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解析数据中心里的光纤测温技术

时间:2015-10-21 10:04:18

 

数据中心对温度要求很高,要全年365天恒温。但是,实际上在数据中心机房内部,不同位置的温度是有差别的,如果通风不好,虽然在同一个数据中心里温度也可以相差好几度,这样局部位置的温度比较高,长期处于这个位置的设备就会受到影响,甚至会加速设备的运行老化,所以一般在数据中心里会部署一些温度传感器,对数据中心的局部温度进行监控,使用方式有热电阻传感器、热电偶传感器、特殊的半导体传感器等,不过这种方式单点测量范围小、布线复杂、容易损坏、维护工作量又大,往往一个通道内只设1~2个温度采集点,采集点数量太少,无法检测到各个机柜的进出风温度,较难监测到机房内的局部热点或局部过冷点,实际在使用中效果并不是很好,不能完全反映出机房内部所有的局部点真实温度。
  如果这些采集的温度数据是不精确的,甚至还有很多遗漏的局部点,就不能为数据中心节能优化提供有意义的数据,为空调精确送风提供参考,甚至不能及时发现局部过温点,存在严重的安全隐患。
  如何解决数据中心内部温度监测的问题?光纤测温技术提供了可能。光纤测温技术是近年才发展起来的新技术,并已逐渐显露出某些优异特性。其使用的光缆既是传输介质,又是传感单元。光源发出的脉冲经波分复用器后沿光缆传输,传输过程中与光纤分子相同作用,产生自发拉曼散射光,其中斯托克斯光对温度不敏感,而反斯托克斯光对温度敏感,两散射光经波分复用器分离后由高灵敏度的探测器探测。
  由于光缆不同位置处产生的拉曼散射信号传输到探测器的时间不同,通过探测信号返回时间即可确定拉曼散射发生的位置,结合高速信号采集与数据处理技术,可以准确、快速地获得整根光缆上任意一点的温度信息。这种技术已经广泛用于电力、石化、隧道、建筑等领域,由于光纤测温空间分辨率、温度精度、测量范围和测量时间均相差较大,所以在对精度要求较高的数据中心少有应用。随着近些年光纤测温技术的提升,为光纤测温进入数据中心提供了可能。在数据中心里,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,可实现对任意指定测量点进行实时精确的温度信息采集。
  相比数据中心里传统的温度监控系统,光纤测温有诸多优点。首先是在数据中心,光纤铺设已经遍及整个数据中心内部,只要有设备、业务流量的地方,就有光纤,100%覆盖监测区域,无测量盲区。其次是由于光纤传感器对温度信息采用波长编码,使得整个测温系统不再受光源功率波动和光纤弯曲等因素影响,可靠性高。并且光纤传感器结构简单,尺寸小,不占用空间。传统的温度监测器一般挂在顶棚上,与设备区仍有一定的距离,监测的温度数据不准确,对于局部温度亦不敏感,如果放置到机框附近,就要占用大量的空间,有时这种方式根本无法实施,所以传统温度监测器都安装在顶棚上。第三是光纤测温抗电磁干扰,抗腐蚀、防爆,能够在恶劣环境下稳定工作,光纤外表有一层厚厚的保护膜,而不像传统温度监测器要靠探头来完成温度监测。光纤测温绝缘性能也好,适合安装在高低压配电设备里。最后是光纤测温灵敏,实时,通过监控系统可以实时将光纤沿路的温度显示出来,画出温度分布图,直观有效。通过温度图一眼就可以看出哪里的温度偏高,当温度超过阈值时,及时提供报警信息并准确定位报警位置,将报警信息直接反馈给数据中心监控人员。正是有了这些优点,才使得光纤测温技术在数据中心部署成为了可能。
  通过光纤测温可以很好地掌握整个数据中心实时温度分布图,这给我们进行绿色数据中心建设,提高了参考数据。使用光纤测温技术,可以使空调系统处于最佳节能状态,并消除内部局部热点问题;使用光纤测温可靠性强,运营稳定,施工安装还简单;使用光纤测温提升了数据中心可维护性和管理水平等等,这些都可以为数据中心节省出一大批资金,降低数据中心的使用能耗,一个小小的光纤测温起到的作用可不小。虽然光纤测温有这么多的好处,不过在实际中,尤其在国内数据中心机房里应用很少,仍处于初步发展阶段。
  在国外光纤测温已经是非常成熟的技术应用。这主要是国内的光纤测温技术精度不够,而采用国外技术产品价格又太高,在安装的时候空调反馈控制接口也比较复杂,需要有专业人员安装以及后期维护,对技术要求比较高,这就使得国内数据中心里基本看不到光纤测温技术的应用。当然光纤只是在有设备互连的地方才有部署,在距离机柜比较远的地方,还是无法覆盖到,这些地方虽然发热高的可能性不高,但以防万一,最好还是要有温度监控。所以如果可能,在一个数据中心里,最好采用传统温度监控和光纤测温两者结合起来使用,在光纤部署没有触及的地方可以安装一些温度监控探头,将温度信息采集到,这样可以获知数据中心内部所有地方的温度,以便对整体的温度进行监控。
  随着人们对建设绿色数据中心的呼声愈来愈高,光纤测温作为温度监控的一种全新应用模式,为提升数据中心安全与节能提供了有效的技术支撑,为建设绿色数据中心提供大量的分析数据。在数据中心里,光纤测温技术必将获得更多的重视与发展。


    
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