5G对集中机房资源匹配的影响及分析

尹萌

摘要：5G网络是重要的信息基础设施，同时也是经济社会数字化转型的重要支撑，随着5G网络建设的不断推进，为了进一步分析业务汇聚机房承载设备实际功耗的情况，推动5G汇聚机房顺利建设，避免机房配套资源的重复投资，减少不必要的资源浪费，通过对不同场景下业务汇聚机房耗电模型分析，提出机房内配套设备的最优配置方案，以解决传输网络建设中出现的问题，对今后的5G网络建设具有重要的意义。

关键词：通信传输技术；5G；业务汇聚机房；电池配置模型

中图分类号：TP393文献标志码：A文章编号：1008-1739（2023）06-62-5

0引言

业务汇聚机房作为汇聚机房的补充，承担业务汇聚区内家庭和集客业务收敛、4G网络CRAN架构的BBU池等功能，为5G无线网络DU集中储备机房、光缆等基础资源，减少汇聚机房的压力。

根据中国移动通信集团C-RAN集中度的要求，单个业务汇聚机房集中的物理基站数量以5～15为宜，最大不宜超过20个。单个业务汇聚机房放置的2G、4G、5G的BBU设备一般在45台左右，由于BBU设备耗电需求较大，对机房的电源系统会带来极大的压力，因此在机房建设初期，就应规划好电池容量，避免后期重复投资，造成资源浪费[1-2]。

1业务汇聚机房定位

1.1网络定位

业务汇聚机房是指为了进一步提升网络承载和快速接入能力，节省管线资源，针对业务汇聚区内无线、家庭宽带或集客业务汇聚和疏导而设置的机房，机房在整体网络架构中位置如图1所示。

1.2功能定位

（1）网络情况：业务汇聚机房主要用于业务集中、且距离普通汇聚机房较远区域进行局部业务汇聚，负责无线、家庭宽带或集客业务等在业务汇聚区内收敛，其上层与普通汇聚机房进行传输连接，以节省管线资源，一般是为满足综合业务接入区内特定区域（如大型社区、高校等）的宽带或集客业务汇聚和疏导而设置的汇聚机房，安全要求等级要求相对略低。

①對于城区无线网络，是CRAN架构的BBU池集中机房、5G网络DU集中机房；对于郊区无线网络，是小型的汇聚机房，实现区域业务汇聚，减少纤芯占用。

②对于家宽和集客宽带业务，是OLT机房；对于集客专线业务，是集客接入主干设备部署的位置。

（2）装机类型：近期核心网、数据承载网、内容分发网节点不下沉至业务汇聚机房。

①无线网节点功能定位：集中部署高校、大型社区和场馆等特定区域室内外基站的4G集中化BBU资源池设备及5G CU/DU设备，提供功能包括协作式无线处理CoMP和D-MIMO、处理能力动态调配、未来向开放的云化平台及可编排无线网络演进等。

②传送网节点功能定位主要用于对指定小区或园区的集客、家庭宽带等各类业务进行汇聚，部署WDM/（VC-）OTN（中长期需求）、PTN、OLT、SDH/MSTP等设备。

③业务汇聚机房安装的配套设备有电源、空调、ODF等。

业务汇聚机房更靠近业务接入点，在规划建设时，应综合考虑用户数量、业务种类等，划分业务汇聚区，每个业务汇聚区通过业务汇聚机房实现业务收敛。

（3）机房分类：根据业务收敛范围不同，用于CRAN集中的机房可按以下标准分类。

①业务汇聚机房（综合）：业务汇聚区内首套业务汇聚机房，有大量集客、家宽、无线BBU集中需求，常规集中5～15个物理站址，在机房条件较好时，评估后物理站址集中数可上浮至19个。

②业务汇聚机房（无线）：业务汇聚区内非首套业务汇聚及综合业务区外主要满足无线BBU集中需求的业务汇聚机房，常规集中5～15个物理站址，在机房条件较好时，评估后物理站址集中数可上浮至19，主要满足无线需求。

③BBU池机房：BBU池机房是业务汇聚机房的补充，收敛宏站物理站不超过5个，在机房条件较好时，根据评估集中数可上浮至7～8个宏站。

城区C-RAN承载以业务汇聚机房为主，BBU池机房为辅。农村、山区等业务量相对稀疏的区域，推进BBU池机房进行集中[3-4]。

1.3机房内放置的设备

业务汇聚机房安装设备通常有PTN、SDH/MSTP、OLT、OTN和无线BBU池等；配套设备有电源、空调和ODF等[5-7]。

业务汇聚机房内主要放置传输设备、无线设备及OLT设备，根据现阶段业务需求及规划，业务汇聚机房建议安装的设备数量上限为19个物理站址BBU集中、5台OLT设备和配套传输若干。不同机房类型预计所需机位数预估如下：

注：①机位需求统计不含空调、消防等配套；②业务汇聚机房（综合）内传输设备包括PTN及OTN；业务汇聚机房（无线）内传输设备只包括PTN。③挖潜及改造机房内，现有设备占用机位数以及预留等效机位数量之和，原则上应不少于标准等效机位数量。

2业务汇聚机房建设原则

每个业务汇聚区必须有一个业务汇聚机房或者汇聚机房来完成区内各类业务的有效收敛，缩短末端接入距离，根据集团C-RAN集中度的要求，单个集中机房以5～15个物理基站为宜，最大不宜超过19个；当业务汇聚区内宏站数量较多，一套业务汇聚机房不能满足需求时，可选取第二个业务汇聚机房作为补充。

业务汇聚机房原则上选择利旧现网选择条件较好的自有机房、OLT机房、光缆交接间（可改造）、基站（未交付铁塔）和商业楼宇机房等机房，外电、机房配套等改造后满足业务汇聚机房装机要求。挖潜机房原则上租期不低于5年，使用面积及整体等效机位按照不同类型机房标准要求，外电容量不低于15 kW /380 V。业务汇聚机房选址面积要求如表2所示。

（1）对于汇聚机房所在的业务汇聚区

汇聚机房在预留充足发展空间，但仍有剩余空间满足业务汇聚区内各类业务收敛需求，这种情况下可以由汇聚机房承担业务汇聚机房功能，不另外选址设置业务汇聚机房。如机房面积较大且分上下层或具备独立空间，可考虑在设置独立的机房；如无法物理分割，可在汇聚机房内划定一定的区域安装业务汇聚机房相关设备。

如汇聚机房面积较小（使用面积小于100 m2）或区域内业务需求较大，可通过新选址或者挖潜方式，完成业务汇聚机房的部署。

（2）无汇聚机房的业务汇聚区

按照挖潜或者新增的方式，完成至少1个业务汇聚机房（综合）的部署，实现业务汇聚区内家宽、集客及无线等业務收敛；当区域内宏站数量大于19时，可以进行第2套业务汇聚机房（无线）选址建设，二套机房主要完成无线业务收敛；当区域内宏站数量为15～19时，二套机房是否选取，需根据首套机房情况确认，首套机房为新增机房、机房面积足够的，不进行二套机房选址建设。区域内宏站数量小于15时，原则上只选取1个业务汇聚机房（综合）。

（3）综合业务接入区外

综合业务接入区外每个乡镇必须设置1个业务汇聚机房，实现乡镇内的业务收敛，减少对光缆的占用。其他区域可进行根据业务情况酌情设置。

对于部分选址困难区域，可充分利用现有条件较好的基站机房作为BBU池机房，作为业务汇聚机房的补充。

4业务汇聚机房电池模型及耗电分析

4.1机房设备安装情况及负载分析

由于BBU设备是业务汇聚机房内最主要的耗电设备，为进一步分析业务汇聚机房承载设备实际功耗情况，结合区域内机房实际情况，选取BBU设备较多的机房一、机房二和BBU设备较少的机房三、机房四进行现场调研、分析情况，调研分析结果如表3所示。

根据调研结果汇总上述表格可以看出：现场采集功耗数据显示现阶段BBU设备功耗远低于设备厂家提供的理论典型功耗，实际功耗一般不会超过理论功耗的一半。按现阶段BBU设备实际功耗，结合目前机房内配置电池情况，业务汇聚机房内现有电池配置均可满足现阶段4 h的BBU备电需求。

3.2典型电池配置模型设备带载数量测算

目前在现网中，业务汇聚机房有多种典型电池配置，由以下5种组成：个别挖潜基站机房内，配置2组300 AH的铅酸电池；其他挖潜机房及大部分新选址机房，配置2组500 AH的铅酸电池；还有少量机房配置2组1 000 AH的铅酸电池、2组500 AH或800 AH的锂电池，这些模型所带最大负载电流情况如表4所示。

对于新建机房或者光缆交接间改造机房电池按照如表5所示标准执行.

结合各模型所带来的最大负载电流，可以推算出，在典型设备配置下，一个业务汇聚机房收敛10个宏站物理站址和收敛15个物理站址时，需要配备的电池容量。

各种场景下，业务汇聚机房需求，如表6～表8所示。

备注：①业务汇聚机房（综合）。业务汇聚区内首套业务汇聚机房，有大量集客、家宽，无线BBU集中需求，满足综合业务需求。在机房条件较好时，根据评估集中数可上浮至19个宏站。②业务汇聚机房（无线）：业务汇聚区内非首套业务汇聚机房，集中大于6个以上的物理站址，主要满足无线需求。

经过上述测算，机房内配置2组800 AH锂电池可满足业务汇聚机房收敛15个物理站址时的备电需求。

4不同场景下机房配套建议

要求新建业务汇聚机房配套全部采用锂电池，基于业务汇聚耗电模型分析建议新建业务汇聚机房按照最大配置2组800 AH锂电池，建立分级模型，不同场景选择适当标准进行建设。

4.1新建机房配套分级建议

业务汇聚机房（综合）配套建议如表9所示。

（1）业务汇聚机房（综合）：有大量集客、家宽及无线BBU集中需求，建议配置两组800AH锂电池。

（2）业务汇聚机房（无线）：有少量/无集客、家宽业务，主要满足无线BBU集中需求，初期建议配置2组500 AH锂电池，初始规划BBU数量较多时评审后可按2组800 AH锂电池配置。业务汇聚机房（无线）配套建议如表10所示。

4.2擴容机房配套建议

原有机房配套不能满足备电需求时启动第二套电源系统建设（电池组+开关电源），参考机房原有电池配置最大负荷门限，达到负载门限值后，新增一套电源系统，新增电池系统容量根据预计新增业务需求测算。机房原有电池配置最大负荷门限如表11所示。

一般区域，备电4 h，山区距离较远区域，备电时长可酌情上浮至6 h。每年充放电试验后，电池确实不能满足需求，评审后可进行增补电源系统。

5结束语

根据当今5G网络建设中业务汇聚机房存在的实际问题，提出了不同场景下业务汇聚机房内电源等配套设备的配置情况，为便于今后业务汇聚机房顺利完成机房建设、合理利用资源、减少不必要的浪费，提供了明确的思路和有益借鉴。

参考文献

[1]中国移动北京公司业务汇聚机房规划建设指导意见（2019年版）[EB/OL] 2019年7月.

[2]中国移动北京公司2021年传输网建设可研[EB/OL] 2021年1月.

[3]陈一伟，黄梅荪，丁为民，等.面向5G汇聚机房规划思路研究[C]//5G网络创新研讨会（2019）论文集.北京：《移动通信》编辑部，2019：207-210.

[4]马立伟.面向5G承载的汇聚机房备电方案[J].电信工程技术与标准化，2020，33（1）：61-65.

[5]周丹.通信运营商汇聚机房电源及配套建设分析及建议[J].通信电源技术，2019，36（11）：157-158.

[6]王玮，董健，门少杰.通信运营商传输核心机房布局规划研究[J].广东通信技术，2017，37（4）：47-50.

[7]蔡小勇，温亮，朱惠斌.5G接入机房选址流程优化策略研究[J].信息通信，2019（12）：228-231.