5G對集中機房資源匹配的影響及分析

尹萌

摘要：5G網絡是重要的信息基礎設施，同時也是經濟社會數字化轉型的重要支撐，隨著5G網絡建設的不斷推進，為了進一步分析業務匯聚機房承載設備實際功耗的情況，推動5G匯聚機房順利建設，避免機房配套資源的重復投資，減少不必要的資源浪費，通過對不同場景下業務匯聚機房耗電模型分析，提出機房內配套設備的最優配置方案，以解決傳輸網絡建設中出現的問題，對今后的5G網絡建設具有重要的意義。

關鍵詞：通信傳輸技術；5G；業務匯聚機房；電池配置模型

中圖分類號：TP393文獻標志碼：A文章編號：1008-1739（2023）06-62-5

0引言

業務匯聚機房作為匯聚機房的補充，承擔業務匯聚區內家庭和集客業務收斂、4G網絡CRAN架構的BBU池等功能，為5G無線網絡DU集中儲備機房、光纜等基礎資源，減少匯聚機房的壓力。

根據中國移動通信集團C-RAN集中度的要求，單個業務匯聚機房集中的物理基站數量以5～15為宜，最大不宜超過20個。單個業務匯聚機房放置的2G、4G、5G的BBU設備一般在45臺左右，由于BBU設備耗電需求較大，對機房的電源系統會帶來極大的壓力，因此在機房建設初期，就應規劃好電池容量，避免后期重復投資，造成資源浪費[1-2]。

1業務匯聚機房定位

1.1網絡定位

業務匯聚機房是指為了進一步提升網絡承載和快速接入能力，節省管線資源，針對業務匯聚區內無線、家庭寬帶或集客業務匯聚和疏導而設置的機房，機房在整體網絡架構中位置如圖1所示。

1.2功能定位

（1）網絡情況：業務匯聚機房主要用于業務集中、且距離普通匯聚機房較遠區域進行局部業務匯聚，負責無線、家庭寬帶或集客業務等在業務匯聚區內收斂，其上層與普通匯聚機房進行傳輸連接，以節省管線資源，一般是為滿足綜合業務接入區內特定區域（如大型社區、高校等）的寬帶或集客業務匯聚和疏導而設置的匯聚機房，安全要求等級要求相對略低。

①對于城區無線網絡，是CRAN架構的BBU池集中機房、5G網絡DU集中機房；對于郊區無線網絡，是小型的匯聚機房，實現區域業務匯聚，減少纖芯占用。

②對于家寬和集客寬帶業務，是OLT機房；對于集客專線業務，是集客接入主干設備部署的位置。

（2）裝機類型：近期核心網、數據承載網、內容分發網節點不下沉至業務匯聚機房。

①無線網節點功能定位：集中部署高校、大型社區和場館等特定區域室內外基站的4G集中化BBU資源池設備及5G CU/DU設備，提供功能包括協作式無線處理CoMP和D-MIMO、處理能力動態調配、未來向開放的云化平臺及可編排無線網絡演進等。

②傳送網節點功能定位主要用于對指定小區或園區的集客、家庭寬帶等各類業務進行匯聚，部署WDM/（VC-）OTN（中長期需求）、PTN、OLT、SDH/MSTP等設備。

③業務匯聚機房安裝的配套設備有電源、空調、ODF等。

業務匯聚機房更靠近業務接入點，在規劃建設時，應綜合考慮用戶數量、業務種類等，劃分業務匯聚區，每個業務匯聚區通過業務匯聚機房實現業務收斂。

（3）機房分類：根據業務收斂范圍不同，用于CRAN集中的機房可按以下標準分類。

①業務匯聚機房（綜合）：業務匯聚區內首套業務匯聚機房，有大量集客、家寬、無線BBU集中需求，常規集中5～15個物理站址，在機房條件較好時，評估后物理站址集中數可上浮至19個。

②業務匯聚機房（無線）：業務匯聚區內非首套業務匯聚及綜合業務區外主要滿足無線BBU集中需求的業務匯聚機房，常規集中5～15個物理站址，在機房條件較好時，評估后物理站址集中數可上浮至19，主要滿足無線需求。

③BBU池機房：BBU池機房是業務匯聚機房的補充，收斂宏站物理站不超過5個，在機房條件較好時，根據評估集中數可上浮至7～8個宏站。

城區C-RAN承載以業務匯聚機房為主，BBU池機房為輔。農村、山區等業務量相對稀疏的區域，推進BBU池機房進行集中[3-4]。

1.3機房內放置的設備

業務匯聚機房安裝設備通常有PTN、SDH/MSTP、OLT、OTN和無線BBU池等；配套設備有電源、空調和ODF等[5-7]。

業務匯聚機房內主要放置傳輸設備、無線設備及OLT設備，根據現階段業務需求及規劃，業務匯聚機房建議安裝的設備數量上限為19個物理站址BBU集中、5臺OLT設備和配套傳輸若干。不同機房類型預計所需機位數預估如下：

注：①機位需求統計不含空調、消防等配套；②業務匯聚機房（綜合）內傳輸設備包括PTN及OTN；業務匯聚機房（無線）內傳輸設備只包括PTN。③挖潛及改造機房內，現有設備占用機位數以及預留等效機位數量之和，原則上應不少于標準等效機位數量。

2業務匯聚機房建設原則

每個業務匯聚區必須有一個業務匯聚機房或者匯聚機房來完成區內各類業務的有效收斂，縮短末端接入距離，根據集團C-RAN集中度的要求，單個集中機房以5～15個物理基站為宜，最大不宜超過19個；當業務匯聚區內宏站數量較多，一套業務匯聚機房不能滿足需求時，可選取第二個業務匯聚機房作為補充。

業務匯聚機房原則上選擇利舊現網選擇條件較好的自有機房、OLT機房、光纜交接間（可改造）、基站（未交付鐵塔）和商業樓宇機房等機房，外電、機房配套等改造后滿足業務匯聚機房裝機要求。挖潛機房原則上租期不低于5年，使用面積及整體等效機位按照不同類型機房標準要求，外電容量不低于15 kW /380 V。業務匯聚機房選址面積要求如表2所示。

（1）對于匯聚機房所在的業務匯聚區

匯聚機房在預留充足發展空間，但仍有剩余空間滿足業務匯聚區內各類業務收斂需求，這種情況下可以由匯聚機房承擔業務匯聚機房功能，不另外選址設置業務匯聚機房。如機房面積較大且分上下層或具備獨立空間，可考慮在設置獨立的機房；如無法物理分割，可在匯聚機房內劃定一定的區域安裝業務匯聚機房相關設備。

如匯聚機房面積較?。ㄊ褂妹娣e小于100 m2）或區域內業務需求較大，可通過新選址或者挖潛方式，完成業務匯聚機房的部署。

（2）無匯聚機房的業務匯聚區

按照挖潛或者新增的方式，完成至少1個業務匯聚機房（綜合）的部署，實現業務匯聚區內家寬、集客及無線等業務收斂；當區域內宏站數量大于19時，可以進行第2套業務匯聚機房（無線）選址建設，二套機房主要完成無線業務收斂；當區域內宏站數量為15～19時，二套機房是否選取，需根據首套機房情況確認，首套機房為新增機房、機房面積足夠的，不進行二套機房選址建設。區域內宏站數量小于15時，原則上只選取1個業務匯聚機房（綜合）。

（3）綜合業務接入區外

綜合業務接入區外每個鄉鎮必須設置1個業務匯聚機房，實現鄉鎮內的業務收斂，減少對光纜的占用。其他區域可進行根據業務情況酌情設置。

對于部分選址困難區域，可充分利用現有條件較好的基站機房作為BBU池機房，作為業務匯聚機房的補充。

4業務匯聚機房電池模型及耗電分析

4.1機房設備安裝情況及負載分析

由于BBU設備是業務匯聚機房內最主要的耗電設備，為進一步分析業務匯聚機房承載設備實際功耗情況，結合區域內機房實際情況，選取BBU設備較多的機房一、機房二和BBU設備較少的機房三、機房四進行現場調研、分析情況，調研分析結果如表3所示。

根據調研結果匯總上述表格可以看出：現場采集功耗數據顯示現階段BBU設備功耗遠低于設備廠家提供的理論典型功耗，實際功耗一般不會超過理論功耗的一半。按現階段BBU設備實際功耗，結合目前機房內配置電池情況，業務匯聚機房內現有電池配置均可滿足現階段4 h的BBU備電需求。

3.2典型電池配置模型設備帶載數量測算

目前在現網中，業務匯聚機房有多種典型電池配置，由以下5種組成：個別挖潛基站機房內，配置2組300 AH的鉛酸電池；其他挖潛機房及大部分新選址機房，配置2組500 AH的鉛酸電池；還有少量機房配置2組1 000 AH的鉛酸電池、2組500 AH或800 AH的鋰電池，這些模型所帶最大負載電流情況如表4所示。

對于新建機房或者光纜交接間改造機房電池按照如表5所示標準執行.

結合各模型所帶來的最大負載電流，可以推算出，在典型設備配置下，一個業務匯聚機房收斂10個宏站物理站址和收斂15個物理站址時，需要配備的電池容量。

各種場景下，業務匯聚機房需求，如表6～表8所示。

備注：①業務匯聚機房（綜合）。業務匯聚區內首套業務匯聚機房，有大量集客、家寬，無線BBU集中需求，滿足綜合業務需求。在機房條件較好時，根據評估集中數可上浮至19個宏站。②業務匯聚機房（無線）：業務匯聚區內非首套業務匯聚機房，集中大于6個以上的物理站址，主要滿足無線需求。

經過上述測算，機房內配置2組800 AH鋰電池可滿足業務匯聚機房收斂15個物理站址時的備電需求。

4不同場景下機房配套建議

要求新建業務匯聚機房配套全部采用鋰電池，基于業務匯聚耗電模型分析建議新建業務匯聚機房按照最大配置2組800 AH鋰電池，建立分級模型，不同場景選擇適當標準進行建設。

4.1新建機房配套分級建議

業務匯聚機房（綜合）配套建議如表9所示。

（1）業務匯聚機房（綜合）：有大量集客、家寬及無線BBU集中需求，建議配置兩組800AH鋰電池。

（2）業務匯聚機房（無線）：有少量/無集客、家寬業務，主要滿足無線BBU集中需求，初期建議配置2組500 AH鋰電池，初始規劃BBU數量較多時評審后可按2組800 AH鋰電池配置。業務匯聚機房（無線）配套建議如表10所示。

4.2擴容機房配套建議

原有機房配套不能滿足備電需求時啟動第二套電源系統建設（電池組+開關電源），參考機房原有電池配置最大負荷門限，達到負載門限值后，新增一套電源系統，新增電池系統容量根據預計新增業務需求測算。機房原有電池配置最大負荷門限如表11所示。

一般區域，備電4 h，山區距離較遠區域，備電時長可酌情上浮至6 h。每年充放電試驗后，電池確實不能滿足需求，評審后可進行增補電源系統。

5結束語

根據當今5G網絡建設中業務匯聚機房存在的實際問題，提出了不同場景下業務匯聚機房內電源等配套設備的配置情況，為便于今后業務匯聚機房順利完成機房建設、合理利用資源、減少不必要的浪費，提供了明確的思路和有益借鑒。

參考文獻

[1]中國移動北京公司業務匯聚機房規劃建設指導意見（2019年版）[EB/OL] 2019年7月.

[2]中國移動北京公司2021年傳輸網建設可研[EB/OL] 2021年1月.

[3]陳一偉，黃梅蓀，丁為民，等.面向5G匯聚機房規劃思路研究[C]//5G網絡創新研討會（2019）論文集.北京：《移動通信》編輯部，2019：207-210.

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