一种新型分布式云计算中心温控系统的制作方法

本发明涉及一种温控系统，具体说是一种新型分布式云计算中心温控系统。

云计算中心，根据大小，可由成百上千乃至上万台数据服务器组成，其电能功耗可达兆瓦(mw)级，每年所需的能耗相当惊人。云计算中心的功耗除了it设备外，其空调制冷系统也占了相当大的比例。根据美国劳伦斯国家实验室2007对数十家数据中心所作的能耗调查，数据中心的功耗分布为：it设备占46％，制冷系统占31％，ups(不间断电源)占8％，照明占4％，其它占11％。为了节能减排，除了优化it设备的硬件设计外，降低空调系统能耗也是云计算中心的节能关键。

传统的数据中心采用平均制冷能力的方法，使每台it设备获得所需的最小制冷量，以保证it设备及整个云计算中心的可靠运行，但由于云计算中心会因服务器空间分布的不均衡和服务器的负荷业务量变化的时间上的分布不均衡，传统的基于平均制冷能力的空调系统设计，其制冷能力冗余度过高，导致系统过度制冷问题，减低了系统的能耗利用率。

发明目的：本发明针对现有云计算中心温控系统能耗利用低的问题，提出了一种基于分布式温度光纤传感器系统(dts)的分布式云计算中心温控系统，进而达到减低能耗，节能减排的效果。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种新型分布式云计算中心温控系统，它包括分布式光纤温度传感器系统，所述分布式光纤温度传感器系统的传感光纤设置在云计算中心的服务器处或服务器内部，分布式光纤温度传感器系统的数据采集与处理装置与云计算中心的空调中央控制系统相连，空调中央控制系统分别与各服务器的空调控制器相连。

在本发明中，进一步的，所述的分布式光纤温度传感器系统为单端口分布式光纤温度传感器系统或双端口分布式光纤温度传感器系统。

在本发明中，进一步的，所述的传感光纤为抗弯曲光纤环。

有益效果：由于采用dts，整个云计算中心的各台服务器的温度信息可实时反馈到中央空调控制系统，如果某台服务器很忙，其功耗就大，相应的其附近温度就会上升，中央空调控制系统通过dts马上知道该信息，就可加大该服务器附近的空调制冷量，保证该服务器稳定可靠的运行；相反，如果某一服务器很闲，它附近的温度一般会低于系统的平均温度，这样我们就可降低它的制冷量。这样云计算中心中央空调控制系统通过dts，可对每台服务器进行精确的实时温度控制，控制精度可优于0.5摄氏度(具体取决于dts的测量精度)，可降低中央空调控制系统的总体能耗，同时可提高云计算中心的运行可靠性。另外，沿光纤的各点温度信息，可以通过简单的一一对应关系，把整个云计算中心的温度空间分布情况，投影到云计算中心的监控中心，从而可一目了然整个云计算中心的温度空间信息。

图1为双端口分布式温度光纤传感器系统的结构示意图。

图2为本发明的结构示意图。

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

分布式光纤温度传感器系统(dts)的原理是基于拉曼(raman)非线性背向散射，即在强大脉冲光的作用下，光纤内部会产生两个新的光频反斯托克斯(anti-stokes)和斯托克斯(stokes)。这两个新的光频处于原信号光频的左右(相距数十纳米)。stokes频率上的信号对光纤上的温度不太敏感，而anti-stokes频率上的信号对光纤上的温度比较敏感。这样这两个新频率上的信号比就反应了光纤的温度变化。在系统中光纤既是传输介质又是传感介质，光纤所处空间各点的温度场调制了光纤中的背向raman反斯托克斯光的强度，经波分复用器和光电检测器采集了空间温度信息，再经信号处理，系统解调后将温度信息实时从噪声中提取出来。同时利用光纤中光波的传播速度和背向光回波的时间间隔，对所测温度点进行定位。

图1为分布式光纤温度传感器系统2的基本原理图，分布式光纤温度传感器系统2主要由脉冲激光源201，第一波分复用器202、第二波分复用器203、第一光电检测器204、第二光电检测器205、数据采集与处理装置206、光开关207、第一参考光纤温度环208、第二参考光纤温度环209和传感光纤210组成。在激光脉冲光源201与光开关207之间设有一号波分复用器202和二号波分复用器203，所述的一号波分复用器202、二号波分复用器203分别连接第一光电检测器204、第二光电检测器205，第一光电检测器204和第二光电检测器205连接数据采集与处理装置206，光开关207与传感光纤210的两个端口相连，在靠近传感光纤210的两个端口处分别设置第一参考光纤温度环208、第二参考光纤温度环209。

数据采集与处理装置206对第一光电检测204和第二光电检测器205的电信号进行连续采样，并计算它们的比值，由传感光纤210各点与参考光纤温度环处的比值，加上参考光纤温度环的精确参考温度值，就可导出传感光纤各点的温度信息。

该分布式光纤温度传感器系统2是双端口分布式光纤温度传感器系统，即通过对传感光纤210两个端口分别测量温度曲线，然后对两组数据进行叠加处理，得出最后的温度随光纤距离的分布曲线。由于是双端口测量，dts可测量的长度是传感光纤210长度的一半。随着技术的发展，通过对光路的优化设计，分布式光纤温度传感器系统2也可采用单端口分布式光纤温度传感器系统，即通过对传感光纤210一侧端口测量温度曲线，这样传感光纤210的另一侧端口无需返回分布式光纤温度传感器系统2，dts可测量的长度是传感光纤210的整个长度。

如图2所示，本发明的一种新型分布式云计算中心温控系统包括空调中央控制系统分布式光纤温度传感器系统2，所述分布式光纤温度传感器系统2采用了双端口分布式光纤温度传感器系统，分布式光纤温度传感器系统2的传感光纤210设置在云计算中心的服务器3处或服务器3内部。传感光纤210为抗弯曲光纤环，光纤环的长度可根据需要改变，如果大大超过dts的空间分辨率，可以对该段光纤环的所测得多点温度进行平均，这样可以得到更精确的温度信息。分布式光纤温度传感器系统2的数据采集与处理装置206与云计算中心的空调中央控制系统1相连，空调中央控制系统1分别与各服务器3的空调控制器4相连。分布式光纤温度传感器系统2可以精确测量传感光纤上的每点温度的变化，从而可知沿传感光纤分布的各台服务器的温度变化情况，这些温度信息反馈到中央空调控制中心1，中央空调控制中心1根据云计算中心的空间温度分布信息，可对云计算中心各台服务器3的空调控制器4进行动态的智能控制。

图2中只是以12台规则排列的服务器作为例子，假设每台服务器配一台空调控制器，可以将若干服务器进行组合控制，在实际使用时，新型分布式云计算中心温控系统中的分布式光纤温度传感器系统可根据云计算中心内的服务器数量配置及空间分布作相应扩展和调整。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种新型分布式云计算中心温控系统，包括分布式光纤温度传感器系统，所述分布式光纤温度传感器系统的传感光纤设置在云计算中心的服务器处或服务器内部，分布式光纤温度传感器系统的数据采集与处理装置与云计算中心的空调中央控制系统相连，空调中央控制系统分别与各服务器的空调控制器相连。通过本发明可以将整个云计算中心的各台服务器的温度信息可实时反馈到中央空调控制系统，方便对云计算中心各台服务器的空调控制器进行动态的智能控制，达到了减低能耗，节能减排的效果。

技术研发人员：不公告发明人
受保护的技术使用者：长沙瑞晓知识产权服务有限公司
技术研发日：2017.11.17
技术公布日：2018.04.20