匯聚機(jī)房空間規(guī)劃與設(shè)計(jì)

雷明慧

（天元瑞信通信技術(shù)股份有限公司，陜西 西安 710075）

0 引 言

按照機(jī)房定位與分級(jí)管理，一般將綜合業(yè)務(wù)區(qū)的機(jī)房分為重要匯聚機(jī)房、普通匯聚機(jī)房及業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房[1]。機(jī)房一般位于市區(qū)，面臨選址、協(xié)調(diào)、布局等問(wèn)題，建設(shè)難度較大，不利于長(zhǎng)期業(yè)務(wù)發(fā)展。為了提高機(jī)房空間使用率，保證通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性與安全性，減輕維護(hù)人員的工作強(qiáng)度，就需要對(duì)匯聚機(jī)房定位、面積進(jìn)行合理規(guī)劃，滿足各類(lèi)通信業(yè)務(wù)接入需求。

1 機(jī)房位置要求

匯聚機(jī)房選址時(shí)，優(yōu)先選擇商業(yè)樓宇、物業(yè)附屬樓、永久性庫(kù)房以及企事業(yè)單位的閑置樓宇，機(jī)房使用面積在60 m2以上，層高一般在2.7～3.5 m，承重在800 kg/m2[2]?？紤]到容易引發(fā)糾紛，要慎重選擇居民住宅樓。機(jī)房首選地面一層或滿足承重的二層房間，如果選在三層以上時(shí)，要確保豎井空間滿足布線需求且具備纜線進(jìn)出條件。

對(duì)于固定油機(jī)或移動(dòng)油機(jī)的位置，需與居民住宅區(qū)有一定隔離，避免發(fā)電時(shí)噪聲或油煙造成擾民投訴，可以?xún)?yōu)先考慮和區(qū)縣辦公樓、自有營(yíng)業(yè)廳共同選址。機(jī)房不應(yīng)位于具有較大拆遷可能的老舊廠區(qū)、園區(qū)、城中村等，需遠(yuǎn)離易燃、易爆、強(qiáng)電磁干擾區(qū)域，不宜選在低洼易發(fā)生水浸的位置[3]。

2 機(jī)房分層架構(gòu)

綜合業(yè)務(wù)區(qū)的機(jī)房分為3類(lèi)，即重要匯聚機(jī)房、普通匯聚機(jī)房以及業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房[4]。各級(jí)機(jī)房通常配置用電設(shè)備、后備電源、光纖配線架（Optical Distribution Frame，ODF）、機(jī)房空調(diào)等，主要包括分組傳送網(wǎng)（Packet Transport Network，PTN）、光線路終端（Optical Line Terminal，OLT）、光傳送網(wǎng)（Optical Transport Network，OTN）、寬帶接入服務(wù)器（Broadband Remote Access Server，BRAS）、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（Content Delivery Network，CDN）及基帶單元（Baseband Unit，BBU）、集中單元（Centralized Unit，CU）以及分布單元（Distributed Unit，DU）等[5]。

重要匯聚機(jī)房一般設(shè)置在區(qū)縣中心或一些熱點(diǎn)區(qū)域，機(jī)房?jī)?nèi)安裝大容量虛容器（Virtual Container，VC-）OTN/PTN、CU/DU、核心網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備以及一些邊緣應(yīng)用設(shè)備等，同時(shí)也設(shè)置BRAS、CDN設(shè)備，可使用面積一般應(yīng)在220 m2及以上。

普通匯聚機(jī)房主要收斂本區(qū)域內(nèi)的基站接入、集團(tuán)客戶專(zhuān)線及家庭寬帶等業(yè)務(wù)，部署波分復(fù)用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）/VC-OTN、BBU、PTN以及OLT等設(shè)備，可使用面積一般應(yīng)在65 m2及以上。

業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房主要用于對(duì)指定區(qū)域的基站接入、家庭寬帶等業(yè)務(wù)進(jìn)行匯聚，部署WDM/VC-OTN（中長(zhǎng)期需求）、BBU、PTN以及OLT等設(shè)備，可使用面積一般應(yīng)在40 m2及以上。

3 平面規(guī)劃

機(jī)房的平面規(guī)劃要結(jié)合分層、機(jī)房定位等因素，圍繞一次規(guī)劃、分期建設(shè)的原則，在征求維護(hù)人員意見(jiàn)和了解設(shè)備廠商參數(shù)后與建設(shè)方項(xiàng)目參與人共同確定機(jī)房方案，便于設(shè)備順利安裝，同時(shí)也能提高后期維護(hù)管理的便捷性。平面規(guī)劃包括機(jī)房區(qū)域劃分、氣流組織布局、相關(guān)配套電源和空調(diào)布置等。一般機(jī)房可劃分為設(shè)備區(qū)、配線區(qū)、電源區(qū)及空調(diào)區(qū)，其中設(shè)備區(qū)主要安裝無(wú)線設(shè)備、傳輸設(shè)備及數(shù)據(jù)設(shè)備等，配線區(qū)主要安裝配線設(shè)備。根據(jù)機(jī)房大小及氣流組織，機(jī)架可采取單面布置或雙面布置；機(jī)房?jī)?nèi)要預(yù)留主走道及維護(hù)走道。當(dāng)機(jī)房空調(diào)采用地板下送風(fēng)或風(fēng)道上送風(fēng)時(shí)，將設(shè)備布置成面對(duì)面、背靠背的形式，即機(jī)柜的進(jìn)風(fēng)面布置在冷通道、排風(fēng)面布置在熱通道。如果機(jī)柜布置不區(qū)分冷、熱通道或設(shè)備功耗較小，可以按照設(shè)備安裝順序統(tǒng)一朝向布置。

3.1 重要匯聚機(jī)房

重要匯聚機(jī)房除配套電源、空調(diào)等設(shè)備外，至少滿足傳輸設(shè)備安裝空間有17個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)位、承載設(shè)備有2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)位、業(yè)務(wù)支撐設(shè)備有7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)位以及無(wú)線網(wǎng)設(shè)備有2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)位，其余機(jī)位為后期業(yè)務(wù)發(fā)展預(yù)留。重要匯聚機(jī)房平面規(guī)劃如圖1所示。

圖1 重要匯聚機(jī)房平面規(guī)劃

A列為電源列，列頭安裝油機(jī)配電設(shè)備，后方依次為交流配電屏、整流屏1、直流配電屏1、整流屏2、直流配電屏2、UPS輸入屏、UPS-1、UPS-2、UPS輸出屏；B、C列為匯聚層傳輸設(shè)備列，B列用于安裝PTN/SPN設(shè)備，C列用于安裝OTN設(shè)備；D列為接入層傳輸設(shè)備列，用于安裝OLT等接入層設(shè)備；E列為無(wú)線設(shè)備列，用于安裝BBU池、CU、DU設(shè)備；F列為預(yù)留設(shè)備安裝區(qū)域；G列為ODF列；H、I列為數(shù)據(jù)設(shè)備列，用于安裝BRAS、MEC、CDN等設(shè)備。B、C、D、E、F、H、I每列第一個(gè)和最后一個(gè)機(jī)位用于列頭柜安裝，其中最后一個(gè)機(jī)位列頭柜可以根據(jù)需求選配。

3.2 普通匯聚機(jī)房

普通匯聚機(jī)房規(guī)劃時(shí)，需滿足傳輸設(shè)備安裝空間有13個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)位、無(wú)線網(wǎng)設(shè)備有4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)位，剩余機(jī)位為后期業(yè)務(wù)發(fā)展預(yù)留。普通匯聚機(jī)房平面規(guī)劃如圖2所示。

圖2 普通匯聚機(jī)房平面規(guī)劃

A列為電源列，自列頭依次安裝交流配電屏、整流屏、直流配電屏；B列為傳輸設(shè)備列，用于安裝PTN/SPN、OTN、OLT等設(shè)備；C列為無(wú)線設(shè)備列，用于安裝BBU池、CU、DU設(shè)備；D列為預(yù)留設(shè)備安裝區(qū)域；E列為光纖配線架列。B、C、D每列第一個(gè)機(jī)位用于列頭柜安裝，其中D列可以根據(jù)需求選配。

3.3 業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房

業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房規(guī)劃時(shí)，需滿足傳輸設(shè)備安裝空間有4.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)位、無(wú)線網(wǎng)設(shè)備有2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)位，剩余機(jī)位為后期業(yè)務(wù)發(fā)展預(yù)留。業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房平面規(guī)劃如圖3所示。

圖3 業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房平面規(guī)劃

A列為電源及無(wú)線設(shè)備列，自列頭依次安裝開(kāi)關(guān)電源、無(wú)線列頭柜，無(wú)線列頭柜后安裝BBU池、CU、DU設(shè)備；B列為傳輸及傳輸配套設(shè)備列，用于安裝PTN/SPN、OTN、OLT、ODF架等設(shè)備。

4 空間規(guī)劃

機(jī)房空間規(guī)劃時(shí)，要結(jié)合機(jī)房?jī)舾?、走線架、消防管線以及照明管線等參數(shù)選擇合適的機(jī)柜高度，設(shè)計(jì)中不能強(qiáng)制壓縮空間，一定要考慮施工、維護(hù)的要求，合理分離信號(hào)線、電源線、光纖[6]?？臻g不足時(shí)，在布線、施工合理范圍內(nèi)通過(guò)減少走線架層數(shù)、選擇旁側(cè)布線、選擇低高度機(jī)柜等方法對(duì)空間重新布局[7]。機(jī)房空間布置如圖4所示。

圖4 機(jī)房空間布置

5 冷熱通道劃分

目前設(shè)備的單位功率密度不斷增加，匯聚機(jī)房?jī)?nèi)承載的設(shè)備容量也不斷增多，機(jī)房規(guī)劃時(shí)需要設(shè)置冷通道和熱通道，有利于氣流組織的運(yùn)行。進(jìn)排風(fēng)一致的設(shè)備安裝在一列，進(jìn)風(fēng)口為冷通道，出風(fēng)口為熱通道。對(duì)配線等無(wú)源設(shè)備較多的機(jī)房，也可以采用有源設(shè)備與無(wú)源設(shè)備交替排列，減少冷熱交換，滿足機(jī)房氣流組織順暢。根據(jù)設(shè)備進(jìn)排風(fēng)方式不同，前進(jìn)風(fēng)、后出風(fēng)的設(shè)備較多，建議設(shè)置冷通道和熱通道；對(duì)于前進(jìn)風(fēng)、后出風(fēng)設(shè)備較少的機(jī)房，可以采用有源設(shè)備與無(wú)源設(shè)備交替排列[8]。具體散熱方式如圖5所示。

圖5 散熱方式示意圖

6 動(dòng)力配置

機(jī)房動(dòng)力配置要根據(jù)未來(lái)的業(yè)務(wù)需求分析，各類(lèi)匯聚機(jī)房后期新增設(shè)備的集成度會(huì)更高，單機(jī)架的功耗也會(huì)更大，對(duì)機(jī)房面積、市電容量等提出了更高的要求。由于不同匯聚機(jī)房的業(yè)務(wù)部署不同，機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置的設(shè)備類(lèi)型也不相同，一般機(jī)房負(fù)荷要結(jié)合面積、設(shè)備功耗及承載業(yè)務(wù)進(jìn)行規(guī)劃。重要匯聚機(jī)房的市電引入容量需要大于200～250 kVA，普通匯聚機(jī)房需要50～100 kVA，業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房需要15～30 kVA。對(duì)于50 kVA以上的市電引入，一般應(yīng)設(shè)置專(zhuān)用變壓器[9]。如果具備一次到位的條件，建議按遠(yuǎn)期容量需求進(jìn)行市電引入；如果不具備一次到位條件，可以和供電單位協(xié)商先按近期需求建設(shè)，后期逐步擴(kuò)容。與此同時(shí)，需要充分評(píng)估后期擴(kuò)容的可行性，避免后期由于市電容量受限無(wú)法裝機(jī)造成機(jī)房資源儲(chǔ)備的浪費(fèi)。此外，建立資源預(yù)警，提前啟動(dòng)市電引入擴(kuò)容[10]。

7 結(jié) 論

匯聚機(jī)房作為區(qū)域匯聚各類(lèi)設(shè)備和收斂各類(lèi)業(yè)務(wù)的專(zhuān)用機(jī)房，其規(guī)劃前瞻性、設(shè)計(jì)合理性對(duì)機(jī)房設(shè)備布置與業(yè)務(wù)承載起到關(guān)鍵作用，能夠促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的良性發(fā)展。隨著設(shè)備功率密度不斷增加，通過(guò)優(yōu)化機(jī)房布局，提高機(jī)房平面利用率和空間利用率，降低前期機(jī)房建設(shè)投資和后期運(yùn)維成本，滿足業(yè)務(wù)的快速部署需求，推動(dòng)通信領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。