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資料中心 | 國際標準 | 國際認證 | 案例探討 | 全球新聞
ANSI/TIA-942(Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers)是由美國通信工業協會(TIA)制定的數據中心基礎設施設計與建設標準。該標準旨在為數據中心的規劃、設計、建設和運營提供全面的指導,涵蓋電信、電力、機械系統、建築架構、消防安全、物理安全和監控等多個方面,確保數據中心的高效性、可靠性和可擴展性。ANSI/TIA-942-C 是2024年5月發布的最新版本,相較於前一版 TIA-942-B(2017年發布),進行了多項更新和改進。
本文將詳細介紹 TIA-942-C 的主要內容,並且與 TIA-942-B 進行差異比較,幫助新手全面理解這一標準。
本標準規範了資料中心和電腦機房的電信基礎設施最低要求,適用於單租戶企業、多租戶以及微型邊緣資料中心。資料中心可服務於私人領域(如企業資料中心)或公共領域(如互聯網資料中心、共置資料中心和其他服務提供商資料中心)。本標準指定的拓撲結構適用於任何規模的資料中心。
本標準的主要目標是提供一個靈活且可擴展的設計框架,以支持資料中心內各種電信服務和應用。這包括但不限於:
在設計資料中心時,需要考慮以下關鍵原則:
採用模組化設計方法,允許資料中心根據需求進行擴展或縮減。這種方法有助於降低初始建設成本,同時提供靈活性以適應未來的增長。
資料中心應設計為在各種情況下保持高可用性和可靠性。這包括實施冗餘系統,以確保在單點故障時不會影響整體運行。
設計應考慮到設備和系統的易於維護性。這包括提供足夠的空間和通道,以便技術人員能夠方便地訪問和維護設備。
隨著環境意識的提高,資料中心的能效和可持續性變得越來越重要。設計應考慮採用高效的電力和冷卻系統,以及可再生能源的使用,以降低碳足跡。
資料中心應具備強大的物理和邏輯安全措施,以保護敏感資料和關鍵設備免受未經授權的訪問和潛在的威脅。
根據規模、功能和服務對象,資料中心可分為以下類型:
由單個組織擁有和運營,主要用於支持該組織的內部業務運行。
由服務提供商擁有,為多個客戶提供資料中心空間和基礎設施服務。
位於靠近資料生成或使用位置的小型資料中心,旨在降低延遲並提高服務效率。
是一種小型資料中心,通常位於預製的獨立外殼中,能夠遠程監控。這些外殼可以是小屋、基座、機櫃、容器或其他預製的外殼。µEDC支持在網路邊緣的設備和應用,並進行持續監控。µEDC可以位於建築物外部或內部。
本標準指定的拓撲結構旨在適用於任何規模的資料中心,無論是私人領域還是公共領域。拓撲結構的設計應考慮以下因素:
標準認可多種佈線介質,以滿足不同的性能和應用需求。在最新的修訂版中,對佈線介質的選擇進行了更新,以適應新興技術和更高的數據傳輸速率。
平衡雙絞線是資料中心中常用的佈線介質,特別是在水平佈線中。在ANSI/TIA-942-C中,新增了對單對平衡雙絞線佈線的認可,這使得在特定應用中具有更大的靈活性。此外,當使用平衡雙絞線佈線連接無線接入點時,要求至少部署兩條6A類或更高性能的線纜,以確保足夠的帶寬和冗餘。
光纖佈線在資料中心中扮演著關鍵角色,特別是在需要高帶寬和長距離傳輸的應用中。標準允許在設備插座(EO)之外使用符合TIA-568.3標準的任何光纖連接器,這為設計人員提供了更大的靈活性。然而,在設備插座處,仍然僅指定使用LC和MPO連接器。此外,建議在水平和主幹佈線中使用至少2芯或更多的多模和單模光纖,以提供更高的可靠性和未來擴展的能力。
資料中心的佈線拓撲結構設計應考慮到可擴展性、冗餘性和性能。標準提供了關於主配線區(MDA)、中間配線區(IDA)和水平配線區(HDA)之間連接的指導,以確保系統的高效運行和維護。
選擇適當的連接硬體對於確保佈線系統的性能至關重要。標準對連接硬體的性能要求進行了詳細規範,包括插入損耗、回波損耗和機械性能等參數,以確保整個系統的可靠性和穩定性。
為了滿足現代資料中心對高性能的需求,標準對佈線系統的性能提出了明確的要求。這些要求涵蓋了頻寬、延遲、串擾和其他關鍵性能指標,以確保佈線系統能夠支持當前和未來的應用需求。
隨著技術的不斷發展,資料中心的佈線系統需要具備適應未來需求的能力。標準建議在設計和部署佈線系統時,考慮到未來可能的技術升級和擴展需求,以確保系統的長期可用性和投資保護。
資料中心內的電信空間主要分為以下幾個區域,每個區域都有其特定的功能和設計要求:
主配線區是資料中心的核心,包含主要的配線設備和交叉連接。所有的主幹佈線通常都集中在此區域,並連接到其他配線區域。
中間配線區位於主配線區和水平配線區之間,用於連接不同樓層或區域的配線。在大型資料中心中,IDA有助於管理和組織複雜的佈線系統。
水平配線區服務於特定區域或樓層,連接終端設備和中間配線區。HDA通常包含配線架和交換機,用於管理該區域內的通信。
設備配線區包含最終的終端設備,如伺服器、儲存設備等。EDA通常位於機架或機櫃內,並透過水平佈線與HDA相連。
進線區是外部電信服務進入資料中心的入口點,包含服務提供商的設備和介面。ER應設計為提供足夠的空間和安全性,以保護關鍵的連接。
資料中心的拓撲結構設計應考慮到可擴展性、冗餘性和性能。標準提供了關於各電信空間之間連接的指導,以確保系統的高效運行和維護。
在星型拓撲中,所有的配線從主配線區(MDA)輻射到各個水平配線區(HDA)或設備配線區(EDA)。這種拓撲結構簡單且易於管理,但在大型資料中心中可能需要大量的佈線。
層級星型拓撲在主配線區(MDA)和水平配線區(HDA)之間引入了中間配線區(IDA),以減少長距離佈線的需求。這種拓撲結構適用於大型或多層的資料中心。
在某些高可用性要求的環境中,可能採用環形拓撲,以提供路徑冗餘。然而,這種拓撲結構較為複雜,且需要精心的管理和配置。
在設計資料中心的電信空間和拓撲結構時,需要考慮以下因素:
設計應允許未來的擴展,無需進行重大修改。這包括預留空間和資源,以適應未來的技術和業務需求。
為了確保系統的高可用性,應在關鍵路徑和設備中引入冗餘。這有助於在單點故障時保持系統的運行。
佈線和設備應能夠支持所需的數據速率和延遲要求。這包括選擇適當的佈線介質和配置,以滿足應用需求。
設計應考慮到系統的可管理性,包括標識、文檔和物理佈局,以支持高效的運營和維護。
電信空間應具備適當的物理和邏輯安全措施,以保護敏感資料和關鍵設備免受未經授權的訪問和潛在的威脅。
資料中心的佈線系統採用分層結構,以支持靈活性和可管理性。主要包括以下部分:
標準認可多種佈線介質,以滿足不同的性能和應用需求。在最新的修訂版中,對佈線介質的選擇進行了更新,以適應新興技術和更高的數據傳輸速率。
平衡雙絞線是資料中心中常用的佈線介質,特別是在水平佈線中。在ANSI/TIA-942-C中,新增了對單對平衡雙絞線佈線的認可,這使得在特定應用中具有更大的靈活性。此外,當使用平衡雙絞線佈線連接無線接入點時,要求至少部署兩條6A類或更高性能的線纜,以確保足夠的帶寬和冗餘。
光纖佈線在資料中心中扮演著關鍵角色,特別是在需要高帶寍和長距離傳輸的應用中。標準允許在設備插座(EO)之外使用符合TIA-568.3標準的任何光纖連接器,這為設計人員提供了更大的靈活性。然而,在設備插座處,仍然僅指定使用LC和MPO連接器。此外,建議在水平和主幹佈線中使用至少2芯或更多的多模和單模光纖,以提供更高的可靠性和未來擴展的能力。
為了滿足現代資料中心對高性能的需求,標準對佈線系統的性能提出了明確的要求。這些要求涵蓋了頻寬、延遲、串擾和其他關鍵性能指標,以確保佈線系統能夠支持當前和未來的應用需求。
正確的安裝實踐對於確保佈線系統的性能和可靠性至關重要。標準提供了關於線纜路徑、彎曲半徑、拉力限制和終端處理的指導,以確保佈線系統的最佳性能。
在佈線系統安裝完成後,必須進行測試與驗證,以確保其符合標準的性能要求。這包括使用適當的測試設備和方法,對線纜的插入損耗、回波損耗和其他關鍵參數進行測試。
資料中心的佈線路徑主要分為以下幾種類型,每種類型都有其特定的功能和設計考量:
在設計資料中心的佈線路徑時,需要考慮以下關鍵因素:
在佈線路徑的安裝過程中,應遵循以下最佳實踐:
資料中心的電力系統應設計為支持關鍵設備的連續運行。這包括主電源、備用電源(如不間斷電源UPS和發電機)以及配電基礎設施。
為了提高系統的可靠性,電力系統應採用冗餘設計。這可能包括N+1、2N或2(N+1)等配置,以確保在單一組件故障時,系統仍能正常運行。
電力應透過配電單元(PDU)有效地分配到各個設備。配電系統的設計應考慮負載平衡、電壓降以及未來擴展的需求。
電力系統的設計和安裝必須符合相關的安全標準和法規。這包括過載保護、接地和接合,以及定期的維護和測試程序。
資料中心的冷卻系統應根據設備的熱負載進行設計。這可能包括精密空調系統、冷卻塔、冷水機組以及其他冷卻技術。
有效的氣流管理對於維持適當的溫度至關重要。這包括熱通道/冷通道的佈局、地板下空間的使用,以及封閉式冷卻系統的應用。
與電力系統類似,機械系統也應具備冗餘設計,以確保在單一組件故障時,冷卻能力不受影響。這可能涉及多個冷卻單元的配置,以及備用系統的部署。
持續監控資料中心的環境參數,如溫度、濕度和氣流,有助於及時發現問題並採取相應措施。這可以透過監控系統和感測器網路來實現。
標準認可多種佈線介質,以適應不同的應用和性能需求。這些介質包括:
佈線系統的性能等級應符合相關的TIA標準,如TIA-568.2-D(平衡雙絞線)和TIA-568.3-D(光纖)。這些等級定義了頻寬、插入損耗、回波損耗等關鍵參數。
在安裝完成後,必須對佈線系統進行測試,以確保其符合性能要求。測試應包括:
隨著技術的發展,資料中心對佈線系統的性能要求也在提高。因此,設計和安裝時應考慮未來的升級需求,選擇具有更高性能等級的佈線介質和連接硬體,以確保系統的長期可用性和可擴展性。
智慧建築系統涵蓋多種子系統,如:
為了支持上述系統,資料中心需要設計和安裝適當的佈線基礎設施。主要考量包括:
在安裝智慧建築系統佈線時,應遵循以下最佳實踐:
隨著技術的發展,智慧建築系統可能需要更高的頻寬和更多的功能。因此,在設計佈線系統時,應考慮未來的需求,選擇具有更高性能等級的佈線介質和連接硬體,以確保系統的長期可用性和可擴展性。
為了支援WAP的高頻寬需求,標準要求在使用平衡雙絞線佈線時,每個WAP至少應配置兩條Category 6A或更高等級的電纜。
WAP的佈線應採用星型拓撲結構,每個WAP透過專用的電纜連接至最近的配線區(如水平配線區HDA)。這種拓撲結構有助於簡化管理,並提高系統的可靠性。
許多WAP支援透過乙太網供電(Power over Ethernet, PoE)技術,這使得同一條電纜同時傳輸數據和電力成為可能。在設計佈線系統時,應考慮PoE的功率需求,確保電纜和相關設備能夠支援所需的功率等級。
在安裝WAP佈線時,應遵循以下最佳實踐:
在安裝完成後,必須對WAP的佈線系統進行性能測試,以確保其符合標準要求。測試應包括插入損耗、近端串音(NEXT)、回波損耗等關鍵參數的測量。
為了防止未經授權的實體進入,資料中心應採取以下物理安全措施:
為了限制未經授權的人員進入關鍵區域,應實施以下訪問控制措施:
為了及時發現和應對安全事件,資料中心應配備先進的監控和警報系統:
除了物理安全,資料中心還必須確保資訊安全,以防止數據洩露和未經授權的存取:
為了在發生災難時保持業務連續性,資料中心應制定並實施災難恢復計劃:
資料中心應配備先進的監控系統,以實時監測關鍵基礎設施的運行狀態,包括電力、冷卻、環境條件和安全性。
監控系統應涵蓋以下主要領域:
監控系統應具備以下技術特性:
監控系統應與資料中心的其他管理系統(如建築管理系統、能源管理系統等)進行整合,實現數據共享和協同工作。
監控系統應遵循相關的安全性和合規性要求,確保數據的機密性、完整性和可用性。
定期對監控系統進行維護和升級,以確保其持續有效運行,並適應技術的發展和業務需求的變化。
資料中心的接地和連接系統應設計為確保所有設備和系統的電氣安全,防止靜電放電、電磁干擾和電氣故障對設備造成損害。
資料中心應實施以下接地措施:
資料中心的連接系統應滿足以下要求:
在安裝完成後,必須對接地和連接系統進行測試,以確保其符合標準要求。
測試應包括接地電阻測量、連接性能測試等,並記錄測試結果以備查詢。
資料中心應設計並實施全面的消防安全措施,包括火災預防、檢測、報警、滅火和疏散等,以降低火災風險並確保在火災發生時能夠迅速有效地應對。
為了降低火災風險,資料中心應採取以下預防措施:
資料中心應配備先進的火災檢測和報警系統,包括:
資料中心應配備適合的滅火系統,以有效撲滅火源,防止火勢蔓延:
為了在火災發生時保障人員安全,資料中心應制定並實施詳細的疏散和應急計劃:
資料中心應遵守當地的消防安全法規,並考慮獲得相關的消防安全認證,以證明其消防安全措施符合國際標準。
防火封堵是指在資料中心建築中,對穿越牆壁、地板和天花板的開口進行密封處理,以防止火災、煙霧和有害氣體的傳播。
資料中心應遵循以下防火封堵要求:
在設計和施工防火封堵時,應考慮以下因素:
資料中心應遵守當地的防火法規,並考慮獲得相關的防火安全認證,以證明其防火封堵措施符合國際標準。
在ANSI/TIA-942-C標準的第十六章中,詳細規範了資料中心的物理安全要求,旨在保護資料中心免受未經授權的訪問、破壞和其他安全威脅,確保設備和數據的安全性。
資料中心應實施全面的物理安全措施,包括但不限於:
為了確保只有授權人員能夠進入資料中心,應採取以下措施:
為了防止物理破壞和其他安全威脅,應考慮以下防範措施:
定期對員工進行安全培訓,提高其安全意識,確保他們了解並遵守資料中心的安全政策和程序。
資料中心應遵守當地的物理安全法規,並考慮獲得相關的安全認證,以證明其物理安全措施符合國際標準。
資料中心的管理應涵蓋以下方面:
為了實現有效的管理,資料中心應實施全面的監控和報告系統:
資料中心應確保資訊的安全性,防止未經授權的訪問和數據洩露:
資料中心應建立風險管理體系,識別、評估和應對各種風險:
資料中心應遵守相關的法律法規和行業標準,並考慮獲得相應的認證:
TIA-942-C 包含了多個附錄,涵蓋了若干重要主題,包括:
ZMAN補充:這裡可以參考另一篇文章 ANSI/TIA-942-C 具體改變
µEDC(Micro Edge Data Center,微型邊緣數據中心)是一種小型化、模塊化的數據中心解決方案,專為邊緣計算(Edge Computing)場景設計。它通常部署在靠近數據源或用戶的位置,用於處理本地化的數據和應用程序,從而減少延遲、提高響應速度,並降低對核心數據中心的依賴。
特性 | µEDC(微型邊緣數據中心) | 傳統數據中心 |
---|---|---|
規模 | 小型,通常為單個機櫃或幾個機櫃 | 大型,佔用整個建築或多個建築 |
部署位置 | 靠近數據源或用戶的邊緣位置 | 集中式,通常位於核心區域 |
延遲 | 低延遲 | 可能較高,取決於距離 |
成本 | 較低 | 較高 |
靈活性 | 高,模塊化設計易於擴展 | 較低,擴展需要更多資源 |
應用場景 | 邊緣計算、IoT、5G 等 | 大規模數據處理和存儲 |
此標準規定了兩種類型的µEDC,針對其可靠性、安全性、延遲性和生存能力進行定義。µEDC韌性評級的主要子系統包括:電信、建築、電氣和機械基礎設施。
類型A的µEDC依賴其他µEDC來提供高可用性。這種高可用性可透過多個µEDC中的虛擬化功能來實現,並且可以自動且透明地將功能轉移至另一個µEDC。
白話講就是出門靠朋友,自己不太長進,卻能靠著其他武林同好,讓自己看起來也是高手
類型B的µEDC則依賴於µEDC內部的各項措施,並結合與其他µEDC的外部網絡連接來提供高可用性。
白話講就是,一切該有的基礎什麼都先靠自己,自立自強以後,再跟別人交朋友練成更高境界
µEDC 是邊緣計算時代的重要基礎設施,它通過小型化、模塊化的設計,為本地化的數據處理提供了高效、靈活的解決方案。隨著物聯網、5G 和智能城市的快速發展,µEDC 的應用將越來越廣泛,成為未來數據中心架構中不可或缺的一部分。
TIA-942-C 是數據中心基礎設施設計與建設的最新標準,涵蓋了從選址到運維的各個方面。通過遵循這一標準,數據中心可以實現高效、可靠和可擴展的運營。對於新手來說,理解 TIA-942-C 的內容並將其應用於實際項目中,將有助於提升數據中心的設計水平和運營效率。