分布式光纤测温系统在IDC机房中的应用

【摘要】 简要介绍分布式光纤测温系统的基本构成，探讨该系统在IDC机房环境监控中的应用。

【关键词】 IDC机房 分布式 光纤测温

一、引言

互联网数据中心（Internet Data Center，简称IDC）作为新兴的数据增值业务近几年发展迅速，IDC机房规模越来越大，对机房内环境的要求更是越来越高。如何提高IDC机房的管理水平、实时监测机房内的环境温度、反馈调节并消除机房局部温度过高或过低等问题，是许多IDC机房管理面临的严峻挑战。

本文拟探讨分布式光纤测温系统在IDC机房环境监控中的应用，通过在IDC机房内采用该系统，让运维人员实时获知机房内每个机柜的温度分布情况，评估服务器设备的工作环境，通过反馈控制空调精确送风，实现测量-分析-管理-优化的闭环流程，优化机房环境。

二、分布式光纤测温系统介绍

分布式光纤测温系统作为IDC机房环境监控系统的一个子系统，使用单根光纤实现温度监测、信号传输，综合利用光纤拉曼散射效应和光时域反射测量技术来实时测量光纤沿线空间温度分布情况，在IDC机房内按照一定的路由规则在所有机柜内敷设一根传感光纤，可实现对每个机柜指定的测量点进行实时精确的温度信息采集。IDC监控系统平台通过处理传感光纤采集到的温度信息，结合机房3D建模和CFD计算流体力学模拟技术，生成一套实时的、连续的机柜温度分布的3D视图。根据机房3D视图及每个机柜的温度分布情况，可对空调系统进行反馈控制和高效率的精确送风，从而消除局部温度过高或过低的状况。

2.1 光纤测温系统工程实施

IDC机房内机柜的布置通常采用冷热通道分开设置的方式，冷通道设置冷池，机柜采用前送风机柜，架空地板下送风。

光纤测温系统硬件安装包括两部分。（1）安装1台测温主机。综合考虑IDC机房平面布置、测温主机取电方式，合理选择适当位置挂墙安装。（2）敷设1根传感光纤。传感光纤采用IEC60332-3C标准的多模50/125μm光纤。护套采用低烟无卤、阻燃型热塑材料，外表皮带有最小单位0.5m的刻度标识。在IDC机房内，传感光纤敷设路由应覆盖所有的被测机柜，实现最准确和最有效的测量，保证所要求的测温精度和空间分辨率。可将光纤沿机柜前后门逐列敷设，在每个机柜前后对应设置若干个普通温度采集点，依照机柜前后门的形状构造把光纤紧贴其表面并加以固定，确保良好的可维护性和美观。需要精确测温定位的特殊采集点，如机柜背面的PDU引入电缆接头处、核心设备易发热点等，可把传感光纤的一段绕成直径大于3cm的绕组，直接固定在需要精确定位的地方。传感光纤的安装质量直接关系到温度测量的准确性，在安装过程中，应尽量避免被外力损伤、折断；准确记录每个机柜盘绕光纤外表皮的刻度标识，以便3D建模及热点定位。

2.2 监控系统平台温度监控部分

IDC机房监控系统平台主要实现操作界面图形化，以表格、曲线、分阶色标方式的显示各监控点的实时温度数据，模拟计算评估机房的热负荷运行情况，供运维人员评估机房局部热点，并得出机房在不同状态下的运行报告；可设置各监测点的温度上下限报警、温升速率报警；支持空调联动逻辑，发出报警信息后，可手动或自动启动关联控制流程。

功能实现的重点是对机房内机柜和设备布局进行3D建模和对温度分布数据进行实时的CFD模拟。利用3Dmax建模和立体成像技术，将IDC机房、机柜和设备抽象为立方体矩形，形成机房全方位的3D模型。对监控系统服务器接收的温度实测数据，进行实时处理计算，在三维图上的指定坐标进行实时渲染，得到机房内的机柜实测温度模拟图。利用Airpark或Fluent软件的CFD热仿真模拟技术，在机房的3D模型内，结合机柜实测温度模拟图，仿真获得机房内温度场和速度场等数据，形成气流组织和机柜设备的热仿真图像。

2.3 光纤测温系统反馈控制部分

IDC机房的环境监控系统从动力环境监控系统数据接口提取空调数据，并通过接口协议根据一定的运行逻辑动态控制机房空调的运行状态，从而实现反馈控制的目的，运行逻辑如下。（1）机架顶部回风温度大于（或小于）25℃，并持续一段时间后，控制软件自动降低（或提高）相应区域专用空调设定温度；（2）空调机组开启台数控制策略，根据现有机房空调总制冷量与机房内实际发热设备的匹配程度、现场情况及目标PUE值设定。此外参照监控平台3D视图的温度场分布，针对机房平面内一些热负荷较大的局部热点，亦可通过人工加装盲板、调整送风地板活页角度等措施，帮助热交换，提高空调制冷效率。

三、结束语

目前分布式光纤测温系统在国内IDC数据中心业内还处在初步发展的阶段，但是作为温度监控系统的一种全新的应用模式，分布式光纤测温系统仍需在未来的IDC数据中心规划设计中积极探索，积累经验，不断完善成熟，为IDC数据中心的监控运维做出更多贡献。