大型綜合園區(qū)弱電智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜述

中國(guó)中元國(guó)際工程公司 楊 凌

1 項(xiàng)目概況

中國(guó)航信北京順義高科技產(chǎn)業(yè)園區(qū)是大型綜合性園區(qū)，是集信息服務(wù)、集中辦公、研發(fā)創(chuàng)新及后勤保障于一體的國(guó)際化總部基地。按功能可劃分成四個(gè)區(qū)域：辦公區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、配套區(qū)和綜合區(qū)，總用地32.7萬(wàn)m2，總建筑面積53.3萬(wàn)m2。其中生產(chǎn)區(qū)將建設(shè)包括一棟運(yùn)行中心辦公樓（含ECC）、兩棟數(shù)據(jù)中心機(jī)房樓和一棟動(dòng)力樓在內(nèi)的四棟主要建筑物。數(shù)據(jù)中心機(jī)房樓和動(dòng)力樓總建筑面積約11.2萬(wàn)m2。根據(jù)規(guī)劃將滿足中航信自身IT業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)和外包公共信息服務(wù)至少15年的發(fā)展需求。園區(qū)鳥(niǎo)瞰圖如圖1所示。

2 設(shè)計(jì)原則

中國(guó)航信北京順義高科技產(chǎn)業(yè)園區(qū)是一個(gè)集系統(tǒng)集成、樓宇自控、綜合布線、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、辦公自動(dòng)化、消防、安保及諸多子系統(tǒng)于一體的綜合性智能化園區(qū)。智能化系統(tǒng)在符合實(shí)際需要的前提下，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某靶裕詽M足未來(lái)的需求。

3 園區(qū)弱電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)園區(qū)功能分區(qū)的規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的架構(gòu)分析，確定園區(qū)內(nèi)辦公網(wǎng)核心機(jī)房、生產(chǎn)網(wǎng)機(jī)房、園區(qū)總通信機(jī)房（語(yǔ)音）、園區(qū)消防安防總控制中心、各區(qū)域消防安防控制室及各樓弱電系統(tǒng)機(jī)房之間的拓?fù)潢P(guān)系。在園區(qū)綜合布線的宏觀控制原則下，從園區(qū)弱電網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)兩個(gè)角度設(shè)計(jì)了園區(qū)骨干網(wǎng)絡(luò)的三級(jí)骨干體系架構(gòu)以及園區(qū)廣域網(wǎng)接入的布線形式。在整個(gè)中國(guó)航信北京順義高科技產(chǎn)業(yè)園區(qū)我們規(guī)劃了3張主要的網(wǎng)絡(luò)，分別為整個(gè)園區(qū)辦公網(wǎng)、生產(chǎn)網(wǎng)、安防專網(wǎng)。

3.1 園區(qū)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求分析

整個(gè)園區(qū)主要網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分為：生產(chǎn)區(qū)機(jī)房樓、運(yùn)行樓（ECC）、辦公區(qū)集團(tuán)辦公樓、配套樓和綜合區(qū)等。機(jī)房樓為A、B座兩棟（將分二期建成），每棟?rùn)C(jī)房樓均由兩部分功能組成，一部分用于中航信生產(chǎn)業(yè)務(wù)稱為自用數(shù)據(jù)中心；另一部分向市場(chǎng)開(kāi)放稱為公共信息服務(wù)數(shù)據(jù)中心。從安全性與運(yùn)行維護(hù)的等級(jí)等方面將按照如下的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)與建設(shè)：

1） 自用數(shù)據(jù)中心為整個(gè)公司的生產(chǎn)中心；

2） 辦公區(qū)辦公樓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，按照辦公環(huán)境的要求設(shè)計(jì)建設(shè)，相對(duì)獨(dú)立；

3） 配套區(qū)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)隸屬于辦公區(qū)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；4） 綜合區(qū)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)獨(dú)立建設(shè)運(yùn)行；

5） 各網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)相互之間的關(guān)系見(jiàn)圖2。

3.2 園區(qū)主要網(wǎng)絡(luò)機(jī)房位置設(shè)計(jì)

辦公區(qū)設(shè)置園區(qū)辦公網(wǎng)核心機(jī)房，生產(chǎn)區(qū)、配套區(qū)及綜合區(qū)設(shè)置各自的辦公網(wǎng)節(jié)點(diǎn)機(jī)房（匯聚層），每獨(dú)立建筑設(shè)置綜合布線間（與弱電間合用）。生產(chǎn)區(qū)機(jī)房樓為生產(chǎn)網(wǎng)機(jī)房。

3.3 園區(qū)辦公網(wǎng)及其綜合布線系統(tǒng)

園區(qū)辦公網(wǎng)絡(luò)主要是承載中國(guó)航信北京順義高科技產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)、研發(fā)及辦公的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。同樣，根據(jù)主要節(jié)點(diǎn)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)核心，節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)房相連，園區(qū)骨干網(wǎng)絡(luò)會(huì)覆蓋到中航信數(shù)據(jù)中心園區(qū)內(nèi)的每個(gè)主要建筑。數(shù)據(jù)類型復(fù)雜、數(shù)據(jù)量大，骨干光纖的布放考慮支持萬(wàn)兆以太網(wǎng)。

1）園區(qū)辦公網(wǎng)主干規(guī)劃

為了便于邏輯上劃分，將主干分為三級(jí)：

（1）一級(jí)主干：園區(qū)辦公網(wǎng)核心機(jī)房至園區(qū)主要節(jié)點(diǎn)機(jī)房（各區(qū)域匯聚層）互聯(lián)；

（2）二級(jí)主干：園區(qū)主要節(jié)點(diǎn)機(jī)房至本節(jié)點(diǎn)管理的各個(gè)樓宇之間的互聯(lián)；

（3）三級(jí)主干：樓宇機(jī)房至各樓層的互聯(lián)。

園區(qū)辦公網(wǎng)三級(jí)架構(gòu)示意圖見(jiàn)圖3。

2）園區(qū)辦公網(wǎng)布線原則

（1）一級(jí)主干

數(shù)據(jù)部分整個(gè)園區(qū)的布線系統(tǒng)以園區(qū)辦公網(wǎng)核心機(jī)房為核心，通過(guò)單模光纜連接到各主要節(jié)點(diǎn)機(jī)房（區(qū)域匯聚層機(jī)房）。

光纜的規(guī)劃采用雙路徑物理備份，再結(jié)合網(wǎng)絡(luò)的雙引擎規(guī)劃，全方位保證整個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的高度可靠性。這里談到的雙路徑并不是簡(jiǎn)單的指多排1根光纜，而是指分2條不同的室外線路，進(jìn)行光纜排放。這樣可以避免園區(qū)工程機(jī)械活動(dòng)給線路造成的物理傷害。

（2）二/三級(jí)主干

即每個(gè)樓宇連接至主要節(jié)點(diǎn)機(jī)房（區(qū)域匯聚層機(jī)房）及本樓宇各層。

數(shù)據(jù)主干采用雙路徑依據(jù)實(shí)際距離選擇單模或多模光纜傳輸，保證整個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的高度可靠性。

水平布線采用OM3室內(nèi)12芯多模光纖，工作區(qū)采用6類非屏蔽對(duì)絞電纜。

3.4 園區(qū)生產(chǎn)網(wǎng)及其綜合布線系統(tǒng)

1）運(yùn)營(yíng)商接入設(shè)計(jì)

依據(jù)生產(chǎn)區(qū)地塊設(shè)計(jì)要求，自用數(shù)據(jù)中心及公共信息服務(wù)中心分別獨(dú)立接入互聯(lián)網(wǎng)。至少引入四家（聯(lián)通、移動(dòng)、電信及備用）運(yùn)營(yíng)商進(jìn)入園區(qū)，同一運(yùn)營(yíng)商應(yīng)該通過(guò)不同路由分別進(jìn)入物理隔離的接入間。

2）機(jī)房功能區(qū)布置（機(jī)房樓B與機(jī)房樓A相同，以機(jī)房樓A為例）

本次數(shù)據(jù)中心機(jī)房模塊的需求按照自用業(yè)務(wù)與公用業(yè)務(wù)有所區(qū)分。機(jī)房樓A將三層靠近自用模塊一側(cè)的兩個(gè)自用模塊設(shè)置為自用的核心機(jī)房A1和核心機(jī)房B1，每個(gè)核心機(jī)房中4列機(jī)柜用于網(wǎng)絡(luò)核心，6列機(jī)柜用于存儲(chǔ)核心。公用機(jī)房模塊不設(shè)置核心機(jī)房，每個(gè)機(jī)房模塊內(nèi)預(yù)留一部分機(jī)柜作為本模塊的小核心區(qū)域，每個(gè)小核心區(qū)域都預(yù)留運(yùn)營(yíng)商接入路由及接入自用核心機(jī)房路由。

自用機(jī)房模塊綜合布線結(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)布線按照接入層-匯聚層-核心層的三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)考慮，采用MDA-HDA-EDA的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；存儲(chǔ)布線按照邊緣-核心的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)考慮；網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)房層各區(qū)域位置示意圖見(jiàn)圖4。

自用機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)模塊每個(gè)模塊采用集中布線的方式，在第一列中間位置設(shè)置集中布線柜，而不是在每列設(shè)置列頭柜。服務(wù)器機(jī)柜、集中布線柜、網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)柜之間的整個(gè)鏈路采用全光纖方式。

集中布線方式，每個(gè)機(jī)房模塊內(nèi)僅有為數(shù)不多的機(jī)柜作為HDA區(qū)域，其余機(jī)柜均為EDA區(qū)域。這樣做的最大好處是能最大限度地增加功能機(jī)柜（服務(wù)器機(jī)柜、小型機(jī)、存儲(chǔ)機(jī)柜等）的數(shù)量，但也有略微不足：不利于網(wǎng)絡(luò)扁平化設(shè)計(jì)；交換設(shè)備的端口利用率可能會(huì)降低。

3）生產(chǎn)網(wǎng)綜合布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)

機(jī)房模塊內(nèi)SAN網(wǎng)絡(luò)：集中布線區(qū)域至每列機(jī)柜預(yù)留48對(duì)光纖，布線設(shè)備位置為每列中間。每個(gè)模塊在網(wǎng)絡(luò)匯聚交換機(jī)附近預(yù)留SAN的邊緣交換機(jī)位置（邊緣交換機(jī)為48口），每臺(tái)邊緣交換機(jī)與核心交換機(jī)上連預(yù)留4對(duì)SAN主干光纖，SAN主干光纖數(shù)量依據(jù)邊緣交換機(jī)數(shù)量計(jì)算。

機(jī)房模塊內(nèi)其余網(wǎng)絡(luò)光纖需求：每機(jī)柜平均2.5對(duì)（其中網(wǎng)絡(luò)1對(duì)、NAS1對(duì)、管理0.5對(duì)），布線設(shè)備位置暫定為每列兩邊,統(tǒng)一考慮冗余量，按照1備2考慮網(wǎng)絡(luò)光纖的富裕量；每個(gè)HDA區(qū)域至相對(duì)應(yīng)的MDA區(qū)域共計(jì)16根12芯萬(wàn)兆多模光纖（生產(chǎn)網(wǎng)），4根12芯萬(wàn)兆單模光纖（生產(chǎn)網(wǎng)），8根12芯萬(wàn)兆多模光纖（管理監(jiān)控網(wǎng)）。

機(jī)房模塊內(nèi)的銅纜以銅纜跳線方式預(yù)留，每個(gè)機(jī)柜24根超六類非屏蔽銅纜跳線。

核心機(jī)房?jī)?nèi)的網(wǎng)絡(luò)核心與存儲(chǔ)核心區(qū)域各機(jī)柜的光纖均以光纖跳線方式預(yù)留，數(shù)量按照本機(jī)房接入光纖端口數(shù)的30%計(jì)算。

兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)核心區(qū)域之間，設(shè)計(jì)96芯光纖點(diǎn)互聯(lián)。

3.5 園區(qū)安全防范系統(tǒng)設(shè)計(jì)

安全防范系統(tǒng)主要包括以下子系統(tǒng)：安全防范綜合管理系統(tǒng)、周界防范、視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)、入侵報(bào)警系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、電子巡查系統(tǒng)、停車場(chǎng)管理系統(tǒng)及一卡通管理系統(tǒng)。安全管理系統(tǒng)是一個(gè)基于客戶端/服務(wù)器，分布式的網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)，通過(guò)信息共享、信息處理和控制互聯(lián)實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)的集中控制和管理。安全管理系統(tǒng)的故障應(yīng)不影響各子系統(tǒng)的運(yùn)行；某一子系統(tǒng)的故障應(yīng)不影響其它子系統(tǒng)的運(yùn)行。各系統(tǒng)間的聯(lián)動(dòng)在各分控中心實(shí)現(xiàn)，總控中心負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)匯總和管理。

1）安防網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)

安防系統(tǒng)主干網(wǎng)絡(luò)采用TCP/IP協(xié)議傳輸，與BA系統(tǒng)等共用園區(qū)弱電網(wǎng)絡(luò)。結(jié)合航信園區(qū)不同功能分區(qū)的設(shè)置規(guī)劃，為了便于邏輯上劃分，整個(gè)園區(qū)安全防范系統(tǒng)組成的弱電專網(wǎng)劃分為三級(jí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：

一級(jí)：辦公區(qū)設(shè)置消防安防總控中心，監(jiān)視、控制辦公區(qū)消防安防各子系統(tǒng)，并接收生產(chǎn)區(qū)、配套區(qū)及綜合區(qū)分控室上傳數(shù)據(jù)信息。

二級(jí)：生產(chǎn)區(qū)、配套區(qū)及綜合區(qū)設(shè)置消防安防控制室（有人值守，作為整個(gè)園區(qū)的分控之一），獨(dú)立管理監(jiān)控本區(qū)域消防、安防各子系統(tǒng)。

三級(jí)：各區(qū)域內(nèi)獨(dú)立建筑內(nèi)設(shè)置消防安防設(shè)備間（無(wú)人值守），各子系統(tǒng)監(jiān)視控制均在所在區(qū)域的消防安防控制室完成。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖5。

2）生產(chǎn)區(qū)安全防范系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于被防護(hù)對(duì)象的不同安全級(jí)別，其安全防范系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)不同的功能區(qū)域分別定義相應(yīng)的安全級(jí)別，人員流通與其安全級(jí)別相對(duì)應(yīng)。在生產(chǎn)區(qū)內(nèi)，機(jī)房樓為重點(diǎn)防護(hù)區(qū)域，采用全防護(hù)的防護(hù)策略，即從進(jìn)入本區(qū)域的出入口開(kāi)始即為重點(diǎn)防護(hù)區(qū)域。動(dòng)力樓和ECC樓為一般防護(hù)區(qū)域，采用外緊內(nèi)松的防護(hù)策略，即進(jìn)入本區(qū)域的出入口及走道重點(diǎn)防護(hù)，房間內(nèi)一般防護(hù)。

（1）安全等級(jí)劃分

一級(jí)（關(guān)鍵區(qū)域）：每個(gè)機(jī)房模塊。

二級(jí)（重要區(qū)域）：動(dòng)力樓、ECC樓及機(jī)房樓通向內(nèi)部的出入口及內(nèi)部走道；動(dòng)力樓、ECC樓及機(jī)房樓的支持房間，如與電氣系統(tǒng)有關(guān)的房間、空調(diào)機(jī)房等。

三級(jí)（一般區(qū)域）：備品備件室、備用間、維修間、強(qiáng)弱電間、更衣間等輔助房間。

（2）對(duì)于不同安全級(jí)別的區(qū)域選擇不同的安全防范技術(shù)手段

一級(jí)（關(guān)鍵區(qū)域）：人員出入口安裝雙向讀卡出入口控制系統(tǒng)，房間出入口內(nèi)側(cè)設(shè)置攝像機(jī)、入侵紅外探測(cè)器，房間內(nèi)機(jī)柜之間通道設(shè)置攝像機(jī)。

二級(jí)（重要區(qū)域）：動(dòng)力樓、ECC樓及機(jī)房樓通向內(nèi)部的出入口安裝雙向讀卡出入口控制系統(tǒng)，出入口內(nèi)側(cè)設(shè)置攝像機(jī)，內(nèi)部走道均布攝像機(jī)；動(dòng)力樓、ECC樓及機(jī)房樓的支持房間出入口安裝單向讀卡出入口控制系統(tǒng)，出入口內(nèi)側(cè)設(shè)置攝像機(jī)，房間內(nèi)部設(shè)置攝像機(jī)，可視范圍基本覆蓋設(shè)備區(qū)域。

三級(jí)（一般區(qū)域）：出入口安裝單向讀卡出入口控制系統(tǒng)。

綜合安防管理，需要縱深考慮，包括了人防、物防及技防，設(shè)防管理僅是技術(shù)手段，制度的管理和執(zhí)行才是重要的工作。

3.6 總控中心（ECC）弱電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

作為大型數(shù)據(jù)中心園區(qū)，總控中心ECC是必不可少的組成部分。ECC對(duì)不同的系統(tǒng)進(jìn)行綜合的監(jiān)控和管理，實(shí)時(shí)地監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)及IT設(shè)備的運(yùn)行狀況、設(shè)備的利用率，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，做出正確判斷。同時(shí)還可以監(jiān)控場(chǎng)地基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)，如：空調(diào)、UPS、視頻監(jiān)控、出入口控制系統(tǒng)，并提供各種各樣的應(yīng)用功能，如：電視電話會(huì)議、廣播對(duì)講等。

總控中心ECC的功能性技術(shù)支撐架構(gòu)由IT運(yùn)維管理系統(tǒng)、基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維管理系統(tǒng)和集成展現(xiàn)系統(tǒng)三個(gè)部分組成。由于IT運(yùn)維與數(shù)據(jù)中心場(chǎng)地基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維的管理特性不同，通常在實(shí)踐中會(huì)有分開(kāi)不同場(chǎng)所的IT監(jiān)控室和場(chǎng)地基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控室（但他們都是屬于總控中心ECC的組成部分），而集成展現(xiàn)系統(tǒng)（包括相應(yīng)的軟件及大屏幕顯示系統(tǒng)等）中應(yīng)當(dāng)同時(shí)包含IT與場(chǎng)地基礎(chǔ)設(shè)施的狀態(tài)信息。

總控中心ECC中運(yùn)行的管理軟件向ECC場(chǎng)地設(shè)施（大屏幕、廣播、燈光、音響）的輸出主要通過(guò)集中監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)（Central Control Management System，以下簡(jiǎn)稱CCMS）實(shí)現(xiàn)。CCMS通過(guò)事先定義的自動(dòng)操作流程來(lái)幫助系統(tǒng)運(yùn)行并處理運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題，通過(guò)聲、光、電的形式進(jìn)行報(bào)警，提示操作員及時(shí)處理事件。CCMS系統(tǒng)示意圖如圖6所示。

總控中心CCMS管理的主要子系統(tǒng)包括:綜合顯示系統(tǒng)、語(yǔ)音通訊系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、視頻會(huì)議系統(tǒng)、專業(yè)會(huì)議系統(tǒng)及綜合廣播系統(tǒng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于大型數(shù)據(jù)中心園區(qū)，弱電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)首先在于整個(gè)園區(qū)弱電各個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)的建立，需要充分了解業(yè)主的使用需求及各個(gè)功能分區(qū)的規(guī)劃情況，合理利用數(shù)字化技術(shù)搭建統(tǒng)一、先進(jìn)、可發(fā)展的弱電智能化系統(tǒng)。其次考慮到數(shù)據(jù)機(jī)房類建筑的特殊性，對(duì)其特有的網(wǎng)絡(luò)及布線系統(tǒng)、機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)及總控中心弱電系統(tǒng)，要有不同于常規(guī)民用建筑的設(shè)計(jì)理念。而對(duì)于其消防、安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也應(yīng)相對(duì)于整個(gè)園區(qū)有著相對(duì)的獨(dú)立性，作為重點(diǎn)區(qū)域強(qiáng)化設(shè)計(jì)。

[1]美國(guó)電信工業(yè)協(xié)會(huì)（TIA）.ANSI/TIA-942-2005數(shù)據(jù)中心用遠(yuǎn)程通信基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)[S].美國(guó):電信工業(yè)協(xié)會(huì)（TIA）,2005.

[2]易建勛.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)[M].北京：人民郵電出版社,2007.

[3]莫衛(wèi)東.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2009.

[4]中華人民共和國(guó)建設(shè)部.智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 50314-2006）[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社,2007.