1．前言

首先我們來(lái)看幾個(gè)數(shù)據(jù)，1）根據(jù)Gartner的報(bào)告，全球二氧化碳排放中有2%是由IT活動(dòng)造成的。2）根據(jù)美國(guó)環(huán)保署（EPA）的報(bào)告，2006年全美數(shù)據(jù)中心消耗電力占總消耗的1.5%，3）2007年歐洲數(shù)據(jù)中心的電能消耗是57T千瓦時(shí)。所以數(shù)據(jù)中心的能源消耗已經(jīng)是一個(gè)日益突出的問(wèn)題。而且現(xiàn)在大眾對(duì)數(shù)據(jù)流量的需求仍在不斷加大，如視頻，搜索服務(wù)，還有金融活動(dòng)的電子化等活動(dòng)都迫使服務(wù)商提供更高的帶寬，更快的處理速度和更大的存儲(chǔ)容量。這更加推動(dòng)了現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心的擴(kuò)容和新數(shù)據(jù)中心的需求和建設(shè)。所以建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心，降低數(shù)據(jù)中心的單位能耗已經(jīng)是迫在眉睫。

綜合布線作為通訊系統(tǒng)的基礎(chǔ)也是數(shù)據(jù)中心的一個(gè)重要組成部分，綜合布線的綠色環(huán)保也發(fā)揮著自己的作用。比如GreenGrid組織中就有很多的綜合布線企業(yè)。LEED規(guī)范中第二十七章也規(guī)定了綜合布線系統(tǒng)所使用的材料要求和設(shè)計(jì)要求。綜合布線系統(tǒng)的綠色環(huán)?？梢苑譃閮蓚€(gè)方面，一，材料本身的要求，二，通過(guò)對(duì)各個(gè)方面的節(jié)約，降低整個(gè)大系統(tǒng)的消耗和排放。

2．綜合布線系統(tǒng)的材料

數(shù)據(jù)中心的綜合布線目前不外乎銅纜和光纖，銅纜有雙絞線和同軸，銅纜一般由銅芯，護(hù)套等部件組成，所以在材料方面不含鉛等重金屬和鹵素等是最基本的要求，像ROHS規(guī)范就對(duì)材料的成分作出了要求。還有數(shù)據(jù)中心必然會(huì)大量使用的光纖。光纖本身在材料方面可以說(shuō)是非常環(huán)保的，但是必須要注意光纖護(hù)套的材料，和銅纜的護(hù)套材料一樣必須達(dá)到ROHS的要求。

3．網(wǎng)絡(luò)傳輸速度與節(jié)約資源

首先，數(shù)據(jù)中心有大量的服務(wù)器，交換機(jī)等有源設(shè)備，單位面積的能耗非常大，一般在普通建筑的10-15倍，將來(lái)最高可能會(huì)到100倍之多。所以散熱要求非常高，冷熱通道的設(shè)計(jì)也直接影響到數(shù)據(jù)中心的能源利用率。設(shè)計(jì)冷熱通道的時(shí)候肯定阻礙是越少越好，盡量減少氣流的阻滯，增強(qiáng)冷卻的效果。但因?yàn)閿?shù)據(jù)中心必須采用有線系統(tǒng)做通訊基礎(chǔ)，所以綜合布線如何能夠盡可能的減少對(duì)散熱的影響，是綜合布線系統(tǒng)首先要考慮的問(wèn)題。

網(wǎng)絡(luò)速度的提升能夠提高資源的利用率?？梢詮膬蓚€(gè)方面來(lái)考慮，首先是更快的傳輸速度可以簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)。減少布線系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備占用的空間。比如從1000Base-T升級(jí)到10GBase-T，傳輸線纜的尺寸僅僅增加15%,但是傳輸速率快了10倍。因?yàn)閿?shù)據(jù)中心的流量特別大，有的在運(yùn)營(yíng)初期就達(dá)到了極限流量。像目前阿姆斯特丹和東京互聯(lián)網(wǎng)核心交換節(jié)點(diǎn)的流量已經(jīng)突破600Gbps,所以數(shù)據(jù)中心對(duì)傳輸速率要求極高，始終走在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的最前沿，新技術(shù)也往往最早得到應(yīng)用。

核心交換機(jī)采用100G，匯聚采用10G交換，底層采用1000M

核心交換采用10G，匯聚與底層采用1000M

從上面的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵?duì)比可以看到，在支持相同數(shù)量的終端用戶和終端網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的同時(shí)，核心網(wǎng)絡(luò)采用更高的傳輸速率能夠減少連接的數(shù)量和交換機(jī)數(shù)量。提高空間利用率和降低能耗。同時(shí)也能減少網(wǎng)絡(luò)初期建設(shè)的整體成本。

有一個(gè)指標(biāo)用來(lái)衡量傳輸速率與能耗的關(guān)系：Power/Gbps,就是每Gbps的流量所消耗的能量。網(wǎng)絡(luò)交換的能耗效率直接可以從這個(gè)指標(biāo)中反映出來(lái)。網(wǎng)絡(luò)速度的提升的另一個(gè)效果是能夠降低單位Gbps的能耗。

從上面的圖表可以看出，無(wú)論是光纖傳輸還是雙絞線傳輸?shù)娜f(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)，單位Gbps功耗都大大低于千兆網(wǎng)絡(luò)。所以采用更高的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度不但能夠節(jié)約空間，也能夠大量節(jié)省能耗。所以建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心必須采用高速率的網(wǎng)絡(luò)傳輸。目前更快的下一代網(wǎng)絡(luò)正在討論當(dāng)中，希望明年能夠出臺(tái)40G與100G的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，目前已經(jīng)有交換機(jī)廠家的背板能夠支持100G的交換?？臻g利用率和單位能耗更優(yōu)于目前的10G網(wǎng)絡(luò)。

所以目前數(shù)據(jù)中心綜合布線優(yōu)選應(yīng)該是支持萬(wàn)兆系統(tǒng)的6A類雙絞線和OM3光纜，同時(shí)考慮服務(wù)于下一代網(wǎng)絡(luò)。

4．光纖與銅纜

目前的數(shù)據(jù)中心綜合布線大量采用光纖與銅纜，銅纜中目前常用的是雙絞線。采用相同的傳輸速率，從節(jié)約空間和能耗的角度來(lái)看，哪個(gè)選擇更好呢？。

最近筆者遇到一個(gè)項(xiàng)目，項(xiàng)目采用24口角型配線架，1個(gè)42U的機(jī)柜安放了40個(gè)1U角型配線架，全部滿配，共40*24=960根線纜，每根線纜直徑7mm,600*300的橋架占用率在30%左右。如果采用144芯預(yù)連接室內(nèi)光纜，只需要14根。只有不到0.4%的占用率,節(jié)省了99%的空間。所以光纖能夠顯著的節(jié)約空間。減少占用空間對(duì)散熱系統(tǒng)的影響。

再來(lái)看能耗方面。綜合布線是無(wú)源系統(tǒng)，本身不消耗能量，但是綜合布線系統(tǒng)僅僅是基礎(chǔ)，傳輸信息必須要通過(guò)收發(fā)器，采用不同的傳輸介質(zhì)，直接影響到收發(fā)器的能耗。

從上面的圖表可以看出，光纖在傳輸距離和功耗上都優(yōu)于銅纜。不要小看這么幾瓦的差距。我們來(lái)做個(gè)計(jì)算。說(shuō)到綠色，碳排放是一個(gè)重要的指標(biāo)。EPA指出，1KWh等于0.73公斤的CO2排放。假設(shè)數(shù)據(jù)中心的PUE在2.8，那么24個(gè)(1個(gè)配線架)10GBase-T端口1年產(chǎn)生的碳排放大約是2.2噸，的這個(gè)是什么概念呢？我們知道1公升汽油燃燒大約能產(chǎn)生2.26公斤的CO2排放,2.2頓大約相當(dāng)于970升汽油，可以夠一輛普通小汽車開1萬(wàn)公里左右。想必而言基于光纖的10GBase-SR節(jié)省了85%左右的能耗。差不多減少了1.8噸/年的碳排放。

所以無(wú)論是能耗還是空間占用率和對(duì)散熱的影響，光纖都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。綠色數(shù)據(jù)中心的布線應(yīng)該更多的考慮采用光纖布線而不是銅纜。

5 . 預(yù)連接光纜，MPO與下一代網(wǎng)絡(luò)

預(yù)連接光纜就是在現(xiàn)有的普通光纜的基礎(chǔ)上，由廠家在產(chǎn)品出廠前就根據(jù)客戶的要求在光纖的兩端預(yù)先安裝好客戶需要的各種形式的連接器，同時(shí)增加高強(qiáng)度的保護(hù)附件。預(yù)連接系統(tǒng)的第一個(gè)好處是能夠大量節(jié)約時(shí)間，減少數(shù)據(jù)中心的部署時(shí)間。下圖做了一個(gè)預(yù)連接和熔接的對(duì)比。預(yù)連接比熔接節(jié)約了80%以上的時(shí)間。預(yù)連接的另一個(gè)好處是節(jié)約材料，工廠根據(jù)客戶的實(shí)際情況定制長(zhǎng)度，避免了現(xiàn)場(chǎng)安裝造成的浪費(fèi)。

MPO連接器是一種多芯的光纖連接器，像IEC61754-7，TIA/EIA568C.3等標(biāo)準(zhǔn)中都有MPO連接器的規(guī)定。MPO最近幾年也廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心采用MPO的好處在于密度特別高，至少是普通LC連接器的3倍以上。

預(yù)連接加MPO的方案最大的好處是考慮了將來(lái)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，避免了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備升級(jí)時(shí)原有布線系統(tǒng)無(wú)法使用的情況。一般來(lái)講數(shù)據(jù)中心里的綜合布線系統(tǒng)的壽命至少在10-15年，但是一來(lái)交換機(jī)的壽命沒有那么長(zhǎng)，其次隨著流量需求的不斷加大，經(jīng)常需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)。所以為了能夠盡量的節(jié)約材料，減少浪費(fèi)，就需要對(duì)綜合布線系統(tǒng)留有一定的余量，否則將來(lái)的升級(jí)就沒有了空間，目前我們的系統(tǒng)已經(jīng)在萬(wàn)兆了，那下一代會(huì)是什么樣子呢？目前來(lái)看，下一代網(wǎng)絡(luò)將是40G或者100G的傳輸速度，這樣高的傳輸速度如果使用銅纜已經(jīng)非常不經(jīng)濟(jì)了，比如100GBase-CX10銅纜傳輸只能支持10米的距離，并且功耗高達(dá)50W。所以下一代網(wǎng)絡(luò)將是光纖的世界。但是目前的OM3僅能支持EMB2000Mhz·KM,更先進(jìn)的OM4也只有4700M·KM，不可能將網(wǎng)速提高10倍。所以目前來(lái)看，下一代40G/100G網(wǎng)絡(luò)將是并行系統(tǒng)。比如1個(gè)100G的雙工鏈路就需要24根光纖。

100G Base的傳輸

所以就必須采用內(nèi)含多芯光纖的MPO型連接器，同時(shí)必須采用預(yù)連接的方式，傳統(tǒng)的熔接方式將成為不可能的任務(wù)。

如果現(xiàn)在新建的數(shù)據(jù)中心，仍然采用熔接或者預(yù)連接普通LC連接器的方式，那將來(lái)升級(jí)的時(shí)候就面臨要么將原來(lái)的布線完全廢棄掉，要么采用分支盒將原來(lái)的連接器轉(zhuǎn)換成MPO，但這樣的方法一是增加了鏈路衰減，二來(lái)需要空間來(lái)安裝分支盒，帶來(lái)更多的問(wèn)題。

所以綠色數(shù)據(jù)中心的布線為了考慮將來(lái)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，減少材料方面的浪費(fèi)，應(yīng)該是預(yù)連接系統(tǒng)加MPO型連接器，即滿足現(xiàn)有的需求，量體裁衣，節(jié)約時(shí)間和布線材料。同時(shí)又保留了升級(jí)未來(lái)更高級(jí)網(wǎng)絡(luò)的能力。

下一代數(shù)據(jù)中心必然是綠色數(shù)據(jù)中心，降低能耗將始終被放在非常重要的位置上。綜合布線做雖然作為無(wú)源系統(tǒng)，但是并不意味著不需要重視。作為網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，良好設(shè)計(jì)的綜合布線系統(tǒng)顯然能夠降低數(shù)據(jù)中心的能耗并為將來(lái)的升級(jí)和擴(kuò)容打下良好的基礎(chǔ)。同時(shí)卻不會(huì)帶來(lái)明顯的成本增加。

為了可持續(xù)性發(fā)展，為了給我們的子孫后代留下一個(gè)美好的地球。我們必須從所有的方面一起努力。