王勋
海南蓝点计算机网络工程有限公司
摘要：随着以云计算、大数据等为代表的新兴信息化技术的爆炸式高速发展，巨量数据的产生、交换、存储等功能无不对数据中心提出更高的要求，而传统数据中心建设时间长，机房整体物理空间利用率低，能耗居高不下，运维难度大，难以满足当前数据中心高效、节能的需求。而模块化数据中心技术则以一体化、模块化、便于安装等特点，很好的契合了新形势下对数据中心的要求，已逐步成为数据中心建设的主要模式。
关键词：数据中心、模块化、节能
1.数据中心发展简介
随着各行业飞速发展，各单位对数据中心的信息化水平要求也日益提高，对于原本数据中心建设的传统模式，仅简单的在特定房间，甚至是普通办公区域进行物理空间改造，安装设备机柜、精密空调、不间断电源等设备，已难以满足当前数据中心高效、节能的需求。传统数据中心建设时间长，整体物理空间利用率低，能耗居高不下，运维难度大，已经成为制约信息化发展的桎梏。
随着数据中心智能化、信息化、云计算、大数据飞速的发展，模块化数据中心应运而生。模块化数据中心整合了封闭冷通道、供配电、暖通、综合布线、安防及动力环境监控等多个子系统，各个子系统采用标准的模块化设计，既互相独立，又相互配合，同时依靠模块化数据中心的一体化集成的便利性，便捷的硬件扩展能力。整个数据中心建设周期较之传统数据中心大为减少，且更加可靠、节能、环保。
2.模块化与传统数据中心子系统建设的优势
2.1.建设环境
传统数据中心对于机房环境建设有着苛刻的要求，如保温层施工效果达不到设计需求，会导致机房内制冷效果差，甚至使机房出现结露现象，造成能源严重浪费、并可能影响机柜内设备地正常运行。而模块化数据中心对物理空间环境要求低，可直接安装在建筑物水泥地面上，减少装修工程，节省投资和建设周期。模块化数据中心将空调冷气直接传输到封闭冷通道中，直接对机柜内计算机设备提供冷气，降低对房间环境的保温要求，同时提高了整体电力效能和空调制冷效果。
2.2.封闭冷通道子系统
封闭冷通道系统由机柜、通道门、顶部线槽、顶部可开启天窗及配套控制系统组成。各部件产品化、模块化、标准化，可根据业务或设备需求灵活配置，即插即用，安装便利，极大地减少设计、安装周期。而传统数据机房各个系统交叉施工，互相影响、制约，往往导致工期拖延，浪费严重。
封闭冷通道系统可以根据实际需求情况，以其易扩展性，实现分期建设，避免一次性大量投资，造成大量闲置机柜及其配套供电、制冷方面的浪费。
2.3.暖通子系统
精密空调是整个数据中心整体能耗较大的设备，模块化数据中心有两种常见的精密空调模式：
1、行级空调：行级精密空调位于在封闭冷通道内，与机柜并排安装，在冷通道内采用前送风、后回风的制冷方式。
2、房间级空调：房间级精密空调安装在封闭冷通道外，通过防静电地板下风道对冷通道内机柜送风，采用的是下送风、上回风的制冷方式。
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以上两种方式都是通过对机柜的精准送风制冷的方式，使冷气在封闭冷通道内形成一个封闭冷池，实现冷热隔离，高效利用冷量，不同以往传统数据中心的先冷环境再冷设备的状况，可有效降低PUE值，节约能源。
2.4.供配电子系统
配电列头柜位于在封闭冷通道内，与机柜并排安装，供电电缆通过封闭冷通道顶部强电线槽为各个机柜PDU送电，实现最短距离为机柜内设备供电。
传统数据中心往往因为设备功能的不同，需要划分独立区域来安装列头柜，既造成物理空间的浪费，也不便于管理。
2.5.综合布线子系统
传统数据中心一般有两种布线方式：1、下走线方式，即采用封闭线槽在防静电地板下方走线；2、上走线方式：采用开放式桥架在机柜顶部走线。但这两种模式，成本均较高，既不便于管理，也不易于扩展。
模块化数据中心通过上走线的方式布放强弱电线缆，封闭冷通道的顶部线槽可以实现机柜间强弱电的完全隔离。由于其模块化的特点，各组件易于扩展。顶部线槽与机柜系统一体化的优势，使得两者进出线孔洞位置搭配合理，具有走线隐蔽、整体美观、管理有序的特点。
2.6.照明子系统
传统数据中心将照明灯盘安装于房间天面，配套的照明线路，或暗埋于墙内，或暗埋于彩钢板和吊顶内部，均较难维护，且室内各区域往往照度不均。
模块化数据中心在通道内部采用LED节能灯管或灯条照明，该照明灯条嵌入式安装在封闭冷通道的框架内，位于机柜正面上方，开启式玻璃天窗两侧，照度不小于500LX，且照度均匀，充分保障数据中心照明要求。其配线电缆暗藏于通道框架内部，开关安装于通道入口，保持模块化数据中心整体美观性及可维护性。而且照明系统可与封闭冷通道内红外感应系统相联动，可做到人来灯亮，人走灯灭。
2.7.安防及环境监控子系统
安防及环境监控系统包括且不限于模块化数据中心通道门门禁控制与监测、冷通道内部温湿度、漏水、消防探头、红外报警、天窗控制、视频监控及可触摸液晶面板显示，是模块化系统的重要组成部分，有效地将模块化数据中心的各系统结合起来。如当消防探头监测到火灾信号时，顶部天窗可接受联动策略告警信号控制并自动开启，保证足够大的面积用于消防气体迅速喷入，同时驱动声光报警器通知现场工作人员处理，并使门禁处于打开状态，便于人员进出。又如封闭冷通道内温湿度探测器可与精密空调系统相联动，可以根据冷池温度情况，自动调节精密空调制冷温度及送风风量，既满足数据中心制冷需求，又达到节能环保的效果。
传统数据中心的安防及动力环境系统虽然功能强大，但是机房内各部分相对独立，难以相互联动及配合。
3.总结
随着信息技术的不断发展，数据中心不再简单地作为存放诸多计算机设备的载体，而是也在不断地向智能化、系统化方向发展。传统数据中心机房建设周期长、投资大、运维难，已经越来越难以满足现代数据中心的需求。在当前不断重视节能、节约的理念影响下，模块化数据中心能有效的将数据中心的各个子系统有效的结合起来，形成一个易于建设、易于扩展、易于管理的有机体，并满足新型数据中心高效利用、安全可靠的建设需求，已逐步成为数据中心建设的主要模式。
论文作者:王勋
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/26
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