面向5G 的匯聚機房規(guī)劃與建設(shè)研究

朱明亮，鐘 虎

（1.宿遷學(xué)院信息工程學(xué)院，江蘇宿遷223800；2.中國移動宿遷分公司，江蘇宿遷223800）

近年來，隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，新的通信制式不斷涌現(xiàn)，業(yè)務(wù)承載需求也由2G 時代的GSM（Global System for Mobile Communications，全球移動通信系統(tǒng)）發(fā)展到LTE（Long Term Evolution，長期演進(jìn)）、小區(qū)寬帶、集團專線等多種類型[1]，再加上5G 及其配套網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，使得在網(wǎng)設(shè)備的種類日益繁多、數(shù)量日漸攀升，匯聚機房的可用空間和配套資源愈發(fā)緊張[2]。

面對5G 時代高速率、高可靠、低時延、低功耗的網(wǎng)絡(luò)需求[3]，如何在滿足近、中、遠(yuǎn)期各類通信業(yè)務(wù)及其組網(wǎng)設(shè)備承載需求的基礎(chǔ)上，對匯聚機房進(jìn)行較為科學(xué)地統(tǒng)一規(guī)劃，已成為電信運營商整體網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的重要一環(huán)。

1 通信匯聚機房劃分

匯聚機房作為通信基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，不僅是構(gòu)建高速率、大容量通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，更是應(yīng)對信息化社會發(fā)展浪潮的關(guān)鍵節(jié)點[4]。其位置一般位于接入層網(wǎng)絡(luò)和核心層網(wǎng)絡(luò)之間，扮演著連通底層業(yè)務(wù)接入點和上層網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點的橋梁作用，用于一定范圍內(nèi)無線、寬帶、專線等業(yè)務(wù)的收斂承載，是運營商通信網(wǎng)絡(luò)承上啟下的關(guān)鍵[5]。

1.1 通信匯聚機房層級劃分

傳統(tǒng)的通信匯聚機房分為兩類：一類是用于承載和收斂單個或多個匯聚環(huán)業(yè)務(wù)，并與核心機房互聯(lián)的重要匯聚機房；另一類是用于承載和收斂單個區(qū)域內(nèi)業(yè)務(wù)的普通匯聚機房。

隨著5G 的不斷發(fā)展，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)模和承載帶寬也不斷擴大，針對部分業(yè)務(wù)承載需求較為集中同時遠(yuǎn)離原有匯聚機房的區(qū)域問題[6]，可從承載效率及用戶感知等因素出發(fā)，在原有二層匯聚機房架構(gòu)的基礎(chǔ)上單獨規(guī)劃業(yè)務(wù)匯聚機房，實現(xiàn)匯聚機房的三層化分級管理，具體層級劃分如圖1 所示。

圖1 通信匯聚機房分層示意圖

1.2 通信匯聚機房業(yè)務(wù)場景劃分

重要匯聚機房作為三層分布的第一級，綜合承載本區(qū)域范圍內(nèi)的各類業(yè)務(wù)，上聯(lián)核心機房，下聯(lián)其它匯聚機房，安全等級要求最高；普通匯聚機房位于中間層級，用于承載和收斂單個匯聚區(qū)域內(nèi)的業(yè)務(wù)，上聯(lián)重要匯聚機房，下聯(lián)業(yè)務(wù)匯聚機房，通常一個綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)可設(shè)置一到兩個普通匯聚機房。業(yè)務(wù)匯聚機房位于底層，用于承載和收斂需求集中或特殊區(qū)域的業(yè)務(wù)，如人員較為密集的社區(qū)、高校等，其下層可連接各業(yè)務(wù)接入節(jié)點。

各層級匯聚機房內(nèi)部一般都包含各專業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及電源、ODF（Optical Distribution Frame，光纖配線架）、空調(diào)等配套設(shè)施，其中常見的傳送網(wǎng)專業(yè)設(shè)備有OTN（Optical Transport Network，光傳送網(wǎng)）、PTN（Packet Transport Network，分組傳送網(wǎng)）、SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步數(shù)字體系）、OLT（Optical Line Terminal，光線路終端）等；承載網(wǎng)專業(yè)設(shè)備主要為BRAS（Broadband Remote Access Server，寬帶接入服務(wù)器）；業(yè)務(wù)支撐網(wǎng)專業(yè)設(shè)備主要為CDN（Content Delivery Network，內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)）；無線網(wǎng)專業(yè)設(shè)備主要有BBU（Building Base band Unite，室內(nèi)基帶處理單元）、CU（Centralized Unit，集中單元）、DU（Distributed Unit，分布單元）等[7]。具體業(yè)務(wù)場景劃分如表1 所示。

表1 通信匯聚機房業(yè)務(wù)場景劃分表

2 通信匯聚機房規(guī)劃與建設(shè)原則

2.1 機房布局

匯聚機房的布局規(guī)劃直接影響網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的合理性和科學(xué)性，層級化的匯聚機房布局需從以下幾個方面考慮：

1）重要匯聚機房：當(dāng)承載的區(qū)域（市區(qū)/縣）內(nèi)僅有1 個重要匯聚機房時，可根據(jù)業(yè)務(wù)分擔(dān)及網(wǎng)絡(luò)安全性要求新增異局址重要匯聚機房，并結(jié)合具體的業(yè)務(wù)發(fā)展預(yù)測、資源分布等開展規(guī)劃建設(shè)。

2）普通匯聚機房：當(dāng)承載的區(qū)域（綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)）內(nèi)網(wǎng)絡(luò)用戶總數(shù)大于10 萬時，可考慮新增普通匯聚機房進(jìn)行業(yè)務(wù)分擔(dān)，并優(yōu)先選擇光纜層次多、覆蓋范圍廣、使用面積達(dá)標(biāo)、電力等配套齊全的區(qū)域進(jìn)行建設(shè)。

3）業(yè)務(wù)匯聚機房：當(dāng)承載的區(qū)域內(nèi)業(yè)務(wù)較為密集或滿足特殊類型區(qū)域條件時，可考慮新增業(yè)務(wù)匯聚機房，原則上布局需靠近業(yè)務(wù)接入點，優(yōu)先選擇使用面積、電力等配套條件已具備或改造后可具備的現(xiàn)有基站機房進(jìn)行建設(shè)。

2.2 機房建設(shè)方式

通信匯聚機房作為運營商布局網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)性戰(zhàn)略資源，應(yīng)有重點、有節(jié)奏地進(jìn)行資源儲備，確保網(wǎng)絡(luò)長期穩(wěn)定發(fā)展：

1）對于新增機房，應(yīng)以“購置、建設(shè)為主，租賃為輔”的原則，保證匯聚機房的自有率保持高位，提升網(wǎng)絡(luò)安全性。

2）對于租賃機房，租用年限一般應(yīng)不低于10 年，以滿足近、中、遠(yuǎn)期業(yè)務(wù)發(fā)展需求，保障網(wǎng)絡(luò)投資的長期收益，提升網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。

3）對于老舊機房，應(yīng)針對裝機效率低、電源或空調(diào)容量不足、空調(diào)能耗高等問題，有序推進(jìn)老舊機房改造，提升網(wǎng)絡(luò)健壯性。

4）對于具體建設(shè)環(huán)節(jié)，應(yīng)同步考慮機房進(jìn)出局管道、光纜、電源引入等基礎(chǔ)資源的儲備和建設(shè)，同時注意滿足防雷、抗震、防火、承重、維護管理等方面的建筑要求。

2.3 機房面積和功耗

由于不同層級匯聚機房的業(yè)務(wù)場景不同，包含的設(shè)備數(shù)量及型號大小也不同，因此匯聚機房的面積和功耗需結(jié)合具體的設(shè)備類型和承載用戶規(guī)模進(jìn)行綜合規(guī)劃。按照BRAS 設(shè)備接入用戶4 萬～8 萬，CDN設(shè)備用戶接入帶寬50G，綜合考慮4G 網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)及遠(yuǎn)期5G 網(wǎng)絡(luò)新業(yè)務(wù)、新技術(shù)的發(fā)展需求，各層級匯聚機房面積和功耗具體預(yù)測情況如表2 所示。

表2 層級化匯聚機房面積功耗預(yù)測表

上述面積需求合計為匯聚機房的有效裝機面積，包括各類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備機架、配套蓄電池等相關(guān)通信設(shè)施的裝機面積，但不包括因機房建筑物本身結(jié)構(gòu)因素所形成的偏角、狹縫等無法合理使用的面積；功耗需求合計包含空調(diào)等配套設(shè)施的綜合功耗。

對于自建機房，樓面荷載滿足機房要求的，面積可取低值；對于城市業(yè)務(wù)密集區(qū)域和熱點區(qū)域，建議按遠(yuǎn)期需求適當(dāng)增大匯聚機房面積。

3 結(jié)語

通信匯聚機房作為安裝各類匯聚層通信設(shè)備及其配套設(shè)施的專有場所，其規(guī)劃和建設(shè)的合理性將直接關(guān)系到通信網(wǎng)絡(luò)整體發(fā)展的可持續(xù)性。隨著我國5G 網(wǎng)絡(luò)及其配套設(shè)施建設(shè)速度的加快，優(yōu)化調(diào)整現(xiàn)有的通信匯聚機房格局，提高利用率，降低機房的建設(shè)和運維成本，構(gòu)建可滿足多業(yè)務(wù)長期發(fā)展需要的層級化承載平臺，將有效助力未來通信網(wǎng)絡(luò)的高速健康發(fā)展。