传统老旧机房的DC化改造方案探讨

李辉艳

（中国通信集团北京有限公司，北京 100000）

0 引 言

随着基础电信业务增长趋缓，大数据及物联网等增值业务爆发式增长，SDN和NFV技术日趋成熟，中国移动在新形势下相继提出了网络重构的相关部署计划。机房数据中心（Data Center，DC）化改造是实现未来网络可持续性发展的关键一步。一方面，传统语音业务的萎缩及光进铜退等技术的演进，使大量通信机房内基础设施及其他配套出现闲置；另一方面，随着大数据、智慧城市、物联网等技术的发展产生了大量的云计算等其他相关业务。同时未来DC化机房需承载未来高密度、通用化、虚拟化的计算、存储和网络资源，对运营商现有机房提出了巨大的挑战[1]。

随着中国移动网络转型从传统以行政区域分层为导向的组网转向以DC为核心组网的趋势演进，为配合核心机楼DC化的发展，进一步规范北京移动机房基础设施工程配置与建设、保障安全运行，提高装机效率，降低机房能耗，2019年北京移动针对老旧机房进行DC化改造，机房采用智能微模块整体解决方案进行建设，具有建设周期短、使用灵活、绿色节能、安全高效、智能运维等特点[2]。

1 改造方案

1.1 项目概况

为满足2019年某移动公司DC业务发展的需要，拟对部分机房进行DC化改造，该机房将改造成DNS核心节点、内容网络核心节点、5G试验网节点等为承载重点的DC机房。具体建设内容如表1，表2所示。

表1 项目概况

表2 工程主要包含内容

如图1所示为该机房的设计平面图。

图1 DC机房设计图

根据业务需求，改造具体配置如下文所述。

（1）800 mm宽网络机柜8架，其他为600 mm宽网络机柜。

（2）直流网络机柜23架（ODF/IODF架在业务项目中解决）。综合考虑调研后交流设备由智能母线槽方式供电，直流设备采用列头柜方式供电。

（3）机柜摆放：正面维护净间距不低于1 200 mm，背面维护净间距不低于1 200 mm。

（4）机房主通道不低于为1 500 mm宽，次通道为1 000 mm宽，双层走线架，上层铺设电力电缆，下层铺设信号线。

（5）地面上安装250 mm高的架空地板供空调管路使用。

（6）机柜排列面对面、背对背，冷热通道严格隔离。机架内未安装设备的位置安装了挡风盲板。机柜采用冷池封闭方式，空调采用N+1冗余行级空调[3]。

（7）该DC机房定义为A级机房，交流供电采用双路UPS模式，直流供电采用-48 V模式，空调末端用电采用UPS+市电混供的模式。

（8）该DC机房采用智能照明，照度标准设计值500lx，LPD（照明功率密度值）≤15 W/m2，机架照明光源采用高效节能光源。

（9）每个封闭通道内放置2个半球视频监控摄像头。

土建部分配置如下文所述。

（1）机房设计的荷载要求为6.5 kN/m2，而本项目建设机柜对机房荷载要求为7.9 kN/m2，故需要对机房地面进行加固或机柜下安装散力架，满足设备需求。

（2）机房内铺设防静电地板，高度为250 mm，满足机房防静电要求，配备地板支撑角钢。

（3）按照机房防尘要求，地面涂刷防尘漆，主要涂刷地固两边，完成顶面铲除及乳胶漆涂刷工作。

（4）安装甲级钢制防火门，保障机房消防安全，有效防止火灾和烟雾蔓延。

（5）综合考虑机房面积及布局情况，合理安装智能照明灯具及相关吊件。

（6）机房标准不低于GB 50174—2017数据中心设计规范中A类机房要求。

1.2 应用亮点

北京公司对具备改造条件的机房进行了DC化改造。改造后的机房采用智能微模块整体解决方案进行建设，具有建设周期短、使用灵活、绿色节能、安全高效、智能运维等特点。该机房面积432 m2，设计标准机架125架，每个机架5 kW，每个机架可安装15个2U服务器。该机房采用如下新技术。

（1）绿色节能

a.机房照明采用“人来灯亮，人走灯灭”智能化照明方案，节约了能源。

b.机柜采用冷热通道隔离，机架内未安装设备处安装了挡风盲板，优化了气流组织，提高了能效比，降低了机房PUE值。

c.空调电源采用市电主用、不间断电源备用的方案，一方面确保供电制冷高可靠性，另一方面减少了电力损耗，节约了电费。制冷采用新型空调末端，更靠近设备，提高了换热效率及能效比。

d.交流用电设备采用智能母线技术，使本机房的装机数量增加了8个。

（2）安全高效

微模块供电采用UPS加智能小母线的方式。UPS采用2N的供电方案安全性高，任意UPS系统故障不会影响设备供电；智能小母线具有结构简单，安全性高的特点，相比传统供电方案更加高效安全。微模块自带门禁及安防摄像头，可通过门禁授权管理人员进出及回放录像，最大限度保障设备安全。

（3）智能运维

a.微模块采用了iPower智能供配电管理，能完整地展示出整个供电链路（供电链路可视），某个设备供电故障，可以在供电链路中直接定位故障位置，同时能对告警进行智能分析，筛选出真正的根因告警，大大降低了运维人员进行故障定位的时间，iPower还集成了支路温度在线监测的功能，能够实时检测每一个支路端子的温度，在端子温度过高时发出告警，并可以设置智能切断，避免因高温导致设备故障和业务中断[4]。

b.iManager U位资产管理功能，能够自动检测资产状态，生成资产报表，做到资产全生命周期的智能管理，在资产上架时，iManager还能根据配电、制冷、空间容量等因素，智能推荐最佳位置（展示资产上下架过程）。iManager智能营维管理可以做到容量可视，包括配电容量，制冷容量和机柜空间容量。

（4）机器人巡检

为贯彻公司融智工作要求，降本增效，中国通信集团北京有限公司探索引进智能机器人来代替现有的人工巡检工作。如图2所示为该机房中采用的巡检机器人，机器人基于无轨自然导航技术，无需对机房进行针对性改造；搭载激光雷达、视觉传感器，能够智能识别障碍物，主动停驶和绕障；通过预先自定义巡检任务，可以实现自动巡检，同时能够自主充电，自身电量低于一定阈值，就自动返回充电桩位置充电，从而保证了7×24全天候工作。

图2 巡检机器人

目前能够通过机器人执行的工作主要是3部分内容：

a.机房环境巡检（如温湿度、异常物体发现）。

b.设备状态巡检（基于图像识别的设备状态灯识别）。

c.资产/资源盘点。融合机器人和图像识别，实现资产自动盘点，代替人工方式，解放人力的同时，能够提高巡检频率和准确度。盘点频率由原来的至多每个月一次提升到现在的每天都至少一次，大大提高了资源信息准确性，提升了资产变动的及时发现能力。

（5）智能门禁

机房入室采用智能刷脸系统，通过学习、考试的方式对拟进入机房的人员进行考核授权。同时，为了及时发现以尾随等非正常手段进入机房的情况，在机房入口正上方部署了人脸抓拍摄像机，一旦发现非授权人员进入，会产生告警，通知管理维护人员。通过两道防线，在提升入室门禁智能化水平的同时，保证了安全可靠性[5]。

进入机房，在人员工作完毕出机房的时候，同样需要进行人脸识别，通过双向门禁，能够完成记录同一人进、出机房的时间。当然，这里不仅仅是记录，通过后台的分析比对，能发现此人进出机房时间是否在授权时间段之内、是否超出申请时间出机房、是否只有进没有出等，并对这些情况进行记录告警。

2 结 论

综上所述，传统老旧机房在进行DC化改造时可利用原来机房的优势，在此基础上增加节能创新亮点。本次老旧机房改造项目，应用了绿色节能、安全高效、智能运维等新型节能措施，进一步响应了降本增效的号召。