5G无线网络技术将如何影响到企业数据中心基础设施设计？

从大型主机时代开始，我们传统上就一直倾向于将“数据中心”视为进行数据的处理、存储以及数据网络连接的中心枢纽。虽然上个世纪的大多数数据中心的确都是如此，但自从互联网领域的技术逐渐得到大幅的发展并普及以来，这种情况已经开始发生了变化。随着软件中心架构（诸如虚拟化技术与数据复制分布式内容网络相结合）等相关技术的普及，这种趋势已经获得了长足的发展动力。当然，最后但却并非不重要的一点是，现如今的“云服务”已成为当今企业隐喻性的数据中心了。

在某些情况下，企业的数据中心实际上并不负责存储或处理数据，而是存储和传送内容，例如音乐，视频和电影等内容。此外，在过去的几年里，我们一再听到物联网（IoT）技术的迅速发展和普及将不可避免的引发数据海啸的相关警告。此外，诸如边缘计算、混合云服务、模块化数据中心、以及微服务、超大规模数据中心、大数据等等专业术语已经渗透到了我们今天的流行语中，这些流行术语现在与数据中心结合使用。那么，对于5G无线网络技术而言，其又是怎么样的呢？5G无线网络技术将如何影响到企业数据中心的电源和冷却基础设施的作用及其设计呢？

5G无线网络技术究竟是什么？

虽然5G无线网络技术目前仍在其开发过程中，但该技术目前已经从概念验证阶段转向现场部署试验领域了，有业界专家预测：包括Verizon和AT&T在内的大型电信运营商们将在未来24至36个月内开始提供早期的5G无线网络部署。当5G无线网络技术的全球规范标准最终确定，并且5G无线网络完全建成时，该技术最终将能够提供哪些容量功能还有待观察。到目前为止，我们已知的是：届时，每个信道的传输速度将增加10到20倍，并且每个节点的信道数量要大得多，从而带来比当前的4G LTE网络技术的每个蜂窝站点容量高得多的总体数据吞吐量。

当该5G无线网络技术与诸如IoT设备之类的更多应用程序相结合时，这将导致海量数据量的持续增加。尽管当5G无线网络实现全球范围内的全面部署之后，其将成为下一代智能手机的下一个销售亮点，但其实未来主要焦点将会是无数新的应用程序，例如自动驾驶汽车。根据英特尔所举办的投资者会议，该公司预计到2020年，这些应用程序将产生的数据包括：

自动驾驶汽车：每天约生成4 TB的数据;

连接面板：每天约生成5 TB的数据;

智能化的工厂：每天约生成1 PB的数据;

从计划安排时间来看，Verizon和设备制造商爱立信公司、以及高通公司已经不再打算等待5G无线网络技术标准最终完全的确定了，他们将通过把多个渠道连接在一起，来提高速度和容量，继续开发和测试更快的4G LTE网络工作试验中的千兆速度。

而根据Verizon公司所发布的消息称，他们预计5G技术将支持在“智能城市”应用程序中部署更多的视频监控和无人机：

5G增强型智能视频监控：今天，4G LTE已经被广泛用于连接美国各大城市的监控摄像头。而通过借助5G无线网络技术，将能够使得由这些监控摄像头所拍摄捕获的视频传输回网络，并支持更多的摄像头及其相关功能的进一步增加，从而实现新的智力化水平。当所有由监控摄像头所拍摄的视频信息均被传输进入5G网络核心的中央视频优化存储库，可以对这些视频信息进行其他方面的分析，进而提供具备可操作性的智能化管理。

由边缘计算驱动的无人机：Verizon公司和爱立信的分布式边缘云服务进一步的扩展了简单无人机的功能，以匹敌乃至超过复杂无人机的功能，而这些复杂无人机的成本则要高得多。这种概念验证演示表明，随着智能化和数据信息处理被转移到5G核心和网络的边缘，对于现有设备相关约束将不复存在，从而有助于实现低成本设备的高级应用程序。

当然，当早期部署的全自动化驾驶的车辆开始实现与纽约的出租车司机们互动时，已经使得所有这些扩展的监控对于记录智能城市中所发生的车祸事故非常有用得到充分的证明了。

尽管如此，目前，业界已经相对清晰的是，其将涉及需要大量的无线节点，因为到目前为止，根据Verizon 5G技术论坛（ v5gtf.net）的介绍：5G无线网络技术预计将在其试验和部署过程中所使用的28/39 GHz固定无线接入网络中运行。该论坛是由包括思科、爱立信、英特尔、LG、诺基亚、高通和三星在内的一系列合作伙伴所共同成立的。虽然届时的带宽会更大，但由于更高的频率无法像当前的4G LTE系统一样，穿透建筑物和其他物体，其覆盖范围将会小得多。

因此，届时，在每个5G节点或建筑物内的微蜂窝（ micro-cell）中将需要更大的网络处理能力和高速的数据高速缓存（例如，多兆兆字节、闪存、SSD或其它任何开发的技术）。每个5G节点或微蜂窝将有效地充当微型数据中心。虽然在概念上类似于每个蜂窝塔的小型电信机架，但在许多情况下，它们需要被压缩成非常小的防风雨的独立式机箱，其规格尺寸可以是单台机架，半高机架，甚至是手提箱大小的机箱。它们需要安装在没有发电机备用电源的地方，很可能没有外部机械冷却源。我们认为，其中一些较小的装置将需要采用基于内部的液？？体冷却，以便能够在140°F（60°C）或更高的环境温度下持续运行。此外，一些地方很可能会受到锂电池（以及在未来几年将被开发出的任何新型化学物质电池）的支持，进而能够提供8到24小时的备用时间。

新常态

2017年8月底9月初，飓风“哈维”和“厄玛”曾袭击了美国德克萨斯州，佛罗里达州以及其他地区的数百万人口，同时，加勒比海各岛也遭受到了不同程度的破坏。尽管我们曾经在网上看到过太多太多关于美国的数据中心能够抵御绝大部分自然灾害，确保仍然可以持续正常运行的帖子和文章，描述这些数据中心设计精良，建筑坚固，并且选址都是位于洪水泛滥区域的高处，同时数据中心运营商们还为其发电机储存了足够的燃料动力。

但事实上，在某些情况下，哪怕是一些具有高度冗余、且精心选址/建造的数据中心站点也会失去充足的电力燃料供应。而在这些地区，一旦自然灾害使得数据中心选址所在当地的道路和桥梁受到严重破坏，会使得为这些数据中心供给运输发电机燃料的卡车无法到达。在其他一些情况下，尽管数据中心可能仍在基于自有发电机保持表面上的“运行”，但由于通信基础设施已经因自然灾害而遭受到了大规模广泛的破坏，从而导致数据中心的网络连接丢失，因此实际上基本上可以说是处于脱机状态的。例如，我们在纽约市就曾看到过这样情况的发生，尤其是金融区，某些企业的数据中心甚至在飓风桑迪之后关闭了两天。就德克萨斯州而言，仅休斯顿地区有超过50毫米的降雨量。故而可以说，我们当前是生活在一个 “发生100年不遇的洪水”已经成为新常态的时代。因此，即使是Tier 5级的数据中心，仅仅只依靠任何一款单一的基础设施也早已不再谨慎了。

总结

目前，包括亚马逊、谷歌、脸书和微软在内的超级互联网企业都早已基于广泛的地理多样性和IT冗余作为其数据中心“可用性”的来源依据而建立起了遍布全球的数据中心。而本文所重点讨论的5G无线网络技术对于未来数据中心的设计的潜在影响，基于能够通过有线网络和无线通信进行网状通信的许多自动式自支持节点，需要连续可用的网络覆盖。这类数据中心的规模大小、规格因数和容量最初可能都是由无线运营商所设计的，但是，随着各种新的应用程序的不断发展，边缘计算和混合数据中心所扮演的角色作用将进一步的扩展，并且高弹性微网格也将如此。

我们知道，不同企业组织的数据中心的不同“标准”将直接或间接地影响到他们对于数据中心基础设施电源和冷却基础设施的冗余级别。而这方面真正的目的是为了确保应用程序和数据受到保护，并确保其“可用性”。虽然目前相当多的企业仍然需要具有高级冗余基础架构的更传统的数据中心来执行关键核心业务的操作，但“边缘”数据中心将逐渐变得更加普遍。例如，曾经专注于传统UI Tier（I-IV）认证大型数据中心的Uptime Institute就已经宣布推出了其针对边缘数据中心的“Tier Ready认证”，旨在实现更小的预制模块化，微型和容器集装箱式数据中心。预计大多数的这些数据中心都将为Tier I级或Tier II级。
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