作为新基建的“数字底座”，如何实现数据中心自身的环境数据监测?

日前，《我国典型地区数据中心网络性能分析报告(2020年)》正式发布，再一次将业界的目光聚焦数据中心领域。传统意义上，数据中心是存放计算、存储及网络设备的机房场所，机房建设复杂，后期人工运维又有诸多漏洞，能耗居高不下。而在“新基建”的背景下，数据中心也展现出不一样的内涵——是体现创新、绿色等新发展理念的公共计算设施的组成部分，是促进5G、人工智能、工业互联网、云计算等新一代信息技术发展的数据中枢和算力载体。但是，伴随着数据中心存储、计算、运营“算力”的不断提高，数据中心的运行能耗及其运行成本也将面临不断攀升的可能。

数据中心是世界上最大的能源消费者之一。根据美国研究人员的研究，到2025年，数据中心部门可以使用世界上所有可用电力的20%，这是因为以前所未有的速度创造了大量数据，数据饥渴的机器和服务的迅速普及推动了对更多电力的需求。所以，如何降低能耗的能力在数据中心中至关重要。ADI公司处于当今数据中心行业转型的最前沿，从专门针对高密度服务器、存储和网络设备进行热学设计的业界顶级电源保护和DC-DC电源转换解决方案，到光网络控制解决方案，再到传感器和连接基础设施解决方案，ADI的技术可提高数据中心的效率、密度和可靠性。

适用于数据中心环境监测管理的无线传感器网络

数据中心要做好监测，需要具备几个特性：实时性，数据中心监测数据应当被实时地收集到，以便于数据中心及时地控制管理;可扩展性，在整个生命周期中，数据中心不可能一成不变，而且随着业务量的扩大，也有不断扩容的需求。监控多种传感器形态的能力使得大型无人值守数据中心以及边缘微型数据中心成为可能。ADI提供各种传感器、测量和通信技术，使这一梦想成为现实。比如无线传感器网络可以降低功耗、减少数据中心的停机时间、不需要安装电缆或导管，这些特性可以降低数据中心的运营成本、提高可用性、降低与重新接线和重新配置有关的成本。

ADI公司的SmartMesh® 嵌入式无线传感器网络是业界功耗最低并且最可靠的无线传感器网络之一。SmartMesh产品经过现场验证，已在120个国家/地区部署了数以千计的客户网络。SmartMesh无线网状网络可在苛刻的射频环境中实现>99.999%的数据安全性，深受工业物联网解决方案提供商的信任，它可以多年可靠地传输关键传感器和控制数据而不需要干预。

启用SmartMesh的无线传感器网络能够部署在数据中心而不需要任何电缆或导管——可以部署整个温度、压力和湿度感应网络而不会片刻中断数据中心运行，而且不需要进行任何建造。获取有关数据中心热状态的更准确信息的能力对于管理这一环境至关重要，利用这些信息，IT管理人员能够以比以往更低的总体成本和更高的可用性运营数据中心。

满足数据中心监测数据的对维度需求

SmartMesh网络由高度可扩展的自成形多跃点节点网格和网络管理器构成，这些节点称为智能微尘，用于收集和中继数据，网络管理器用于监控和管理网络性能和安全，并与主机应用程序交换数据。

SmartMesh 智能微尘和管理器是完整的无线传感器网络解决方案。SmartMesh 将时间同步的通道跳跃链接层与基于 ADI Eterna 片内系统技术的硬件结合在一起以实现完整的无线网络解决方案：该解决方案在最具挑战性的射频环境中具有 >99.999% 的数据可靠性;具有 >10 年电池寿命，可以在成本最低条件下将传感器放在任何位置;有加密、身份验证和消息完整性检查功能，保证网络安全;完整的无线网状网络解决方案，不需要进行网络堆栈开发。

SmartMesh网络使用时间同步通道跳变(TSCH)链路层进行通信，这是ADI公司SmartMesh团队开创的一种技术，也是WirelessHART(IEC62591)和IEEE802.15.4e等无线Mesh网络标准的基本构建模块。在TSCH网络中，网络中的所有终端都在数微秒内同步。网络通信被组织成时隙，以实现低功耗分组交换、成对通道跳变和全路径分集。

路径和频率分集：如果通信在绿色箭头处失败，节点D将在红色箭头处使用另一个通道重试

低功耗分组交换：通过使用TSCH，SmartMesh器件可以在计划通信之间以超低功耗休眠，从而使占空比通常小于1%。网络管理器利用TSCH以确保终端准确地知道何时通信、监听或休眠;网络上没有数据包冲突;每个节点上具有超低功耗，路由节点消耗通常小于50µA。

成对通道跳变：时间同步支持在每个发射器-接收器对上进行通道跳变以实现频率分集。利用SmartMesh网络可实现每个分组交换通道跳变，以免发生不可避免的RF干扰;多个传输可以同时发生，增加网络带宽;网络可能较为密集且可扩展，而不产生衰减的RF自干扰。

全路径和频率分集：每个器件都有冗余的路径以克服由于干扰、物理遮挡或多径衰落导致的通信中断。如果一个路径上的数据包传输失败，智能微尘会自动在下一个可用路径和不同射频通道上重试。与其他网状技术不同，不需要进行既耗费功率又耗费时间的路径再发现。

另外，SmartMesh网络采用128位加密的安全网格，是最安全的可用网状网络之一，网络中的所有流量均通过端到端加密、消息完整性检查和设备身份验证进行保护。

总结

作为产业数字化的关键基础设施，数据中心正引发云计算领域的巨头布局。在《关于2019年国民经济和社会发展计划执行情况与2020年国民经济和社会发展计划草案的报告》中，国家发展改革委将在2020年制定加快新型基础设施建设和发展的意见，并实施全国一体化大数据中心建设重大工程，将在全国布局10个左右区域级数据中心集群和智能计算中心。

互联网的高速发展使得万物数据化，数据量和计算量呈现出指数爆发。数据资源已成为关键生产要素，更多的产业通过利用物联网、工业互联网、电商等结构或非结构化数据资源来提取有价值信息，而海量数据的处理与分析要求构建大数据中心。向数据中心添加智能感应系统可以降低数据中心的能耗，使得普通数据中心每年可降低几十万千瓦时。基于ADI公司SmartMesh的无线解决方案允许将传感器精确放置在适当位置以优化能源性能并确保热环境的可靠性，同时保持IT设备升级所需的灵活性。