傳輸機(jī)房高功耗設(shè)備散熱問(wèn)題的研究

楊天普，戴廣翀，李崢，孫冀（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100080）

傳輸機(jī)房高功耗設(shè)備散熱問(wèn)題的研究

楊天普，戴廣翀，李崢，孫冀
（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100080）

本文介紹了當(dāng)前傳輸設(shè)備高功耗與傳輸機(jī)房低功耗密度的現(xiàn)狀，并分析了高耗傳輸設(shè)備給傳輸機(jī)房散熱帶來(lái)的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)影響高功耗設(shè)備散熱因素的研究，提出降低設(shè)備自身功耗、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、合理布局設(shè)備、優(yōu)化機(jī)房制冷系統(tǒng)、匹配設(shè)備與機(jī)房風(fēng)道等有效降低高功耗傳輸設(shè)備影響的思路及建議。

高功耗；傳輸；散熱；送風(fēng)方式

通信互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，對(duì)傳輸帶寬要求越來(lái)越高，使得傳輸設(shè)備不斷更新?lián)Q代。為了滿足業(yè)務(wù)傳輸需求，傳輸設(shè)備需要更高的集成度和更好的性能，如多業(yè)務(wù)支持能力、高效處理能力、大容量設(shè)備、高集成度板卡等。但伴隨這些功能的不斷升級(jí)，設(shè)備的功耗也在急劇上升，這和當(dāng)前低功耗密度的傳輸機(jī)房現(xiàn)狀以及相對(duì)滯后的相關(guān)規(guī)范要求形成矛盾。特別是近幾年，單機(jī)位傳輸設(shè)備功耗已經(jīng)達(dá)到20 kW，且還有上升趨勢(shì)。為了有效緩解高功耗設(shè)備帶來(lái)的高熱量，各主流廠家設(shè)備進(jìn)出風(fēng)方式也在不斷變化，從而導(dǎo)致了同一機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備風(fēng)道種類(lèi)繁多、機(jī)房氣流組織紊亂、存在局部熱區(qū)等問(wèn)題。因此，研究傳輸機(jī)房高功耗設(shè)備散熱這一問(wèn)題顯得尤為重要。本文將通過(guò)理論分析并結(jié)合某運(yùn)營(yíng)商干線工程中實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)研究，提出一些解決傳輸機(jī)房高功耗設(shè)備散熱問(wèn)題的思路及建議。

1 傳輸設(shè)備及機(jī)房現(xiàn)狀

1.1 傳輸設(shè)備

1.1.1 傳輸設(shè)備功耗現(xiàn)狀

目前，通信設(shè)備功耗正在逐年增加，傳輸設(shè)備功耗已經(jīng)到了高速增長(zhǎng)期，傳輸設(shè)備功耗最高已超過(guò)20 kW/機(jī)柜量。根據(jù)近些年發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)，下一代產(chǎn)品設(shè)備功耗預(yù)計(jì)可能高達(dá)30 kW/機(jī)柜量以上。另外，在機(jī)柜風(fēng)道設(shè)計(jì)上，各廠商也不盡相同，如下進(jìn)風(fēng)上出風(fēng)、中間進(jìn)風(fēng)上下出風(fēng)等。

1.1.2 傳輸設(shè)備結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀

傳輸設(shè)備結(jié)構(gòu)主要包括其外形尺寸、進(jìn)出風(fēng)口，并柜方式3個(gè)關(guān)鍵因素。傳輸設(shè)備的外形尺寸目前較主流的主要包括600 mm（深度）×2 200（高度）×600 mm（寬度）、300 mm（深度）×2 200（高度）×600 mm（寬度）兩種。設(shè)備的機(jī)柜一般呈六面型，除底面外，其前面、后面、頂面、左側(cè)面、右側(cè)面均存在通風(fēng)口散熱功能，因此，整個(gè)機(jī)柜風(fēng)道結(jié)構(gòu)更加多樣化，常見(jiàn)傳輸設(shè)備風(fēng)道如圖1所示。此外，同一個(gè)側(cè)面也存在進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口。機(jī)柜的并柜方式基本上也由之前的分散放置規(guī)整為并排并列的形式。

1.2 機(jī)房制冷系統(tǒng)

一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的傳輸機(jī)房，除傳輸設(shè)備外，一般還應(yīng)包括一系列配套基礎(chǔ)物理設(shè)施，主要分為基建系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、布線系統(tǒng)、安保和消防系統(tǒng)等。其中，制冷系統(tǒng)是整個(gè)傳輸機(jī)房的重要配套設(shè)施。機(jī)房制冷系統(tǒng)由兩部分組成，一部分是空調(diào)系統(tǒng)，這一部分決定一個(gè)機(jī)房的制冷總量；而另一部分則是機(jī)房送風(fēng)風(fēng)道，承擔(dān)了機(jī)柜與機(jī)房的熱量輸送任務(wù)。由制冷系統(tǒng)至傳輸設(shè)備的冷量輸送方式（又稱(chēng)氣流組織形式）在很大程度上決定了整個(gè)傳輸機(jī)房的冷量輸送能力。傳統(tǒng)的通信機(jī)房氣流組織形式主要有以下3種，示意圖如2所示。

1.2.1 直接送風(fēng)方式

通過(guò)精密空調(diào)頂部或正面出風(fēng)口直接將冷風(fēng)吹至機(jī)房空間，無(wú)相應(yīng)的氣流引導(dǎo)部件。該種送風(fēng)方式適合布局簡(jiǎn)單的小型機(jī)房。

1.2.2 風(fēng)管上送風(fēng)方式

通過(guò)精密空調(diào)及對(duì)應(yīng)的管道通過(guò)頂部送入設(shè)備進(jìn)風(fēng)通道。送風(fēng)方式進(jìn)一步精細(xì)化，能夠?qū)⒗淇諝庵苯虞斔椭料鄳?yīng)設(shè)備處，該種送風(fēng)方式較為適合中型或者中小型機(jī)房。

1.2.3 地板下送風(fēng)方式

通過(guò)精密空調(diào)向機(jī)房的地板下送冷風(fēng)，并在地板下空間內(nèi)形成相對(duì)穩(wěn)定的靜壓區(qū)域，再通過(guò)開(kāi)孔地板送入設(shè)備通道。冷氣流進(jìn)入設(shè)備后，熱氣流排出并升高至頂部回到空調(diào)的回風(fēng)口。這種方式是傳統(tǒng)機(jī)房方案中散熱效率較高的一種。

圖1 常見(jiàn)傳輸設(shè)備風(fēng)道圖

圖2 機(jī)房3種送風(fēng)方式示意圖

2 傳輸機(jī)房高功耗設(shè)備散熱帶來(lái)的問(wèn)題

傳統(tǒng)的低功耗密度傳輸機(jī)房布局高功耗設(shè)備，特別是高達(dá)20 kW設(shè)備，勢(shì)必會(huì)對(duì)設(shè)備本身、機(jī)房環(huán)境、周邊其他設(shè)備等產(chǎn)生影響。根據(jù)某通信運(yùn)營(yíng)商干線工程實(shí)際機(jī)房測(cè)試和對(duì)建立模型進(jìn)行仿真，在均密度為4 kW/ Rack的機(jī)房中，布局一臺(tái)高功耗的設(shè)備，則容易產(chǎn)生以下問(wèn)題。

（1）局部區(qū)域設(shè)備進(jìn)風(fēng)溫度升高： 高功耗設(shè)備及其周?chē)ㄐ旁O(shè)備位平均進(jìn)風(fēng)溫度約升高8℃；緊靠高功耗設(shè)備臨位以及對(duì)位的機(jī)柜進(jìn)風(fēng)受影響較大。

（2）局部區(qū)域進(jìn)風(fēng)紊亂：空調(diào)區(qū)域供風(fēng)量不足，高功耗設(shè)備進(jìn)風(fēng)量大，容易導(dǎo)致該區(qū)域供風(fēng)量不足；機(jī)柜前出風(fēng)導(dǎo)致區(qū)域氣流存在冷熱空氣混合情況，熱風(fēng)被吸入設(shè)備內(nèi)部。

（3）機(jī)房存在局部熱點(diǎn)區(qū)域：距離地面越高的區(qū)域，高功耗設(shè)備對(duì)周?chē)O(shè)備的影響加?。痪嚯x地面越高的區(qū)域，區(qū)域熱點(diǎn)更加明顯。

（4）高功耗設(shè)備進(jìn)風(fēng)混合：當(dāng)與其他設(shè)備背靠背布置時(shí)，高功耗設(shè)備進(jìn)風(fēng)口易抽取其他機(jī)柜出口熱風(fēng)；高功耗設(shè)備與機(jī)房氣流組織不匹配。

因此，高功耗設(shè)備布置在傳輸機(jī)房不但機(jī)房環(huán)境不能滿足其自身正常運(yùn)行，通常還會(huì)因?yàn)槲崭嗟睦滹L(fēng)、排除大量熱風(fēng)而導(dǎo)致機(jī)房溫度不均、氣流紊亂，從而影響整個(gè)傳輸機(jī)房的設(shè)備正常工作。

3 影響傳輸機(jī)房散熱的因素

3.1 設(shè)備因素

傳輸設(shè)備是傳輸機(jī)房熱量制造源，傳輸設(shè)備功耗的高低決定機(jī)房熱量的多少。目前大部分傳輸設(shè)備都是分單元、插卡式結(jié)構(gòu)，由公共單元部分和業(yè)務(wù)板卡組合而成。設(shè)備功耗主要集中在業(yè)務(wù)單元，其次是交叉單元和其他系統(tǒng)單元。高功耗傳輸設(shè)備主要以O(shè)TN、PTN為代表。這里以某主流廠家OTN為例，介紹各部分單元功耗比例。

（1）業(yè)務(wù)單元占比約85%。其中光模塊與業(yè)務(wù)芯片是業(yè)務(wù)板主要大功耗部件，分別占業(yè)務(wù)板單元的56%和26%。而光模塊功耗接近一半的功耗消耗在oDSP上。

（2）交叉單元約8%，交叉單板功耗分布較簡(jiǎn)單，92%消耗在交叉芯片上。

（3）其他系統(tǒng)單元約7%，其中風(fēng)扇功耗占72%，風(fēng)扇一般采用智能調(diào)速，當(dāng)業(yè)務(wù)單元和交叉單元功耗降下來(lái)，可以自動(dòng)調(diào)低轉(zhuǎn)速，降低風(fēng)扇功耗。

3.2 網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)

傳輸網(wǎng)絡(luò)是通信網(wǎng)中最基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)，承載業(yè)務(wù)網(wǎng)端到端的需求，因此網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是多樣性的。傳輸網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)可以是鏈狀、星狀、網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)，也可以是分層式或扁平化，不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備要求各不相同。不同的組網(wǎng)方式對(duì)網(wǎng)絡(luò)中同一節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)處理能力要求不同，從而使得節(jié)點(diǎn)設(shè)備功耗也不同。因此，對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)以及優(yōu)化可有效降低網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備功耗。

3.3 高功耗設(shè)備部署位置

高功耗傳輸設(shè)備由于單機(jī)位功耗較高，需要大量冷風(fēng)才能使其有效散熱，因此，需要安裝在有足夠風(fēng)量的位置。而機(jī)房空調(diào)制冷量一定，高功耗設(shè)備占用相當(dāng)一部分冷風(fēng)后必然影響其他傳輸設(shè)備進(jìn)風(fēng)風(fēng)量。同時(shí)，高功耗設(shè)備出風(fēng)口散出熱風(fēng)溫度較高，風(fēng)量較大，也可能會(huì)影響周邊其他傳輸設(shè)備正常工作，如果幾個(gè)高功耗設(shè)備布放在相鄰或是相近，勢(shì)必也會(huì)導(dǎo)致機(jī)房局部熱點(diǎn)問(wèn)題。因此，傳輸機(jī)房中布放高功耗設(shè)備時(shí)需考慮機(jī)房空調(diào)位置，高功耗設(shè)備周邊其他設(shè)備等因素。

3.4 機(jī)房制冷系統(tǒng)

機(jī)房制冷系統(tǒng)主要包括機(jī)房空調(diào)以及機(jī)房氣流組織形式。機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)是整個(gè)機(jī)房制冷散熱關(guān)鍵因素，跟機(jī)房建筑、空調(diào)設(shè)計(jì)相關(guān)，一般機(jī)房建設(shè)之初就做好相應(yīng)規(guī)劃。機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)規(guī)劃大小決定機(jī)房傳輸設(shè)備功耗總量。機(jī)房氣流組織形式對(duì)機(jī)房散熱影響也很重要，根據(jù)前面提到傳輸設(shè)備結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀以及機(jī)房制冷系統(tǒng)氣流組織形式現(xiàn)狀不難知道，不同進(jìn)出風(fēng)方式的設(shè)備布放在同一機(jī)房或同一設(shè)備布放在不同氣流組織形式的機(jī)房散熱效果均不一樣。因此，傳輸設(shè)備進(jìn)出風(fēng)方式是否與機(jī)房風(fēng)道匹配決定設(shè)備散熱效果的好壞。

4 解決傳輸機(jī)房高功耗設(shè)備散熱的思路

根據(jù)以上對(duì)影響高功耗設(shè)備散熱因素的分析可知，我們可以從設(shè)備自身功耗、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、設(shè)備合理布局、機(jī)房制冷系統(tǒng)優(yōu)化、設(shè)備與機(jī)房風(fēng)道匹配等方面探索，研究出解決傳輸機(jī)房高功耗設(shè)備散熱的思路及辦法。

4.1 降低設(shè)備自身功耗

傳輸設(shè)備功耗主要集中在芯片和光模塊上，通過(guò)工藝、材料技術(shù)可以降低其自身功耗。另外，設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，也可對(duì)不常用模塊采用自關(guān)閉、啟動(dòng)功能有效降低設(shè)備運(yùn)行時(shí)整體功耗。

4.1.1 芯片

傳輸設(shè)備中芯片功耗占比最大，因此，降低電層芯片功耗是降低設(shè)備功耗的關(guān)鍵包括oDSP（Optical Digital Signal Processing，光數(shù)字信號(hào)處理）、framer、交叉芯片等。電層芯片可通過(guò)ASIC替代FPGA、提高集成度等措施來(lái)降低功耗，采用先進(jìn)的ASIC芯片工藝，每代可獲得約30%功耗收益。

4.1.2 光模塊

光模塊功耗的下降除了oDSP持續(xù)降低外，硅光技術(shù)將推動(dòng)光模塊內(nèi)的光器件功耗快速下降，綜合估計(jì)采用新技術(shù)后功耗將降低50%以上。同時(shí)支路側(cè)光模塊隨著標(biāo)準(zhǔn)化及產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，功耗也將降低。

4.2 優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

當(dāng)前，省際骨干傳送網(wǎng)扁平式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使大量不同方向、不同系統(tǒng)的傳輸電路均匯聚在同一節(jié)點(diǎn)，需在同一節(jié)點(diǎn)交叉/交換，造成該節(jié)點(diǎn)設(shè)備處理能力要求高，設(shè)備功耗大。為了降低單節(jié)點(diǎn)設(shè)備功耗，可降低單節(jié)點(diǎn)設(shè)備承載業(yè)務(wù)量。采用組網(wǎng)分層及設(shè)備分層處理相結(jié)合的組網(wǎng)模式可優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，達(dá)到降低單節(jié)點(diǎn)設(shè)備業(yè)務(wù)承載量。

4.2.1 網(wǎng)絡(luò)分層

網(wǎng)絡(luò)分層就是將原有扁平化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化為多層網(wǎng)絡(luò)組合的結(jié)構(gòu)。如分為3層：超高速平面、高速平面及普通平面。超高速平面解決重要骨干核心節(jié)點(diǎn)之間的互聯(lián)；高速平面解決業(yè)務(wù)量需求較大局向間的互聯(lián)；普通平面則解決一般其他業(yè)務(wù)。網(wǎng)絡(luò)分層后將原有業(yè)務(wù)分到3層網(wǎng)絡(luò)承載，網(wǎng)絡(luò)層級(jí)清晰，業(yè)務(wù)區(qū)分明確，節(jié)點(diǎn)設(shè)備承載能力要求相應(yīng)降低，功耗也相應(yīng)降低。

4.2.2 設(shè)備分層

目前高功耗傳輸設(shè)備功耗主要集中在oDSP以及芯片上，傳輸設(shè)備采用大量光電轉(zhuǎn)換，其中，電處理是限制設(shè)備處理能力的瓶頸，也是設(shè)備功耗主要來(lái)源。設(shè)備分層即設(shè)備對(duì)業(yè)務(wù)分層處理，不同業(yè)務(wù)采用不同的處理方式。對(duì)現(xiàn)有高集成度設(shè)備可進(jìn)行工作分區(qū)，不同的分區(qū)是不同的處理單元，如對(duì)純中繼業(yè)務(wù)可在中繼業(yè)務(wù)區(qū)進(jìn)行處理，終端業(yè)務(wù)可進(jìn)入電路終端區(qū)處理。對(duì)設(shè)備進(jìn)行分層后，不同分區(qū)在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上也可采用不同方式，這樣即可以有效區(qū)分業(yè)務(wù)，也可有效降低設(shè)備功耗。

4.3 設(shè)備合理布局

設(shè)備合理布局是工程設(shè)計(jì)過(guò)程中降低高功耗設(shè)備影響的重要手段，具有普遍性。這里對(duì)不同送風(fēng)方式機(jī)房布局高功耗設(shè)備的環(huán)境溫度進(jìn)行仿真，并提出設(shè)備合理布局的建議。

4.3.1 直接送風(fēng)機(jī)房

仿真條件：根據(jù)《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范GB50174-2008》的要求，機(jī)柜之間的布局有1 200 mm的間距要求，環(huán)境溫度要求23℃±1℃。 根據(jù)GR-63中的要求，機(jī)柜表面溫度最高為38℃。

仿真結(jié)果：普通電信機(jī)房一排布置10個(gè)機(jī)柜時(shí)，機(jī)柜最大允許熱耗為4 kW。單機(jī)柜4 kW對(duì)應(yīng)的機(jī)房的整體平均熱流密度為2.3 kW/m2。另外，在靠近空調(diào)的區(qū)域，存在兩種氣流狀態(tài)：部分冷氣流直接回流到空調(diào)，導(dǎo)致距離空調(diào)較近的設(shè)備出現(xiàn)冷量不足的現(xiàn)象；冷氣流和熱回風(fēng)在距離空調(diào)較近的區(qū)域存在摻混現(xiàn)象，設(shè)備底部進(jìn)口溫度有略微升高。

布局建議：

（1）采用直接送風(fēng)精密空調(diào)的機(jī)房，高溫回風(fēng)氣流沿著列間通道流通時(shí)會(huì)經(jīng)過(guò)列頭幾個(gè)設(shè)備的進(jìn)風(fēng)口， 導(dǎo)致這幾個(gè)設(shè)備進(jìn)風(fēng)口溫度相對(duì)偏高，建議安裝位置距離空調(diào)在3～9 m之間。

（2）在同一區(qū)域如果需要安裝多臺(tái)高功耗設(shè)備，在同列，推薦間隔2臺(tái)其他低功耗設(shè)備；在不同列，推薦隔一列安裝。如安裝條件不允許，至少間隔1臺(tái)低功耗設(shè)備。

4.3.2 風(fēng)管上送風(fēng)機(jī)房

仿真條件：結(jié)合GR3028的風(fēng)管送風(fēng)模型，進(jìn)行了風(fēng)管送風(fēng)通信機(jī)房的模型仿真。機(jī)柜之間的布局間距1 200 mm，模型中環(huán)境設(shè)置為墻面計(jì)算對(duì)稱(chēng)，機(jī)房長(zhǎng)12 m×寬7.2 m×高4.3 m，每列有18個(gè)機(jī)柜。根據(jù)GR-63中的要求，機(jī)柜表面溫度最高為38℃。

仿真結(jié)果： CFD仿真研究表明如果不限制氣流速度的話，設(shè)置滿足需求的空調(diào)制冷量和風(fēng)量，機(jī)柜的冷卻極限為4 kW/Rack。另外，在靠近空調(diào)的區(qū)域，風(fēng)壓較低，是一個(gè)低風(fēng)量區(qū)，同時(shí)，由于該氣流模式違背了氣流熱升冷降的氣流自然規(guī)律，導(dǎo)致冷熱氣流普遍存在混流狀態(tài)。

布局建議：

（1）采用下回風(fēng)精密空調(diào)的機(jī)房，高溫回風(fēng)氣流沿著列間通道流通時(shí)會(huì)經(jīng)過(guò)列頭幾個(gè)設(shè)備的進(jìn)風(fēng)口，導(dǎo)致這幾個(gè)設(shè)備進(jìn)風(fēng)口溫度相對(duì)偏高，因此建議高功耗設(shè)備安裝位置距離空調(diào)在3～9 m之間。

（2）在同一區(qū)域如果需要安裝多臺(tái)高功耗設(shè)備，在同列，推薦間隔2臺(tái)其他低功耗設(shè)備；在不同列，推薦隔一列安裝。如安裝條件不允許，至少間隔1臺(tái)低功耗設(shè)備。

4.3.3 地板下送風(fēng)機(jī)房

仿真條件：根據(jù)《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范GB50174-2008》的要求，地板格柵的送風(fēng)氣流速度不能超過(guò)3 m/s。

仿真結(jié)果：根據(jù)CFD仿真研究，當(dāng)格柵送風(fēng)氣流為3 m/s時(shí)，基本對(duì)應(yīng)機(jī)柜的熱耗為6 kW。另外，下送風(fēng)機(jī)房雖然在地板下形成了較為穩(wěn)定的靜壓區(qū)，但在距離空調(diào)較近的區(qū)域，存在冷氣流直接回流到回風(fēng)口的現(xiàn)場(chǎng)，導(dǎo)致這個(gè)區(qū)域氣流利用率低。

布局建議：

（1）下送風(fēng)機(jī)房，在距離空調(diào)較近及較遠(yuǎn)的區(qū)域，地板送風(fēng)風(fēng)壓不穩(wěn)定，風(fēng)量較少，因此建議高功耗設(shè)備安裝位置距離空調(diào)在1.5～9 m之間。

（2）在同一區(qū)域如果需要安裝多臺(tái)高功耗設(shè)備，建議至少間隔1個(gè)低功耗設(shè)備安裝。

4.4 區(qū)域增加冷量

機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)增加冷量是機(jī)房有效散熱的途徑，針對(duì)現(xiàn)有傳輸設(shè)備區(qū)域冷量不足的問(wèn)題點(diǎn)，可采用增加局部冷量的方案進(jìn)行改進(jìn)。

如對(duì)某傳輸機(jī)房高功耗設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。傳輸設(shè)備進(jìn)風(fēng)方式為前后進(jìn)風(fēng)，上出風(fēng)，通過(guò)增加一定制列間空調(diào)，并柜放置于機(jī)柜旁邊，從而實(shí)現(xiàn)區(qū)域補(bǔ)充冷量的效果。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示，增加列間空調(diào)后，對(duì)空調(diào)流場(chǎng)有一定的改進(jìn)效果。增大了區(qū)域送風(fēng)量，且降低區(qū)域送風(fēng)溫度，區(qū)域補(bǔ)充風(fēng)量效果明顯。

圖3 某高功耗傳輸機(jī)房增加列間空調(diào)改善效果

4.5 傳輸設(shè)備與機(jī)房風(fēng)道匹配改進(jìn)

針對(duì)目前傳輸設(shè)備風(fēng)道與機(jī)房氣流組織不匹配的問(wèn)題，采用增加側(cè)柜的方案改進(jìn)其送風(fēng)風(fēng)道。

如對(duì)某傳輸機(jī)房進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：傳輸設(shè)備進(jìn)風(fēng)方式為前后進(jìn)風(fēng)，前、上出風(fēng)，同過(guò)增加兩側(cè)柜，在增大散熱能力的同時(shí)將其風(fēng)道改進(jìn)為前進(jìn)頂出以適應(yīng)現(xiàn)有機(jī)房氣流組織。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4所示，通過(guò)增加側(cè)柜，原高功耗設(shè)備進(jìn)風(fēng)溫度降低約13℃。改善效果較為明顯，而且消除設(shè)備前出風(fēng)對(duì)冷通道的影響。

圖4 某高功耗傳輸設(shè)備增加側(cè)柜改善效果

5 總結(jié)

通過(guò)對(duì)影響傳輸機(jī)房高功耗設(shè)備散熱因素的分析及解決辦法的思路，可以看出，在設(shè)備研發(fā)、工程設(shè)計(jì)、工程安裝、工程配套等多個(gè)環(huán)節(jié)都可通過(guò)移動(dòng)方法來(lái)有效緩解高功耗設(shè)備對(duì)傳輸機(jī)房帶來(lái)的影響。設(shè)備自身功耗降低是解決設(shè)備高功耗問(wèn)題的根本方法，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化是合理規(guī)避高功耗問(wèn)題有效手段；而通過(guò)對(duì)設(shè)備位置布局的仿真、傳輸設(shè)備與機(jī)房風(fēng)道匹配改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)以及局部區(qū)域增加冷量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，在工程建設(shè)期間，合理規(guī)避不利因素和有效改進(jìn)環(huán)境配套等也是解決傳輸機(jī)房高功耗設(shè)備散熱問(wèn)題的重要途徑。

總之，傳輸設(shè)備高功耗將是未來(lái)一段時(shí)間重點(diǎn)要解決的難題，只有持續(xù)不斷地改進(jìn)和優(yōu)化，才能有效解決機(jī)房高功耗帶來(lái)的散熱問(wèn)題。

［1］ GB50174-2008.電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］ YD/T 1821-2008.通信中心機(jī)房環(huán)境條件要求［S］.

Research on the heat dissipation problem of the high power consumption equipment in the machine room

YANG Tian-pu， DAI Guang-chong， LI Zheng， SUN Ji
（China Mobile Group Design Institute Co.， Ltd.， Beijing 100080， China）

This paper introduces the current situation of the high power consumption of transmission equipment and the low power density of machine room， and analyzes the machine room cooling problems caused by the high power consumption transmission equipment. Through research on the factors affecting the heat dissipation of the high power consumption equipment， this paper puts forward some ideas and proposals for effectively reducing the infl uence of the high power consumption transmission equipment such as reducing the power consumption of the equipment， optimizing the network structure， deploying equipment rationally， optimizing cooling system in the machine room， matching equipment and air duct of the machine room.

high power consumption； transmission； heat dissipation； air supply mode

TN915

A

1008-5599（2016）07-0077-06

2016-04-06