数字时代智领未来 | 一文解读数据中心智能化发展趋势|广东海悟科技有限公司-海悟官网

数字时代智领未来 | 一文解读数据中心智能化发展趋势

总则

随着数字化时代的来临和5G万物互联的迅猛增长，数据中心作为数据存储、处理和传输的核心设施，其智能化发展已成为必然趋势。数据中心智能化系统包含安防系统、楼宇自控系统、计算机网络系统等子系统，在智能化设计中，需要根据业主的管理模式进行划分，通常采用一总多分的模式。

网络的发展

随着人工智能与大数据的发展，未来的智能化系统必然是高度集成、相互连通的，通过统一的平台进行显示和操作，包括本地及云端。

在这一系统中，光缆是核心基础。根据《数据中心设计规范》 GB50174-2017中第10.2.4的要求，承担数据业务的主干和水平子系统应采用OM3/OM4多模光缆、单模光缆或6A类及以上的对绞电缆，传输介质各组成部分的等级应保持一致，并采用冗余配置。

目前数据中心室内主干和水平子系统大部分采用的是OM3及OM4多模光缆，随着数据传输要求的提高，在传输速率达到400G以上时，可采用OM5多模光缆，相比OM3及OM4光缆，拥有更远的传输距离。并且第10.2.6要求主机房布线系统中12芯及以上的光缆主干或水平布线系统宜采用多芯MPO/MTP预连接系统（图1）。

图1 多芯MPO/MTP预连接

MPO/MTP预连接系统适用于高密度的机柜，采用模块化设计，便于日后的扩展和维护，对于大规模光纤连接项目，使用MPO/MTP预连接系统可显著节约成本。并且可以借助3D可视化平台，实现跳线、链路的查询和显示，提高系统可靠性和维护效率，降低运维管理成本。随着AI、大数据及云计算的蓬勃发展，网络带宽传输速率的要求不断提高，光网络将逐渐成为主流，而光网络对比目前的以太网有以下几点优势：

以太网系统图

光网络系统图

智能化发展

未来机房智能化的发展主要包含以下几点：

1.基础设施智能化

● 智能监控系统：采用物联网技术和传感器，实时监测数据中心的温度、湿度、电源等环境参数，确保数据中心稳定运行。如下图2为动力环境监控系统图：

图2 动力环境监控系统图

● 智能调控系统：根据环境参数和设备运行状态，自动调节数据中心基础设施的运行参数，如空调、UPS等，降低能耗。例如采用AI群控技术控制冷源系统，某项目实施前后经过实测对比，CLF可以下降25%左右，制冷站节能率大于20%，预计全年节电量大于175万度，年均PUE可以降至1.25以下。

● 智能存储管理：采用AI算法对存储资源进行智能调度和优化配置，提高存储设备的利用率和性能。

2.数据处理与分析

● 智能数据处理：利用机器学习等技术对海量数据进行高效处理，挖掘潜在价值。

● 智能分析预测：基于历史数据和实时监测数据，对数据中心运行状态进行智能分析和预测，为决策提供支持。

3.运营管理智能化

● 智能资源配置：根据业务需求和市场变化，自动调整数据中心的计算、存储和网络资源，提高资源利用率。

● 智能运维服务：采用AI算法和自动化技术，实现数据中心的故障预测、预警和处理，降低运维成本。例如某项目在开闭站及变配电室采用无人值守的方式，设置巡检机器人，实时监控现场设备状态，并与回路的异常报警进行视频联动，预计每年可节省总人力16人次、人工成本90万元。

4.能效管理智能化

传统机房的能耗管理通过数据表现并不理想，大部分项目的建设忽视了后期的运维，导致系统在运维阶段无法达到预期效果。并且过于注重采购知名品牌的硬件，而忽视软件的重要性，导致设备在运行时不够智能化，很多工作仍然依赖人工操作。大量的运行数据无法有效地用于指导运行，甚至出现数据丢失的情况，造成资源的浪费。然而，采用智能化的能效管理方式可以有效地解决传统机房面临的这些痛点问题。

● 智能能耗监测：实时监测数据中心的能源消耗情况，为企业制定节能减排策略提供依据。

● 智能节能控制：通过AI算法对数据中心能源系统进行智能调节和控制，降低能耗。

能源管理系统可以对机房的变配电系统、供水系统、照明系统、空调通风系统、主要用能设备达到“监控管一体化”，实现终端设备可监可控。对大楼内各种能源（资源）的供应与使用环节进行实时在线计量、智能化监测、控制与调节、故障监测、安全报警与保护。我们可以通过软件直观地看到每项数据，并且进行数据分析，如下图3所示：

图3 能效管理平台

而在节能降耗的前提下，对于改造或者新建的数据中心机房，可以考虑采用微模块的方式，微模块具有部署灵活、高度集成、安装省心省力等优势，并且相比传统机房，还具备以下优点：

5.智慧消防

智慧消防借助物联网与人工智能的快速发展，使消防工作更自动化、智能化、系统化与精细化。所谓的“智慧”就是利用网络将各个独立的系统连通起来，提升预知能力，将火灾的风险和影响降至最低，例如可以实现安防与消防的一体化设计，将智能算法集成在热成像的摄像机中，在后端配置深度学习智能分析服务器，从而提升预知感应能力。

智慧消防有以下几个优点：

● 隐患感知：传统消防主要依靠人工巡查和检查，而智慧消防则通过安装智能传感器和监控设备，实现自动化、智能化的感知和监控。

● 预警方式：传统消防主要通过人的力量和经验判断来发现火灾隐患，预警方式单一且受限于人为因素和经验水平，及时性差，而智慧消防可以实时采集、处理、分析数据，并通过短信、电话、语音、APP等多种方式预警。

● 数据处理：传统消防数据处理主要依靠人工分析和处理，而智慧消防是通过大数据、云计算等分析技术，对收集到的各类数据进行实时分析和处理，提供更准确、全面的消防安全信息。

● 消防管理：传统消防管理方式相对粗放，缺乏系统化和科学化的管理手段，而智慧消防则通过信息化、智能化技术，对监测、维保、处置等全流程进行数字化管理，实现全面、有效的消防安全监管。

● 指挥调度：传统消防的指挥调度主要依靠人工判断和决策，而智慧消防则通过智能化系统平台，对救援人员、车辆、装备等实现快速、精准指挥调度。

● 救援方式：传统消防的救援方式主要依靠消防队员的现场操作，而智慧消防可以通过协同消防救援站、微型消防站，以及远程控制、智能机器人等，进行早期处置，实现更高效的救援。

● 在可视化监管方面：传统消防的监管方式比较单一化，只是单方面监管某一项内容。而智慧消防可以结合3D可视化的平台，全面监管每一个末端设备探测器。

6.数字孪生集控系统

数字孪生是利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。

目前，数字孪生智慧集控系统已逐步应用于智能建筑领域。通过与涉及二十多个子系统全方位集成的平台以及成熟稳定的物联网技术的配合，数字孪生集控系统未来必然是用于监控和优化建筑物运行管理的重要技术。在提高建筑物的智能化水平和运行效率，实现全生命周期的绿色低碳，提高安全性和可靠度，降低运维成本及能耗等方面将发挥重要作用。相比系统集成（IBMS），数字孪生系统能够在系统集成收集的数据基础上，利用传感器技术、云计算技术、大数据技术、人工智能等多种技术手段，与系统集成互相补充和支持。

综述

总之，数据中心智能化的发展趋势是多方面的，包括自动化运维、云计算融合、人工智能应用、绿色节能、高可用性和高可扩展性等。这些趋势将有助于提高数据中心的运维效率和可靠性，降低成本和能源消耗，推动数据中心全生命周期的可持续发展。