浅议数据机房综合布线设计

综合布线系统采用标准化的语音、数据、图像、监控设备，各线综合配置在一套标准的布线系统上，统一布线设计、安装施工和集中管理维护。以屏蔽双绞线和光缆为传输媒介，采用分层星型结构，传送速率高。近几年来，随着光通信技术和计算机网络技术的发展，网络通信业务量不断的提高，数据中心（Data Center）已经进入以万兆传输速率为标志的时代，这样选择一套先进的数据中心（Data Center）综合布线系统是极其必要的，它将为今后一段时间内的发展预留余量。相对于传统楼宇结构化布线，数据中心（Data Center）的布线技术具有更多的技术细节与应用特征，在一栋建筑中，既有数据中心（Data Center），又有其他功能性区域，怎样把传统综合布线与数据中综合布线有效的连接，组成一套高性能、高效率、整合优化以及节能环保的布线系统是我们设计的重要方向。

1 系统概述

1.1 综合布线系统简介

综合布线系统（即结构化布线系统）即是一套用于建筑物或建筑群内的传输网络，它将语音、数据、图像等设备彼此相连，也使上述设备与外部通讯数据网络相连接。综合布线系统由各种系列的部件组成，包括传输介质（含铜缆或光纤），连路管理硬件（交叉连接区域和连接面板），连接器，插座，适配器，电气保护装置（浪涌保护器及保护接地）以及支持的硬件（安装管理系统的各类工具）。综合布线系统一般由六个独立的子系统组成：

1.1.1 工作区子系统

一个独立的需要设置终端设备的区域宜划分为一个工作区。工作区应由配线（水平）布线系统的信息插座延伸到工作站终端设备处的连接电缆及适配器组成。

1.1.2 水平子系统

配线子系统应由工作区的信息插座、信息插座至楼层配线设备（FD）的配线电缆或光缆、楼层配线设备和跳线等组成。

1.1.3 电讯配线间子系统

电讯配线间又称为电信间，主要用于主干线与楼层水平线路的交换，电信间的数量及面积应根据水平配线的长度和信息点数量综合考虑。

1.1.4 主干线子系统

干线子系统应由设备间的建筑物配线设备（BD）和跳线以及设备间至各楼层配线间的干线电缆组成。

1.1.5 设备间子系统

设备间是在每一幢大楼的适当地点设置电信设备和计算机网络设备，以及建筑物配线设备，进行网络管理的场所。对于综合布线工程设计，设备间主要安装建筑物配线设备（BD）。电话、计算机等各种主机设备及引入设备可合装在一起。设备间内的所有总配线设备应用色标区别各类用途的配线区。设备间位置及大小应根据设备的数量、规模、最佳网络中心等因素，综合考虑确定。

1.1.6 建筑群子系统等

建筑群子系统应由连接各建筑物之间的综合布线缆线、建筑群配线设备（CD）和跳线等组成。建筑群子系统宜采用地下管道或电缆沟的敷设方式。管道内敷设的铜缆或光缆应遵循电话管道和入孔的各项设计规定。此外安装时至少应预留1～2 个备用管孔，以供扩充之用。如图1 所示：

综合布线系统示意图（图1）

1.2 数据中心（Data Center）布线系统简介

数据中心（Data Center）布线包括核心数据机房内布线和数据机房外布线和支持空间（数据机房外）。

1.2.1 数据机房内布线

数据中心（Data Center）计算机房内布线空间包含主配线区，水平配线区，区域配线区和设备配线区。

主配线区包括主交叉连接（MC）配线设备，它是数据中心（Data Center）结构化布线分配系统的中心配线点。当设备直接连接到主配线区时，主配线区能够包括水平交叉连接（HC）的配线设备。主配线区的配备主要服务于数据中心（Data Center）网络的核心路由器、核心交换机、核心存储区域网络交换设备和PBX 设备。主配线区位于计算机房内部，为提高其安全性，主配线区也能够设置在计算机房内的一个专属空间内。每一个数据中心（Data Center）应该至少有一个主配线区。

水平配线区用来服务于不直接连接到主配线区HC 的设备。水平配线区主要包括水平配线设备，为终端设备服务的局域网交换机、存储区域网络交换机和KVM 交换机。一个数据中心（Data Center）能够有设置于各个楼层的计算机机房，每一层至少含有一个水平配线区，如果设备配线区的设备距离水平配线设备超过水平线缆长度限制的要求，能够设置多个水平配线区。

在大型计算机房中，为了获得在水平配线区与终端设备之间更高的配置灵活性，水平布线系统中能够包含一个可选择的对接点，叫做区域配线区。区域配线区位于设备经常移动或变化的区域，能够采用机柜或机架，也能够是集合点（CP）完成线缆的连接，区域配线区也能够表现为连接多个相邻设备的区域插座。

设备配线区是分配给终端设备安装的空间，能够包括计算机系统和通信设备，服务器和存储设备刀片服务器和服务器及外围设备。设备配线区的水平线缆端接在固定于机柜或机架的连接硬件上。需为每个设备配线区的机柜或机架提供充足数量的电源插座和连接硬件，使设备缆线和电源线的长度减少至最短距离。

1.2.2 支持空间布线

数据中心（Data Center）支持空间（计算机房外）布线空间包含进线间、电信间、行政管理区、辅助区和支持区。

进线间是数据中心（Data Center）结构化布线系统和外部配线及公用网络之间接口与互通交接的场地，设置用于分界的连接硬件。进线间的设置主要用于电信线缆的接入和电信业务经营者通信设备的放置。这些设施在进线间内经过电信线缆交叉转接，接入数据中心（Data Center）内。

电信间是数据中心（Data Center）内支持计算机房以外的布线空间，包括行政管理区、辅助区和支持区。电信间用于安置为数据中心（Data Center）的正常办公及操作维护支持提供本地数据、视频和语音通信服务的各种设备。数据中心（Data Center）电信间与建筑物电信间属于功能相同，但服务对象不同的空间，建筑物电信间主要服务于楼层的配线设施。

行政管理区主要指用于办公、卫生、值班等目的场所。辅助区是用于电子信息设备和软件的安装、调试、维护、运行监控和管理的场所。包括测试机房、监控中心、备件库、打印室、维修室、装卸室、用户工作室等区域。支持区是支持并保障完成信息处理过程和必要的技术作业的场所。包括变配电室、柴油发电机房、UPS 室、电池室、空调机房、动力站房、消防设施用房、消防和安防控制室等。

2 数据机房及测试区布线系统设计

2.1 工程概况

本工程为某通信公司办公楼建筑，总建筑面积67400 平方米，其中地上建筑面积46400 平方米，地下建筑面积21000 平方米。本建筑地下一、二层为汽车库及设备用房；首层为大堂、接待、集中会议区；二至四层为数据机房、测试机房及通信测试区，其中机房总面积约9500 平方米；四至九层为通信测试区及开敞办公区。

2.2 设计原则及使用方需求

考虑到使用方的业务需求，本建筑整体采用结构化布线系统，应充分考虑其兼容性、开放性、灵活性、可靠性、先进性、经济性的系统特点，适用于多种网络布线方式。采用万兆以太网通信标准和光纤与双绞线混合的布线方式，为当前及未来网络应用提供足够的带宽容量。要求测试区、办公区光纤敷设到工位，完全支持10Gb/S 的传输速率。应业主方要求，电话采用全数字IP 电话系统，本建筑应能资源共享，实现三网合一技术。

2.3 系统总体构架

本系统采用开放式星型拓扑结构设计。本建筑地下一层设一个弱电机房（设备间），配线设备安装于此。外线由建筑所在地块数据总中心的园区主配线架引来，数据、语音分别采用1 组12 芯室外单模光缆。有线电视前端机房引入本建筑弱电机房1 组6 芯室外光缆。

因为水平链路线缆的传输距离不能超过90 米，所以在建筑每层四角处各设一个弱电间（电信间），安装弱电设备及楼层交换机柜。数据机房强、弱电布线较为繁琐，管线较多，在机房、测试区、办公区建议土建做70mm 厚网络地板，对弱电传输信道进行物理隔离，与监控视频电缆分开敷设，防止外部串扰。本楼综合布线系统拓扑结构图如图2 所示。

建筑布线拓扑图（图2）

2.4 布线系统设计

建筑各层电信间与弱电竖井合用，测试区、开敞办公区、会议区水平线缆采用50/125um 多模光纤。TSB 155 建议Cat6A UTP 线缆安装时须进行捆扎，一捆最好不超过12 根。相比之下Cat6A STP 线缆能够节省更多的线槽、线管，线缆管理等安装成本，因此行政管理区、辅助区水平电缆采用（STP Cat.6A）6 类屏蔽双绞线。水平线缆走道内采用封闭金属桥架敷设，引至室内转为金属保护管至信息插座或在网络地板下敷设。

办公区、测试区末端按每个工位配三口信息地插面板，由电信间交换机配线架引来两根（STP Cat.6A）6 类屏蔽双绞线（每个工位），一根供电脑及IP 电话使用，一根作为备用。会议室考虑预留双口信息地插面板，顶板预留网络信息接口。变配电室、UPS 室、动力站房预留电话信息点，消防兼安防控制室设置网络及电话信息点。本建筑设置信息发布系统，管理者可通过该系统登陆服务器设计发布内容，并通过网络传输至播放终端。因此在公共区域入口、会议室门口预留信息发布点。

数据机房内由封闭金属线槽引至主配线区，由主配线区至水平配线区在网络地板下敷设完成。由于本建筑内有测试区域，考虑到水平配线区域至终端设备的配置灵活性，测试机房内设置区域配线区，区域配线区预留CP 集合点。基于补偿插入损耗对于传输指标的影响考虑，区域配线区的信息插座连接至设备线缆的最长距离应符合下面公式：

Z=（102-H）/（1+D）-T≤22m

H 是水平线缆的长度，它加上跳线长度要≤100m

D 是跳线类型降级因子，对于24AWGSTP 电缆取0.2

T 为水平交叉连接配线区跳线和设备电缆的长度总和水平布线系统信道（图3）

水平布线系统信道（图3）

另外能够考虑线缆直径变大，24AWG 改为23AWG，降低了插入损耗，增加设备布置的灵活性。

数据机房主配线区连接水平配线区和电信间，它们之间的布线连接叫主干布线。主干线缆最长支持的传输距离是和网络应用及采用何种的传输介质有关的，为了缩短布线系统中的传输距离，一般将主配线区设置在数据中心（Data Center）的中间位置。当实际布线距离超过应用要求距离时，允许水平配线间的直接连接。本工程主干线缆采用多模光纤，多模光纤在万兆以太网中的传输距离如表1 所示：

表1

从表中能够看出在10GBASE-LX4 的通讯规格下，使用LZ 型光纤与50um/62.5um 多模光纤的传输距离都为300m，但LZ 型光纤色散率低，零色散率为0.101ps/nm.km，因此不需要加光纤衰减补偿装置，可降低网络布线成本。

图4 为本建筑3 层主干布线路由平面图，由于数据机房呈L 型，整体距离较长，因此在设计时考虑将机房拆分成两个分区，从电信间分别引路由至机房主配线区，使每个分区内的主干线缆长度都应能满足上述标准的要求。

3 层平面图（图4）

数据机房内的配线模式采用交叉连接，即在服务器和交换机之间多使用一个跳线盘，这样当机房内需要移动和更换设备时，只需改变跳线盘的跳线即可，服务器和交换机可是为永久链路。这样可使布线操作更加简单，便于管理。

3 数据机房智能化布线管理系统

随着结构化布线工程的普及和布线灵活性的不断提高，用户变更网络连接或跳接的频率也在提高，而布线系统是影响网络故障的重要原因，如何能通过有效的办法实现网络布线的实时管理，使网管人员有一个清晰的网络维护工作界面呢？这就需要有布线管理。

本工程使用智能化布线管理系统，将数据机房、测试机房内所有连接到TCP/IP 的网络设备进行物联化。分析仪可探测到服务器跳线回路的开闭情况，并连同端口的ID 传送给上位机的系统软件。通过该系统可实现监控所有物理连接，并对数据进行实时更新，发现所有连接到TCP/IP 的网络设备，自动化的网络管理。提高了网络运行的安全性及网络管理的效率。

4 数据机房布线接地问题

《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010 中第6.3.4.5 条规定：电子系统的所有外露导电物应与建筑物的等电位连接网络做功能性等电位连接。电子系统不应设独立的接地装置。向电子系统供电的配电箱的保护地线（PE 线）应就近与建筑物的等电位连接网络做等电位连接。《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004 中第5.1.2条规定：需要保护的电子信息系统必须采取等电位连接与接地保护措施；第5.2.5 条规定：防雷接地应与交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地公用一组接地装置，接地装置的接地电阻值必须按接入设备中要求的最小值确定。

通过上述规范要求，本建筑数据机房接地与建筑物防雷接地采用共用接地装置，这样做的好处是能够防止强电设备区出现高电位时对电子设备区的放电击穿。数据中心（Data Center）机房电子信息设备较密集，为了实现一个低阻抗的等电位接地网，在数据机房地板下安装金属网格，所有金属设备外壳、桥架等分别就近连接到金属网格，并且各金属设备外壳间相互联结形成网格状的等电位联结网络。等电位联结网络的网格间距越小，对低频信号的抗干扰能力越强，机房内网格的水平距离不应超过3m.数据机房内设接地母排，一端用40x4热镀锌扁钢与接地网格相连接，另一端与建筑物主钢筋及电信间内的接地干线相连接。

5 结论

数据中心（Data Center）建设是一个系统工程，它不仅取决于IT 技术发展的驱动，而且也和建筑技术发展有关。信息技术与建筑技术的结合能够更有力地驱动数据中心（Data Center）的建设向前发展。在看到了希望和前途的同时，综合布线设计人员也应不断学习，掌握新的产品技术知识，对数据中心（Data Center）计算机机房建设的关键问题有更深入的了解，这其中包括布线系统的性能、空间利用、安全性、线缆管理等。希望我们的设计能为数据中心（Data Center）的使用者提供最佳的结构化布线方案、带来更多的便利及经济效益。

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