机柜：机房设备中的“保险柜”

《智能建筑与城市信息》杂志社编辑整理

 

    机柜通常被认为只是一种机械支架，除了放置服务器之外，没有任何其他的价值。但事实并非如此，它对数据中心机房设备有着至关重要的作用。现在，许多数据中心的机柜已经趋于老化，因为设计不合理所造成的散热等问题特别突出。因此要实现机房的最大供用，用户在选择机柜时要慎重考虑。
◆ 机柜的承重负载量：随着机柜内所放置产品密度的加大，良好的承重能力是对一款合格机柜产品的基本要求。不符合规格的机柜，不能有效保护机柜内的设备，甚至可能影响整个系统。
    ◆ 温度控制系统：机柜内部有良好的温度控制系统，可避免机柜内产品的过热或过冷，确保设备的高效运作。
    ◆ 抗干扰能力：一款功能齐备的机柜应提供各类门锁及其他功能如防尘、防水或电子屏蔽等高度抗扰性能，还应提供适合的附件及安装配件支持，让布线更为方便，同时易于管理，省时省力。
    ◆ 线缆管理：在规模巨大的机房里，在林立的机柜中穿行尚且困难，更别提快速寻找和维修出现故障的线路了。从机柜内部线缆附设的角度看，今天的数据中心机柜配置密度更高，容纳的IT设备更多，大量采用冗余配件（如冗余电源、存储阵列等），机柜内设备配置频繁变换，数据线和电缆随时增减。所以，机柜必须提供充足的线缆通道，能从机柜顶部、底部进出线缆。在机柜内部，线缆的铺设必须方便、有序，与设备的线缆接口靠近，以缩短布线距离，减少线缆的空间占用，保证散热气流不会受到线缆的阻挡，同时还要保证在故障情况下能对设备布线进行快速定位。
    ◆ 配电系统：随着机柜内IT高密度安装趋势的日益显著，配电系统成为机柜能否发挥其应有效能的关键环节。合理的电源分配直接关系到整个IT系统的可用性，而这也是过去被很多机房管理人员忽视的问题。由于IT设备日益小型化，机柜内设备安装的密度不断增加，这就对机柜内配电系统提出了严峻的挑战。与此同时，输入、输出端口的增多，也对配电系统安装的可靠性提出了很高的要求。再考虑到目前大多数服务器双电源供电的需求，更使得机柜内电源分配越来越繁杂。
    机柜的兼容性也是用户头疼的问题。如今，数据中心的机柜中会安装来自不同厂商的设备，所以要求机柜必须具备良好的兼容性。如果机柜兼容性不好，在升级IT设备时，原有机柜可能无法满足需求，用户被迫更换整套机房设备。这种无谓的成本耗费在早期机房建设中屡见不鲜。兼容性的不足，必然导致机柜整体方案的可扩展性差，无法满足IT业日新月异的变化需求。对用户而言，显然降低了系统的生命周期，产生了过多的成本开支。机柜看似不起眼，但在数据中心机房设备中将起到“保险柜”的作用，因此本刊编辑整理几款机柜产品，以供广大用户见其一而知大全。

1  泛达Net-AccessTM机柜

    过去，设计人员经常为选择安全美观的机柜或是易于管理维护的开放式机架系统而苦恼。传统机柜，一般都缺乏合理的走线路由，不但不易于维护，而且限制设备的散热。并且机柜与机柜内设备的接地也较复杂。Net-AccessTM就是为解决这些问题而设计诞生的。
    （1）Net-AccessTM机柜的主要优点
    ◆ 采用流体动力学分析设计工具，完美保证机柜中设备的散热；
    ◆ 先进的线缆管理结构，实现快速的移动、添加和更换；
    ◆ 机柜内综合了接地系统，从而保证人员和设备的安全；
    ◆ 无论是交换机机柜还是服务器机柜，相同的外观保证了机房内的和谐美观度。
    （2）散热管理
    Net-AccessTM机柜整合了线缆管理、嵌入式的框架结构、开孔柜门，这些都是为了实现充分的散热要求，提高网络的性能和稳定性。
    （3）嵌入式框架结构：Net-AccessTM机柜嵌入式的结构设计，不仅提供宽敞的、易维护的线缆垂直走线路由，而且支持垂直安装配线架和电源插线排（PDU）。当机柜并排摆放，机柜采用的双向开门设计，支持机柜柜门向左或向右打开。相比传统机柜，更容易进行移动、添加和变动。
    （4）垂直安装跳线盘：Net-AccessTM机柜内可以垂直安装配线架，配合标准长度的跳线以消除线缆冗余松弛，避免线缆的堆积阻碍服务器背后的热空气排除。设备的冷却效果大大提高。
    （5）电源插线排（POU）：机柜内垂直安装的POU减少了电源线的长度，消除冗余线缆的松弛。安装支架兼容泛达或其它厂商POU，安装无需使用专用工具。泛达提供NEMA或IEC接头的POU，每种接头由分为20或30AMP版本。
    （6）完整的接地系统：Net-AccessTM机柜带有完整的接地系统。良好的电气接地连接结构确保网络性能，最大化设备正常运行时间的同时，保换设备和人员的安全。
2  西蒙VersaPOD

    VersaPOD拥有一系列支持铜缆及光纤配线的各种综合性Zero-U垂直配线架（VPP）。VPP可以在不消耗关键水平安装空间的情况下在两个并排连接的机柜之间的前部和/或后部垂直空间提供多达288个配线端口。通过释放机柜的水平空间，可以获得更高的有源设备密度，将所需机柜的数量最多减少20%，并且节省出了有价值的数据中心地面空间。

    ◆ 创新的门选择：双铰链前门和四铰链后门可任意从左边或右边打开，且很容易移除。后面的分离门可在两个方向通过铰链打开，以提供通向垂直配线架（VPP）的直接接入。
    ◆ 滑动式垂直配线架：垂直的铜缆和光纤配线架可以很方便地往前滑动，为配线架后面连接提供接入方便。这些安装在两个机柜之间的共12个Zero－U垂直机架空间中的配线架可以支持多达288个铜缆端口、864个光纤端口或者是铜缆和光纤端口的组合。
    ◆ 可任选的线缆管理环：可在每个垂直配线架（VPP）的旁边安装垂直的4英寸线缆管理环，以方便对处于配线区域以及机柜与机柜之间连接的铜或光纤跳线进行路由安排。
    ◆ 垂直配线管理通道（VPC）：具有大量集成线缆管理选项和双铰链门的特点，为线缆路由和宽松管理提供大容量和隐蔽的通道。
    ◆ 凹进式角柱：四个凹进式角柱为穿过多个连成一排的机柜的前面、后面以及侧面提供了无障碍布线通道。
    ◆ 灵活的安装选择：符合CEA 310E标准的安装轨道是可调整的，以适应各式各样最多800毫米（32英寸）深的网络和存储设备。多锁孔安装选项和卡式螺母进一步扩展了V-POD按照用户需求进行定制的能力。
    ◆ 可移动的侧板：对于独立式机柜或末端机柜单元，可将侧板去掉以进行全方位的访问
    ◆ 支持预端接布线解决方案：如此设计V-POD线缆管理，是为了平衡利用SIEMON预先端接的铜和光纤主干线缆组件以及即插即用光纤解决方案的安装和维护优点。

3  日海数据中心网络机柜

    日海IDC机柜是标准通用型的配套设备，广泛应用于互联网数据中心机房。工作环境温度：-5℃～+40℃，相对湿度：≤85%（+30℃时），大气压力：70～106kPa，储运温度：-25℃～+55℃。
    （1）电气性能（额定的电压和电流指标）
    PDU：采用两路220V输入，每一路各设置1个数字式电流表。每路插座的数量为10个插孔，且每路分为两组。连接插座为中国标准斜三芯插孔或其他制式插座，具有高度的可靠性和安全性。电源输入采用接线端子引入，方便电源线接入。同时可以方便地引接英标或美标的制式插座。保证每个插座最大能承受10A的电流。
    （2）机械性能
    机柜的整体装配牢固，全部的零部件具有一致性和互换性。柜顶和柜底均留有电缆走线输出输入口，可以从上或从下走线出入机柜；门的设计均为可拆式，开合转动灵活、锁定可靠、装拆方便，门的开启角不小于110°，门的间隙不大于2mm；全部的外露和操作部位的锐边倒圆半径R不小于2mm；机柜所有的零件选用的材料之间相容，且均作好防腐处理，涂覆层表面光洁、花纹色泽均匀、无挂流、无露底；所有的标志清晰牢固。
    （3）设备结构及特点
    设备的设计依据是IEC297-86以及相关的国家标准和行业标准；整体的设备是单元与部（组）件的拼装式结构。

4  南京普天：H系列19″机柜

    南京普天全新的H系列19″机柜外形美观大方，设计上充分考虑了外观、空间、承重、散热、搬移等因素，可广泛应用于工程布线、数据中心、机房布线等多种场合。与普通综合布线机柜相比，H系列19″机柜在产品外观、内部结构、互换性及承重能力方面有超群的结构设计优势。
    （1）外观：H型19″机柜采用冷轧钢板，全黑色的机柜外表透视出几分神秘的色彩，显得高贵而稳重。机柜的前后门可根据用户的需要选择玻璃门、网孔门或全钢门，充分满足了用户的个性化需求。
    （2）结构：突破传统的设计思路，采用不等边横梁结构，消除了框架受力的薄弱环节，可调整的横梁设计，使配置空间更加灵活。
    （3）承重：800kg的静载能力是该机柜的一大特点，为了验证机柜的牢固可靠度，开发人员特别对机柜做了一次超强度载重实验。首先对机柜各层分别加上了100～150kg不等的法码，整个机柜加到900kg，历时48小时，卸载后，机柜整体无塑性变形，前后门开合自如。
    在机柜底部换上脚轮做动载实验，加上400kg重载，历时24小时，卸载后，柜体移动自如无变形。换上支撑脚后，机柜的承重达到500kg，同样没有变形，前后门开合自如。
    （4）散热：新机柜的散热功能体现在外部和内部两个方面，外部通过选用网孔门可增强机柜的散热性能。在数据机房内利于冷热空气通道流通。机柜内部空间宽敞，通过散热风扇的作用使整个机柜内部达到良好的通风散热效果。
    （5）搬移：通过加装底部支撑脚或优质脚轮配件，可以很轻松地移动整个机柜到达目的地。

  5  宁波一舟601系列机柜

    宁波一舟601系列机柜是基于对TIA 942标准和《电子信息系统机房设计规范》（GB50174－2008）的理解而研发生产的数据中心专用机柜，其特点在于：
    ◆ 专利钣金拼装框架结构，特别设计承重立柱，承重可达1000kg以上，安全稳固；
    ◆ 前后侧门均可方便拆卸、互换，操作、维护简便，门板外观样式可按需定制；
    ◆ 特别设计冷热空气交换循环通道；
    ◆ 机柜背面顶部和底部均预留进线孔，后部左侧在高度方向均布理线环，方便机柜内部走线，后部右侧可同时安装双路PDU电源和工作地及保护地铜排；机柜底部预留对地安装孔，可直接对地施工安装；
    ◆ 机柜主要构件均设有接地螺柱，并可相互连接形成一体，具有完善的安全防护接地系统，使用可靠。
    601系列机柜（专用于IDC机房）技术参数：
    ◆ 机柜工作环境温度：0℃～40℃，相对湿度：≤95%（25℃，无凝露）；
    ◆ 机柜外形尺寸和内部有效容量：宽度0.6M，深度1m和1.1m两种可选，高度2m和2.2m两种可选；2m高机柜内部容量42U，2.2m高机柜内部容量47U；
    ◆ 机柜内部安装尺寸：19″标准安装，内部托盘宽度488mm，可安装各品牌服务器；
    ◆ 机柜框架结构：全拼装框架结构，可现场组装，安装方便，结构坚固稳定，前后左右门均可拆卸；
    ◆ 材料：钢板全部采用国产优质冷轧钢板，其中框架立柱等承重受力部位钢板厚度2.0mm，其他非承重受力部位厚度1.2mm。电器件全部采用国内著名品牌，符合国家强制标准和安规要求。

6  结束语
    企业在规划一个包含服务器、存储产品在内的数据中心机房时，往往不会在意机柜、电源这些“细枝末节”，但在系统实际安装和使用中，这些配套设施同样对系统的可靠性有着举足轻重的影响。