本书总结了最新的数据中心设计、应用理论、方法和实践经验，并基于国内、国际最新的数据中心建设标准，介绍了中国数据中心规划设计的全新的理论架构、设计逻辑和方法、评估模型与实践。
本书秉承技术中立的原则，尊重国标及行业通用规范，强调标准与规范在建设中的指导作用，注重理论与实践相结合，不仅论述了如何创建合理的理论体系，也提出在实践中可操作的评估方法与具体实践步骤。
本书适合作为数据中心建设运营方（包括金融、通信、政府、企业、军队、公共设施、社会机构等）、各设计院工程技术人员、系统集成、智能建筑、IT等行业技术人员的参考用书，也可作为高校学生的教材或研究院所的参考用书。

随着电子信息技术的快速发展，信息网络已成为人们日常工作和生活中不可缺少的元素。电子信息系统机房作为信息网络的支撑点，承担着电子信息的传输、运算、存储等功能。电子信息系统机房的建设包含了规划、机房工艺、建筑、结构、供配电、通信信息、制冷空调、给排水、消防等众多专业，是各项技术的综合体现。
电子信息系统机房是各类机房的总称，数据中心是电子信息系统机房中的一种重要类型，通常是建筑面积在数千到数万平方米的大型机房。本书重点介绍了数据中心的建设原则、可靠性模型、相关标准、技术指标、供配电、防雷接地、空调、机房布线、机房监控、评估和管理等内容，本着安全、可靠、节能、环保的原则，为读者提供比较全面的数据中心建设知识。
数据中心是电子信息技术所需的基础设施，从现有的互联网、电信网、广电网等到即将组建的物联网，电子信息的传输、运算和存储都离不开数据中心的支持。远观全球电子信息技术的发展可以感知，我们正处于信息大爆炸的年代，各行各业将依赖于电子信息的发展而发展；世界在信息网络的互联下，成为一个地球村；在人们未来的工作和生活中，信息网络就像水和电一样，成为不可缺少的元素。与目前不同的是，现在人们使用个人计算机处理的事情，将越来越多地由处在世界各地的数据中心来完成。就像发电厂为电网提供源源不断的电力支持一样，数据中心为信息网络提供源源不断的信息支持。
数据中心行业是朝阳行业。从事数据中心规划、设计、施工和运行维护的工作者，肩负着保证数据中心安全运行的重任。随着电子信息技术的发展，数据中心的建设技术也在不断发展。我们希望本书能为大家提供一次学习和增长知识的机会。
本书结合数据中心维护行业的特点，着重从实践的角度去讲述数据中心的维护问题，涵盖了电源、雷电防护、空调、监控等方面的知识，全书共分6章，主要介绍数据中心运维管理、数据中心电源管理、数据中心模型、配电系统的组成和养护、防雷与接地系统的组成和维护保养、网络结构化综合布线。
本书是作者对多年来从事数据中心维护与教学的总结，力求做到重点突出、论述清楚，深入浅出、通俗易懂，注重实际技能的介绍与培训，便于自学。
本书选择成熟的理论，对目前研究现状进行跟踪，补充了新的研究成果。全书充分考虑了内容组织的系统性和完整性，特别突出了各项技术的实用性，可以作为数据中心培训的教材，也可供数据中心爱好者学习参考。学完本书后学生可以具备数据中心维护的能力。
本书由林立忠、张军、孟军英、褚云霞编著，其中，林立忠编写了第1章、第3章，张军编写了第2章、第4章，孟军英编写了第5章，诸云霞编写了第6章，潘刚柱、刘伟等参与了资料整理和排版录入等工作。
另外，在本书的编写工作中，参考和引用了有关文献的内容，在此谨向这些文献的作者表示深切谢意。
由于编者水平有限，对于书中的不足之处，恳请读者批评指正。
著 者
2016年1月

第1章 数据中心运维管理 1
1.1 数据中心运维管理概述 1
1.1.1 运维目标 1
1.1.2 运维对象 2
1.1.3 运维要求 3
1.2 数据中心运维管理框架 4
1.2.1 运维管理框架4Ps概述 4
1.2.2 运维管理的人员要求 5
1.2.3 运维管理的流程要求 8
1.2.4 运维管理的信息化要求 18
1.3 数据中心运维管理测量 20
1.3.1 运维管理成熟度的评估 20
1.3.2 运维管理认证的意义 21
1.3.3 运维管理标准介绍 22
1.4 数据中心运维管理提升 29
1.4.1 建立可持续改进的运维管理 29
1.4.2 建立多重符合性的运维管理 30
1.4.3 建立高度自动化的运维管理 31
第2章 数据中心电源管理 32
2.1 电源管理概述 32
2.2 岗位责任制 33
2.3 通信用电安全管理制度 33
2.3.1 等级维护及保障制度 34
2.3.2 运行质量、故障分析及报告制度 34
2.3.3 技术档案和资料管理制度 34
2.4 数据中心和设备对电源系统的要求 35
2.5 通信电源的基本分类 37
2.5.1 市电供电的分类 37
2.5.2 交流基础电源 38
2.5.3 直流基础电源 38
2.5.4 二次电源 39
2.5.5 三级电源划分 39
2.6 通信电源系统的组成 39
2.6.1 集中供电方式电源系统的组成 39
2.6.2 分散供电方式电源系统的组成 41
2.6.3 混合供电方式电源系统的组成 42
2.6.4 组合电源供电方式 42
2.7 通信电源技术的发展现状与趋向 43
2.7.1 通信电源技术的发展现状 43
2.7.2 通信电源技术的发展趋势 45
2.8 通信电源的节能 46
2.8.1 高频开关电源设备的节能 46
2.8.2 VRLA蓄电池的节能 47
2.8.3 IDC机房节能降耗 47
2.8.4 UPS节能 48
2.8.5 监控系统的节能策略 50
2.9 通信电源的技术标准 51
2.10 通信电源设备的性能检测 52
2.10.1 泰尔认证中心及检测的通信电源产品 52
2.10.2 检测分包机构和检测产品依据 52
2.11 通信电源设备的抗震性能检测 53
2.11.1 概述 53
2.11.2 检测范围、程序与评定 54
2.11.3 对送检电源设备的要求 54
2.11.4 通信电源设备抗震措施 55
2.12 通信电源设备标准型号命名方法 57
第3章 数据中心模型 60
3.1 数据中心的可靠性/可用度模型 60
3.1.1 可靠性研究的发展 60
3.1.2 可靠性参数 61
3.1.3 可靠性和可用性分析 62
3.1.4 可用性参数计算 65
3.1.5 系统可靠性模型 66
3.1.6 数据中心可靠性/可用性模型 68
3.2 数据中心的能效模型 79
3.2.1 数据中心能效定量评价指标 79
3.2.2 数据中心能效模型及其研究 79
3.2.3 空调系统的能耗研究及其PUE计算 83
3.2.4 进一步研究数据中心能效模型 84
3.3 数据中心的经济模型 84
3.3.1 经济模型的基本概念 84
3.3.2 数据中心成本与收益项目 84
第4章 配电系统的组成和养护 87
4.1 数据中心供配电系统概述 87
4.1.1 内容约定 87
4.1.2 设计标准 89
4.1.3 数据中心对供配电系统的要求 89
4.1.4 数据中心供配电系统的发展历程 92
4.2 数据中心IT设备及其电源系统 95
4.2.1 服务器分类 95
4.2.2 服务器电源系统标准 98
4.2.3 服务器电源对于数据中心供配电系统设计的基本意义 100
4.3 数据中心高压变配电系统 103
4.3.1 设计标准 103
4.3.2 电压选择 104
4.3.3 高压系统中性点运行方式 105
4.3.4 高压变配电系统的主接线 107
4.3.5 高压变配电系统配电网接线 108
4.3.6 高压配电一次接线典型方案 108
4.3.7 不同规模的数据中心的高压变配电系统构成 109
4.4 数据中心柴油发电机组系统 110
4.4.1 设计标准 110
4.4.2 柴油发电机组的工作原理、组成、应用分类 110
4.4.3 数据中心柴油发电机组容量选择 112
4.4.4 柴油发电机组与其负载匹配 114
4.5 数据中心ATSE系统 118
4.5.1 设计标准 118
4.5.2 ATSE产品定义及构成 119
4.5.3 ATSE分类 119
4.5.4 ATSE切换 120
4.5.5 ATSE应用中产生的问题 122
4.5.6 数据中心ATSE的常见组网形式 125
4.6 数据中心输入低压配电系统 126
4.6.1 设计标准 126
4.6.2 低压电器概述 126
4.6.3 低压熔断器 127
4.6.4 低压隔离电器 128
4.6.5 低压断路器 129
4.6.6 低压配电方式 133
4.6.7 低压配电柜 134

4.7 数据中心UPS系统分类、原理及供电方案 138
4.7.1 设计标准 138
4.7.2 UPS分类及定义 138
4.7.3 三种UPS的原理及特点 140
4.7.4 数据中心常用大容量UPS的内部拓扑 143
4.7.5 数据中心UPS供电方案 145
4.8 数据中心UPS的关键技术、关注热点及发展趋势 148
4.8.1 数据中心大容量UPS的关键技术 148
4.8.2 数据中心UPS的关注热点 150
4.8.3 数据中心UPS的发展趋势 156
4.9 数据中心UPS电池系统 160
4.9.1 数据中心UPS电池系统的基础知识 160
4.9.2 数据中心UPS电池的技术特性 162
4.9.3 数据中心UPS的电池配置计算方法 164
4.10 数据中心UPS输出列头配电系统和机架配电系统 165
4.10.1 设计标准 165
4.10.2 UPS输出列头配电系统 166
4.10.3 机架配电系统 168
第5章 防雷与接地系统的组成和维护保养 171
5.1 接地的基本概念 171
5.1.1 地和地电位 171
5.1.2 接地及其作用和种类 172
5.2 电气系统的接地 173
5.2.1 高压供电系统的接地 173
5.2.2 低压系统的接地分类 173
5.2.3 通信系统的接地 175
5.3 数据中心的联合接地 176
5.3.1 联合接地方式的构成 176
5.3.2 其他设施的接地 179
5.3.3 数据中心联合接地的优点 179
5.4 联合接地的接地电阻和土壤电阻率 180
5.4.1 接地电阻和接地系统电阻 180
5.4.2 土壤电阻率及其决定因素 181
5.5 人工降低接地电阻的方法 182
5.5.1 人工降低接地电阻的3种方法 182
5.5.2 降阻剂接地电极的施工方法 184
5.6 雷电的基本知识 185
5.6.1 雷电的产生 185
5.6.2 雷电的主要参数 185
5.6.3 雷电活动的主要规律 189
5.7 雷电分类及其危害 190
5.7.1 直击雷及其危害 190
5.7.2 感应雷及其危害 190
5.8 通信电源设备防雷技术要求与测试方法 191
5.8.1 防雷技术要求 191
5.8.2 测试项目 192
5.8.3 通信电源设备防雷试验方法 192
5.9 防雷装置、防雷原则及防雷措施 193
5.9.1 防雷装置 193
5.9.2 通信电源用SPD 195
5.9.3 通信电源的防雷措施 199
5.10 通信局（接地与防雷） 201
5.10.1 综合通信大楼的接地与防雷 201
5.10.2 有线数据中心的接地与防雷 203
5.10.3 移动通信基站的接地与防雷 205
5.10.4 微波站、卫星地球站的接地与防雷 208
5.10.5 小型无线通信站的接地与防雷 211
5.11 数据中心雷电过电压保护设计 212
5.11.1 基本规定 212
5.11.2 浪涌保护器的使用要求 213
5.11.3 电源系统过电压保护的设计 213
5.11.4 电源SDP的安装 217
5.11.5 计算机网络及各类信号引线的雷电过电压保护 217
5.11.6 保安单元 218
第6章 网络结构化综合布线 219
6.1 综合布线的发展过程 219
6.2 布线系统的发展趋势 220
6.3 综合布线的计算机系统集成设计 221
6.3.1 计算机系统集成的范围 221
6.3.2 计算机系统集成的分析与设计 222
6.3.3 计算机系统集成工作清单 222
6.4 综合布线系统综述 224
6.4.1 综合布线系统概念 224
6.4.2 综合布线系统的子系统 224
6.5 工作区子系统的设计 228
6.5.1 工作区子系统设计概述 228
6.5.2 工作区设计要点 228
6.5.3 信息插座连接技术要求 228
6.6 水平干线子系统的设计 229
6.6.1 水平干线子系统设计概述 229
6.6.2 水平干线子系统布线线缆种类 231
6.6.3 水平干线子系统布线方案 231
6.7 管理间子系统的设计 233
6.7.1 管理间子系统设备部件 233
6.7.2 管理间子系统的交连硬件部件 233
6.7.3 管理间子系统交连的几种形式 235
6.7.4 管理间子系统在设备间中的应用 235
6.7.5 管理间管理子系统的设计步骤 236
6.8 垂直干线子系统的设计 236
6.8.1 垂直干线子系统设计简述 236
6.8.2 垂直干线子系统的结构 237
6.8.3 垂直干线子系统设计方法 238
6.9 设备间子系统设计 238
6.9.1 设备间子系统设计概述 239
6.9.2 设备间子系统设计的环境考虑 239
6.10 建筑群子系统的设计 241
6.10.1 建筑群子系统设计 242
6.10.2 电缆布线方法 244
6.10.3 电缆线的保护 245
参考文献 246

褚云霞，女，讲师，硕士学历，石家庄学院计算机学院教师，参与编写多部教材，在各大期刊杂志发表学术论文10余篇，主讲计算机专业课程。

随着电子信息技术的快速发展，信息网络已成为人们日常工作和生活中不可缺少的元素。电子信息系统机房作为信息网络的支撑点，承担着电子信息的传输、运算、存储等功能。电子信息系统机房的建设包含了规划、机房工艺、建筑、结构、供配电、通信信息、制冷空调、给排水、消防等众多专业，是各项技术的综合体现。
电子信息系统机房是各类机房的总称，数据中心是电子信息系统机房中的一种重要类型，通常是建筑面积在数千到数万平方米的大型机房。本书重点介绍了数据中心的建设原则、可靠性模型、相关标准、技术指标、供配电、防雷接地、空调、机房布线、机房监控、评估和管理等内容，本着安全、可靠、节能、环保的原则，为读者提供比较全面的数据中心建设知识。
数据中心是电子信息技术所需的基础设施，从现有的互联网、电信网、广电网等到即将组建的物联网，电子信息的传输、运算和存储都离不开数据中心的支持。远观全球电子信息技术的发展可以感知，我们正处于信息大爆炸的年代，各行各业将依赖于电子信息的发展而发展；世界在信息网络的互联下，成为一个地球村；在人们未来的工作和生活中，信息网络就像水和电一样，成为不可缺少的元素。与目前不同的是，现在人们使用个人计算机处理的事情，将越来越多地由处在世界各地的数据中心来完成。就像发电厂为电网提供源源不断的电力支持一样，数据中心为信息网络提供源源不断的信息支持。
数据中心行业是朝阳行业。从事数据中心规划、设计、施工和运行维护的工作者，肩负着保证数据中心安全运行的重任。随着电子信息技术的发展，数据中心的建设技术也在不断发展。我们希望本书能为大家提供一次学习和增长知识的机会。
本书结合数据中心维护行业的特点，着重从实践的角度去讲述数据中心的维护问题，涵盖了电源、雷电防护、空调、监控等方面的知识，全书共分6章，主要介绍数据中心运维管理、数据中心电源管理、数据中心模型、配电系统的组成和养护、防雷与接地系统的组成和维护保养、网络结构化综合布线。
本书是作者对多年来从事数据中心维护与教学的总结，力求做到重点突出、论述清楚，深入浅出、通俗易懂，注重实际技能的介绍与培训，便于自学。
本书选择成熟的理论，对目前研究现状进行跟踪，补充了新的研究成果。全书充分考虑了内容组织的系统性和完整性，特别突出了各项技术的实用性，可以作为数据中心培训的教材，也可供数据中心爱好者学习参考。学完本书后学生可以具备数据中心维护的能力。
本书由林立忠、张军、孟军英、褚云霞编著，其中，林立忠编写了第1章、第3章，张军编写了第2章、第4章，孟军英编写了第5章，诸云霞编写了第6章，潘刚柱、刘伟等参与了资料整理和排版录入等工作。
另外，在本书的编写工作中，参考和引用了有关文献的内容，在此谨向这些文献的作者表示深切谢意。
由于编者水平有限，对于书中的不足之处，恳请读者批评指正。
著 者
2016年1月