大型數(shù)據(jù)中心弱電系統(tǒng)建設(shè)分析

吳建軍

上海裕淳行建筑勞務(wù)有限公司 上海 201315

隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計算、5G等新興信息計算發(fā)展，大型數(shù)據(jù)中心作為計算、存儲、傳輸海量數(shù)據(jù)的實體，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)辇嬰s性的集中地，變成資源密集型、資本密集型、技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)。數(shù)據(jù)中心是按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，為集中存放的具備計算能力、存儲能力、信息交互能力的IT應(yīng)用系統(tǒng)提供可靠、穩(wěn)定運行環(huán)境的建筑物。人工智能、5G、物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用場景化，為數(shù)據(jù)中心進步打開新的發(fā)展空間。AI、5G、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)生態(tài)不斷完善，場景化應(yīng)用加速落地，基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)服務(wù)將迎來蓬勃發(fā)展新時期。

1 項目概況

阿里巴巴浙江云計算數(shù)據(jù)中心仁和項目工程位于浙江省杭州市余杭區(qū)洛陽路88號，本工程總用地面積94667m2。本項目為二期，共D、E兩棟樓，建筑面積合計46666.4m2。本項目弱電工程系統(tǒng)為：綜合布線系統(tǒng)（包括機房生產(chǎn)網(wǎng)橋架系統(tǒng)、辦公網(wǎng)綜合布線系統(tǒng)）：項目共計建設(shè)3張網(wǎng)絡(luò)，分別為業(yè)務(wù)網(wǎng)建設(shè)、辦公網(wǎng)建設(shè)、設(shè)備網(wǎng)建設(shè)；安防系統(tǒng)（包含視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁控制系統(tǒng)、入侵報警、一卡通系統(tǒng)）：動力與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)；暖通監(jiān)控系統(tǒng);綜合管理顯示系統(tǒng)。

2 弱電設(shè)施系統(tǒng)建設(shè)要點分析

2.1 綜合布線系統(tǒng)

綜合布線系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)，為了滿足阿里巴巴浙江云計算數(shù)據(jù)中心仁和項目的信息通信的要求，該系統(tǒng)支持電話和多種計算機數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，可傳輸語音、數(shù)據(jù)和圖象信息，能滿足包括數(shù)據(jù)網(wǎng)、語音網(wǎng)、設(shè)備網(wǎng)，三套系統(tǒng)相互獨立的通信連網(wǎng)的需求，實現(xiàn)管理上的物理隔離。

本系統(tǒng)可由六個子系統(tǒng)組成，工作區(qū)子系統(tǒng)、水平子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)（樓層分配線架）、干線子系統(tǒng)、設(shè)備間子系統(tǒng)（主配線架）、建筑群子系統(tǒng)組成。

工作區(qū)子系統(tǒng)采用6類UTP產(chǎn)品。具體要求：

水平銅纜采用6類低煙無鹵UTP，要求線纜外層護套必須符合低煙無鹵阻燃標(biāo)準(zhǔn)，中心結(jié)構(gòu)有十字骨架支撐，且有效帶寬達到1000MHz以上。

管理子系統(tǒng)位于樓層弱電間，語音、數(shù)據(jù)的UTP和光纜連接配線架設(shè)備全部采用標(biāo)準(zhǔn)的19英寸規(guī)格產(chǎn)品，并安裝于19英寸機柜中。機柜已考慮所有配線架及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的容量。

樓內(nèi)數(shù)據(jù)主干設(shè)計從網(wǎng)絡(luò)機房中心至各弱電間為10根萬兆級的48芯單模光纖，總配線間與分配線間數(shù)據(jù)主干采用10根48芯單模光纖。其它網(wǎng)主干從網(wǎng)絡(luò)機房至各弱電間為10根萬兆級的12芯單模光纖。

間配線架采用模塊化方式管理主干光纜。

數(shù)據(jù)主配線架采用光纖配線架或RJ45配線架，數(shù)據(jù)配線架須采用19英寸機架式，放置在標(biāo)準(zhǔn)機柜中。

數(shù)據(jù)中心機房綜合布線整體結(jié)構(gòu)示意圖如下：

2.2 安全防范系統(tǒng)

各個安防子系統(tǒng)為各自獨立的安防子系統(tǒng)，但要求各個安防子系統(tǒng)之間可 以相互聯(lián)動，建設(shè)一套安防綜合管理平臺。各機房樓的視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、入侵報警、一卡通等需要接入綜合樓 ECC 監(jiān)控大廳及設(shè)備間，包含光纖布放、交換機調(diào)試（含光模塊）、電腦硬件安裝和客戶端軟件調(diào)試[2]。

2.3 動力與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

動力與環(huán)境監(jiān)控智能監(jiān)控管理平臺，監(jiān)控范圍包括對動力環(huán)境等基礎(chǔ)設(shè)施的監(jiān)控及其他子系統(tǒng)集成。

直接接入部分包括：高壓電氣設(shè)備（含柴油發(fā)電機、10KV 進線柜、饋線柜、直流電源屏、變壓器、配電開關(guān)監(jiān)測等）、UPS、ATS、STS、智能電表、精密配電列頭柜、低壓配電柜監(jiān)測、高壓直流系統(tǒng)、電池開關(guān)、柴發(fā)百葉等。要求對被監(jiān)控設(shè)備進行實時的監(jiān)測、展示。

間接接入部分包括：柴發(fā)供油控制系統(tǒng)(控制器北向接入本系統(tǒng)，只監(jiān)不控)、柴發(fā)并機PLC控制器（控制器北向接入本系統(tǒng)，配電柜內(nèi)的回路開關(guān)分合狀態(tài)和報警狀態(tài)）、10kV系統(tǒng)、電池監(jiān)控控制單元（控制單元北向接入本系統(tǒng)，蓄電池監(jiān)測）、BA系統(tǒng)。要求對被監(jiān)控設(shè)備進行實時的監(jiān)測、展示。

2.4 樓宇自控系統(tǒng)

樓宇設(shè)備自控系統(tǒng)目的是將阿里巴巴浙江云計算數(shù)據(jù)中心仁和項目內(nèi)各種機電設(shè)備進行集中監(jiān)測和控制綜合管理各類機電設(shè)備的運行狀態(tài)和安全狀況，確保各類設(shè)備能夠正常運行并合理地利用能源，使之達到經(jīng)濟效益、綜合管理的最佳效果。

BAS系統(tǒng)主要針對冷水機組、空調(diào)系統(tǒng)、通排風(fēng)系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和電梯系統(tǒng)等，使受控設(shè)備在最佳的情況下運行，達到最佳最理想的環(huán)境與節(jié)能效果。特別是空調(diào)系統(tǒng)的能源與環(huán)境管理，將利用少量的能源來創(chuàng)造舒適的有利于健康的環(huán)境，激發(fā)室內(nèi)生態(tài)概念、保障室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)，創(chuàng)造一個綠色的室內(nèi)空間。

自動控制技術(shù)和通信技術(shù)組成的高度自動化的樓宇設(shè)備自控系統(tǒng)，它確保建筑物成為具有最佳工作與生活環(huán)境、設(shè)備高效運行、整體節(jié)能效果最佳，而且安全的場所，它的整體功能可以概括為以下的四個方面。

（1）對建筑設(shè)備實現(xiàn)以最優(yōu)控制為中心的過程控制自動化；（2）以運行狀態(tài)監(jiān)視和計算為中心的設(shè)備管理自動化；（3）以安全狀態(tài)監(jiān)視和災(zāi)害控制為中心的防災(zāi)自動化；（4）以運行為中心的能量管理自動化。

2.5 綜合管理顯示系統(tǒng)

本系統(tǒng)構(gòu)建一個集控化、可視化、智慧化、公眾化的數(shù)字化監(jiān)控顯示平臺，提供功能強大的信息編輯、傳輸、發(fā)布和管理等服務(wù)。顯示系統(tǒng)實現(xiàn)來自各弱電子系統(tǒng)的圖像、控制信息等內(nèi)容顯示。同時也可作為總控中心顯示業(yè)務(wù)相關(guān)的界面圖像。系統(tǒng)實現(xiàn)7*24小時不間斷的實時將監(jiān)控圖像傳輸，形成一套統(tǒng)一可視化管理,達到所有生產(chǎn)環(huán)節(jié)可視化，直接指揮，大大提高管理水平；系統(tǒng)應(yīng)能無延遲、無丟幀地把所需畫面實時地顯示在大屏幕上，所有畫面都能夠單屏顯示、多屏拼接顯示、整屏放大顯示和窗口方式顯示等等；大屏幕顯示應(yīng)穩(wěn)定，圖像拼接平整美觀、明亮清晰，能夠混合計算機圖形和視頻圖像。具備各種顯示信號的接入能力。

通過微服務(wù)提供通行管理、安全管理、在線運維、工單巡檢維保及資產(chǎn)管理等，掌握項目智能化各子系統(tǒng)、能耗及機電設(shè)備的實施運行情況和故障處理能力情況，提高運維效率和設(shè)施設(shè)備的生命周期管理。

3 弱電系統(tǒng)設(shè)備安裝與調(diào)試

3.1 設(shè)備安裝

設(shè)備安裝階段：項目視頻監(jiān)控點1126個，門禁點412個，動環(huán)監(jiān)控點2862個，暖通監(jiān)控點4856個，因此在設(shè)備安裝前必須編制好各設(shè)備點位表及地址碼，嚴(yán)格按照點表進行安裝。設(shè)備安裝點根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行定位及安裝加固，例如視頻監(jiān)控點多達400多個監(jiān)控點需采用5.5m伸縮吊桿，在安裝過程中需采用加固、加厚處理，以免后期監(jiān)控畫面有晃動。

數(shù)據(jù)中心高配間及電池室設(shè)備安裝是管控重點，因弱電設(shè)備安裝時高配間及電池室成品設(shè)備已經(jīng)安裝就位，在升降車施工過程中要做好監(jiān)護工作，防止對成品設(shè)備進行碰撞。特別電池室，一旦碰撞很容易爆炸及火災(zāi)。在高配設(shè)備內(nèi)安裝傳感器要嚴(yán)格把控金屬碎屑的產(chǎn)生及掉落，以免引起放炮，造成經(jīng)濟損失。在電池室內(nèi)安裝傳感器要做好金屬碎屑及防電池短路措施。

3.2 綜合布線

橋架施工：生產(chǎn)橋架設(shè)計的原則為所有機房包間都設(shè)計為兩層梯形走線橋架，出機房包間至少有兩條路由。從核心網(wǎng)絡(luò)區(qū)機柜至服務(wù)器機柜應(yīng)有兩條路由，每條路由布線距離不超過100m，不同路由間距不小于10m。

光纖敷設(shè)：園區(qū)外光纖路由應(yīng)具備四路由，至少三路由（任意兩條路由不走同道路，間距大于200m，嚴(yán)禁“三同”，嚴(yán)禁架空）;至少有2個入局點要求分布在園區(qū)的對角點。

園區(qū)內(nèi)樓宇間應(yīng)具備四路由至少兩路由管道（園區(qū)內(nèi)走不同物理路由，且間距大于 50m）連接網(wǎng)絡(luò)核心區(qū)。樓間傳輸管道不少于6根/路由，外徑不小于110mm，管道推薦采用七孔梅花管以提高管道利用率，管道資源需一次到位，并全程做好混凝土包封保護，另需合理設(shè)置管井以便運營維護。

若園區(qū)內(nèi)設(shè)有 2 棟及以上機房樓時，每棟樓應(yīng)設(shè)置兩個網(wǎng)絡(luò)核心區(qū)，每個區(qū)配置與樓間纜數(shù)量匹配的專業(yè)ODF，樓間纜優(yōu)先采用G.652D大芯數(shù)管道型帶狀光纜機房應(yīng)設(shè)置2個運營商接入間，每個運營商接入間配置需要配置4個5KW標(biāo)準(zhǔn)機架和4個0KW無源標(biāo)準(zhǔn)機架及2個專用ODF架。

運營商接入間和網(wǎng)絡(luò)核心需設(shè)置層間纜，運營商接入間ODF需要與本樓內(nèi)核心包間互聯(lián)，互聯(lián)采用光纜交叉全連接，光纜采用束狀光纖144芯G.652D單模[3]。

圖2 數(shù)據(jù)中心D、E運營商與大樓設(shè)備間的界面示意圖

3.3 系統(tǒng)調(diào)試

所有點位均需要按照點位所屬設(shè)備類型，對該點位進行點位ID 標(biāo)記，要求在弱電系統(tǒng)具備時，需同步完成相應(yīng)的點位ID映射工作（在機房上業(yè)務(wù)前或是初驗前需完成點位的映射工作，含集成其它系統(tǒng)的點位）?，F(xiàn)場設(shè)備點匯聚到個專業(yè)軟件，實現(xiàn)設(shè)計及阿里規(guī)格書功能。數(shù)據(jù)中心最重要的是動環(huán)和BA系統(tǒng)，大型數(shù)據(jù)中心都是耗能大戶，這樣能耗的降低都能帶來短期投入長期收益的目標(biāo)。

運行目標(biāo)：1）現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)控服務(wù)器必須具有實時采集監(jiān)控信號/數(shù)據(jù)的能力。所有監(jiān)控數(shù)據(jù)在現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)控服務(wù)器內(nèi)必須完成數(shù)據(jù)分析、處理、存儲、報警輸 出等；2)現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)控服務(wù)器要求具備獨立脫網(wǎng)運行的能力，不依賴于綜合監(jiān)控 管理平臺，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)中斷的情況下，不影響監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行；3)系統(tǒng)需有自診斷功能，保證整個系統(tǒng)的可靠運行，任何硬件設(shè)備故障，有報警提示；4)系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫要求獨立運行；數(shù)據(jù)庫類型為SQL或ORACLE或MongoDB或HIVE；5)電源要求：雙路UPS供電，在每個動環(huán)監(jiān)控弱電柜內(nèi)配置 STS 切換設(shè)備；6)系統(tǒng)使用同一的標(biāo)準(zhǔn)時鐘，除最高管理員外，系統(tǒng)時鐘不可更改; 7)支持遠程IE用戶不小 50個同時訪問[4]。

4 智能化建筑弱電系統(tǒng)建設(shè)質(zhì)量控制措施

4.1 加強綜合布線系統(tǒng)管理

綜合布線系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，以便于系統(tǒng)以后的擴容。今后系統(tǒng)修改和終端設(shè) 備變化時，無需影響終端用戶的使用，只需在配線間進行跳線的管理即可。

綜合布線系統(tǒng)必須為國際著名品牌的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。各種線纜、配線架、模塊 和面板、跳線、連接器等為全系列同一品牌的產(chǎn)品。綜合布線廠商具有ISO9001，ISO14001認(rèn)證，能提供良好的質(zhì)保和培訓(xùn)，整個布線系統(tǒng)在工程驗收后由廠家提供至少20年的系統(tǒng)質(zhì)量保證。

4.2 實現(xiàn)建筑內(nèi)部區(qū)域網(wǎng)一子系統(tǒng)集成

本數(shù)據(jù)中心有四個管理軟件平臺：安防綜合管理系統(tǒng)平臺、動環(huán)及環(huán)境監(jiān)控平臺、暖通設(shè)備監(jiān)控監(jiān)控平臺、網(wǎng)管綜合管理平臺。所建設(shè)的各管理平臺要求無縫兼容并滿足綜合管理平臺硬件接口接入、軟件接口接入、系統(tǒng)集成數(shù)據(jù)接口接入等，實現(xiàn)平臺統(tǒng)一集成，分布式管理。

各平臺都能獨立運行，實現(xiàn)各自的系統(tǒng)功能，建設(shè)各專業(yè)的電子地圖及投屏功能。各系統(tǒng)開放本專業(yè)的系統(tǒng)端口，通過ECC弱電設(shè)備間核心網(wǎng)絡(luò)機柜，打通各軟件的網(wǎng)絡(luò)接口及協(xié)議。

5 結(jié)束語

本文基于阿里巴巴浙江云計算數(shù)據(jù)中心仁和項目弱電系統(tǒng)實施問題，就項目實施過重的全過程展開分析，最終經(jīng)過BIM技術(shù)及精細(xì)化管理制度的應(yīng)用，證明了阿里巴巴浙江云計算數(shù)據(jù)中心仁和項目弱電系統(tǒng)方案有效性+最終結(jié)果，基于此證明了大型數(shù)據(jù)中心弱電系統(tǒng)實施分案的可行性，并提出了項目精細(xì)化管理的建議。綜上所述，本文撰寫取得了在項目技術(shù)團隊的共同努力下，保質(zhì)保量的完成了業(yè)主方的節(jié)點目標(biāo)，贏得了業(yè)主及相關(guān)各方的認(rèn)可。在施工的技術(shù)關(guān)鍵時期，面對施工現(xiàn)場技術(shù)復(fù)雜、設(shè)計變更等諸多不利因素，項目技術(shù)團隊發(fā)揮攻堅不畏的精神，順利實現(xiàn)業(yè)主的節(jié)點計劃。