汇聚机房空间规划与设计

雷明慧

（天元瑞信通信技术股份有限公司，陕西 西安 710075）

0 引 言

按照机房定位与分级管理，一般将综合业务区的机房分为重要汇聚机房、普通汇聚机房及业务汇聚机房[1]。机房一般位于市区，面临选址、协调、布局等问题，建设难度较大，不利于长期业务发展。为了提高机房空间使用率，保证通信网络的可靠性与安全性，减轻维护人员的工作强度，就需要对汇聚机房定位、面积进行合理规划，满足各类通信业务接入需求。

1 机房位置要求

汇聚机房选址时，优先选择商业楼宇、物业附属楼、永久性库房以及企事业单位的闲置楼宇，机房使用面积在60 m2以上，层高一般在2.7～3.5 m，承重在800 kg/m2[2]。考虑到容易引发纠纷，要慎重选择居民住宅楼。机房首选地面一层或满足承重的二层房间，如果选在三层以上时，要确保竖井空间满足布线需求且具备缆线进出条件。

对于固定油机或移动油机的位置，需与居民住宅区有一定隔离，避免发电时噪声或油烟造成扰民投诉，可以优先考虑和区县办公楼、自有营业厅共同选址。机房不应位于具有较大拆迁可能的老旧厂区、园区、城中村等，需远离易燃、易爆、强电磁干扰区域，不宜选在低洼易发生水浸的位置[3]。

2 机房分层架构

综合业务区的机房分为3类，即重要汇聚机房、普通汇聚机房以及业务汇聚机房[4]。各级机房通常配置用电设备、后备电源、光纤配线架（Optical Distribution Frame，ODF）、机房空调等，主要包括分组传送网（Packet Transport Network，PTN）、光线路终端（Optical Line Terminal，OLT）、光传送网（Optical Transport Network，OTN）、宽带接入服务器（Broadband Remote Access Server，BRAS）、内容分发网络（Content Delivery Network，CDN）及基带单元（Baseband Unit，BBU）、集中单元（Centralized Unit，CU）以及分布单元（Distributed Unit，DU）等[5]。

重要汇聚机房一般设置在区县中心或一些热点区域，机房内安装大容量虚容器（Virtual Container，VC-）OTN/PTN、CU/DU、核心网转发设备以及一些边缘应用设备等，同时也设置BRAS、CDN设备，可使用面积一般应在220 m2及以上。

普通汇聚机房主要收敛本区域内的基站接入、集团客户专线及家庭宽带等业务，部署波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）/VC-OTN、BBU、PTN以及OLT等设备，可使用面积一般应在65 m2及以上。

业务汇聚机房主要用于对指定区域的基站接入、家庭宽带等业务进行汇聚，部署WDM/VC-OTN（中长期需求）、BBU、PTN以及OLT等设备，可使用面积一般应在40 m2及以上。

3 平面规划

机房的平面规划要结合分层、机房定位等因素，围绕一次规划、分期建设的原则，在征求维护人员意见和了解设备厂商参数后与建设方项目参与人共同确定机房方案，便于设备顺利安装，同时也能提高后期维护管理的便捷性。平面规划包括机房区域划分、气流组织布局、相关配套电源和空调布置等。一般机房可划分为设备区、配线区、电源区及空调区，其中设备区主要安装无线设备、传输设备及数据设备等，配线区主要安装配线设备。根据机房大小及气流组织，机架可采取单面布置或双面布置；机房内要预留主走道及维护走道。当机房空调采用地板下送风或风道上送风时，将设备布置成面对面、背靠背的形式，即机柜的进风面布置在冷通道、排风面布置在热通道。如果机柜布置不区分冷、热通道或设备功耗较小，可以按照设备安装顺序统一朝向布置。

3.1 重要汇聚机房

重要汇聚机房除配套电源、空调等设备外，至少满足传输设备安装空间有17个标准机位、承载设备有2个标准机位、业务支撑设备有7个标准机位以及无线网设备有2个标准机位，其余机位为后期业务发展预留。重要汇聚机房平面规划如图1所示。

图1 重要汇聚机房平面规划

A列为电源列，列头安装油机配电设备，后方依次为交流配电屏、整流屏1、直流配电屏1、整流屏2、直流配电屏2、UPS输入屏、UPS-1、UPS-2、UPS输出屏；B、C列为汇聚层传输设备列，B列用于安装PTN/SPN设备，C列用于安装OTN设备；D列为接入层传输设备列，用于安装OLT等接入层设备；E列为无线设备列，用于安装BBU池、CU、DU设备；F列为预留设备安装区域；G列为ODF列；H、I列为数据设备列，用于安装BRAS、MEC、CDN等设备。B、C、D、E、F、H、I每列第一个和最后一个机位用于列头柜安装，其中最后一个机位列头柜可以根据需求选配。

3.2 普通汇聚机房

普通汇聚机房规划时，需满足传输设备安装空间有13个标准机位、无线网设备有4个标准机位，剩余机位为后期业务发展预留。普通汇聚机房平面规划如图2所示。

图2 普通汇聚机房平面规划

A列为电源列，自列头依次安装交流配电屏、整流屏、直流配电屏；B列为传输设备列，用于安装PTN/SPN、OTN、OLT等设备；C列为无线设备列，用于安装BBU池、CU、DU设备；D列为预留设备安装区域；E列为光纤配线架列。B、C、D每列第一个机位用于列头柜安装，其中D列可以根据需求选配。

3.3 业务汇聚机房

业务汇聚机房规划时，需满足传输设备安装空间有4.5个标准机位、无线网设备有2个标准机位，剩余机位为后期业务发展预留。业务汇聚机房平面规划如图3所示。

图3 业务汇聚机房平面规划

A列为电源及无线设备列，自列头依次安装开关电源、无线列头柜，无线列头柜后安装BBU池、CU、DU设备；B列为传输及传输配套设备列，用于安装PTN/SPN、OTN、OLT、ODF架等设备。

4 空间规划

机房空间规划时，要结合机房净高、走线架、消防管线以及照明管线等参数选择合适的机柜高度，设计中不能强制压缩空间，一定要考虑施工、维护的要求，合理分离信号线、电源线、光纤[6]。空间不足时，在布线、施工合理范围内通过减少走线架层数、选择旁侧布线、选择低高度机柜等方法对空间重新布局[7]。机房空间布置如图4所示。

图4 机房空间布置

5 冷热通道划分

目前设备的单位功率密度不断增加，汇聚机房内承载的设备容量也不断增多，机房规划时需要设置冷通道和热通道，有利于气流组织的运行。进排风一致的设备安装在一列，进风口为冷通道，出风口为热通道。对配线等无源设备较多的机房，也可以采用有源设备与无源设备交替排列，减少冷热交换，满足机房气流组织顺畅。根据设备进排风方式不同，前进风、后出风的设备较多，建议设置冷通道和热通道；对于前进风、后出风设备较少的机房，可以采用有源设备与无源设备交替排列[8]。具体散热方式如图5所示。

图5 散热方式示意图

6 动力配置

机房动力配置要根据未来的业务需求分析，各类汇聚机房后期新增设备的集成度会更高，单机架的功耗也会更大，对机房面积、市电容量等提出了更高的要求。由于不同汇聚机房的业务部署不同，机房内设置的设备类型也不相同，一般机房负荷要结合面积、设备功耗及承载业务进行规划。重要汇聚机房的市电引入容量需要大于200～250 kVA，普通汇聚机房需要50～100 kVA，业务汇聚机房需要15～30 kVA。对于50 kVA以上的市电引入，一般应设置专用变压器[9]。如果具备一次到位的条件，建议按远期容量需求进行市电引入；如果不具备一次到位条件，可以和供电单位协商先按近期需求建设，后期逐步扩容。与此同时，需要充分评估后期扩容的可行性，避免后期由于市电容量受限无法装机造成机房资源储备的浪费。此外，建立资源预警，提前启动市电引入扩容[10]。

7 结 论

汇聚机房作为区域汇聚各类设备和收敛各类业务的专用机房，其规划前瞻性、设计合理性对机房设备布置与业务承载起到关键作用，能够促进网络的良性发展。随着设备功率密度不断增加，通过优化机房布局，提高机房平面利用率和空间利用率，降低前期机房建设投资和后期运维成本，满足业务的快速部署需求，推动通信领域的可持续发展。