微模块：构建数据中心的基石

DISTONG

微模块是一种独立的运行单元，包含IT机柜、电源单元、空调末端单元等功能机柜，同时具备网络、布线、监控和消防等功能。该模块的组件可以在工厂预先制造，便于拆卸和搬运，现场快速组装后即可投入使用。微模块可以作为一个独立的小型数据中心快速部署，实现与机房环境的部分解耦，提高部署效率和使用灵活性。

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为什么需要微模块

传统数据中心面临许多问题，建设周期长、扩展性差、能耗高和机房运维难度大。以下是对这四个问题的分段说明：

建设周期长：传统数据中心的建设周期通常长达400天左右，涵盖了决策、准备、实施和投产各个阶段。这种长时间的周期使得数据中心难以适应快速变化的市场需求。

扩展性差：传统的机房建设往往基于对未来业务需求的预测，但由于信息技术的快速发展，这种预测往往变得困难。这导致了机房容量不足或过度建设，影响了数据中心的扩展能力。

能耗高：数据中心的运行需要大量的电力，而传统机房建设在用电、制冷、气流管理等方面考虑不足，导致数据中心能源效率指标偏高。这意味着数据中心的大部分能源消耗在IT负载和网络关键物理基础设施上。

机房运维难度大：IT运维面临诸多问题，如粗放式运维、资源台帐不清、缺乏统一的服务接口人、故障响应和故障处理跟踪混乱等。优化IT运维需要积累大量的数据和报表，而日常的IT运维管理难以有效统计这些数据。

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微模块的优势

減少人为错误：微模块减少了数据中心中的人为错误，微模块组装流程到系统的故障诊断、文档编制、培训等都更加简单、有效，从而使员工更熟练、更不容易出错。

安全性：微模块数据中心的安全性体现在物理结构和智能技术两个方面。物理结构坚固耐用，具备多层次安全防护措施，可抵御自然灾害和外部攻击，同时配备防火、温湿度控制等设备，确保数据安全性和连续性。智能技术采用智能型PDU和先进的网络安全技术，提前预警异常情况，有效保护数据的安全性和隐私性。

提高效率：微模块数据中心通过模块化设计、智能管理、高效散热和绿色节能等方式提高效率。模块化设计缩短部署时间，智能管理实时监控并优化设备运行，高效散热降低设备温度，绿色节能降低运营成本。这些措施共同提升数据中心的效率，降低成本，增强业务可靠性。

可批量生产：部件和流程的标准化，微模块使批量生产成为可能，批量生产的优势体现在以下几个方面：成本更低、质量更高、更易于维修、交货速度更快。

微模块系统扩展性：微模块可以根据当前的 IT 需求进行部署，并且能在以后根据需要添加更多微模块。微模块显著降低了TCO(总拥有成本)。

方便移植：在安装、升级、重新配置或移动微模块时，独立组件、标准接口以及易于理解的结构既节省了时间又节约了资金。

减少故障修复时间：模块的可移植和可插拔特性使得许多工作可以在工厂进行，包括交货前的配电设备预先布线和交货后的电源模块修理。从统计学角度看，工厂内完成的工作相比现场操作具有更低的再故障率。例如，与现场修复的UPS电源模块相比，工厂修复的模块在引发断电、发生新故障或无法恢复到满负荷工作状态方面的概率要低数百倍。

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微模块的组成

结构部分：微模块由服务器机柜、网络机柜和置顶的柜间桥架系统组成，这是其基础结构。底座系统和列间的柜顶主桥架系统是可选的，根据现场和工程情况选择。微模块的主要功能是支撑IT基础设施，提供强、弱电线缆在机柜内部和机柜之间的物理路由。

配电系统：微模块的供配电是数据中心供配电系统的重要组成部分，相较于数据中心的大配电，可称为未端供配电。通常由两部分组成，机柜内部的供配电，采用各种电源分配单元（PDU），极个别的配置柜用配电盘；机柜列的供配电，目前流行采用精密配电列头柜的方式。智能母排配电更为灵活，能够节省数据中心空间，受到业主和设计院的青睐，未来将成为数据中心末端供配电的主流。微模块的供配电是数据中心供配电系统安全运行的最后100米，对数据中心的可用性具有重要意义。

空调系统：由于模块化结构天然空气侧分配均匀性以及过滤网的均流效果，加上分配毛细管的优化，各制冷模块的蒸发器各回路回气温度的差异在±2℃，这意味着制冷剂分配非常均匀。制冷剂侧分配可以进一步提高蒸发器温度以及系统稳定性，同时可以进一步提高空调的显热比。模块化机房空调的较小空气侧阻力的特点，可以优化风机的工作点，在相同风量情况，大大的降低风机输出功率。以100kW空调为例，传统的机房空调风机输入功率为6.6kW左右，模块化机房空调的风机输入功率为5.0kW左右。

监控和照明系统：微模块的监控系统主要采集电参数、温湿度、烟雾和震动等物理参数，以及必要的视频采集和IT设备位置信息。通过微模块的总控单元，为用户提供本地查询、显示、判断和报警功能，以及远程通信功能。监控单元使微模块具有感知和传输功能，成为可远程监控和管理的智能结构，提升可管理性，降低基础运维的管理负担。

布线系统：数据中心在机柜顶部设计有横纵双向多功能走线槽，同时支持强弱电分离的布线方式，为各户提供更方便简捷的布线方案。在设计之初，主配线区就需要留有足够的空间，一般建议至少保留 50%以上的空间做为将来升级的空间。避免将来升级的时候遇到空间不足的困扰。推荐光/铜的配线架分放在不同的机柜内。数据中心的主干系统包括主配线区（MDA）到水平配线区（HDA），多个MDA 之间的骨干布线系统。主干系统建议采用单/多模光缆和铜缆双绞线布线的组合配置，以相互备份。

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微模块的设计选型参考依据

微模块作为一种新型的数据中心解决方案，以其高效、灵活、可扩展的特点，逐渐受到广泛关注。建设模块化的数据中心可以参考以下几个方面。

需求分析：在设计选型之前，首先要对数据中心的需求进行深入分析。这包括数据中心的规模、业务需求、设备类型、能效要求等方面。通过对需求的详细了解，可以为后续的设计选型提供明确的指导。

结构选择：微模块的结构类型是影响其性能的关键因素之一。在选择结构类型时，需要考虑数据中心的实际情况，如设备布局、散热需求、扩展性等。常见的微模块结构包括封闭式、开放式和混合式。封闭式结构具有良好的散热性能和隔离效果，但成本较高；开放式结构成本较低，但散热性能和隔离效果较差；混合式结构则结合了前两者的优点，成为当前的主流选择。

供配电系统选择：供配电系统是微模块的重要组成部分，其性能直接影响到数据中心的稳定运行。在选择供配电系统时，需要考虑设备的功耗、冗余要求、能效等方面。目前市场上主流的供配电系统包括UPS供电系统、直流供电系统等。在选择时，需要综合考虑数据中心的实际情况和需求。

监控系统选择：监控系统是微模块实现智能化管理的重要手段。在选择监控系统时，需要考虑监控范围、数据采集精度、报警机制等方面。同时，还需要考虑监控系统的可扩展性和兼容性，以便与数据中心的其他管理系统进行集成。

材料选择：微模块的材料选择也是影响其性能的重要因素之一。在选择材料时，需要考虑其导热性能、强度、耐腐蚀性等方面。常见的材料包括铝合金、钢材、复合材料等。在选择时，需要根据数据中心的实际情况和需求进行综合考虑。

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施工中需要注意的问题

机柜的设计和安装需要满足一系列严格的要求。

首先，机柜应符合GB/T 22690的相关标准，确保其基本结构和性能满足行业规范。

其次，前/后门与机柜结构主体应通过接地导线连接，并使用黄绿双色相间的塑料绝缘铜芯导线，以确保电气安全。

此外，机柜及通道密封件的金属件应具有良好的导电性，并且机柜的金属结构件连接处不应喷涂绝缘漆，表面防锈处理也应符合相关规定。

在搭建冷热通道时，应避免冷热气流短路，以优化冷却效果。

机柜底部应安装在底座或水平地面上，并应安装连接装置。

机柜与底座安装后，应进行等电位连接，并有连接装置通过机柜的接地点汇接，确保电气安全。

此外，通道各密封件应采用模块化拼装，方便扩容。

冷通道或热通道宽度应在200 mm至1800 mm之间，以满足不同设备的安装需求。

通道门及顶窗应选择透光率不小于85%的透光材料，通道顶窗的整体透光面积比率不小于60%。

同时，通道密封件搭建完成后，活动天窗开启后通道内部净高度不应低于机柜高度。

最后，通道内部应预留温湿度传感器、感烟传感器、监控摄像机等安装位置，安装孔应符合各类传感器固定及布线要求。

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微模块应用

金融网点：在金融网点中，微模块可以提供高效、灵活的IT解决方案。它们可以帮助金融机构实现业务连续性，提高运营效率，并满足严格的合规要求。微模块化的数据中心架构还可以快速部署，降低初期投资成本，并提高能源效率。

零售：在零售行业中，微模块可以提供可扩展的IT解决方案，以支持电子商务、移动支付和其他数字化转型需求。它们可以帮助零售商提高客户满意度，优化库存管理，并降低运营成本。

教育：在教育行业中，微模块可以提供稳定、高效的IT环境，以支持在线学习、远程教育和数字化校园管理。它们可以帮助教育机构提高教学质量，增强学生体验，并降低IT成本。

医疗：在医疗行业中，微模块可以提供高可用性的IT解决方案，以支持电子病历、远程医疗和其他关键业务应用。它们可以帮助医疗机构提高医疗服务质量，降低运营成本，并满足严格的合规要求。

政府：在政府机构中，微模块可以提供安全、可靠的IT环境，以支持电子政务、公共安全和其他关键业务应用。它们可以帮助政府机构提高公共服务效率，增强数据安全性，并降低IT成本。

公共安全：在公共安全领域，微模块可以提供可扩展、灵活的IT解决方案，以支持应急响应、情报分析和其他关键任务应用。它们可以帮助公共安全机构提高应急响应能力，降低运营成本，并提高数据安全性。

媒体：在媒体行业中，微模块可以提供高效、灵活的IT解决方案，以支持内容创作、视频编辑和其他媒体应用。它们可以帮助媒体机构提高生产效率，降低运营成本，并增强数据安全性。

总的来说，微模块在各个行业都发挥着重要的作用，提供了高效、灵活、可靠的IT解决方案，帮助企业实现业务连续性、提高运营效率、降低成本并满足严格的合规要求。

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总结

微模块作为一种先进的IT解决方案，以其高效、灵活、可扩展的特点，为数据中心的建设和管理带来了革命性的变革。它不仅提高了数据中心的能效和可用性，还降低了运维成本，提升了管理效率。

通过我们的过往案例，我们可以看到微模块在数据中心建设中的广泛应用和成功实践。这些案例不仅证明了微模块的优越性，也为我们积累了丰富的经验和知识，为未来的项目提供了有力的支持。

总的来说，微模块是数据中心建设的重要趋势，它为我们的业务提供了强大的支持。在未来的发展中，嘉晨科技将继续关注新技术、新方法，不断提升我们的服务水平，为客户提供更加优质、高效、可靠的服务。

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