分布式光纖測溫系統(tǒng)在IDC機房中的應(yīng)用

丁聰

【摘要】 簡要介紹分布式光纖測溫系統(tǒng)的基本構(gòu)成，探討該系統(tǒng)在IDC機房環(huán)境監(jiān)控中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】 IDC機房 分布式 光纖測溫

一、引言

互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（Internet Data Center，簡稱IDC）作為新興的數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)近幾年發(fā)展迅速，IDC機房規(guī)模越來越大，對機房內(nèi)環(huán)境的要求更是越來越高。如何提高IDC機房的管理水平、實時監(jiān)測機房內(nèi)的環(huán)境溫度、反饋調(diào)節(jié)并消除機房局部溫度過高或過低等問題，是許多IDC機房管理面臨的嚴峻挑戰(zhàn)。

本文擬探討分布式光纖測溫系統(tǒng)在IDC機房環(huán)境監(jiān)控中的應(yīng)用，通過在IDC機房內(nèi)采用該系統(tǒng)，讓運維人員實時獲知機房內(nèi)每個機柜的溫度分布情況，評估服務(wù)器設(shè)備的工作環(huán)境，通過反饋控制空調(diào)精確送風(fēng)，實現(xiàn)測量-分析-管理-優(yōu)化的閉環(huán)流程，優(yōu)化機房環(huán)境。

二、分布式光纖測溫系統(tǒng)介紹

分布式光纖測溫系統(tǒng)作為IDC機房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，使用單根光纖實現(xiàn)溫度監(jiān)測、信號傳輸，綜合利用光纖拉曼散射效應(yīng)和光時域反射測量技術(shù)來實時測量光纖沿線空間溫度分布情況，在IDC機房內(nèi)按照一定的路由規(guī)則在所有機柜內(nèi)敷設(shè)一根傳感光纖，可實現(xiàn)對每個機柜指定的測量點進行實時精確的溫度信息采集。IDC監(jiān)控系統(tǒng)平臺通過處理傳感光纖采集到的溫度信息，結(jié)合機房3D建模和CFD計算流體力學(xué)模擬技術(shù)，生成一套實時的、連續(xù)的機柜溫度分布的3D視圖。根據(jù)機房3D視圖及每個機柜的溫度分布情況，可對空調(diào)系統(tǒng)進行反饋控制和高效率的精確送風(fēng)，從而消除局部溫度過高或過低的狀況。

2.1 光纖測溫系統(tǒng)工程實施

IDC機房內(nèi)機柜的布置通常采用冷熱通道分開設(shè)置的方式，冷通道設(shè)置冷池，機柜采用前送風(fēng)機柜，架空地板下送風(fēng)。

光纖測溫系統(tǒng)硬件安裝包括兩部分。（1）安裝1臺測溫主機。綜合考慮IDC機房平面布置、測溫主機取電方式，合理選擇適當(dāng)位置掛墻安裝。（2）敷設(shè)1根傳感光纖。傳感光纖采用IEC60332-3C標準的多模50/125μm光纖。護套采用低煙無鹵、阻燃型熱塑材料，外表皮帶有最小單位0.5m的刻度標識。在IDC機房內(nèi)，傳感光纖敷設(shè)路由應(yīng)覆蓋所有的被測機柜，實現(xiàn)最準確和最有效的測量，保證所要求的測溫精度和空間分辨率?？蓪⒐饫w沿機柜前后門逐列敷設(shè)，在每個機柜前后對應(yīng)設(shè)置若干個普通溫度采集點，依照機柜前后門的形狀構(gòu)造把光纖緊貼其表面并加以固定，確保良好的可維護性和美觀。需要精確測溫定位的特殊采集點，如機柜背面的PDU引入電纜接頭處、核心設(shè)備易發(fā)熱點等，可把傳感光纖的一段繞成直徑大于3cm的繞組，直接固定在需要精確定位的地方。傳感光纖的安裝質(zhì)量直接關(guān)系到溫度測量的準確性，在安裝過程中，應(yīng)盡量避免被外力損傷、折斷；準確記錄每個機柜盤繞光纖外表皮的刻度標識，以便3D建模及熱點定位。

2.2 監(jiān)控系統(tǒng)平臺溫度監(jiān)控部分

IDC機房監(jiān)控系統(tǒng)平臺主要實現(xiàn)操作界面圖形化，以表格、曲線、分階色標方式的顯示各監(jiān)控點的實時溫度數(shù)據(jù)，模擬計算評估機房的熱負荷運行情況，供運維人員評估機房局部熱點，并得出機房在不同狀態(tài)下的運行報告；可設(shè)置各監(jiān)測點的溫度上下限報警、溫升速率報警；支持空調(diào)聯(lián)動邏輯，發(fā)出報警信息后，可手動或自動啟動關(guān)聯(lián)控制流程。

功能實現(xiàn)的重點是對機房內(nèi)機柜和設(shè)備布局進行3D建模和對溫度分布數(shù)據(jù)進行實時的CFD模擬。利用3Dmax建模和立體成像技術(shù)，將IDC機房、機柜和設(shè)備抽象為立方體矩形，形成機房全方位的3D模型。對監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器接收的溫度實測數(shù)據(jù)，進行實時處理計算，在三維圖上的指定坐標進行實時渲染，得到機房內(nèi)的機柜實測溫度模擬圖。利用Airpark或Fluent軟件的CFD熱仿真模擬技術(shù)，在機房的3D模型內(nèi)，結(jié)合機柜實測溫度模擬圖，仿真獲得機房內(nèi)溫度場和速度場等數(shù)據(jù)，形成氣流組織和機柜設(shè)備的熱仿真圖像。

2.3 光纖測溫系統(tǒng)反饋控制部分

IDC機房的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)從動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口提取空調(diào)數(shù)據(jù)，并通過接口協(xié)議根據(jù)一定的運行邏輯動態(tài)控制機房空調(diào)的運行狀態(tài)，從而實現(xiàn)反饋控制的目的，運行邏輯如下。（1）機架頂部回風(fēng)溫度大于（或小于）25℃，并持續(xù)一段時間后，控制軟件自動降低（或提高）相應(yīng)區(qū)域?qū)Ｓ每照{(diào)設(shè)定溫度；（2）空調(diào)機組開啟臺數(shù)控制策略，根據(jù)現(xiàn)有機房空調(diào)總制冷量與機房內(nèi)實際發(fā)熱設(shè)備的匹配程度、現(xiàn)場情況及目標PUE值設(shè)定。此外參照監(jiān)控平臺3D視圖的溫度場分布，針對機房平面內(nèi)一些熱負荷較大的局部熱點，亦可通過人工加裝盲板、調(diào)整送風(fēng)地板活頁角度等措施，幫助熱交換，提高空調(diào)制冷效率。

三、結(jié)束語

目前分布式光纖測溫系統(tǒng)在國內(nèi)IDC數(shù)據(jù)中心業(yè)內(nèi)還處在初步發(fā)展的階段，但是作為溫度監(jiān)控系統(tǒng)的一種全新的應(yīng)用模式，分布式光纖測溫系統(tǒng)仍需在未來的IDC數(shù)據(jù)中心規(guī)劃設(shè)計中積極探索，積累經(jīng)驗，不斷完善成熟，為IDC數(shù)據(jù)中心的監(jiān)控運維做出更多貢獻。