模塊化數據中心通信電源供電技術分析

過靜芳

（中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引 言

新時代數據中心業務復雜程度與業務難度增加，常規機房與傳統供電技術存在的問題更加明顯，部署不合理對于數據中心模塊化構建會產生嚴重影響，因此必須要結合原有的通信電源供電不足之處來重新規劃、設計數據中心電源管控系統，應用先進技術來提高供電穩定性。通過對通信電源模塊進行靈活、合理配置，完善數據中心電源模塊內部各種結構，構建合理模塊，利用通信電源使各個系統之間的信息得到快速高效耦合，促使數據中心朝著著集約化、智能化的方向發展。

1 模塊化數據中心的結構與組成

數據中心在開展模塊化布置時主要將傳統“固態式”機房當中電源、機架、制冷、電源布線以及智能化設施等系統有效整合，將其放置到一個裝置中，將所有與數據中心有關的機房全部依據規范劃分成為不同模塊。簡單來講，就是將數據中心內部各個機房依據需求劃分成獨立區域，每個機房區域當中都存在一個微模塊，機房內部規模情況、電源配置、網絡系統、負荷以及制冷系統等有著統一的建設標準，設計和規劃相同。不過不同區域存在獨立特征，微模塊、配電、制冷以及模塊系統管控等可有效、獨立進行運轉，快速實現數據中心擴建以及業務靈活運轉、部署的目標[1]。數據中心模塊化建設時對于建筑物性能并沒有較高的要求，一般在明確需要建設的物理建筑之后，可以統一、全面將發電系統、供電系統以及機房內制冷系統等各種基礎設施安裝全面，僅保留機房當中的網絡、水電等接口，后期針對這些接口依據機房模塊部署情況進行配套建設[2]。圖1為模塊化數據機房布置圖。

圖1 模塊化數據機房布置圖

2 模塊化數據中心通信電源供電特征

2.1 部署安全性強

通常情況下在數據中心部署微模塊時，會針對系統進行標準模塊化設計，這不僅能夠增強模塊系統安全性，還能提高系統的穩定性[3]。在針對機房展開模塊化建設之前對自然災害、客觀因素的影響進行考量，進一步提升微模塊機房內部電源的抵抗能力，維護電源穩定性，保證通信系統可以正常工作。數據機房內部配置有功能較為齊全的監控系統，技術人員可規范掌握機房建設情況，在模塊機房原有電源的基礎上提升其防盜能力。

2.2 部署速度相對較快

在規劃和設計微模塊機房時，技術人員要遵循行業標準和原則，依據提前設定的建設內容來選取針對性技術設計電源系統結構。設計設備物理排列形式與微模塊系統時，結合設備和模塊數量、類型進行選擇，安裝操作難度不高[4]。機房當中微模塊在定制之后，依據性能可以批量對其生產，內部大部分都使用標準化、系統化連接配置方式，可進一步提升機房微模塊實際安裝成效。

2.3 綠色節能

在設計和安裝模塊化機房內部基礎設施時，需要充分結合現階段模塊建設要求以及未來數據中心發展需求[5]。新時期構建的數據中心對于電源、冷源以及機架等都有全面考量，分析其與模塊系統的實際匹配程度，減少電源過度配置的問題[6]。此外，微模塊機房大部分都使用列間空調，空調冷氣會直接傳輸給機架熱量較高的位置，這種靠近熱源的制冷方式極大縮短了氣流流通時間，制冷精準程度較高，不僅可以解決局部出現熱點的問題，而且還可提升空調電能使用效率[7]。

2.4 電源運營和管理更加智能

數據中心內部微模塊管理系統和動環系統有著層次性、系統性以及實時性特征，能夠實時進行調整。采取動環系統中的自動存儲性能可精準掌握數據中心內部能源消耗較高的節點，動態采集設備運行數據，實時分析數據情況，可保證節能環保更加精準，以此來降低機房內電能消耗[8]。

3 通信電源供電技術在模塊化數據中心中實際應用和注意事項

3.1 對模塊化數據中心系統進行持續不斷優化

現階段，在通信電源構建時結合數據中心功能來合理對電源進行劃分，保證所有子模塊和設施可以獨立、正常操作，子系統之間不會發生感染情況[9]。但是，在利用通信電源來集成化管控模塊時，需要對機房區域當中電源功率變化情況進行關注[10]。管理人員可在機房當中構建一個智能化、集成化管理體系，統一監控數據中心各個機房，在管理監控系統中融入信息采集、監測數據以及分析環境等功能，利用計算機將分析數據呈現出來。

3.2 把供電形式在數據中心內部進行整合

模塊化數據中心內部各個機房通信電源供電系統有著多樣化特征，需要將不同供電方式有效整合，制定個性化電源供電方案來滿足不同的服務需求。電源不入模塊供電方式的特征就是電源需要單獨設立在機房外統一的供電室當中，利用電源系統和模塊將電能供給機房內部設備，在電源模塊被統一、集中部署之后，電源模塊內部各種供電構架將會得到持續更新，讓供電系統得到全面、優質監管。而電源入機房機柜屬于一種分布式電源供電方式，利用各種措施將電源引入到機房內部機柜當中，運行時電池能夠自動存儲電能，在出現電路故障后電池能夠成為備用電源[11]。

3.3 通信電源在模塊化數據中心構建時需要注意的事項

模塊化數據機房在配置針對性電源系統后對于機房設備要求較高，例如需要有一個良好電磁環境。在構建模塊化機房后，需要使用的模塊較多，不同模塊可能會出現施工重合問題，建設工序較為復雜。此外在建設初期，大量配電系統與制冷系統使用會造成資源浪費，因此需要針對設備和電源做好分組規劃，保證供電和制冷資源能夠得到合理利用。

在改造和優化舊數據中心機房時，一般可以利用密閉熱冷通道來維護機房內部溫度，結合模塊化系統需求選擇密閉熱冷通道方案。利用冷通道散熱方式能夠讓空調所產生的冷源進入到模塊化機房IT設備內部，制冷效果較為優異。傳統機房或較大機房受到空間、設備布局限制，冷通道無法充分滿足設備散熱目的，機房內部仍舊有局部位置存在熱點。這時就可以利用密閉熱通道的微模塊散熱方案，結合模塊化數據機房當中的設備放置情況，將其調整為背對背放置狀態，在機柜當中適當預留端門與天窗，直接將IT設備所散發的熱量輸送到中央空調回風口的內部，讓機房一直維持在一個恒溫狀態。圖2為密閉熱通道平面圖。

圖2 密閉熱通道平面圖

4 結 論

綜上所述，在數據中心構建微模塊機房可充分滿足云計算以及數據中心發展需求，降低服務器部署與擴展難度。結合機房微模塊建設情況，做好通信供電系統構建工作，以此來提升模塊化數據中心實際運行成效。