数据中心机房线缆敷设与理线
对于数据中心而言,综合布线系统的室内电缆主要是水平对绞电缆,所以这一部分将以4对8芯水平对绞电缆的敷设工艺为基础展开,并辅以预端接铜缆和集束跳线的敷设工艺。
1.区域(水平)对绞电缆的敷设和整理
由于机柜型配线架已经成为机房配线架的主体,理线将主要涉及机柜型配线架的美观。 当线缆进入机房后,会沿着桥架进入机柜配线架或壁挂配线架。理线是指在机房的进线孔至配线架的模块孔之间,将线缆理整齐。
机柜内的水平对绞电缆位于机柜的后侧。过去,这些对绞电缆不进行整理,或进行简单的绑扎后立即上配线架。从机柜的背后看去,水平对绞电缆就象瀑布一样垂荡在那里,或由数根尼龙扎带随意绑扎在机柜的两侧。大家关心的重点是每根对绞电缆的性能测试是否做到99%合格。
根据国标,垂直桥架内的线缆每隔1.5m应绑扎一次(防止线缆应重量产生拉力造成线缆变形),如图6.4.1-1。对水平桥架内并没有要求。而终端面板、机柜、配线架、配线箱
按照标准必须做到两底角平行,因此机柜配线架或壁挂配线
架已经成为布线工程中的主流。 图66垂直绑扎
在机柜正面,生产厂商已经制造出了各种造型的配线架、跳线管理器等部件,其正面的美观已经不成问题。而机柜后侧的线缆的杂乱,往往不为人们所注意。
在机房内,应当做到每根线从进入机房开始,直到配线架的模块为止,都应做到横平竖直不交叉。并按电子设备排线的要求,做到每个弯角处都有线缆固定,保证线缆在弯角处有一定的转弯半径,同时做到横平竖直,理线则成为主要的关注点。
上述要求同样适用于机柜后侧。 (1)理线方式
理线这一名词已经在许多施工人员口中听到,但其含意却各不一样,其原因在于理线的工艺手法不一致。在工程中,会出现过三种理线效果:
①瀑布造型理线
从配线架的模块上直接将对绞电缆垂荡下来,分布整齐时有一种很漂亮的层次感(每层24-48根对绞电缆)。
在现在,仍能见到有些配线机柜后侧采用瀑布型理线
工艺,即线缆不做任何绑扎,直接从配线面板后侧荡至地
面。这样做的优点是节省人工、减少线间串扰。 图67 瀑布式理线
瀑布型理线工艺是最常见的理线方法,它使用尼龙束带将线缆绑扎在机柜内侧的立柱、横梁上,不考虑美观,仅保证中间的空间可以安装网络设备使用。见图6.4.1-2。
这种造型的优点是节省理线人工,但存在的问题则比较多,例如:
a.安装网络设备时容易破坏造型,甚至出现不易将网络设备安装到位的现象;
b.每根对绞电缆的重量作用在模块的后侧。如果在终接点之前没有对对绞电缆进行绑扎,那么这一重力有可能会在数月、数年后将模块与对绞电缆分离,引起断线故障;
c.万一在该配线架中某一个模块需要重新终接,维护人员只能探入“水帘”内进行施工,有时会身压数十根对绞电缆,而且因机柜内普遍没有内设光源,造成终接时不容易看清楚,致使终接错误的概率上升。
②逆向理线
也称为反向理线。逆向理线是在配线架的模块终接完毕,通过测试后,再进行理线。其方法是从模块开始向机柜外和桥架内进行理线。测试后理线,不必担心机柜后侧的线缆长度,不会因某根对绞电缆测试通不过而造成重新理线,但是由于两端(进线口和配线架)已经固定,在机房内的某一处必然会出现大量的乱线(一般在机柜的底部或上部的进线口)。
逆向理线一般为人工理线,凭借肉眼和双手完成理线。由于机柜内有大量的电缆,在穿线时彼此交叉、缠绕。因此这一方法耗时多,工作效率无法提高。 (1) 正向理线
正向理线已经成为数据中心理线的基本工艺。
正向理线可以在机房(主机房的网络区或弱电间)中自进线口至配线架之间的线缆全部整齐、平行,十分美观。但只有在基本上不会重新终接的基础上才能进行正向理线施工。见图6.4.1.-4。图6.4.1-3。
一般做法
正向理线也称前馈型理线,是在配线架终接前进行理线。它往往从机房的进线口开始(如果是从机柜到机柜之间的对绞电缆理线,则是从其中某一机柜内的配线架开始),68将线缆逐段整理,直到配线架的模块后端为止。在理线后再进行终接和测试。
正向理线,从机房(或机房网络区)的进线口至配线机
柜的水平对绞电缆以每24/48口配线架为基本单位,形成一电缆平行线束。
各线束之间同样保持平行,在机柜内每束对绞电缆顺势 弯曲后铺设到各配线架的后侧,并从线束底部将该模块所对应的对绞电缆抽出,核对无误后固定在模块后的托线架上或穿入配线架的模块孔内。
正向理线的优点是可以保证机房内线缆在每点都平整,且不会出现线缆交叉。而缺点是如果线缆本身在穿线时已经损
坏,则测试通不过时,会造成重新理线。正向理线效果见图
6.4.1-3、图6.4.1-3。 69 正向理线
b.正向理线正向理线的目标
一、配线架后侧预留对绞电缆 在早期的布线工程中,机柜式配线架上的模块终接时,施工人员往往是站在机柜内进行施工,由于机柜内的空间狭小,致使施工人员难以展开,导致施工速度和施工质量下降。现在的布线工程中,施工人员大多在机柜正面进行配线架模块终接,先终接模块,然后将模块插入配线架中,这就要求模块后的对绞电缆预留长度比较长。
如果考虑到模块在今后维护时也会从正面取出,并进行测试和检查,就有必要将这些预留的对绞电缆保留在配线架后的托架上,目的是为测试不合格的模块保留再次终接的机会。即将已经打过线的对绞电缆线头剪去,重新终接,需要一小段对绞电缆的预留。
二、提高可靠性
早期的模块包装袋中往往有一个100mm长度的尼龙扎带,在模块设计时也会在模块的尾部保留绑扎对绞电缆的托板。这一做法,屏蔽模块则仍然保留了(用于将对绞电缆的屏蔽层固定在模块的屏蔽壳体上),可能是因为成本的原因,现在的非屏蔽模块中大多已经取消了托板和尼龙扎带,
模块上的对绞电缆绑扎托板可以起到固定对绞电缆,使对绞电缆所受到的外部拉力不会传导到模块终接端的部位,它可以大大提高模块终接的长期可靠性。在取消了绑扎托板后,就有必要考虑在施工工艺中让对绞电缆为模块的终接点施加压力,而不是施加拉力。因为施加拉力的结果可能会导致若干年后模块的终接点松动甚至对绞电缆脱落,造成断线故障。
如果能在模块背后的对绞电缆固定方式上做文章(如:将对绞电缆弯曲成弧线形或圆环形等等),使对绞电缆对模块形成微小的压力,达到提高长期可靠性的作用。
三、机房内美观
机房美观是施工各方都希望做到的效果,但怎样找到快速而又美观的方法却一直是一个困难的事。理线工艺的目标是:能够做到在机房内和机柜内的任意一处线缆都做到平整美观。。
四、施工快捷
机柜内无论使用哪一种理线方法施工,都会消耗一些人工,只是多与少而已。正向理线由于线缆的一端是可以自由活动的,因此理线速度相对比较快。根据测算,如果从桥架入口处到机柜之间的距离为9m、机柜高度
为2m,24口配线架理线时所耗费的人工为1.5人(1个人全程理线,另1个人在开始时将
对绞电缆穿入理线板时帮助送线,在对绞电缆从配线架模块孔穿出时,负责接线并检查线号是否与标签框内预设的线号一致),那么一束(24根)线缆的理线(从吊顶经架空地板至机柜内的配线架出口处,全长约9m。未计入寻找线号的时间)所耗费为30分钟,因此每个机柜(200根线)的理线仅需半天就可以完成。这个时间远远少于逆向理线所需的时间,比瀑布型和简单理线所需的时间略长,但属于工程中可以接受的范围。
五、机柜内单侧进线
大多数综合布线机柜内的对绞电缆敷设方法为两侧走线,见图6.4.1-6。其目的是减少
均匀分布。而其缺点是电源插座(或PDU)只能横向固定在两根后立柱 中间(可能与对绞电缆之间的间距小于标准的要求,而
图70 两侧进线 导致对对绞电缆会产生的电磁干扰),或者是安装在没有走线的地方。 其实机柜内所有对绞电缆最好是沿一侧(一般是右侧)走线,从机柜的底部上升到配线架高度后横向转弯,延伸到配线架的托线架上。而另一侧则安装电源插座以及敷设对强电干扰不敏感的光缆和大对数对绞电缆,也可用于敷设长跳线。见图6.4.1-5。单侧进线
上述这5个效果达到后,从机房对绞电缆入口处到配线 图71。单侧进线 架模块端的所有对绞电缆已经全部整理整齐,
c.正向理线对布线材料的要求
正向理线的作用之一是在配线架后面预留对绞电缆,为了减少对绞电缆因弯曲半径所造成的性能损耗,屏蔽和非屏蔽预留对绞电缆的弯曲半径必须大于对绞电缆外径(缆径)的4倍,但每个1U配线架的高度仅为44mm,所以还得利用配线架与跳线管理器的合并高度来确保对绞电缆的弯曲半径在合理的范围内。
根据这一计算,可以确定对正向理线的材料要求:1个配线架配备、1个跳线管理器;如果使用2个配线架共享1个跳线管理器,那么理线工艺应该进行比较大的调整,而且可能会造成的结果是美观特性下降。在此,将以1个配线架配备1个跳线管理器的配置方法,介绍正向理线工艺。
2.数据中心理线造型
在数据中心内,如果抬头看开放式桥架中的线束造型,一般可以看到两种造型:圆型和方型,其中圆形一般为人工理线(线束平行)和预端接铜缆(线束扭绞)两类,而方型一般为线束绑扎和线箍固定两类。见图6.4.2-1和图6.4.2-2。
图72 圆型理线造型
图73方型理线造型
理线是将机柜间的线缆进行管理,从一个机柜的配线架到另外一个机柜的配线架,中间的对绞电缆要求每一个部分都整齐平行。这样的好处是:方便后期维护的同时,美观度也大大增加。在机房的上走桥架中,由于普遍采用开放型线槽,所以线槽上线缆的美观是甲方最关注的问题,同样也是施工方水平的象征。
(1)基本特点 ① 圆型理线
圆形理线已经有近二十年的历史,具有十分成熟的理线工艺。圆形理线是将一个配线架(24口或48口)所对应的对绞电缆分成1束(单边进线)或2束(双边进线)。圆形理线有以下特点:
a.堆叠结构可将圆形线束呈正方形或蜂窝状堆叠在线槽上,形成美观的造型。对线槽的宽度的匹配要求不高;
b.每隔300~400mm绑扎一次,每次仅需1根尼龙扎带或1根魔术贴,扎线时间约为10秒。;
c.所有线缆自始至终都保持平行,至少是在外侧看不见任何线缆交叉的痕迹;
d.弯角处呈弧线型弯曲,采用内圈短外圈长的方式确保线缆在弯角处依然保持平行、圆滑,顺序分线。在配线架背后分线时,所有线缆顺序分线,保持统一的规律,不发生任何交叉现象;
e.不易出现配线架上的线序翻转现象。 ②方形理线
方形理线是将一个配线架(24口或48口)所对应的对绞电缆分成1束(单边进线)或2束(双边进线),方形理线有以下特点:
a.线束组合结构,每束线呈2×6或3×4构造,通过带状叠加和平行“拼装”成大的方形造型。当线槽尺寸与线束宽度(含扎带的厚度)匹配时,能够最大限度地提高线槽的利用率;
b.施工相对圆形理线耗时,每隔300~400mm绑扎一次,需使用多根尼龙扎带或多根魔术贴方能绑扎成型(建议不使用钢锯条插入其中,以免影响对绞电缆的电气特性)。一个2×6的方形线束扎线的时间约为2分钟;
c,线缆平行,所有线缆自始至终都保持平行;
d.在弯角处呈大弧线型弯曲,由于扁平的线束得事先制作,在侧向弯曲(如:离开线槽进入机柜时)需采用大弧线弯曲构造,以免伤线;
e.在配线架背后分线时,所有线缆顺序分线,保持统一的规律,不发生任何交叉现象; f.在施工前严格控制走线路由后,不会出现配线架上的线序翻转现象。
圆型理线是一种快捷、美观的理线造型,它的施工工艺简单、变化灵活,在大多数数据中心中采用这种造型。方形理线是一种注重美观的理线造型,它采用方方正正地矩形造型,使桥架上出现平平整整的美观造型,但这种造型的施工工艺相对比较复杂,理线施工时间也需延长,方形理线方形理线需要多次绑扎成型,近几年开始流行。由于这两种造型都可以采用,施工前选定了自己理想的理线造型(圆型线束还是方型线束)后,就需要采用相应的施工工艺进行施工,才能使线缆保持统一的造型与美观。
(2)圆型理线施工工艺
在正向圆型理线过程中,需要布线材料的配合,并使用理线板和理线表,配合理线工艺才能完成具有美观、可靠、快捷、预留的效果。下面以最常见的右进上出理线方式介绍正向理线的基本施工工艺。
①施工工艺 表 序号 1 工艺说明 准备材料和工具。 理线板 理线材料及工具清单如下: A 理线板(木、塑料或软胶木材质),参见说明1。 B 理线表(电脑制作并打印),参见说明2。 C 锋钢剪刀,用于剪线、尼龙扎带或魔术贴,中号即可。也可使用比较轻巧、锋利的斜口钳。 D 尼龙扎带或魔术贴,用于等距绑扎和固定线束,以手拉不会被断裂为基本要求。所需工艺图片
规格为100 mm、150 mm和250mm。 E 手枪钻,用于在施工现场制作理线板,要求配备的钻头在8mm至10mm之间配齐。如果购买成品理线板,则不需要手枪钻。 将配线架固定到位,背后装好托架,正面将打印了线号的面板纸装入配线架的有机玻璃标签框内(或贴在配线架上),若配线架的模块可以卸下,则应卸下模块。 2 3 4 5 6 7
理线板定位:理线板在穿线前先应确定其方 向,使理线板在理线过程中不需要硬行扭转方向,就可以使理线板E1孔就近自然对准1号模块。此时理线板上的2-5孔与配线架的2-5号端口模块保持平行(有字的一面朝向24号模块);然后手持理线板顺着线缆布放的路由走向,向机房的进线口移动;移动时确保理线板只出现平行移动,不发生转动;当理线板到达进线口时,记下理线板的方位(主要是A1孔位置所在的方位),以便后续每块理线板使用。 理线板穿线:在服务器机柜一侧,将2块理线板并排摆放,并按3所确定的方位将板的方向调整好;将水平对绞电缆按线号依理线表穿入理线板(有字的一面对着自己,线从无字的一面穿入板中),这道工序一般由两人共同完成(一人找到线号,并将其与其他线缆分离,另一人将线穿入理线板的对应孔中。应该注意的是,对绞电缆应全部穿过这2块理线板,也就是应该将理线板紧贴在服务器机柜的配线架旁,这样才能保证所有的对绞电缆全部被整理。 也可以从列头柜向服务器机柜方向理线。 按路由理线:将1块理线板停留在服务器机柜外侧,另1块理线板向列头柜方向按路由理线。 先在理线板外侧(无字侧)根部用魔术贴(或尼龙扎带)将穿入理线板的对绞电缆扎成一束;然后将理线板沿着指定的路由向自己方向平移,平移100mm后,在理线板外侧根部用魔术贴(或尼龙扎带)再绑扎一次(防止前次绑扎松动),此时应注意使线束形成圆形,而线束外侧的线应该是理线板外围一圈的线,理线板中间的线在线束的内部,确定后的所有对绞电缆的相对平行一直要保持到配线架的最远端的模块后侧(即第24个模块后侧);继续平移理线板200mm左右,在理线板外侧根部用魔术贴(或尼龙扎带)绑扎,注意每根线应保持与前次绑扎时的位置相同,不允许有些线从外层转入内层,也不允许内层线转入外层;依次平移,直到配线架为止 线束固定:在理线过程中,如果旁边遇到桥 架上的扎线孔或机柜内的扎线板,则应在绑扎线束的同时将线束绑扎在桥架或机柜上,以免线束下滑。 弯角理线:当平移过程中遇到转弯时,必须