傳統老舊機房的DC化改造方案探討

李輝艷

（中國通信集團北京有限公司，北京 100000）

0 引 言

隨著基礎電信業務增長趨緩，大數據及物聯網等增值業務爆發式增長，SDN和NFV技術日趨成熟，中國移動在新形勢下相繼提出了網絡重構的相關部署計劃。機房數據中心（Data Center，DC）化改造是實現未來網絡可持續性發展的關鍵一步。一方面，傳統語音業務的萎縮及光進銅退等技術的演進，使大量通信機房內基礎設施及其他配套出現閑置；另一方面，隨著大數據、智慧城市、物聯網等技術的發展產生了大量的云計算等其他相關業務。同時未來DC化機房需承載未來高密度、通用化、虛擬化的計算、存儲和網絡資源，對運營商現有機房提出了巨大的挑戰[1]。

隨著中國移動網絡轉型從傳統以行政區域分層為導向的組網轉向以DC為核心組網的趨勢演進，為配合核心機樓DC化的發展，進一步規范北京移動機房基礎設施工程配置與建設、保障安全運行，提高裝機效率，降低機房能耗，2019年北京移動針對老舊機房進行DC化改造，機房采用智能微模塊整體解決方案進行建設，具有建設周期短、使用靈活、綠色節能、安全高效、智能運維等特點[2]。

1 改造方案

1.1 項目概況

為滿足2019年某移動公司DC業務發展的需要，擬對部分機房進行DC化改造，該機房將改造成DNS核心節點、內容網絡核心節點、5G試驗網節點等為承載重點的DC機房。具體建設內容如表1，表2所示。

表1 項目概況

表2 工程主要包含內容

如圖1所示為該機房的設計平面圖。

圖1 DC機房設計圖

根據業務需求，改造具體配置如下文所述。

（1）800 mm寬網絡機柜8架，其他為600 mm寬網絡機柜。

（2）直流網絡機柜23架（ODF/IODF架在業務項目中解決）。綜合考慮調研后交流設備由智能母線槽方式供電，直流設備采用列頭柜方式供電。

（3）機柜擺放：正面維護凈間距不低于1 200 mm，背面維護凈間距不低于1 200 mm。

（4）機房主通道不低于為1 500 mm寬，次通道為1 000 mm寬，雙層走線架，上層鋪設電力電纜，下層鋪設信號線。

（5）地面上安裝250 mm高的架空地板供空調管路使用。

（6）機柜排列面對面、背對背，冷熱通道嚴格隔離。機架內未安裝設備的位置安裝了擋風盲板。機柜采用冷池封閉方式，空調采用N+1冗余行級空調[3]。

（7）該DC機房定義為A級機房，交流供電采用雙路UPS模式，直流供電采用-48 V模式，空調末端用電采用UPS+市電混供的模式。

（8）該DC機房采用智能照明，照度標準設計值500lx，LPD（照明功率密度值）≤15 W/m2，機架照明光源采用高效節能光源。

（9）每個封閉通道內放置2個半球視頻監控攝像頭。

土建部分配置如下文所述。

（1）機房設計的荷載要求為6.5 kN/m2，而本項目建設機柜對機房荷載要求為7.9 kN/m2，故需要對機房地面進行加固或機柜下安裝散力架，滿足設備需求。

（2）機房內鋪設防靜電地板，高度為250 mm，滿足機房防靜電要求，配備地板支撐角鋼。

（3）按照機房防塵要求，地面涂刷防塵漆，主要涂刷地固兩邊，完成頂面鏟除及乳膠漆涂刷工作。

（4）安裝甲級鋼制防火門，保障機房消防安全，有效防止火災和煙霧蔓延。

（5）綜合考慮機房面積及布局情況，合理安裝智能照明燈具及相關吊件。

（6）機房標準不低于GB 50174—2017數據中心設計規范中A類機房要求。

1.2 應用亮點

北京公司對具備改造條件的機房進行了DC化改造。改造后的機房采用智能微模塊整體解決方案進行建設，具有建設周期短、使用靈活、綠色節能、安全高效、智能運維等特點。該機房面積432 m2，設計標準機架125架，每個機架5 kW，每個機架可安裝15個2U服務器。該機房采用如下新技術。

（1）綠色節能

a.機房照明采用“人來燈亮，人走燈滅”智能化照明方案，節約了能源。

b.機柜采用冷熱通道隔離，機架內未安裝設備處安裝了擋風盲板，優化了氣流組織，提高了能效比，降低了機房PUE值。

c.空調電源采用市電主用、不間斷電源備用的方案，一方面確保供電制冷高可靠性，另一方面減少了電力損耗，節約了電費。制冷采用新型空調末端，更靠近設備，提高了換熱效率及能效比。

d.交流用電設備采用智能母線技術，使本機房的裝機數量增加了8個。

（2）安全高效

微模塊供電采用UPS加智能小母線的方式。UPS采用2N的供電方案安全性高，任意UPS系統故障不會影響設備供電；智能小母線具有結構簡單，安全性高的特點，相比傳統供電方案更加高效安全。微模塊自帶門禁及安防攝像頭，可通過門禁授權管理人員進出及回放錄像，最大限度保障設備安全。

（3）智能運維

a.微模塊采用了iPower智能供配電管理，能完整地展示出整個供電鏈路（供電鏈路可視），某個設備供電故障，可以在供電鏈路中直接定位故障位置，同時能對告警進行智能分析，篩選出真正的根因告警，大大降低了運維人員進行故障定位的時間，iPower還集成了支路溫度在線監測的功能，能夠實時檢測每一個支路端子的溫度，在端子溫度過高時發出告警，并可以設置智能切斷，避免因高溫導致設備故障和業務中斷[4]。

b.iManager U位資產管理功能，能夠自動檢測資產狀態，生成資產報表，做到資產全生命周期的智能管理，在資產上架時，iManager還能根據配電、制冷、空間容量等因素，智能推薦最佳位置（展示資產上下架過程）。iManager智能營維管理可以做到容量可視，包括配電容量，制冷容量和機柜空間容量。

（4）機器人巡檢

為貫徹公司融智工作要求，降本增效，中國通信集團北京有限公司探索引進智能機器人來代替現有的人工巡檢工作。如圖2所示為該機房中采用的巡檢機器人，機器人基于無軌自然導航技術，無需對機房進行針對性改造；搭載激光雷達、視覺傳感器，能夠智能識別障礙物，主動停駛和繞障；通過預先自定義巡檢任務，可以實現自動巡檢，同時能夠自主充電，自身電量低于一定閾值，就自動返回充電樁位置充電，從而保證了7×24全天候工作。

圖2 巡檢機器人

目前能夠通過機器人執行的工作主要是3部分內容：

a.機房環境巡檢（如溫濕度、異常物體發現）。

b.設備狀態巡檢（基于圖像識別的設備狀態燈識別）。

c.資產/資源盤點。融合機器人和圖像識別，實現資產自動盤點，代替人工方式，解放人力的同時，能夠提高巡檢頻率和準確度。盤點頻率由原來的至多每個月一次提升到現在的每天都至少一次，大大提高了資源信息準確性，提升了資產變動的及時發現能力。

（5）智能門禁

機房入室采用智能刷臉系統，通過學習、考試的方式對擬進入機房的人員進行考核授權。同時，為了及時發現以尾隨等非正常手段進入機房的情況，在機房入口正上方部署了人臉抓拍攝像機，一旦發現非授權人員進入，會產生告警，通知管理維護人員。通過兩道防線，在提升入室門禁智能化水平的同時，保證了安全可靠性[5]。

進入機房，在人員工作完畢出機房的時候，同樣需要進行人臉識別，通過雙向門禁，能夠完成記錄同一人進、出機房的時間。當然，這里不僅僅是記錄，通過后臺的分析比對，能發現此人進出機房時間是否在授權時間段之內、是否超出申請時間出機房、是否只有進沒有出等，并對這些情況進行記錄告警。

2 結 論

綜上所述，傳統老舊機房在進行DC化改造時可利用原來機房的優勢，在此基礎上增加節能創新亮點。本次老舊機房改造項目，應用了綠色節能、安全高效、智能運維等新型節能措施，進一步響應了降本增效的號召。