傳輸普通匯聚機(jī)房瘦身方式

黃坤，胡遠(yuǎn)，楊繼灶，張小康

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司安徽分公司，合肥 230041）

1 背景

中國(guó)移動(dòng)通過多年的建設(shè)，城域傳送網(wǎng)已具備一定規(guī)模。隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，城域傳送網(wǎng)業(yè)務(wù)需求已由原來單純的GSM基站接入發(fā)展到全業(yè)務(wù)接入需求，包含GSM基站、TD-SCDMA基站、LTE基站、集團(tuán)客戶、家庭寬帶客戶、WLAN等。全業(yè)務(wù)的快速增長(zhǎng)和4G網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋、帶寬資源、快速和規(guī)范接入提出更高的要求，傳輸資源壓力隨之大大增加。

作為通信網(wǎng)絡(luò)基本要素之一的傳輸匯聚機(jī)房，是通信網(wǎng)絡(luò)中最基礎(chǔ)的物理節(jié)點(diǎn)，傳輸匯聚機(jī)房的穩(wěn)定性、機(jī)房裝機(jī)空間等問題對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)的靈活性、擴(kuò)展性、穩(wěn)定性等方面將會(huì)產(chǎn)生重大影響。

經(jīng)過多年的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，城域傳送網(wǎng)內(nèi)傳輸匯聚機(jī)房特別是啟用較早的匯聚機(jī)房，存在著SDH/PTN/OTN設(shè)備共存，部分傳輸匯聚機(jī)房與基站共機(jī)房，機(jī)房平面布置不合理等現(xiàn)象造成目前使用年限較長(zhǎng)的匯聚機(jī)房裝機(jī)空間緊張，近年中國(guó)移動(dòng)采用的傳送技術(shù)在不斷發(fā)展變化，業(yè)務(wù)需求急速增長(zhǎng)，大容量、高功耗設(shè)備的引入，對(duì)傳送機(jī)房空間、電源、制冷等都提出了新的需求。根據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃進(jìn)行設(shè)備工程建設(shè)，往往因?yàn)檠b機(jī)空間受限導(dǎo)致施工滯后，加上購(gòu)置新的匯聚機(jī)房進(jìn)行替換又面臨著選址困難、購(gòu)置費(fèi)用較高和整個(gè)流程較長(zhǎng)的問題，因此如何優(yōu)化現(xiàn)有傳輸匯聚機(jī)房空間，進(jìn)行匯聚機(jī)房瘦身來滿足新增長(zhǎng)的裝機(jī)需求，是工程建設(shè)中需要考慮和解決的問題。

2 傳輸匯聚節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)定位

傳輸匯聚節(jié)點(diǎn)分為兩類，第一類是用于單個(gè)匯聚區(qū)域內(nèi)業(yè)務(wù)收斂的普通匯聚節(jié)點(diǎn)；第二類是用于單個(gè)或多個(gè)匯聚環(huán)業(yè)務(wù)收斂并實(shí)現(xiàn)與核心節(jié)點(diǎn)互聯(lián)的重要匯聚節(jié)點(diǎn)。普通匯聚節(jié)點(diǎn)設(shè)置在普通傳輸匯聚機(jī)房，重要匯聚節(jié)點(diǎn)設(shè)置在重要匯聚機(jī)房或傳輸核心機(jī)房，但針對(duì)業(yè)務(wù)相對(duì)集中且距離匯聚機(jī)房較遠(yuǎn)區(qū)域，從資源使用效率及投資等因素考慮，可單獨(dú)規(guī)劃業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房。各類機(jī)房具體分層示意圖及其功能定位如圖1所示。

圖1 各類機(jī)房分層示意圖

2.1 重要匯聚機(jī)房

重要匯聚機(jī)房在網(wǎng)絡(luò)中處于承上啟下的作用，具有重要地位，其安全等級(jí)在匯聚機(jī)房中要求較高。

傳輸網(wǎng)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)定位：重要匯聚機(jī)房的匯聚對(duì)象通常為本區(qū)域的普通匯聚節(jié)點(diǎn)及單個(gè)匯聚區(qū)域內(nèi)所有業(yè)務(wù)匯聚，如城區(qū)的重要匯聚機(jī)房或郊縣一、二節(jié)點(diǎn)機(jī)房。其上層與核心機(jī)房進(jìn)行傳輸連接，下層連接其它匯聚機(jī)房或接入機(jī)房。

2.2 普通匯聚機(jī)房

普通匯聚機(jī)房用于收斂單個(gè)匯聚區(qū)域業(yè)務(wù)而設(shè)置的機(jī)房，一般一個(gè)綜合業(yè)務(wù)區(qū)設(shè)置1～2個(gè)普通匯聚機(jī)房。

傳輸網(wǎng)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)定位：普通匯聚機(jī)房主要匯聚本區(qū)域（綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)）內(nèi)的基站、集客、WLAN及家庭寬帶等各類業(yè)務(wù)。其上與重要匯聚機(jī)房或核心機(jī)房進(jìn)行傳輸連接，向下連接業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房或接入機(jī)房。

2.3 業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房

業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房主要用于對(duì)某些業(yè)務(wù)集中或特殊區(qū)域可先進(jìn)行局部業(yè)務(wù)匯聚，以便節(jié)省管線資源，一般指綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)內(nèi)特定區(qū)域（如大型社區(qū)、高校等）的寬帶或集客業(yè)務(wù)匯聚和疏導(dǎo)而設(shè)置的機(jī)房。

傳輸網(wǎng)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)定位：主要用于對(duì)指定小區(qū)或園區(qū)的集客、家庭寬帶等各類業(yè)務(wù)進(jìn)行匯聚。其上層與普通匯聚機(jī)房進(jìn)行傳輸連接，下層連接接入機(jī)房或直接連接業(yè)務(wù)。

由于普通匯聚機(jī)房在網(wǎng)絡(luò)中起承上啟下的作用，本文主要對(duì)普通匯聚機(jī)房的瘦身方式方法進(jìn)行探討。

3 普通匯聚機(jī)房現(xiàn)狀及存在問題

抽樣調(diào)研兩個(gè)典型地市的61個(gè)普通匯聚機(jī)房，機(jī)房?jī)?nèi)已安裝傳輸設(shè)備（SDH/PTN/OTN）、OLT設(shè)備、無線設(shè)備、ODF、電源等配套設(shè)備，已裝機(jī)面積占可裝機(jī)面積大多在70%以上，部分已裝機(jī)面積已達(dá)到100%，機(jī)房擴(kuò)容能力較弱。

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，目前普通匯聚機(jī)房主要存在以下問題。

（1）機(jī)房大多與基站同局址，尤其在XX市區(qū)，基站共址比例達(dá)到82%，無線設(shè)備平均在5端左右，最多達(dá)到9端，嚴(yán)重影響了機(jī)房的可擴(kuò)展性。

（2）大部分機(jī)房有2套開關(guān)電源系統(tǒng)，部分有3套以上開關(guān)電源，占調(diào)研數(shù)據(jù)的25%，且電池組容量多為400 Ah，蓄電池?cái)[放位置的合理性也有待商榷。

（3）機(jī)房目前SDH/PTN/OTN/OLT等設(shè)備共存，老舊設(shè)備上已無電路或電路較少，部分機(jī)房由于客觀原因造成多套相同設(shè)備安裝，如多端OLT設(shè)備或綜合柜。

（4）機(jī)房前期由于設(shè)計(jì)人員的能力或局限造成平面規(guī)劃不夠合理，浪費(fèi)部分空間。

根據(jù)以上情況，可分別進(jìn)行思考，找出普通匯聚機(jī)房瘦身的方式方法，進(jìn)行機(jī)房挖潛增效、盤活資源，提高工程建設(shè)的可行性。

4 普通匯聚機(jī)房瘦身方式

4.1 無線專業(yè)瘦身

部分普通匯聚機(jī)房由于其地理位置較佳，可能會(huì)被選為無線覆蓋的站址同時(shí)存在，這樣其機(jī)房?jī)?nèi)部就會(huì)有無線相關(guān)的設(shè)備，如主設(shè)備、開關(guān)電源、蓄電池等，這些設(shè)備通常占用機(jī)房的空間都較大，特別是早期2G的主設(shè)備都是一些低容量大柜子的設(shè)備，一般每個(gè)小區(qū)都需要一臺(tái)柜子，這樣900 MHz和1 800 MHz就需要6臺(tái)柜子的空間（基本上就是3 600 mm×600 mm的區(qū)域），這對(duì)普通匯聚機(jī)房來說是占用空間最大的設(shè)備。

如圖2﹑3所示，以愛立信的2G設(shè)備為例介紹瘦身的方案，其他廠家的設(shè)備可以根據(jù)其設(shè)備的特點(diǎn)和性能參照制定具體的方案。目前愛立信的2G設(shè)備主要是RBS2206及RBS2202（極少），一般占用的空間最多6臺(tái)，按最大的6臺(tái)考慮瘦身的方案主要有兩種，一種是將6臺(tái)RBS2206或RBS2202的設(shè)備替換為1臺(tái)高密度板的RBS6201設(shè)備（采用G/D共柜的方式），這樣可以節(jié)省下5個(gè)柜子的安裝空間。

圖2 2G主設(shè)備瘦身方案1

如圖4﹑5所示，另外一種是分別將3臺(tái)RBS2206或RBS2202的900 MHz和1 800 MHz設(shè)備替換為1臺(tái)RBS6601設(shè)備（壁掛安裝），這樣可以節(jié)省下6個(gè)柜子的安裝空間。

愛立信RBS2206及RBS2202設(shè)備在網(wǎng)年限都超過了10年，達(dá)到了工程建設(shè)退網(wǎng)的年限。特別是RBS2202為+24 V設(shè)備，與目前主流的-48 V設(shè)備在供電上也不兼容，需要額外占用一臺(tái)+24 V的開關(guān)電源，這也大大降低了節(jié)點(diǎn)機(jī)房空間的利用率。

至于采用哪種方案需要根據(jù)運(yùn)營(yíng)商能提供的設(shè)備類型來確定，這兩種方案最少能為普通匯聚機(jī)房騰出至少5個(gè)柜子的空間，可以極大的提高機(jī)房的利用率。

另外當(dāng)普通匯聚機(jī)房周圍可征地自建機(jī)房時(shí)，也可在原機(jī)房旁新建機(jī)房，將原機(jī)房?jī)?nèi)無線設(shè)備搬遷至新機(jī)房?jī)?nèi)或考慮將無線設(shè)備搬遷至室外，通過小基站、一體化基站等方式解決覆蓋問題，原機(jī)房作為普通匯聚機(jī)房使用。

4.2 電源專業(yè)瘦身

圖3 2G主設(shè)備瘦身方案1實(shí)例圖

圖4 2G主設(shè)備瘦身方案2

普通匯聚機(jī)房一般使用掛壁式交流配電箱（1 000 mm×600 mm×250 mm）、 組 合 式 開 關(guān) 電 源（2 000 mm×600 mm×600 mm）。大部分情況下，不同型號(hào)的交流配電箱和組合式開關(guān)電源機(jī)柜所占用的機(jī)位空間幾乎沒有差異，這一部分的瘦身空間不大。而開關(guān)電源所接蓄電池組因電壓（+24 V/-48 V）、容量（400 Ah/1 000 Ah/2 000 Ah）、型號(hào)（磷酸鐵鋰蓄電池、鉛酸蓄電池）以及生產(chǎn)廠家的不同，蓄電池組尺寸有著非常顯著的差異，對(duì)機(jī)房空間布局影響較大。因此蓄電池組這個(gè)方面，是普通匯聚機(jī)房進(jìn)行電源空間瘦身的關(guān)鍵點(diǎn)。

4.2.1 +24 V開關(guān)電源退網(wǎng)，或割接至-48 V開關(guān)電源

在一些老的普通匯聚機(jī)房，至今仍有+24 V開關(guān)電源在使用。正常環(huán)境下維護(hù)得當(dāng)?shù)男铍姵厥褂脡勖鼮?0年左右，現(xiàn)網(wǎng)中的+24 V電源使用年限不少已經(jīng)超過或接近10年，理應(yīng)考慮對(duì)其進(jìn)行退網(wǎng)替換。+24 V電源比-48 V電壓小一半，相同功耗的設(shè)備負(fù)載電流是-48 V電源的兩倍。+24 V電源一般采用鉛酸電池，電池容量較小，但體積卻較大。若機(jī)房有瘦身需求，在電源方面應(yīng)首先考慮將+24 V系統(tǒng)替換成-48 V系統(tǒng)。同時(shí)考慮到用電設(shè)備的電壓適配問題，可將原用電設(shè)備更換為-48 V設(shè)備；或者在不更換設(shè)備的情況下，在-48 V電源上增加相應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換模塊，如圖6所示。

4.2.2 高容量電源替換低容量電源

現(xiàn)網(wǎng)中許多普通匯聚機(jī)房采用400 Ah或600 Ah的蓄電池組，在目前通信設(shè)備容量及功耗不斷增大的情況下，這些低容量的開關(guān)電源愈發(fā)顯得捉襟見肘。如一套帶2組400 Ah蓄電池組的開關(guān)電源（假設(shè)交流輸入和整流模塊足夠），允許最大電流負(fù)載為80 A（按放電時(shí)間T=6 h，放電容量系數(shù)η=0.75，安全系數(shù)K=1.25計(jì)算），而一端PTN7900設(shè)備的典型功耗就有60 A。電源容量緊張，就必須新增電源才能滿足需求，直接導(dǎo)致機(jī)房空間資源的過快消耗。

附：蓄電池容量計(jì)算公式：Q≥KIT /｛η[1+α(t-25)]｝，其中：Q為蓄電池容量(Ah)；K為安全系數(shù)，一般取1.25；I為負(fù)載電流(A)；T為放電小時(shí)數(shù)(h)；η為放電容量系數(shù)；α為電池溫度系數(shù)，當(dāng)放電時(shí)間≥10時(shí)，取0.006，當(dāng)放電時(shí)間在1～10 h之間時(shí)，取0.008；當(dāng)放電時(shí)間小于1時(shí)，取α=0.01；t為電池所在地最低環(huán)境溫度。

在機(jī)房承重允許的情況下，可將原有低容量的蓄電池替換為高容量蓄電池，或?qū)⒍嗵椎腿萘块_關(guān)電源替換為一套高容量電源，以此來騰出機(jī)房空間。如一套帶2組1 000 Ah的開關(guān)電源，能替換兩套帶2組400 Ah蓄電池的開關(guān)電源，兩者電源承載能力相當(dāng)，但前者所占用的機(jī)房面積僅為后者的一半。

圖5 2G主設(shè)備瘦身方案2實(shí)例圖

圖6 機(jī)房電源瘦身實(shí)例圖

4.2.3 蓄電池組的合理擺放

眾所周知，一組-48V蓄電池組由24只-2V蓄電池串聯(lián)而成。蓄電池的碼放方式，決定了一組蓄電池組所需占用的機(jī)房面積。在承重滿足的機(jī)房，需盡量按照4層雙列的規(guī)格來碼放蓄電池，一組蓄電池水平尺寸僅為500 mm×1 300 mm左右，而如果將其雙層雙列碼放，則需占用雙倍的機(jī)房面積。對(duì)于承重存在問題的機(jī)房，也可以根據(jù)具體情況進(jìn)行承重改造（如在地面增加槽鋼以分散蓄電池對(duì)地面的壓力）來實(shí)現(xiàn)4層雙列碼放。

4.3 傳輸專業(yè)瘦身

普通匯聚機(jī)房安裝的傳輸設(shè)備類型有SDH、PTN、OTN等傳輸設(shè)備，OLT等綜合業(yè)務(wù)接入設(shè)備；通過對(duì)部分普通匯聚機(jī)房?jī)?nèi)的傳輸設(shè)備及收容業(yè)務(wù)的分析梳理，可采取以下瘦身措施。

（1） 部分老舊設(shè)備退網(wǎng)：比如早期建設(shè)的SDH設(shè)備，已經(jīng)在網(wǎng)運(yùn)行10年以上，已被PTN等新設(shè)備替代，因此可考慮SDH系統(tǒng)設(shè)備整體退網(wǎng)拆除，基站電路可割接調(diào)整至PTN環(huán)網(wǎng)中，零散集客接入等電路歸并割接，僅保留必要的SDH設(shè)備。

（2） 綜合柜內(nèi)數(shù)據(jù)等設(shè)備梳理歸并：部分機(jī)房?jī)?nèi)綜合柜雜亂無序，各專業(yè)有需求均各自新增綜合柜，可對(duì)此類設(shè)備梳理，把多架綜合柜歸并減少。

例如某普通匯聚機(jī)房，機(jī)房平面布置如圖7所示。

此機(jī)房?jī)?nèi)共安裝了4架SDH設(shè)備和2架綜合柜，占用5個(gè)600 mm×600 mm的機(jī)位。根據(jù)調(diào)研分析，可考慮把2架SDH設(shè)備收容的基站業(yè)務(wù)電路割接調(diào)整至PTN設(shè)備，僅保留1架SDH設(shè)備承載專線集客等必須由SDH設(shè)備承載的電路；另外其中1架綜合柜中僅安裝了一臺(tái)2U的數(shù)據(jù)設(shè)備，可以考慮將此設(shè)備挪至原有的綜合架中，拆除1架網(wǎng)絡(luò)柜。經(jīng)過調(diào)整后，可空余出3個(gè)600 mm×600 mm的機(jī)位。

圖7 傳輸專業(yè)瘦身實(shí)例圖

（3）優(yōu)化綜合業(yè)務(wù)區(qū)，調(diào)整跨區(qū)收容安裝的OLT等設(shè)備。近年來家寬、集客、聚類市場(chǎng)接入等各類業(yè)務(wù)爆發(fā)式增加，但部分規(guī)劃新建的匯聚點(diǎn)由于配套管道、交流引入等原因，不能形成生產(chǎn)能力、無法收容匯聚相應(yīng)區(qū)域的各類業(yè)務(wù)。為了及時(shí)開通業(yè)務(wù)只能臨時(shí)接入相鄰區(qū)域的匯聚點(diǎn)，存在匯聚點(diǎn)跨區(qū)收容業(yè)務(wù)現(xiàn)象，導(dǎo)致部分匯聚點(diǎn)機(jī)房空間、電源滿負(fù)荷，無法新增設(shè)備。

例如某匯聚點(diǎn)機(jī)房空間及電源容量無法滿足設(shè)備安裝需求，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)此匯聚點(diǎn)安裝了9臺(tái)OLT設(shè)備，收容各類綜合接入業(yè)務(wù)點(diǎn)（小區(qū)寬帶、聚類市場(chǎng)、集客專線）188個(gè)，其中跨區(qū)收容綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)95個(gè)。通過優(yōu)化調(diào)整后，可拆除5臺(tái)OLT。

5 總結(jié)

在通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，匯聚機(jī)房資源占據(jù)重要地位。如何更有效的使用機(jī)房空間，最大限度的發(fā)揮局房配套的可承載性，應(yīng)該是在工程建設(shè)中需不斷思考、總結(jié)和歸納的著重點(diǎn)，尤其要注意的是在設(shè)備拆除替換時(shí)，不僅僅考慮機(jī)位的拆除，還要統(tǒng)籌考慮原有線纜的拆除問題，這樣才能有效的進(jìn)行新設(shè)備的安裝建設(shè)。本文簡(jiǎn)略探討了普通匯聚機(jī)房瘦身的幾種方式，可供工程設(shè)計(jì)或建設(shè)人員在實(shí)際工程建設(shè)中進(jìn)行參考。