CN114123477B - 一种数据中心系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据中心系统，其中岸站包括：第一变压器，用于将市电网的电能转换为第一预设电压值的目标电能，并通过复合缆将目标电能传输至分电站装置；控制模块，用于获取数据信息，并通过复合缆将数据信息传输至分电站装置；分电站装置，包括多个分电站，各分电站分别连接多个数据舱装置，分电站用于将接收到的目标电能以及数据信息传输至多个数据舱；数据舱装置包括多个数据舱，用于存储客户端的数据信息。通过实施本发明，解决了现有技术中存在的数据中心在运行时成本较高，且消耗巨额电量的缺陷，能够较低的消耗成本以及能源，保证数据传输时延时较低、可靠性较高、安全性高，以及具备建设周期短，可模块化生产的优势。

Description

一种数据中心系统

技术领域

本发明涉及数据中心技术领域，具体涉及一种数据中心系统。

背景技术

随着科技的发展，对“基础设施建设”也有了新的定义，具体为5G、人工智能、工业互联网、物联网。数据中心已经成为影响经济社会发展的重要基础设施，为各大新兴产业提供动力支撑，作为新型基础设施的数据中心在为人类社会提供便捷的同时，也在消耗着巨大的能源和资源。

据统计，近年来，全国范围内的数据中心耗电达到617亿度；此外，数据中心还需要大量的淡水消耗，导致运行数据中心的成本较高，以及要背负为生产巨额电量而产生的环保代价，给碳排放相关节能减排宏观政策的实施造成巨大阻碍。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的运行数据中心成本较高以及会消耗巨额电量的缺陷，从而提供一种数据中心系统。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种数据中心系统，包括：岸站、分电站装置、数据舱装置，其中：所述岸站，包括：第一变压器，用于将市电网的电能转换为第一预设电压值的目标电能，并通过复合缆将所述目标电能传输至所述分电站装置；控制模块，用于获取数据信息，并通过所述复合缆将所述数据信息传输至所述分电站装置，所述数据信息为表征所述数据舱装置运行状态的数据信息，以及为表征客户端的数据信息；所述分电站装置，包括多个分电站，各分电站分别连接多个所述数据舱装置，所述分电站用于将接收到的目标电能以及所述数据信息传输至多个数据舱；所述数据舱装置包括多个数据舱，用于存储客户端的数据信息。

结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述数据舱，具体包括：冷凝模块，用于冷却所述数据舱；第二变压器，用于将接收到的所述第一预设电压值的目标电能转换为第二预设电压值的目标电能；多个存储计算模块，用于接收所述数据信息并进行存储，根据接收到数据信息生成反馈信息；光纤交换机，用于接收多个存储计算模块生成的反馈信息，并通过所述复合缆传输至所述岸站。

结合第一方面，在第一方面第二实施方式中，所述岸站，还包括：联网模块，用于为所述分电站装置以及所述数据舱装置提供网络连接；备用电源模块，包括柴油发电机以及不间断电源，用于当没有接收到市电网的电能时，为所述分电站装置以及所述数据舱装置供电。

结合第一方面，在第一方面第三实施方式中，该系统还包括：传感器装置，用于获取环境信息，所述环境信息包括内部环境信息以及外部环境信息。

结合第一方面，在第一方面第四实施方式中，所述分电站通过第一穿舱件接收所述目标电能；所述分电站通过第二穿舱件将所述目标电能分散传输至多个数据舱。

结合第一方面，在第一方面第五实施方式中，各分电站下均设置有第一支撑架，用于支撑所述各分电站。

结合第一方面，在第一方面第六实施方式中，各数据舱下均设置有第二支撑架，用于支撑所述各数据舱。

结合第一方面，在第一方面第七实施方式中，所述多个数据舱呈弧形交错排布，所述数据舱之间间隔设置。

结合第一方面第七实施方式，在第一方面第八实施方式中，所述控制模块还用于，获取目标区域的地质信息，根据所述地质信息确定所述数据舱间隔设置的距离范围。

结合第一方面，在第一方面第九实施方式中，该系统还包括雷达检测装置，用于获取行驶于目标海面区域船只的身份特征信息，根据所述身份特征信息判断所述行驶于目标海面区域船只是否为授权船只。

结合第一方面第九实施方式，在第一方面第十实施方式中，所述雷达检测装置还用于，当所述行驶于目标海面区域船只为非授权船只时，生成驱离信息。

结合第一方面第十实施方式，在第一方面第十一实施方式中，该系统还包括，无人舰艇，用于接收所述雷达检测装置发送的驱离信息，并根据所述驱离信息驱离所述非授权船只。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明提供的一种数据中心系统，包括，岸站、分电站装置、数据舱装置，其中：岸站，包括：第一变压器，用于将市电网的电能转换为第一预设电压值的目标电能，并通过复合缆将目标电能传输至分电站装置；控制模块，用于获取数据信息，并通过复合缆将数据信息传输至分电站装置，数据信息为表征数据舱装置运行状态的数据信息，以及为表征客户端的数据信息；分电站装置，包括多个分电站，各分电站分别连接多个数据舱装置，分电站用于将接收到的目标电能以及数据信息传输至多个数据舱；数据舱装置包括多个数据舱，用于存储客户端的数据信息。通过实施本发明，解决了现有技术中存在的数据中心在运行时成本较高，且消耗巨额电量的缺陷，结合根据陆海统筹、集约用海的需求，能够较低的消耗成本以及能源，保证数据传输时延时较低、可靠性较高、安全性高，以及具备建设周期短，可模块化生产的优势，具备较高的经济价值以及社会价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中数据中心系统的一个具体示意图；

图2为本发明实施例中数据中心系统另一个具体示例的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

随着数字经济的快速发展，数据中心已经成为影响社会经济发展的重要基础设施，数据中心可以为各大新兴产业提供动力支撑，数据中心是“新型基础设施建设”的基石，新兴产业可以是科技防疫、远程办公、远程教育、电商生活。为了解决数据中心在运行过程中会消耗较大能源的问题，本发明提供了一种水下数据系统，目的是利用海底资源与数据中心进行热交换，利用巨量流动的海水为数据中心散热，可以有效解决电能资源的巨额浪费。

本发明实施例提供了一种数据中心系统，如图1所示，该数据中心系统主要包括：岸站10、分电站装置20及数据舱装置30等，其中：

岸站10，包括：第一变压器11，用于将市电网的电能转换为第一预设电压值的目标电能，并通过复合缆将目标电能传输至分电站装置20；

示例性地，岸站10可以是设置在岸边的控制中心以及配电中心，其中，岸站10中包括第一变压器11以及控制模块12。上述第一变压器11用于接收市电网发送的电能，将市电网的电能转换为第一预设电压值的目标电能，第一预设电压值可以是35kv，也可以是10kv。岸站10中的第一变压器11将接收到的第一预设电压值的目标电能通过复合缆传输至分电站装置20。也就是说，岸站10可以为分电站、数据舱提供可靠稳定的电能。本发明实施例对第一预设电压值并不作具体限定，本领域技术人员可以根据实际情况具体确定。

控制模块12，用于获取数据信息，并通过复合缆将数据信息传输至分电站装置20，数据信息为表征数据舱装置30运行状态的数据信息，以及表征客户端的数据信息；在本实施例中，数据信息可以是用以表征数据舱运行状态的信息，以及数据中心系统服务的客户端的数据信息。

示例性地，上述复合缆为复合传输电缆与光缆的海缆，在传输目标电能以及提供高速数据传输的通道过程中，也就是在一端连接岸站10，另一端连接分电站时，复合缆可以是埋于海底平面下，连接分电站的一端设置有连接器，所述连接器用于将上述复合缆甩出海底平面，也就是说，在连接分电站的一端，可以露出海底平面，便于与分电站的浇筑连接。

分电站装置20，包括多个分电站，可以是包括分电站21…分电站2n，各分电站分别连接多个数据舱装置30，分电站可以是压力容器，用于将接收到的目标电能以及数据信息传输至多个数据舱。可选地，在本实施例中，一个数据中心系统可以包括两个分电站，所述分电站可以是设置为呈圆柱形，设置为圆柱形的主要目的是可以使其具备最优的承压性能。具体地，分电站内可以设置有变压器，此时，可以是将电压为第一预设电压值的目标电能转换为第三预设电压值，例如，可以将接收到35kv的电能转换为10kv，也可以是将接收到的110kv转换为35kv，本发明实施例对此转换过程并不做具体限定。

数据舱装置30包括多个数据舱，包括数据舱31…数据舱3n，用于容置存储客户端的数据信息的服务器等设备。在本实施例中，数据舱可以是单层壳体，其内设置有数据中心的计算机设备，可以提供较高的机架功率密度。上述数据舱中可以设置有多个服务器，可以用于主机托管、云服务、虚拟主机等多项业务，可以存储、计算客户端数据。

本发明实施例提供的一种数据中心系统，包括，岸站、分电站装置、数据舱装置，其中：岸站，包括：第一变压器，用于将市电网的电能转换为第一预设电压值的目标电能，并通过复合缆将目标电能传输至分电站装置；控制模块，用于获取数据信息，并通过复合缆将数据信息传输至分电站装置，数据信息为表征数据舱装置运行状态的数据信息，以及为表征客户端的数据信息；分电站装置，包括多个分电站，各分电站分别连接多个数据舱装置，分电站用于将接收到的目标电能以及数据信息传输至多个数据舱；数据舱装置包括多个数据舱，用于存储客户端的数据信息。通过实施本发明，解决了现有技术中存在的数据中心在运行时成本较高，且消耗巨额电量的缺陷，结合根据陆海统筹、集约用海的需求，能够较低的消耗成本以及能源，保证数据传输时延时较低、可靠性较高、安全性高，以及具备建设周期短，可模块化生产的优势，具备较高的经济价值以及社会价值。

可选地，本发明实施例中的一种数据中心系统，可以是设置于水中、海中，具体设置于海底平面上，此时，岸站10可以设置于岸边，用于接收市电网的电能以及各供应商提供的高速带宽，并通过复合缆将电能以及高速带宽传输至设置有水中，海底平面上的分电站以及数据舱中，此时，可以利用海底资源与数据中心进行热交换，利用巨量流动的海水为数据中心散热，可以有效解决电能资源的巨额浪费。

作为本发明一个可选的实施例，数据舱，具体包括：

冷凝模块，用于冷却数据舱；所述冷凝模块内设置有多套无动力源的热循环，例如，当设置为4套热循环时，其中3套热循环用于分担数据舱的散热任务，1套为备用热循环；当正在使用的3套热循环发生故障时，调用备用热循环。本发明实施例所述的热循环可以是海水循环系统、风扇冷却系统等。

第二变压器，用于将接收到的第一预设电压值的目标电能转换为第二预设电压值的目标电能；在本实施例中，可以将接收到的10kv的电能转换为可以被服务器直接使用的380v的电能，供上述数据舱内的各服务器直接使用。

多个存储计算模块，用于接收数据信息并进行存储，根据接收到数据信息生成反馈信息；在本实施例中，存储计算模块可以是服务器，用于存储数据中心系统服务的客户端的数据信息；服务器上设置电源插口，用于接收电能。

光纤交换机，用于接收多个存储计算模块生成的反馈信息，并通过复合缆汇聚至舱内的光传送网(Optical Transport Network,OTN)，继而传输至岸站10。

作为本发明一个可选的实施例，岸站10，还可包括：

联网模块，用于为分电站装置20以及数据舱装置30提供网络连接；在本实施例中，联网模块用于接收各大供应商提供的高速带宽，并通过复合缆传输至各分电站以及各数据舱，为其提供网络连接。

备用电源模块，包括柴油发电机以及不间断电源，用于当没有接收到市电网的电能时，为分电站装置20以及数据舱装置30供电。在本实施例中，当没有接收到市电网的电能时，此时，启动柴油发电机需要一定时间，一般可以是45s，可以需先接入不间断电源为数据中心系统进行供电。具体地，不间断电源的规格可以根据柴油发电机的启动时间确定，例如，柴油发电机的启动时间为45s时，为了保证数据中心系统的正常运行稳定运行，不间断电源的规格可以是15min的。

作为本发明一个可选的实施例，该系统还包括：传感器装置，用于获取环境信息，环境信息包括内部环境信息以及外部环境信息。在本实施例中，传感器装置可以包括温度传感器、湿度传感器、电压电流传感器、压力传感器等，用于获取数据舱的内部环境信息，包括数据舱内部的温度信息、湿度信息、电流、电压、以及数据舱的受压信息。

具体地，传感器装置可以将获取到的数据舱的内部环境信息通过复合缆传输至分电站，继而传输至岸站10，岸站10中的控制模块可以根据接收到的内部环境信息对数据舱内部环境参数进行相应调整。

示例性地，传感器装置还可以包括水平传感器、振动传感器、视频探头以及其他各种海洋探测设备，用于获取数据舱的外部环境信息，例如，海底内盐度含量、海洋温度、海流流动方向、溶解氧或其他重要参数，为当地发展海洋经济提供科学数据。

作为本发明一个可选的实施例，分电站通过第一穿舱件接收目标电能；分电站通过第二穿舱件将目标电能分散传输至多个数据舱。在本实施例中，在上述分电站的圆柱形表面上，可以设置有第一穿舱件，所述第一穿舱件可以是穿过分电站舱体的，可以在分电站表面形成接口的，且也能起到密闭作用的部件。所述第一穿舱件可以是输入的穿舱件，用于容载从岸站10连接至分电站的复合缆。在本实施例中，分电站的圆柱形表面上还设置有多个第二穿舱件，所述第二穿舱件可以是输出穿舱件，用于容载从分电站连接至各数据舱的复合缆线。

作为本发明一个可选的实施例，各分电站下均设置有第一支撑架，用于支撑各分电站；各数据舱下均设置有第二支撑架，用于支撑各数据舱。在本实施中，由于海底平面凹凸不平、坑坑洼洼，为了保证分电站的稳定性，不陷于海底平面内的泥沙中，以及保证分电站的水平度，可以在分电站底设置第一支撑架，用于支撑各分电站，保证分电站的稳定性以及水平度，保证分电站的水平度倾斜不超过5度。如果在设置第一支撑架后，依然存在偏斜等问题，可在目标海底平面上浇筑水泥，提高第一支撑架所处平面的平整度。数据舱底的第二支撑架与第一支撑架的设置方式大体相同，在此不再赘述。

作为本发明一个可选的实施例，多个数据舱之间间隔设置，且各数据舱整体呈弧形交错排布。通过这样的排布方式，能够使得各数据舱之间相互影响，并且各数据舱与分电站之间更加便于布线，节省一定的空间。

示例性地，如图2所示，在一个可选的数据中心系统中，可以设置有一个岸站10，两个分电站，包括分电站21以及分电站22，五十个数据舱，包括数据舱301…数据舱325；数据舱326…数据舱350。其中岸站10将接收到电能以及高速带宽传输至各分电站，各分电站负责将接收到的电能以及高速带宽传输至各数据舱，一个分电站负责二十五个数据舱的电能及带宽输送，例如，分电站21负责数据舱301…数据舱325的电能及带宽输送；分电站22负责数据舱326…数据舱350的电能及带宽输送。其中，二十五个数据舱在所属分电站周围呈弧形错落分布，各数据舱之间的间隔距离可以根据实际的海底环境信息具体确定。

具体地，岸站10为海底数据中心提供高可靠性的电源，以及与客户端及互联网的高带宽连接；复合缆中的传输电缆可以为数据舱提供电源，光缆可以为数据舱提供高速数据传输，分电站可以为数据舱分配电源和控制电源，并为每个数据舱分配光纤连接；各数据舱中容纳数据中心系统的IT设备，可以提供比陆地数据中心高5倍以上的机架功率密度。

具体地，可以是将服务器等IT设施安装海底密封的压力容器中，也就是数据舱内；通过复合缆供电、并将数据回传至岸站10，进而传输至互联网。海底数据中心可以与海水进行热交换，利用了巨量流动海水对数据舱内的IT设施进行散热，有效的节约了能源、资源。海底数据中心对岸上土地占用极少；没有冷却塔，无需淡水消耗。海底数据中心I既可以包容海洋牧场、渔业网箱等生态类活动，又可与海上风电、海上石油平台等工业类活动互相服务。海底数据中心的这种特性是陆海统筹、多能互补、生态用海、集约用海的最好体现。

作为本发明一个可选的实施例，控制模块还用于，获取目标区域的地质信息，根据地质信息确定数据舱间隔设置的距离范围。

作为本发明一个可选的实施例，该系统还包括：雷达检测装置，用于获取行驶于目标海面区域船只的身份特征信息，根据身份特征信息判断行驶于目标海面区域船只是否为授权船只。当行驶于目标海面区域船只为非授权船只时，生成驱离信息。在本实施例中，根据预先设置有授权船只的身份特征信息，与当前获取的正行驶于目标海面区域船只的身份特征信息进行比对。当不相匹配时，确定正行驶于目标海面区域船只为非授权船只，此时，生成驱离信息，并将驱离信息发送至无人舰艇。

作为本发明一个可选的实施例，该系统还包括，无人舰艇，用于接收雷达检测装置发送的驱离信息，并根据驱离信息驱离非授权船只。另外，可以在目标海底区域设置海底观测网，可以为数据中心系统提供安全保障；所述海底观测网包括水下摄像机和水听器，可以确保数据舱被全天全方位的保护。

本发明实施例提供的一种数据中心系统，结合雷达检测装置以及无人舰艇，可以为数据中心系统提供较为全面的立体监控保障，海面上配备的雷达检测装置，可以通过雷达网监测目标海面区域的船只交通,无人舰艇在目标海面区域巡逻，可以及时驱离未授权船只，防止未经授权船只进入禁区，防止对数据中心系统造成损害。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种数据中心系统，其特征在于，包括：岸站、分电站装置、数据舱装置，其中：

所述岸站，包括：第一变压器，用于将市电网的电能转换为第一预设电压值的目标电能，并通过复合缆将所述目标电能传输至所述分电站装置；

控制模块，用于获取数据信息，并通过所述复合缆将所述数据信息传输至所述分电站装置，所述数据信息为表征所述数据舱装置运行状态的数据信息，以及为表征客户端的数据信息；

所述分电站装置，包括多个分电站，各分电站分别连接多个所述数据舱装置，所述分电站用于将接收到的目标电能以及所述数据信息传输至多个数据舱；

所述数据舱装置包括多个数据舱，用于存储客户端的数据信息；

传感器装置，用于获取环境信息，所述环境信息包括内部环境信息以及外部环境信息；所述内部环境信息包括数据舱内部的温度信息、湿度信息、电流、电压、以及数据舱的受压信息；所述外部环境信息包括海底内盐度含量、海洋温度、海流流动方向、溶解氧；

所述控制模块还用于根据接收到的内部环境信息对数据舱内部环境参数进行相应调整；

所述多个数据舱呈弧形交错排布，所述数据舱之间间隔设置，所述控制模块还用于，获取目标区域的地质信息，根据所述地质信息确定所述数据舱间隔设置的距离范围。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据舱，具体包括：

冷凝模块，用于冷却所述数据舱；

第二变压器，用于将接收到的所述第一预设电压值的目标电能转换为第二预设电压值的目标电能；

多个存储计算模块，用于接收所述数据信息并进行存储，根据接收到数据信息生成反馈信息；

光纤交换机，用于接收多个存储计算模块生成的反馈信息，并通过所述复合缆传输至所述岸站。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述岸站，还包括：

联网模块，用于为所述分电站装置以及所述数据舱装置提供网络连接；

备用电源模块，包括柴油发电机以及不间断电源，用于当没有接收到市电网的电能时，为所述分电站装置以及所述数据舱装置供电。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分电站通过第一穿舱件接收所述目标电能；所述分电站通过第二穿舱件将所述目标电能分散传输至多个数据舱。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，各分电站下均设置有第一支撑架，用于支撑所述各分电站。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，各数据舱下均设置有第二支撑架，用于支撑所述各数据舱。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：雷达检测装置，用于获取行驶于目标海面区域船只的身份特征信息，根据所述身份特征信息判断所述行驶于目标海面区域船只是否为授权船只。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述雷达检测装置还用于，当所述行驶于目标海面区域船只为非授权船只时，生成驱离信息。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括，无人舰艇，用于接收所述雷达检测装置发送的驱离信息，并根据所述驱离信息驱离所述非授权船只。

Images