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[導讀]微模塊數據(ju)中(zhong)心系統(tong)是集成(cheng)化(hua)、產(chan)品化(hua)、模塊化(hua)、標準化(hua)的(de)(de)機柜系統(tong)，它是將傳統(tong)機房的(de)(de)機架、空調、消防、布線(xian)、配電、監控、照明等系統(tong)集成(cheng)為一(yi)體(ti)化(hua)的(de)(de)綜合產(chan)品方案，具有快速、靈活(huo)、簡(jian)便、可預測等顯(xian)而易(yi)見(jian)的(de)(de)優點。

信息通信技術的飛速發展，正在帶動數據中心產業升級。當前，大數據、云計算、物聯網等技術快速興起，數據中心作為信息的重要載體以及互聯網發展的重要基石，其規模日漸壯大。尤其是云計算應用在全球不斷落地，更是對數據中心的發展提出了更高的要求，綠色、節能、模塊化、集約化正在成為數據中心發展的重要方向。對于電信運營商、互聯網廠商等數據中心建設和運營者而言，如何打造面向云計算應用需要的彈性、靈活、易部署、低成本且綠色節能的數據中心成為重要課題。

數(shu)據(ju)(ju)(ju)中(zhong)(zhong)心是云計(ji)算的(de)(de)(de)重要基礎設施。當前(qian)，伴隨著云計(ji)算、大(da)數(shu)據(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)快(kuai)速(su)發展，數(shu)據(ju)(ju)(ju)中(zhong)(zhong)心的(de)(de)(de)發展也呈現出新的(de)(de)(de)趨勢(shi)。在(zai)(zai)綠色、節(jie)能水平不斷(duan)提升的(de)(de)(de)同時，數(shu)據(ju)(ju)(ju)中(zhong)(zhong)心也正(zheng)(zheng)在(zai)(zai)向著集中(zhong)(zhong)化、大(da)型(xing)化、專業(ye)化的(de)(de)(de)方(fang)向演進(jin)。而微模(mo)(mo)塊化數(shu)據(ju)(ju)(ju)中(zhong)(zhong)心，憑(ping)借易部(bu)(bu)署、低成本(ben)、可預測(ce)等諸多優勢(shi)，正(zheng)(zheng)在(zai)(zai)受到電(dian)信運營商(shang)、互聯網廠(chang)商(shang)的(de)(de)(de)青睞(lai)。目前(qian)，我國微模(mo)(mo)塊數(shu)據(ju)(ju)(ju)中(zhong)(zhong)心的(de)(de)(de)部(bu)(bu)署量(liang)正(zheng)(zheng)在(zai)(zai)快(kuai)速(su)提升，如何(he)面向云計(ji)算的(de)(de)(de)發展需要，進(jin)一步推進(jin)微模(mo)(mo)塊數(shu)據(ju)(ju)(ju)中(zhong)(zhong)心發展，未來能夠像“搭積木”一樣簡便地(di)建(jian)設數(shu)據(ju)(ju)(ju)中(zhong)(zhong)心，成為(wei)業(ye)界探(tan)索的(de)(de)(de)重點。

云計算時代，微模塊數據中心優勢顯著

微模(mo)塊(kuai)數據中心(xin)系(xi)統是(shi)集(ji)成化(hua)、產品化(hua)、模(mo)塊(kuai)化(hua)、標準化(hua)的(de)(de)(de)機柜(ju)系(xi)統，它是(shi)將傳統機房的(de)(de)(de)機架、空調、消(xiao)防、布線(xian)、配電、監(jian)控、照明等系(xi)統集(ji)成為(wei)(wei)一體化(hua)的(de)(de)(de)綜合(he)產品方案，具(ju)有快(kuai)速(su)、靈活、簡便、可(ke)預(yu)(yu)測等顯而易見(jian)的(de)(de)(de)優點(dian)。它是(shi)以(yi)若干機架為(wei)(wei)基本單位，包含制(zhi)(zhi)冷模(mo)塊(kuai)、供配電模(mo)塊(kuai)、后備(bei)電源以(yi)及網絡、布線(xian)、監(jian)控、消(xiao)防等在內的(de)(de)(de)獨(du)立的(de)(de)(de)運行單元(yuan)。該模(mo)塊(kuai)全部組件可(ke)在工廠(chang)預(yu)(yu)制(zhi)(zhi)，并可(ke)方便拆卸，快(kuai)速(su)組裝(zhuang)，以(yi)實現系(xi)統的(de)(de)(de)快(kuai)速(su)、靈活部署(shu)，這不僅可(ke)以(yi)大(da)幅降(jiang)低建設成本，而且能夠大(da)幅縮短數據中心(xin)的(de)(de)(de)建設周(zhou)期。

伴隨著數據中心的發展，傳統機房的問題開始凸顯，更加集約、綠色、節能的微模塊數據中心受到青睞。一般而言，傳統數據中心存在以下問題：

1. 投入(ru)大(da)，見效慢，可(ke)擴展性(xing)差。傳統數據(ju)中心基(ji)礎設(she)施設(she)計(ji)容量(liang)一(yi)(yi)步到位而IT負荷(he)逐年增加，數據(ju)中心一(yi)(yi)次性(xing)投入(ru)巨大(da)；大(da)量(liang)投入(ru)多年不能產(chan)生效益(yi)；更為重(zhong)要的是(shi)傳統機房可(ke)擴展性(xing)差。

2. 建設與業務脫節。傳統數據中心建設周期長，跟不上業務發展速度，機房建設時間少則半年，多則2年。

3. 能(neng)耗高。傳統(tong)機房能(neng)耗大，能(neng)源利用(yong)率低，房間級制(zhi)冷，大量無效空(kong)間浪費(fei)了冷量；冷流短路，降低了制(zhi)冷效率；國內大部分數據(ju)中心的PUE值在2.6以上。

4. 機房利用率低。單位建筑面積承載的計算能力有限，基礎建設投入利用率不高；機柜功率容量低，無法放置高密度服務器；傳統數據中心單機柜功率不到2kW；資產管理難，數以萬計的IT資產連盤點都是難題，更不清楚什么設備在什么位置；資產人工盤點，開銷大、效率低、易出錯。

5. IT設備空轉(zhuan)(zhuan)。經過(guo)一段時(shi)間運行(xing)的傳統(tong)數據中心(xin)存(cun)在大量幽靈（空轉(zhuan)(zhuan)）服務(wu)器(qi)，數量可達15%以(yi)上。浪費(fei)能(neng)源(yuan)，浪費(fei)機房容量。

6. 設備部署或變更難、設計容量浪費。一次規模部署或變更，事前花大量人力確定方案；錯誤的部署或變更有可能引發事故；非智能設備部署導致設計容量浪費。

與傳統機房相比，微(wei)模塊數據中心具(ju)有(you)簡單、可預測、節能三(san)大顯著特點，同時還能夠顯著降低總擁(yong)有(you)成本（TCO），易于(yu)部(bu)署(shu)，且(qie)能夠快速響應用戶的(de)需(xu)求（見上表）。

1. 簡單。模塊化結構在工廠經過預設計和調試，在現場可以簡單部署，所需要的建設規模小和復雜程度低。由于設計時預留了供配電接口、制冷接口、網絡接口等，因此可以做到即插即用，這種預生產、標準化、外觀統一便于客戶采購、部署和調試。

2. 可預測。模(mo)塊(kuai)化(hua)結構可以(yi)強化(hua)數據中(zhong)心建(jian)設(she)的可預測性，大大降(jiang)低了數據中(zhong)心建(jian)設(she)中(zhong)的風險。由于模(mo)塊(kuai)化(hua)結構是預設(she)計、預測試(shi)、預安裝的系統，預先要(yao)經過工(gong)廠驗證(zheng)，預先調試(shi)到其最佳性能，因此(ci)具有很好(hao)的質量(liang)保障(zhang)，而且交(jiao)付期也非(fei)常短（一般為(wei)7~8周(zhou)）。

3. 節能。傳統數據中心的PUE值一般都在2.0以上，而模塊化數據中心的PUE值可以達到1.8以下（水冷方式則可以到1.5以下），微模塊數據中心相比傳統數據中心每年可以節約20%以上的電費。

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五(wu)大關(guan)鍵系(xi)統，構(gou)建微(wei)模塊數(shu)據中心

從微模塊數據中心的整體組成上看，主要由底座、服務器機柜、電源柜、電池柜、列間空調、天窗、頂部線槽和端門等部件組成。從系統來看，可劃分為結構系統、供配電系統、制冷系統、消防系統、監控系統、綜合布線系統等子系統。

結構系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)采(cai)(cai)(cai)用雙排機(ji)(ji)(ji)柜(ju)冷(leng)通道(dao)密封形式，提(ti)(ti)(ti)供(gong)1.2m寬的冷(leng)通道(dao)空間；采(cai)(cai)(cai)用若干定制機(ji)(ji)(ji)柜(ju)，單(dan)機(ji)(ji)(ji)柜(ju)提(ti)(ti)(ti)供(gong)42U安裝(zhuang)空間，單(dan)機(ji)(ji)(ji)柜(ju)可分(fen)別提(ti)(ti)(ti)供(gong)3kW功(gong)率支持。供(gong)配電系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)采(cai)(cai)(cai)用雙路市電輸入(ru)方案，對于服(fu)務器機(ji)(ji)(ji)柜(ju)內的IT負載，提(ti)(ti)(ti)供(gong)雙UPS電源供(gong)電。制冷(leng)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)采(cai)(cai)(cai)用列(lie)間精(jing)密空調(diao)，靠(kao)近(jin)機(ji)(ji)(ji)柜(ju)設備進行制冷(leng)。消(xiao)防系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)主要由煙感、天窗磁力(li)鎖和(he)消(xiao)防門禁(jin)控(kong)制箱等(deng)組成(cheng)，需要依(yi)賴(lai)于數據(ju)中(zhong)心機(ji)(ji)(ji)房內已(yi)有的消(xiao)防系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)完成(cheng)消(xiao)防滅火動(dong)作。綜合(he)布線(xian)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)采(cai)(cai)(cai)用機(ji)(ji)(ji)柜(ju)上走線(xian)，實(shi)現(xian)強弱電分(fen)離。監控(kong)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)實(shi)現(xian)動(dong)環監控(kong)、動(dong)態能耗顯(xian)示、資產自動(dong)檢測(ce)、實(shi)時容量檢測(ce)等(deng)多種功(gong)能，并與上層云管理服(fu)務系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)智能聯動(dong)。同(tong)時提(ti)(ti)(ti)供(gong)門禁(jin)、紅外入(ru)侵、視(shi)頻監控(kong)、水浸、機(ji)(ji)(ji)柜(ju)門磁、聲光(guang)報警(jing)、煙感等(deng)全面保護。

微模塊電氣系統——為了保證微模塊的高可用性，配電系統采用雙路市電輸入方案，經ATS自動切換后到UPS，再經過UPS后到IT機柜；另直接引一路市電直接到IT機柜。為了保證微模塊的高可用性和高節能性，不間斷電源模塊化UPS配置。為了保證監控系統及安防、消防系統各種傳感器不間斷工作，可單獨配備一臺小型UPS為其供電。精密配電柜系統配備智能電量儀，將采集的運行數據（包括但不限于總電壓、總電流、總功率、用電量、功率因數、諧波、各支路電壓、各支路電流、告警信息等）納入監控系統。

微(wei)模(mo)塊制(zhi)冷(leng)系統——微(wei)模(mo)塊內(nei)，空調(diao)同(tong)微(wei)模(mo)塊結構系統、電(dian)源柜以及UPS柜共(gong)同(tong)組成密(mi)閉(bi)的冷(leng)通道，實(shi)現冷(leng)熱空氣隔離，微(wei)模(mo)塊采用(yong)水平送風的列(lie)間空調(diao)進行(xing)制(zhi)冷(leng)。列(lie)間空調(diao)采用(yong)前部雙(shuang)側送風，正面送風方(fang)向(xiang) 面向(xiang)未來(lai)

微模塊數據中心持續演進

當前(qian)，政(zheng)企市場正在快步進入云(yun)計(ji)算(suan)(suan)時代，一方(fang)面越來越多的中(zhong)(zhong)小企業從(cong)(cong)自建(jian)小微(wei)數據(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)轉而向(xiang)成熟(shu)的云(yun)計(ji)算(suan)(suan)服(fu)務(wu)(wu)提供商購(gou)買云(yun)服(fu)務(wu)(wu)；另一方(fang)面，政(zheng)府(fu)也開始(shi)嘗試與專業IT廠商合(he)作(zuo)建(jian)立市級(ji)、省(sheng)級(ji)的云(yun)計(ji)算(suan)(suan)數據(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)，為(wei)二級(ji)單位提供云(yun)服(fu)務(wu)(wu)，云(yun)計(ji)算(suan)(suan)已經從(cong)(cong)前(qian)幾年的概(gai)念炒(chao)作(zuo)發展到今(jin)天在政(zheng)企市場中(zhong)(zhong)實(shi)用的階段(duan)。

可以預見，數據中心作為支撐云計算服務的基礎單元，隨著云計算的快速發展，勢必會呈現集中化、大型化、專業化的趨勢，微模塊數據中心正是在這種背景下出現的一種新型數據中心部署形式。

云(yun)計算的(de)(de)(de)(de)重要特(te)征(zheng)之(zhi)一就是彈性擴容(rong)，而實現數(shu)據(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)的(de)(de)(de)(de)彈性化部署則是其中(zhong)(zhong)尤為重要的(de)(de)(de)(de)一環。IT界的(de)(de)(de)(de)新技(ji)術往往最早出自(zi)更具創新力的(de)(de)(de)(de)互聯網企業，在建設(she)彈性數(shu)據(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)的(de)(de)(de)(de)探(tan)索(suo)中(zhong)(zhong)，由于(yu)對數(shu)據(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)的(de)(de)(de)(de)需求量更大，規(gui)模(mo)更集中(zhong)(zhong)，又(you)更加看重成本，國(guo)內外的(de)(de)(de)(de)大型互聯網企業又(you)一次走(zou)在了(le)行業的(de)(de)(de)(de)前(qian)列。以Google的(de)(de)(de)(de)比利時數(shu)據(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)為例，配(pei)電(dian)和制冷分別位于(yu)機房兩(liang)側(ce)，采用(yong)類似集裝箱的(de)(de)(de)(de)模(mo)塊(kuai)(kuai)化單元，機房內部也采用(yong)了(le)冷、熱通道隔離的(de)(de)(de)(de)微模(mo)塊(kuai)(kuai)單元，實現了(le)真正的(de)(de)(de)(de)模(mo)塊(kuai)(kuai)化數(shu)據(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)。但國(guo)外的(de)(de)(de)(de)成功(gong)經(jing)驗并不一定(ding)適用(yong)于(yu)我(wo)國(guo)，在土地資源尤其緊張的(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)國(guo)，容(rong)積率超(chao)低的(de)(de)(de)(de)單層廠房式數(shu)據(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)無(wu)疑是奢(she)侈(chi)的(de)(de)(de)(de)，所以更加適合多(duo)層數(shu)據(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)的(de)(de)(de)(de)室(shi)內微模(mo)塊(kuai)(kuai)正在成為國(guo)內彈性數(shu)據(ju)中(zhong)(zhong)心(xin)探(tan)索(suo)的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要方向(xiang)。

總工點評：

作為開展(zhan)相關(guan)多元化(hua)經營的大型(xing)甲級設計單位，江蘇院(yuan)也(ye)在密(mi)切關(guan)注(zhu)、研究和實施(shi)微模(mo)塊數據中(zhong)心(xin)，就像建筑工業(ye)化(hua)是建筑行業(ye)的未(wei)來(lai)一樣，模(mo)塊化(hua)也(ye)是數據中(zhong)心(xin)發展(zhan)到中(zhong)后期的必(bi)然趨勢(shi)。

數據中心模塊化從基礎設施上可分為集團級、園區級、建筑級、機房級、機架級到機框級六個層次，微模塊屬于機房級模塊化層，微模塊是中國傳統建筑數據中心與西方倉儲式數據中心的折中，為通信設計領域提供了機遇與挑戰。江蘇院一直致力于數據中心技術變革的研發與應用，數據中心作為未來SDN/NFV、信息化、大數據、云計算、物聯網、廣泛連接的節點型基礎設施，其軟硬件技術的變革也影響著數字地產、電信業改革、云計算產業、數字服務業、“互聯網+”的進一步健康發展。

——江蘇(su)省郵電(dian)規劃設(she)計院總工程師袁源(yuan)

文章編輯：CobiNet(寧波)  
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