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数据中心综合布线的技术研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-04-29  来源:《电气&智能建筑》  作者:杨军志
  1  国内外数据中心布线的应用技术现状
 
  当今世界信息化发展日新月异,数据中心作为支持信息化应用的核心物理平台,其建设将会越来越得到用户的重视。布线系统作为搭建数据中心基础物理平台之一,在TIA-942标准的引导下,全球数据中心布线技术的进步与发展就有了强有力的基础保障。标准的要求与用户需求以及布线厂家技术进步这三方面因素在项目不断实践过程中发展,数据中心布线技术以结构化、高密度、高带宽、易扩容、智能化、绿色化为核心的理念逐渐演化为整个布线行业的发展趋势。
 
  数据中心跟传统大楼的布线不太一样。数据中心有它自己对产品的一些独有特点、要求,其中就包括灵活性、扩展性、高密度、快速布局、模块化设计和管理。下文笔者从光纤、铜缆、智能化管理,以及机柜四个方面看看数据中心未来一两年发展趋势。
 
  (1)目前,万兆网络设备已经来到了我们的身边,不再是一个虚拟化的东西了,人们实实在在可以从市场上买到。对于光纤来讲,不单单满足于10G,40G、100G标准IEEE802.3ba在2014年6月已经正式颁布,40G用到8芯光纤来传输数据,而100G用到20芯的光纤。IEEE工作组的步伐也并没有就此停住,在完成了802.3ba后,正在筹划他们下一步工作,即要做一个向下兼容的,从10G到100G的光纤标准。
 
  (2)数据中心的光纤应用,采用集中式和分布式的方法进行配线管理。未来几年内,可能机构的调整,应用调整,需要把你的服务器从这个机柜搬到另外一个机柜,有一种方法,就是集中式管理。在设计水平线路时,不再连到列头柜,而把所有线路联到一个集中管理的配线区,在这个区通过跳线连接完成从主配线区(MDA)到水平配线区(HAD),从水平配线区(HAD)到设备区(EDA),甚至从MDA直接跳到EDA,或EDA直接到EDA.所有这些工作都在集中的配线区完成,而不需要跑到下面搬服务器或者是重新敷设线路,这样对于一些经常变更应用来讲有更大的吸引力。对于光纤系统来讲,预连接系统比较适合集中式布线方式。目前对于10G以下的应用,可以采用适配器加上跳线方式完成线路之间的连接,未来要升级到40G/100G也很简单,把这个适配器换成一个MTP或MPO面板。
 
  (3)铜缆,现在可以在市场上从各个主流的设备厂商,包括网络交换机,服务器主板,或者是单独网卡供应商那里买到基于铜缆的万兆网络设备。第三方统计数据表明,在未来几年里面,也将面临从1G到10G的网络交替过程。万兆铜缆的标准,是在2008年制定的,从这个时候开始算起,未来5年里面,10G铜缆市场,从无到有,它已经具有了一个非常可观的市场占有率。一些最新的行业标准对万兆路线基于厚望,包括即将颁布的北美TIA-942A标准和ISO24764标准都把6A提升到一个非常高的高度。
 
  根据IDC预计,到2012年中国的数据中心数量将以复合年增长率为1.3%的增长速度达到约54万个。其中,中型数据中心(约500m2~2000m2)和大型企业级数据中心(2000m2以上)的增长速度高于平均增长率。
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  根据对10G铜缆应用所进行的调查,有25.6%的用户认为,10G传输应用在数据中心项目中所占比例为10%~20%或20%~30%,另有20.3%的数据中心用户认为占比在30%~40%.当然,也有14.3%的用户认为10G应用只应占到10%以内。
 
  2 电子配线架的实际应用探讨
 
  2.1 电子配线架的概念
 
  电子配线架,其英文为E-panel或者Patch Panel,又称“综合布线管理系统”或者“智能布线管理系统”等,其主要基本功能为:
  (1)引导跳线,其中包括用LED灯引导的,显示屏文字引导以及声音和机柜顶灯引导等方式;
  (2)实时记录跳线操作,形成日志文档;
  (3)以数据库方式保存所有链路信息;
  (4)以Web方式远程登陆系统。 
 
  我们把具有以上功能的配线架统称为电子配线架。目前业内电子配线架按照其原理可分为端口探测型配线架(以美国康普公司配线架为代表)和链路探测型配线架(以以色列瑞特公司配线架为代表)两种类型,而按布线结构可以分为单配线架方式(Inter Connection)和双配线架方式(Cross Connection),按跳线种类可分为普通跳线和9针跳线,按配线架生产工艺可分为原产型和后贴传感器条型。
 
  2.2 电子配线架的功能
 
  利用电子配线架,能大大减少工作人员的人工误差,以及工作人员交替造成的数据库混乱。电子配线架能够实现以下功能:
  (1)可实时探测配线架之间跳线的链接关系;
  (2)可实时地将探测到的链接关系生成数据库;
  (3)可根据探测到的跳接变化实时地自动更新数据库;
 
  有了这三个最基本的功能,电子配线架就可以派生出许许多多其它非常有用的功能,例如LED引导跳线功能、跳线操作纠错功能等。
 
  LED引导跳线就是电子配线架用LED灯的指示引导网管人员完成跳线操作的一种功能。网管人员首先要在数据库里调出要跳接的端口信息,这里要强调的是,能满足上述原则的电子配线架所拥有的数据库是百分之百准确的。根据这些信息,网管人员可以向两个需要连接或断开的端口发出指令,让这两个端口上门的LED指示灯开始闪烁或持续点亮。同时电子配线架系统会保留这个指令,等待配线架跳接关系的改变。网管人员到配线架跟前就可以按照LED灯的指示用跳线连接这两个端口或将这两个端口上的跳线拔掉。当网管人员做这些操作时电子配线架系统在不停地探测所有的端口,当然也包括这两个端口。每当配线架之间的跳线链接关系发生变化的时候,电子配线架系统就会与刚才保存的指令相比对,如果链接关系的变化与刚才指令要求的相同,说明网管人员的操作正确。如果新的链接关系和指令不一样,电子配线架系统就会通过LED灯指示网管人员纠正刚才的操作,直至新的链接关系符合指令的要求。 
 
  电子配线架的使用大大减少了工作人员的工作压力,网络的连通性进行最大程度的控制,简化网络的规划和运行,方便维护和管理,也最大化利用了整个物理层基础设施,从而增加企业的投资回报率(RIO)。它能够对网络的连通性进行最大程度的控制,简化网络的规划和运行,方便维护和管理。
 
  2.3 电子配线架的比较分析
 
  目前智能配线系统没有统一的国际标准,所以各公司产品的设计理念也不尽相同,从硬件角度来说大致可分为端口检测技术和链路检测技术两种,从性能上可以做一个简单的分析。
 
  2.3.1 端口检测技术
 
  该技术是在端口内置了微型感应器,采用标准8芯跳线接入任一端端口即可有感应,连接跳线需要按照顺序建立连接关系。
 
  端口技术的特点是采用普通跳线,易于部署和维护,能够自动发现使用的端口。因为使用标准跳线大大节省了维护成本。
 
  端口技术是基于物理层事件的技术,只要跳线在端口有操作,就会发现并记录,有极快的系统反应速度,是真正实时性的系统,而不是扫描或轮循式的方式。扫描或轮循式的方式会有延迟或滞后的响应,从而不能及时发现事件。
 
  端口技术可以很方便地将普通非智能的配线架升级为智能的配线架,如果你已经部署了普通配线架并已经在使用中,跳线已经插满,业务正在运行,即使如此也可以在线升级你的布线系统,由非智能的配线架方便简易地升级到智能配线系统。
 
  采用端口技术可以任意地跨机柜跳线,也可以通过机架管理器以菊花链的方式任意地扩展连接范围,而不需要任何特殊配置。扩展容易,一个网络管理器可以自由扩展支持96000个端口的智能管理。同时将现场管理和远程管理进一步融合,现场的任何操作都可以通过LCD显示屏和LED指标灯有指导,有跟踪、有报警、有记录。现场管理对于故障查找和跳线跟踪有着非常重要的意义。
 
  2.3.2 链路检测技术
 
  依靠跳线中附加的导体,通过特殊9针或10针条线接触形成回路进行检测。如果采用链路技术,必须在铜跳线和光跳线中固化一根金属丝。
 
  链路技术的特点是使用特殊跳线,可自动发现特有的跳线,允许跳线两端不按次序连接。
 
  链路技术需要较多上层设备构建特有网络组,形成一套管理网络,来扫描电子配线架,从而建立数据库。如果要扩展,只增加电子配线架是不够的,必须增加多个层管理和扫描设备,用户必须对自己的网络和管理点数有较准确的评估,以配备足够多的设备。如果采用特殊跳线的链路方式,尽管可以实现一些功能,但需要许多复杂的上层设备扩展和扫描,不利于扩展和部署。 
 
  另外,还有一点需要注意,特殊的跳线需要额外的良好的接地系统,以保证第九针与配线架感应片之间有稳定的接触。
 
  总体来说,两种技术都各有优缺点。这两种技术的共同点,都是采用带外的管理模式,不采用双绞线中1到8针对的传输介质,而是在端口或旁侧增加感应能力来判断跳线的位置。当然智能布线也有其它技术,比如传输线路载波技术,又或者将链路技术改良融入一些端口技术的优点,相信智能布线技术在硬件上还会有进一步发展。
 
  智能布线系统是一种将传统布线与智能管理联系在一起的系统。通过智能布线系统,将网络连接的架构及其变化自动传给系统管理软件,管理系统将收到的实时信息进行处理,用户通过查询管理系统,便可随时了解布线系统的最新结构。通过将管理元素全部电子化,可以做到直观、实时和高效的无纸化管理。
 
 
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