Окабеляване на дейта центрове

ЕлектроапаратурaСп. Инженеринг ревю - брой 2/2019 • 12.04.2019

Тенденциите за сървъри с висока плътност, конвергирана инфраструктура и висока експлоатационна готовност водят до нарастване на броя кабели за захранване и пренос на данни в IT шкафовете. Изготвянето на цялостна стратегия за полагане на тези кабели е от решаващо значение за осигуряване на непрекъсната работа, безопасност и ефективност на охлаждането в центровете за данни. С усъвършенстването на дизайна на IT шкафовете се подобрява и разполагането на кабелите за захранване и за пренос на данни в тях.

Ефективното окабеляване е свързано с редица ползи за IT инфраструктурата, включително оптимална експлоатационна готовност чрез намалено време за престой, повишена производителност на системата чрез намален шум и интерференция между кабелите, подобрени поддръжка и сервизируемост, осигуряващи по-лесен и безопасен достъп до отделните компоненти, както и разширена възможност за надграждане чрез опростени действия, допълнения и замени.

 

Планиране

Това е първата стъпка от процеса на окабеляване, която ако се изпълни правилно, улеснява всички следващи етапи. Ако окабеляването се извършва за първи път, е препоръчително да се наеме професионален изпълнител, който да реализира цялостния проект, включително тестването и сертифицирането на всички кабели, както и документирането на всички свързани дейности.

Ключов резултат от етапа на планиране е определянето на необходимия брой кабели. Това се прави чрез изчисляване на броя и вида на връзките за едно устройство и общия брой устройства въз основа на чертежите на разреза на шкафа. Количеството кабели във всеки шкаф варира в широки граници в зависимост от вида на използваното IT оборудване. В този етап е важно да се отчетат и плановете за бъдещо надграждане и разширяване на центъра за данни.

 

Определяне на трасетата

След като вече е известен броят на кабелите, следва да се определи пътят за навлизането им в IT шкафа – през покривния или през подовия му панел. При вход отгоре трябва да се вземе предвид местоположението на отворите в покривния панел на IT шкафа и тяхната близост до вертикалните кабелни канали. Ако входът е отдолу, трябва да се обърне внимание на всички препятствия в основата (като например голямо оборудване, монтирано в долната част), които могат да препречат пътя за въвеждане на кабелите.

Прокарването на кабелите през долната част на IT шкафа означава, че трасето им най-вероятно ще преминава под повдигнат под. При този подход потребителят губи видимост към противоположния край на кабела и това прави по-трудно изпълнението на премествания или замени на по-късен етап. Освен това загубата на възможност за визуално проследяване на кабелите увеличава вероятността за изключване на грешен кабел. Ако кабелите влизат в шкафа от горната страна, проследяването и преместването на оборудване е по-лесно.

Следващият етап е да се разделят кабелите за захранване и пренос на данни, за да се предотврати нестабилна работа или податлив на грешки трансфер на данни. С цел да се сведат до минимум въздействията от електромагнитни смущения (EMI) силовите кабели трябва да бъдат отделени от кабелите за данни, доколкото е възможно от практична гледна точка.

Когато кабелите за захранване и данни трябва да се пресекат, се препоръчва това да се стане перпендикулярно един на друг, за да се сведат до минимум EMI. Добра практика е закрепването на кабелните снопове за данни да става от едната страна на гърба на IT шкафа, а другата страна да се използва за разполагане на силовите кабели. Друга добра практика е използването на висококачествени кабели като F/FTP CAT6A, за да се намалят EMI.

Разделянето на двата вида кабели помага и за намаляване на риска от човешка грешка чрез ограничаване на контакта със захранващите кабели при работа с кабели за данни. След като кабелите за пренос на данни бъдат отделени на една от страните на шкафа, те могат да бъдат организирани допълнително въз основа на крайните точки в рамките на рака в зависимост от това дали връзката е основна или резервна, или на база друга подходяща характеристика, определяща се от специфичното разположение на оборудването.

Това допълнително ниво на организация може да е от полза, когато дойде време за актуализиране на оборудването или отстраняване на неизправности, защото кабелите са групирани в по-малки снопове и са аранжирани логично. Прилагането на един и същ стандарт за полагане на кабелите улеснява управлението на IT шкафовете, а използването на кабели с по-малък диаметър също е добро решение за оптимизиране на пространството в рака. Важно е да се изчисли общото количество вертикално положени кабели, за да се осигури достатъчно място в IT шкафа.

В центровете за данни се срещат основно два вида кабели за пренос на данни – оптични и с усукана двойка медни проводници. Оптичният кабел е по-лек от медния, но е относително деликатен, с него трябва да се работи внимателно по време на инсталацията и може да изисква допълнителни компоненти за защита. Повреденият оптичен кабел не е риск за безопасността, но може да доведе до влошаване или прекъсване на работата. Трябва да се гарантира, че медните и оптичните кабели са разделени, тъй като оптичните могат да се повредят под тежестта на медните.

 

Идентифициране на кабелите

Ползите от изпълнението на тази стъпка включват по-лесна и по-точна инсталация с намалено времетраене, подобряване на маршрутизирането в кабелните канали и редуциране на времето, необходимо за идентифициране и проследяване на кабела, когато възникнат проблеми или когато е необходимо преместване, добавяне или подмяна на оборудването.

Използването на цветни кабели може да опрости обслужването на оборудването в шкафа. Оранжевият цвят например може да се използва за мрежов трафик, сивото за системата за управление, зеленото за резервни мрежови кабели и червено за кабелите, захранващи критични системи. Използването на кабели с различни цветове за еднакво оборудване също е добра практика за опростяване на обслужването. Маркирането на двата края на кабелите за захранване и данни също е неразделна част от процеса на инсталиране и тестване на инфраструктурата.

 

Прокарване на кабелите

Кабелите трябва да бъдат защитени в местата, където може да има триене или контакт с остри ръбове или загрети зони. Трябва да се обърне допълнително внимание на захранващите кабели, тъй като повредените проводници могат да доведат до престой и евентуално да създадат проблеми с безопасността.

Обикновено за групиране на кабелите в снопове се използват найлонови кабелни връзки. Предлагат се и подобрени гъвкави кабелни връзки, които намаляват отпадъците при инсталацията и могат да бъдат използвани повторно. Други предимства са липсата на остри ръбове при срязване и възможността да се използват за разделяне на кабели в различни снопове.

Рамената за полагане на кабели могат да се използват за обиране на хлабините на кабелите от задната страна на сървърите. Необходимо е обаче да се внимава, тъй като те могат да попречат на електроразпределителните устройства в шкафа (PDU) и на изхода на топлия въздух от сървърите. Това може да доведе до загряване на определени зони в шкафа, което ще е причина за по-усилена работа на сървърните вентилатори и охлаждащите устройства.

 

Закрепване на кабелите и конекторите

Кабелите и конекторите трябва да бъдат подсигурени, за да се предотврати прекомерното им движение и да се осигури освобождаване на напрежението в критичните точки. Обичайните практики включват гарантиране, че кабелните връзки не са подложени на напрежение от всяко движение на кабела и разполагане на кабелите върху рамената достатъчно добре, за да се предотврати интерференция, движение или прищипване.

На захранващите кабели и конектори трябва да се обърне особено внимание по време на инсталация, тъй като наличието на хлабини може да доведе до загуба на мощност и непланиран престой. Един разхлабен захранващ конектор може да създаде високо контактно съпротивление, което да доведе до искрене и възникване на опасност от пожар.

Други добри практики са използването на закрепващи скоби или найлонови кабелни връзки за захранващите конектори и кабели и обезопасяване на захранващите PDU кабели с подвижни връзки, за да се предотврати случайно изключване на кабели от системата.

 

Избягване на термични проблеми

След като кабелите са инсталирани и маркирани трябва да се гарантира, че на пътя на въздушния поток от сървърите няма препятствия. Ако въздушният поток е ограничен, температурите на компонентите могат да се повишат. Поддържането на по-високи температури може да съкрати очакваната продължителност на експлоатационния живот на системата и да доведе до неочаквани повреди, свързани с непланиран престой. За безопасна и надеждна работа вентилационните отвори и вентилаторите в задната част на IT устройствата не трябва да се закриват от окабеляване, рамена или друго оборудване.

Някои мрежови устройства (напр. рутери и комутатори) изтеглят студен въздух от едната си страна и отделят горещ въздух от другата си страна. Това може създаде някои уникални предизвикателства, които трябва да бъдат преодолени със специално оборудване. Модулите за подпомагане на вентилатора засмукват студен въздух отпред и го насочват настрани. Предлагат се и специални въздуховоди, които осигуряват допълнително насочване и задържане на въздух.

 

Документиране и поддържане на кабелната организация

Най-важната задача при окабеляването е да се документира цялостната инфраструктура, включително диаграми, типове кабели, информация за връзки и брой кабели. Тази информация трябва да бъде леснодостъпна за персонала на центровете за данни, а актуализацията й следва да се възложи на един или повече служители. Трябва да е сигурно, че към чертежите на разрезите на шкафа има указания за инсталиране на нови кабели, компоненти за закрепване на кабели и маршрутизиране, както и дигитални снимки, които да служат като отправни точки.

След пускане в експлоатация на даден шкаф всичко трябва да бъде документирано – цветът на кабелите за всяка конкретна цел, разделянето на кабелите за данни и захранване и стандартизацията на избора на рак въз основа на оборудването, което ще се инсталира.

Вземането на решение за организация при първоначалното разполагане на нов шкаф е лесно, но същинската работа се състои в поддържането на нивото на организация в бъдеще. Отделянето на време за разработване на политики, които не само осигуряват организация, но също така са ясни и лесни за спазване, помага да се гарантира, че процедурите ще се изпълняват правилно и в бъдеще.

 

Разполагане на кабели за IT шкафове с висока плътност

Най-ефективният метод за окабеляване в среда с висока плътност е да се монтират пач (комутационни) панели, предназначени за окабеляването за конкретен шкаф. Тези малки пач панели обикновено се разполагат в горната или долната част на шкафа и са свързани към основния комутатор или маршрутизатора, захранващ тази част от центъра за данни. Основният комутатор обикновено се намира в друг IT шкаф.

Този подход е ефективен, защото отделя окабеляването в IT шкафа от окабеляването в останалата част на центъра за данни. Посредством пач панели, разположени в горната страна на шкафа, голям сноп кабели от отделни сървъри, които са свързани към отдалечен основен комутатор, може да бъде редуциран до няколко или дори до един основен кабел. Това намалява физическия размер и броя на кабелите, но също така прави идентифицирането и проследяването много по-лесно, когато е необходимо отстраняване на неизправности. Освен това благодарение на еднаквата конфигурация е възможно да се изолира и премахне цялото оборудване от един рак и бързо да се премести в друг.

Комутацията в горния панел на шкафа допълнително улеснява окабеляването чрез обединяване на мрежовите връзки на сървъра в прост набор от възходящи кабели за връзката към основния комутатор.

Това елиминира много физически крайни точки, които обхващат цял ред или повече в центъра за данни, премахва възможностите за човешка грешка в множество точки за свързване и намалява времето за отстраняване на неизправности.
Съединителни кабели с различна дължина свързват пач панела/комутатора и IT оборудването. Кабелите трябва да се полагат хоризонтално в посока от панелите или от устройствата към страните на шкафа, след което да се прокарат във вертикално направление по тях.

Top