集裝箱式數據中心對佈線系統的影響

羅森伯格亞太電子有限公司 周煒

    本文主要討論的是佈線系統作爲網絡傳輸的基礎,集裝箱式架構數據中心的出現對其會造成什麼樣的影響,以及佈線系統會有什麼相應的解決方案。
    經過近年來數據中心建設的高速發展,各種新架構層出不窮。在2008年,業界又出現了一種新式的架構:集裝箱式數據中心。這種新式架構的數據中心因爲其安裝快速,部署方便,節能省電,空間佔用小等特點,立即在全球各地得到了廣泛的應用。各大IT廠商如IBM(PMDC),HP(POD),SUN(Black Box),SGI(ICE Cube)等也都推出了相應的解決方案。各大廠商的解決方案雖然各不相同,但是其最基本的東西還是相同的,也就是箱體的尺寸是一定的,通常會採用20尺,40尺,53尺標準櫃作爲外箱體。箱體的標準化,在運輸,安裝,運行的時候可以提供相當的便利性。

 

    各廠商的集裝箱式數據中心都是模塊化的架構。一般分成單櫃和多櫃2種解決方案,單櫃就是ALL-IN-ONE解決方案,IT設備,空調,配電,電源,都在安裝在一個集裝箱內;多櫃會根據設備的不同,有專用的IT設備箱用於網絡,存儲和服務設備,有附屬設備箱,用於空調,電源等系統。單櫃方案只存在內部的佈線系統,而多櫃方案除了箱內的佈線,還會有箱間的佈線系統。
    我們先來看一下箱內的佈線系統。目前各大廠商的IT設備箱方案雖然有所區別,但是其設計都是基於開放式架構,兼容其它廠家的產品,並不是針對自己的IT設備訂製生產,另外因爲集裝箱標準櫃內寬只有2.33米,再加上內裝的防水,隔熱,防EMI材料後,內寬基本不會超過2米,所以各大廠商的網絡,存儲和服務設備解決方案基本上都是橫向佈置的一排標準19寸寬機櫃。一個20尺標準櫃,採用ALL-IN-ONE設計,可以部署5個19寸機櫃,如果全部是IT 設備,可以部署8個19寸機櫃;40尺櫃的數字則分別是8個和18個19寸機櫃。箱內的佈線系統一般採用上走線的方式。線纜在機櫃間的長度;配線系統在機櫃內的安裝位置都基本固定。
     集裝箱式數據中心對佈線系統的第一個要求是其中的一個特點就是快速部署,相比傳統的數據中心需要1年半-2年的時間,其從下訂單到安裝完成只需要3-4個月 ,所以被廣泛應用在如救災,應急通訊等場合。這樣用於櫃內的佈線系統也需要能夠快速安裝。預連接系統快速安裝,即插即用的特點,就非常適合。預連接系統比傳統的連接方式可以省掉80%以上的安裝時間,可能在傳統觀念裏,預連接系統有着供貨週期長的毛病,那是在傳統數據中心,因爲機櫃的位置,距離都不同,而且對於佈線系統的要求各不相同(比如光纖芯數);所以其訂製化的特性就顯現出來,快速交貨就很困難。但是在集裝箱式數據中心,內部位置的相對固定就可以將預連接佈線系統作爲標準件生產,不存在交貨週期長的問題。另外預連接系統都是在工廠內測試完成的,所以在安裝的時候還可以省掉大量的測試時間。
    對於佈線系統的第二個要求是密度高;一般在集裝箱式數據中心的內部,空間高度都在2米左右(除了高櫃,標準箱內高不超過2.3米,還要去掉內裝),無法採用傳統的地板下走冷風的方式,都是採用特殊的散熱方式,散熱的效率非常高。這樣IT設備的密度也可以提高,像HP POD的普通型單機櫃最大可以支持27KW,高密度型單機櫃可以支持44KW,這樣設備密度的提高就需要單個機櫃就佈置更多的網絡佈線來支持。因爲機櫃的容量是有限的,爲了將空間更多的留給網絡和服務設備,高密度佈線系統能夠節約空間的優勢就很明顯了。比如對於光纖佈線系統,採用預連接高密度的1HU96芯的配線架就比傳統的要省掉50%左右的空間。由於集裝箱式數據中心內的空間狹小,所以在其主配線櫃多采用開放式機架,以便於後期的維護和管理。
     集裝箱式數據中心的另外一個重要特點是可以反覆的移動化部署,在一個地方使用完成後,可以移動到另外一個地方。但是在移動過程中,有可能是通過卡車的陸路運輸,也有可能是海運甚至空運。在運輸過程中,不可避免的會有震動和顛簸,對於佈線系統,特別是光纖佈線,可靠性要求就很高,如果採用傳統的熔接,脆弱的熔接點很容易遭到破壞,預連接光纖採用灌膠的方式,對於內部光纖的保護就好了很多。

 

機櫃下方的導軌

 

橋架和機櫃間的保護裝置

    在採用多櫃解決方案的時候,還會牽涉到戶外的網絡連接。戶外的佈線系統主要考慮的是安全,可靠。必須要做到防水,抗紫外線,具有較強的抗拉和抗壓能力。因爲戶外情況比較複雜,系統強度必須留有足夠的安全餘量。比如光纖佈線,採用IP68防護級別的MTP/MPO連接系統就可以同時兼顧密度和安全性。

 

戶外的連接

    集裝箱式數據中心因爲有其本身的特性,結構的特點,空間的制約等多方面的因素,就要求佈線系統能夠做到靈活,可靠,節省空間和便於管理。爲了能夠更好的配合數據中心的發展,德國羅森伯格推出了一系列高密度,高可靠性,易於管理的佈線產品。新系列產品線不僅十分適合於應用在新架構的集裝箱式的數據中心中,也可以爲傳統架構數據中心的建設、管理和維護提供極大的方便、可靠性以及節約更多的機櫃空間。

 

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