面向5G C-RAN組網(wǎng)的機房配置標準與模型

李偉平 戴俊 陳歡 古亦聰 侯興華 樊正茂

【摘? 要】當前5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本高，投資壓力大，基站建設(shè)進度受鐵塔公司制約;基站機房電費、租賃、服務(wù)費用逐年上升，運營維護壓力大。面向未來5G建設(shè)，通過C-RAN組網(wǎng)，實現(xiàn)BBU集中化部署，可促進降本增效，實現(xiàn)低成本建網(wǎng)。首先分析了C-RAN區(qū)所處的網(wǎng)絡(luò)位置，其次從BBU框多基站/多載波配置能力、單機柜裝機空間等維度，闡述了C-RAN機房配置標準，最后以某省C-RAN規(guī)劃為例，得出C-RAN機房配置模型，并對C-RAN機房的選擇提出了建議。

【關(guān)鍵詞】5G;C-RAN;配置模型

The current 5G network has high construction cost and investment pressure， and thus the construction progress of base stations is restricted by the tower company. Electricity， rental and service costs of base station computer room are yearly increasing， which results in heavy pressure on the operation and maintenance. Through C-RAN networking with BBU centralized deployment， future 5G network construction can promote cost reduction and efficiency， and achieve low-cost networking. Firstly， the network location of C-RAN region is analyzed. Secondly， from the BBU frame with multi-base station/multi-carrier configuration capability and single cabinet installation space and other dimensions， this paper elaborates the configuration standard of the C-RAN room. Finally， taking the C-RAN planning of a province as an example， the configuration model of C-RAN computer room is obtained， and some suggestions are given to select the computer room.

5G; C-RAN; configuration model

1? ?C-RAN區(qū)的網(wǎng)絡(luò)位置

基于綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)的C-RAN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，位于一級光交網(wǎng)絡(luò)之上，綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)以下。C-RAN規(guī)劃區(qū)域邊界與綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)規(guī)劃邊界保持一致，不跨傳輸綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)進行部署，1個綜合業(yè)務(wù)區(qū)可以規(guī)劃多個C-RAN區(qū)。一般，同一個C-RAN區(qū)應(yīng)包含轄區(qū)內(nèi)一級光交所轄的所有微網(wǎng)格。C-RAN網(wǎng)絡(luò)位置圖如圖1所示。

（1）1～N個微網(wǎng)格共同組成一個一級光交網(wǎng)格，每個微網(wǎng)格只歸屬于一個一級光交網(wǎng)格;

（2）1～N個一級光交網(wǎng)格共同組成一個C-RAN區(qū)網(wǎng)格，每個一級光交網(wǎng)格只歸屬于一個C-RAN區(qū)網(wǎng)格;

（3）1～N個C-RAN區(qū)網(wǎng)格共同組成一個綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)，每個C-RAN區(qū)網(wǎng)格只歸屬于一個綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)。

2? ? C-RAN機房配置標準

2.1? BBU框多基站、多載波配置

對于C-RAN組網(wǎng)，應(yīng)合理采用單BBU機框的多基站、多載波配置，多個物理基站集中后，可以節(jié)省BBU機框和主控板，減少空間需求，設(shè)備功耗亦相應(yīng)有所降低。

（1）以收編物理站址為原則，把同廠家設(shè)備多個基帶板、主控板等收編入框。5G BBU機框可集中5G NR基帶板和3D-MIMO的基帶板;對于4G基帶板，TDD-F、FDD900/NB、FDD1800等亦可共框建設(shè)。

（2）5G BBU共框原則：結(jié)合覆蓋場景特點，考慮到后期3D-MIMO第二小區(qū)擴容需要，建議2～3個5G物理基站（每個物理基站配置：S111 NR+S111 3D-MIMO）集中1個5G BBU框。

（3）4G BBU共框原則：2個高配置宏基站（S111 FDD900/NB、S111 FDD1800、S222 TDD-F）或3個中低配置宏基站集中1個4G BBU框。

4G/5G單BBU框多基站多載支持能力如表1所示：

廠家一 5G 6塊基帶板（3塊S111 NR+3塊3D-MIMO） 5G和3D-MIMO獨立基帶板硬件，3D-MIMO基帶板硬件僅支持20 M，如要擴到S2，則需額外增加基帶板硬件，加框4G 6塊基帶板 可支持2個基帶板（FDD+NB）+4個基帶板（TDD、FDD）TDD/FDD可共框，支持6個FDD載波加36個TDD載波（8T8R/4T4R）廠家二 5G 5塊基帶板（3塊S111 NR+2塊3D-MIMO） 5G和3D-MIMO獨立基帶板硬件，3D-MIMO基帶板硬件可支持60 M4G 6塊基帶板 TDD/FDD可共框4G/5G BBU多基站多載波配置模型及相應(yīng)功耗表如表2、表3所示：

2.2? 單機柜裝機空間建議

根據(jù)5G主設(shè)備規(guī)格和散熱要求，主流設(shè)備廠家BBU工作溫度為-20℃～55℃，對于一架標準的600×600×2 000 mm機柜（可提供安裝空間為42U），考慮到DCDU、合波分器等設(shè)備空間預(yù)留，在無擋風板/導(dǎo)風插箱的情況下，建議單機柜中BBU框集中數(shù)為4～5個，約12～15個物理基站;安裝擋風板/導(dǎo)風插箱可降低BBU溫度，建議單機架中的BBU集中數(shù)為8～9個，約24～27個物理基站，具體以主設(shè)備散熱能力、機架散熱要求、機房空調(diào)制冷降溫情況為準。

鑒于當前5G BBU設(shè)備產(chǎn)品與現(xiàn)網(wǎng)4G BBU的出風口不一致，在C-RAN建設(shè)模式下，建議為5G BBU新增機架，具體機架需求，在單機柜裝機空間基礎(chǔ)上，以實際集中度核算為準。

2.3? C-RAN機房配置標準

（1）機房空間：根據(jù)物理基站集中度及配套設(shè)備配置情況，以滿足實際需求為目標，配套設(shè)備單位面積如表4所示：

（2）市電引入：站內(nèi)交流負荷應(yīng)考慮遠期需求的總負荷，需先核算C-RAN相關(guān)設(shè)備的交流市電引入增量，再與原機房交流市電引入余量綜合考慮后決定是否需要增容。

（3）開關(guān)電源：考慮基站設(shè)備直流負荷、蓄電池充電電流，開關(guān)電源柜一般采用600 A機柜，整流模塊按本期負荷、N+1冗余方式配置。

（4）蓄電池：根據(jù)機房可用空間條件、承重等條件，綜合考慮機房改造成本效益、基站重要性等多方因素，合理新增蓄電池配置，C-RAN機房蓄電池考慮2～4小時備電時。

（5）空調(diào)：綜合考慮新增相關(guān)設(shè)備的散熱需求、原有機房的空調(diào)現(xiàn)狀情況，按需增配機房空調(diào)，C-RAN機柜盡量靠近空調(diào)便于降溫。

（6）時鐘同步：優(yōu)先選擇GPS/北斗時鐘同步方式，待1588v2運維模式成熟后可使用1588v2時鐘同步;當選擇GPS/北斗時鐘同步方式時，可使用功分器聚合GPS/北斗天線。

3? ? C-RAN機房主要配置模型

以某省5G目標網(wǎng)站址規(guī)劃情況為例，進行C-RAN區(qū)規(guī)劃，集中度主要集中在5/6/7/9個物理站址四種集中模型，占比分別為11%、20%、16%、13%。僅5G集中部署模式下，滿配功耗和典型功耗測算如下：

（1）滿配功耗：5/6/7/9模型所需總功耗分為14.3 kW、15.2 kW、16.4 kW、18.3 kW;

（2）典型功耗：5/6/7/9模型所需總功耗分為9.1 kW、9.7 kW、10.5 kW、11.6 kW。

4? ? C-RAN機房選取建議

（1）面向遠期演進的C-RAN目標機房，滿足光纜、動力、傳輸設(shè)備等要求的傳輸匯聚機房、傳輸綜合接入機房、基站機房均可作為C-RAN機房（不考慮一體化機柜），傳輸匯聚機房、傳輸綜合接入機房條件相對較好，應(yīng)優(yōu)先使用。

（2）在利舊現(xiàn)有機房時，應(yīng)選取剩余設(shè)備安裝空間大、合同期限較長、物業(yè)評價和合同可續(xù)簽性相對較好的機房。

（3）考慮機房利舊時，需保證至少滿足設(shè)備實際增量面積，并預(yù)留一定的操作空間;對于需新增機架、開關(guān)電源或電池的，機房可使用面積要求應(yīng)按“C-RAN機房配置標準”章節(jié)的設(shè)備單位面積按新增規(guī)模增加計算。

（4）機房的承重應(yīng)滿足《通信建筑工程設(shè)計規(guī)范》（YD 5003-2014）中電力電池和設(shè)備的承重要求。購置、租用機房，當機房不在底層時，應(yīng)根據(jù)機房蓄電池組、設(shè)備的平面布置圖和重量，核算機房承重，不滿足時應(yīng)通過機房加固處理、及蓄電池組和設(shè)備合理布局等確保符合承重要求。

5? ?結(jié)束語

RAN規(guī)劃涉及專業(yè)眾多，需求多樣，5G網(wǎng)絡(luò)C-RAN建設(shè)除了考慮傳輸資源，功耗方面亦是考慮的重點。通過進行多基站、多載波共框設(shè)置，進一步降低功耗需求。通過對現(xiàn)網(wǎng)C-RAN集中度梳理，結(jié)合設(shè)備性能，根據(jù)C-RAN機房配置標準，得出C-RAN機房配置模型。不過，近期5G基站設(shè)備更新迭代較快，基站的功耗可能會進一步降低，相關(guān)配套要求也會隨之弱化，需緊密跟蹤產(chǎn)品情況，制訂符合實際情況的配套改造標準。目前，對存量4G基站設(shè)備以何種策略實現(xiàn)搬遷集中，促進運維成本降低和提高投資效益等研究，在規(guī)模建網(wǎng)背景下，亦具有十分重要的現(xiàn)實意義。