获得最

好的回波损耗性能。目前，采用BLADEPATCI产技术的跳线传输性能已完全通过测试，兼容

T568A/B接线方式，并受到UL实验室的认证。

这种刀锋快接式跳线是数据中心环境下刀片服务器的理想伙伴，两者配合使用，可获

得最先进的高密度跳接方案。

七剑之四：LCC金刚难燃线缆

特色：难燃线缆，适合最苛刻的防火要求环境，满足和超过NFPA或UL有关难燃线缆

的最严格要求，包括烟雾产生，火焰蔓延，及燃料载荷等指标。

LCC线缆采用杜邦TeflonFEP材料，同时作为绝缘层和外护套，能够达到优异的防火

性能和电气性能。

比较常规CMP级别的线缆，西蒙LCC金刚线缆的发烟指数极低，比CMP级别线缆少20

倍，少烟意味着更少的设备损害和的宕机损失。在这种基本无烟的线缆环境，可以不需设计

消防喷水装置，这使得LCC线缆成为更有性价比和方便的选择。

西蒙LCC线缆的金刚不坏之身还体现在：只在氧气密度大于的％时方可燃烧,故在火

灾现场缺氧的情况下极为耐燃；200度下不会软化，极耐高温；另外其燃烧时的燃料荷载可

低于CMP产品8倍。

LCC金刚线缆还有其他独特的优势：

/在具备最好的阻燃能力同时，线缆尺寸变小了（外皮小了10%）,故重量减轻，易

于敷设；

/由单一的稳定塑料（FEP）制成，不含PVC和氢、铅成分，100%可再生利用回收，

且费用低廉，是真正的绿色环保线缆；

/无需管道桥架，可直接施工，可省去喷水灭火装置；

七剑之五：MapIT智能配线系统

特色：在西蒙高端布线系统上融合了传感技术和以太网技术，将布线系统及其连接设互

动起来，以达到自动发现并实时监控网络端口连接，提高网管水平和运维效率。MapIT智能

配线系统是西蒙与iTRACS公司的合作产品。iTRACS公司在网络布线跟踪、报告以及资产管

理系统上是全球公认的权威，其iTRACS软件是同类产品中最为先进的布线管理软件。管理

系统包括如下部分：

带传感器技术的西蒙快接式配线架和跳线：

安装在交换机或路由器交换机端口上的LAN传感条；

从物理层和LAN端口连接上收集连接数据，并供给iTRACS软件的分析器；

连接快接式配线架和LAN传感器条到分析器的系统线缆；

监视网络连接和设备的iTRACS软件

工作原理：MapIT铜缆配线架和光纤配线箱在每个端口上嵌入特殊的传感垫板，同时一

个相应的PCB传感条也安装在有源设备端口上(作为互联应用)。西蒙MapIT快接跳线被用

来连接配线架和有源设备，其第9根导线以弹簧针的方式接触无源和有源端口上方的传感

器。从配线架和传感条连接的传感器反馈到分析仪，可以监控网络的连接变化。iTRACS软

件可以立即追踪这些变化，并能通过局域网(LAN)或因特网提供实时监测。

七剑之六：RS3系列机架管理系统

特色：为数据中心环境开放式机架提供了极佳的线缆管理和保护。

西蒙的RS3系列线缆管理机架系统为水平/主干布线和跳线的路由提供了高容量的线缆

管理功能。带较链门的线缆管理垂直通道可很好地隐藏和安排跳接线，以达到整洁，专业安

装效果。每个钱链部分可以单独地向左向右开启，以快速方便维护。

垂直通道上的独立管理器是圆形的，允许跳接线无缝地进出管理器,而不会使线缆变形。

RS3系列水平线缆管理器提供完整的外观和相同的较链门设计，方便管理跳线。

七剑之七：即插即用光纤系统

特色：预连接光纤，现场快速安装，节省安装时间和成本。

即插即用光纤模块：可以以快捷的方式进行卡入式安装及单指卸下，不需连接器、端

接套件或消耗品，支持多种类型的光纤及连接头，预端接模块后面每一端都有经严格测试的

工厂端接的MPO连接器，并有拉环方便线缆安装。

即插即用光纤盒具有体积小，密度高的特点。容纳多达三个即插即用光纤模块，允许

端接6-36口。光纤盒上有弹簧锁针，可以很容易地拉入拉出，访问连接块。

即插即用线轴和扩展系统：西蒙提供两端都带有即插即用6口或12口光纤MPO连接器

的线轴，支持多种类型光缆，用