（胡慶年 中國鐵通天津分公司 天津 300142）

當前，綜合布線系統(tǒng)作為網絡基礎物理平臺，是數(shù)據(jù)中心建設的重點之一，直接關系到數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定性。依據(jù)TIA-942標準《數(shù)據(jù)中心電信基礎設施標準》，全球數(shù)據(jù)中心布線系統(tǒng)以結構化，高密度，高帶寬，易拓展，綠色化等為核心理念，發(fā)展為整個數(shù)據(jù)中心布線行業(yè)的方向。

最初，人們只關注較大環(huán)境中的電力和冷卻問題，因為其面積和能耗規(guī)模較大。然而，所有的環(huán)境都對能耗增加敏感。下面的例子因位置、應用程序、IT設備空間、電力消耗、預算和其他因素而變化。冷卻IT設備和為其供電所需的電量，反映出更快、更強和更密集設備的相關增長情況。PCFE資源受到限制，阻止了增長或導致成本增加，以補償較高的能源成本或支付ETS相關費用，隨著時間的流逝，IT設備的效率變得越來越高，然而，IT資源需求的增長也給可用的PCFE資源造成了壓力。

“綠色”已成為當今數(shù)據(jù)中心建設的時代主題，依據(jù)德國羅森伯格HDCS在數(shù)據(jù)中心綜合布線實施研發(fā)中十五年以上的經驗，“綠色”主要包含“綠色環(huán)?！焙汀熬G色節(jié)能”兩大重要組成部分。隨著全球能源及碳排放問題的關注加大，綠色數(shù)據(jù)中心布線是數(shù)據(jù)中心發(fā)展到一定階段的必然需求。

一、數(shù)據(jù)中心的綠色環(huán)保

探討數(shù)據(jù)中心的綠色布線首先要考慮到的是綠色環(huán)保，也就是綜合布線方案中所選擇產品的材質是否環(huán)保。評判是否環(huán)保有很多業(yè)內可以參考的依據(jù)，目前國內外有很多相關的政策支持與認證標準。2008年的北京奧運村、2010年的上海世博會都宣布了將全部使用環(huán)保型產品的相關政策規(guī)定，在將來通信行業(yè)綠色環(huán)保型產品也將有所偏重，數(shù)據(jù)中心做為網絡的核心節(jié)點選材的綠色環(huán)保尤其重要。

RoHS 2002/95/EC標準規(guī)定在電子和電氣產品中嚴禁使用六種有害物質，歐盟頒布RoHS指令時間要求：于2006年7月1日起，禁止在市場銷售含有鉛(Pb)、汞(Hg)、鎘(Cd)、六價鉻(CrVI)、多溴化聯(lián)苯(PBB)和多溴化二苯醚(PBDE)，六種有害物質的電子電氣設備。RoHS做為重要的參考標準是限制使用有害物質的標準規(guī)范。數(shù)據(jù)中心建設中應優(yōu)先選取符合RoHS標準的產品,否則包含這些材料的產品對環(huán)境產生危險，留下重污染廢棄物，因此在數(shù)據(jù)中心布線產品選型中嚴禁使用包含有害物質超標的產品將大大降低對環(huán)境的危害。

當前很多企業(yè)，都嚴格按照RoHS標準來生產，致力于環(huán)境的保護和綠色環(huán)保產品的可持續(xù)性發(fā)展，隨著符合RoHS標準產品的推出，在生產和使用過程中產生的廢棄物也盡可能地循環(huán)再使用和重新利用。許多核心企業(yè)價值觀中，社會責任感是很重要的一條，把環(huán)境和資源保護看作產品解決方案的附加值。數(shù)據(jù)中心在高密度的同時，盡可能地選用預端接光纜產品，減少了75%的施工安裝時間。預端接光纜產品相當于：普通光纜+光纖熔接+光纖尾纖+光纖測試+返工+便捷安裝+高性能+免維護。采用預端接光纜相對于傳統(tǒng)現(xiàn)場熔纖，不僅僅提高了品質與性能，并且減少了產品現(xiàn)場安裝所產生廢棄的耗材，使整體實施過程更加環(huán)保高效。

依據(jù)國內外的各類規(guī)范，數(shù)據(jù)中心在選取線纜時應平衡考慮同時且有阻燃，低煙，無煙氣毒性和無腐蝕性，在起火時兼顧人員和設備的損失。全球各地的防火標準各不相同，北美UL標準，力主線纜阻燃在起火時優(yōu)先強調如何減少火焰擴張，火勢蔓延和煙霧產生。北美UL標準按阻燃等級從高到低分為：阻燃CMP、非助燃干線級CMR、非助燃商用級CM、非助燃通用級CMG和一般家居級CMX；而歐洲各國在布線領域則力主屏敝和低煙無鹵，注重信息安全和人員安全，歐洲低煙無鹵包含三個標準：IEC60332-3或IEC60332-1（火焰擴張和阻燃）、IEC61034(煙霧發(fā)散)、IEC754（腐蝕性和毒性）；低煙無鹵特點是不僅具有優(yōu)良的阻燃性能，而且構成低煙無鹵電纜的材料不含鹵素，燃燒時的腐蝕性和毒性較低，產生極少量的煙霧，從而減少了對人體、儀器及設備的損害，有利于發(fā)生火災時的及時救援。因此在數(shù)據(jù)中心中低煙無鹵線纜的選取也是綠色環(huán)保重點之一。

二、數(shù)據(jù)中心的綠色節(jié)能

在數(shù)據(jù)中心設備應用方面，如何改進能源使用方面的情況，包括部署更加有效的服務器、存儲器和網絡設備，以便能夠用更快的速度處理更多的信息、存放更多的數(shù)據(jù)。改進的目標是：每瓦特電可以做更多工作;在給定的空間里，每單位能源可以存儲更多的數(shù)據(jù)。想取得這樣的結果，必須提供更多可用的PCFE資源?？捎玫腜CFE范圍允許組織做下列工作:減少費用及其相關環(huán)境排放;或者利用一些PCFE資源把老式、低效的技術轉變成新式的、更加高效節(jié)能的技術，以維持業(yè)務的增長。通過一些更新的技術，可以獲得額外的利益。這些技術結合了改善后的數(shù)據(jù)和存儲管理工具以及一些最佳實例。這些最佳實例可以進一步充分利用PCFE資源,并規(guī)劃設備應用，以大大降低資源的利用。

規(guī)劃措施：虛擬化

服務器虛擬化可大幅降低 IT功率需求。虛擬化幾乎總是能夠大幅度減少所安裝的服務器數(shù)量。消除一臺服務器可以產生約 200至400瓦的結構性節(jié)能，具體取決于所使用的技術。因此，每消除一臺服務器，每年可節(jié)約能耗約為 380美元，這一結構性節(jié)約在10年內節(jié)約的總TCO成本約為每臺服務器7680美元。這一節(jié)約數(shù)額明顯大于服務器本身的成本。

規(guī)劃措施：標準化

即使未使用虛擬化，對節(jié)能服務器實行標準化也是一種非常有效的方法。如今，刀片式服務器是電力效率最高的服務器形式。不過，一個刀片式服務器系統(tǒng)可以使用的刀片形式在性能和能耗方面差異巨大?；诜掌鞯膽玫男阅苄枨笸y以事先預測，因此，用戶往往會以大量增加能耗為代價來指定盡可能高的性能。如果服務器已經虛擬化，那么使用性能最高的服務器的策略一般是最大程度地降低總體能耗的最佳途徑。不過，如果根據(jù)應用來部署服務器，則應當使服務器的性能與應用需求相匹配，這樣才可以做到節(jié)能。對刀片式服務器系統(tǒng)實行標準化并根據(jù)應用來部署服務器的用戶，可以選擇對兩臺刀片式服務器實行標準化，即一臺高性能/高功率刀片式服務器和一臺低性能/低功率刀片式服務器。能耗范圍可以大于2:1。合乎邏輯的策略是，默認情況下，在低性能刀片式服務器上部署應用，而僅在需要時，才遷移到高性能刀片式服務器上。刀片式服務器便于預配置，這使上述過程變得很容易。通過這種方式，典型的商業(yè)數(shù)據(jù)中心可以節(jié)約10%或更高的結構性IT負載能耗。

在數(shù)據(jù)中心布線過程中，一旦綜合布線安裝完成，就應做好保護工作并且不再對其進行操作。之后的任何網絡配置改變，都應通過移動MDA水平交叉連接上的光絧跳線來完成。這樣，MDA區(qū)域就成了物理層管理所關注的對象，在設計MDA區(qū)域時，應注意其長期的管理性、可靠性、安全性和擴展性。

數(shù)據(jù)中心綜合布線采用結構化，高密度，合理的線纜路由管理減少對冷熱通道的阻礙，光銅產品的選取大幅提升網絡帶寬，這些措施能為節(jié)能降耗做出相當大的貢獻，從而提升數(shù)據(jù)中心的能效比。

根據(jù)在眾多構建綠色數(shù)據(jù)中心的經驗，綜合布線的合理規(guī)劃和布局會節(jié)省數(shù)據(jù)中心2-3%的電力。這主要取決于如下的幾點：

1、合理規(guī)劃數(shù)據(jù)中心

合理有效的線纜布局決定了網絡物理層的基礎，對于節(jié)約電能、節(jié)能降耗起到重要作用。依據(jù)TIA-942標準，將數(shù)據(jù)中心劃分成 MDA，HDA，EDA，ZDA等幾大區(qū)域。從MDA到HAD采用OM3預連接光纜，從而優(yōu)化主配線區(qū)到列頭柜之間的連接。解決從主交換路由到每一列機柜的列頭柜二層交換機的連接。每列列頭柜交換機及KVM設備通過絧纜或光纜跳線再連接到每一個服務器上去。它的優(yōu)點是節(jié)省從主交換機到用戶服務器線纜的數(shù)量，從而減少對機房冷熱通道的阻隔。

目前，大多數(shù)數(shù)據(jù)中心內整體設計所支持的數(shù)據(jù)傳輸速率為1Gb/s。但是，根據(jù)網絡和云計算的發(fā)展普遍共識是，傳輸速率會向10Gb/s推進?？梢钥隙ǖ氖?，在未來的3-5年的時間里，支持10Gb/s傳輸?shù)逆溌窌蔀閿?shù)據(jù)中心的主流?；诖朔N情況，ISO以及TIA制定了關于光纖和銅纜支持10Gb以太網傳輸?shù)臉藴省?shù)據(jù)中心的規(guī)劃建設應充分考慮到適用性，立足現(xiàn)有需求，并兼顧未來的拓展。

2.高密度、高帶寬提升數(shù)據(jù)中心基礎設施的利用率

在相同的數(shù)據(jù)中心面積基礎上，通過提高數(shù)據(jù)中心密度來達到有效的利用，在網絡物理連接層面主要體現(xiàn)在高密度線纜管理方面：高密度光纖配線架可大幅提升光纖配線密度；橋架式光銅混合配線架使用于機柜上方可支持288芯光纖，減少柜內空間占用；MPO連接器是一種多芯的光纖連接器，像IEC 61754-7，TIA/EIA 568C.3等標準中都有 MPO連接器的規(guī)定。MPO最近幾年也廣泛應用于數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心采用MPO的好處在于密度特別高，至少是普通LC連接器的3倍以上。以上這些新產品技術的應用，可以有效的節(jié)約40%以上的機柜空間，提升數(shù)據(jù)中心密度。合理的數(shù)據(jù)中心布局，對于光銅纜路由的合理設計可大量節(jié)省線纜投入。

3.優(yōu)質的產品選型，精準的制造工藝

布線系統(tǒng)的綠色節(jié)能還體現(xiàn)在散熱性上，線纜的散熱性好了，可以節(jié)約大量的機房空調所消耗的電量。直徑更小的Cat 6A萬兆屏蔽電纜和直徑更小的光纖解決方案意味著對制冷系統(tǒng)效率的影響被減到最低，屏蔽解決方案因為更低的信噪比需求可以有效地減少服務器設備驅動屏蔽銅纜網絡所需的功率消耗，光纖布線系統(tǒng)相對高速銅纜系統(tǒng)需要消耗的功率更低。

綠色數(shù)據(jù)中心布線系統(tǒng)較之有源的網絡設備，將持續(xù)工作15年，甚至更久。優(yōu)質的產品，精準的制造工藝是延長綜合布線系統(tǒng)壽命及穩(wěn)定的重要保證。延長整體系統(tǒng)的使用壽命，也是減少重復投資，綠色節(jié)能的重要體現(xiàn)。

4.高性能、高傳輸，精益求精，精細化管理與實施

根據(jù)摩爾定律所確定的計算機設備熱負荷規(guī)律，數(shù)據(jù)中心的配置無法實現(xiàn)有效的管理。數(shù)據(jù)中心環(huán)境需要考慮所安裝的解決方案及如何安裝和部署這些解決方案。在最近10年中，各公司的數(shù)據(jù)中心和樓宇配線設施中都大量地增加了網絡設備數(shù)目，這些設備在增加關鍵性功能的同時，卻使得數(shù)據(jù)中心的管理變得復雜。在全球發(fā)展放緩經濟環(huán)境中，投資方都在期望簡化自己數(shù)據(jù)中心管理，以創(chuàng)建一個安全、易于管理且能夠根據(jù)不可預知的工作負荷和業(yè)務需求的變化靈活調整的網絡基礎架構。采用良好的布線系統(tǒng)管理軟件有利于系統(tǒng)的可維護性，保持布線系統(tǒng)最大的效率，而不會因為布線管理混亂所產生許多沒有利用的鏈路產生不必要的能源消耗。

隨著全球氣候日趨變暖和能源日趨緊張、能源成本不斷上漲，數(shù)據(jù)中心正面臨著降低能耗、提高資源利用率、節(jié)約成本的嚴峻挑戰(zhàn)，而綠色也成為未來數(shù)據(jù)中心的必然發(fā)展趨勢。在綠色數(shù)據(jù)中心建設過程中，綠色環(huán)保和綠色節(jié)能是最重要的兩個方面。數(shù)據(jù)中心內不斷增加的新需求對綠色布線的要求呈動態(tài)的多樣性，在規(guī)劃選擇綜合布線系統(tǒng)與設備性能時，需要在帶寬、靈活性、可擴展性和成本等要素之間尋求平衡。綜合布線作為基礎系統(tǒng)在更小的空間內提供更高的帶寬，作為綠色無源系統(tǒng)盡可能的降低能耗與增加環(huán)保意識，已成為當今許多數(shù)據(jù)中心綠色布線部署的新要求。

[1]ICTforgreengrowth,http://www.greenkorea2009.org/02_prngram/download/s3/PYO_Sam_Soo.pdf

[2]吳慶偉，光傳輸網節(jié)能減排分析，現(xiàn)代電信科技，2010年第11期

[3]The Climate Group,Smart 2020:Enablingthelowcarboneconomyintheinformationage,2010.