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面向5G通信的核心机房规划研究

发表时间：2020/11/2 来源：《基层建设》2020年第21期作者：陈镇铨

[导读] 摘要：随着科学技术的发展，我国的5G网络技术有了很大进展。

        福建省邮电规划设计院有限公司福建省福州市 350000
        摘要：随着科学技术的发展，我国的5G网络技术有了很大进展。5G网络可以满足移动数据快速增加以及大量设备连接的需要，因此在以后的建设中5G网络要更加的开放、更加的安全以及更加的智能。5G时代，网络机构以及机房配套资源等都要区别于传统通信网络模式，要通过全新的方式进行建设。因此需要加强机房的建设，从选址、土建、电源配置等多方面完善建设方案，这对于进一步推动5G网络发展具有现实意义。本文主要探讨5G通信机房建设方案的相关内容，希望能够对相关专业人士有所帮助。
        关键词：5G；通信机房；建设方案
        引言
        随着5G技术的出现，世界进入到了5G时代，在5G时代之下，对于机房资源的规划来说显得尤为重要，5G时代的到来标志着IT行业的进一步发展，对于IT服务来说其应用不断扩大，比如电信、网通等这些存放服务器从而为用户提供IT服务的地方（即所谓的机房资源），都需要将资源进行合理的调配划分才能保证工作的正常进行，为用户提供更好的服务。
        1核心机房层次划分
        （1）全网级核心机房。全网级核心机房用于安装和承载全网层面的核心网、业务支撑网、承载网、传送网等设备及其配套资源，可按网络覆盖范围、网络功能以及安装设备类型等因素将其细化为单一网络归属的全网级核心机房。（2）省级核心机房。省级核心机房用于收敛和承载省级区域内的各类网络设备及其配套资源，包括省级行政区划内跨地市核心网、业务支撑网、承载网、骨干传送网等机房。（3）本地网核心机房。本地网核心机房用于收敛和承载地市区域内的各类网络设备及其配套资源，在城域网中具有重要的通信承接功能，包括本地骨干传送网、本地传送核心节点、交换及CDN（ContentDeliveryNetwork，内容分发网络）等机房。
        2面向5G通信的核心机房规划
        2.1机房的选址方案
        现阶段，各个运营商都在积极加强对于5G网络的全业务支撑，大力开展点线面相融合的三位一体接入模式，同时建立起了以分纤点机房为中心辐射周边客户的业务接入模式。在进行5G通信机房建设过程中，要以区域性网格化为出发点，按照“适用、安全、经济”的基本原则进行统筹规划，保证建设目标和业务开展相一致。5G通信机房建设过程中要最大程度利用已有机房进行改造，在新建机房时选址也要以租用为主，以自建或者购买为辅，一定要确保机房所在区域具有非常丰富的管线资源，以便业务能够有效接入以及便于后续的扩容。
        2.2规范的平面布局
        机房同时安装无线设备和承载设备、传输配套设备。其中，无线设备需求包括5GBBU、TD-LTEBBU、GSMBBU，无线机柜需求约4个左右，约占机房总面积的25%。传输设备需求包括10GE接入层PTN、100G回传设备（5G）、机架式OLT、小型OTN和ODF，传输机柜需求约6个，约占机房总面积的35%。传输配套设备需求包括1~2台组合式开关电源及2~4套铁锂蓄电池组电源柜，约占机房面积的20%，其余为空调、不可用的走道等面积。
        2.3依据机房承载能力，合理布局C-RAN节点
        深度挖掘现有机房潜力，合理配置配套资源，全量摸排、整合现有机房空间，提高已投产机房使用效率，提前对汇聚机房承载能力进行提升改造，有效支撑5G建设快速达产、快速形成能力。根据汇聚机房及基站机房承载能力、结合网优规划原则合理进行大C-RAN、小C-RAN组网。根据汇聚机房空间、引电情况，确定接入集中C-RAN机房的5G基站数量。

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选取标准汇聚机房，作为大C-RAN集中节点，新建100G汇聚环网。原则上单个集中机房以5-15个物理基站为宜，最大不宜超过20个。建议BBU集中规模控制在4-10个（小集中规模4-6个，大集中7-10个）。适当选取稳定基站机房，作为小C-RAN集中节点，新建50G接入环网。原则上单个集中机房以3-5个物理基站为宜。
        2.4三维可视化观测
        监控大屏在可视化界面直观对信息分析及数据浏览，系统也通过监控大屏实现对值守人员的预警、报警，运维值守人员可在管理后台实现对各类数据的管理、处理等操作，管理后台主要实现角色、站点、数据收集、数据分析、事件日志、指挥调度等在线管理业务。通过音视频及AR技术，实现专家对通信系统现场作业的远程在线指导工作，未来该技术在全省各个基站充分利用的情况下，减少专家差旅行程，提升专家工作效率，缩短故障排除耗时。通过VR技术应用，解决通信系统设计结构、设备应用布置完全依赖图纸的现状，通过沉浸式交互体验，可对通信系统目前基建各项参数进行直观了解，对通信系统的改造建设提供有效的直接的数据。
        2.5传送网专业场景下的规划原则
        （1）具备多路由（≥2）进出局光缆，并预留足够的装机空间及后备电源，原则上保证至少满足5年以上网络建设对机房装机位置的需求。对不满足条件的机房，应及早进行改造或新局址规划；（2）同区域内传送网场景下的核心机房数量应保证本地网核心机房≥省级核心机房≥全网级核心机房，同时确保成对部署的省际骨干传送设备和省内骨干传送设备分别设置在异局址机房内，避免单点故障导致全网中断；（3）同局址同层级的传送网设备可按有源设备和无源设备分列安装的模式集中部署。对不满足条件的机房，替代机房应通过不少于两个物理路由相分离的光缆进行连接。
        2.6机房的电源配置方案
        （1）开关电源配置方案分析。所谓的开关电源主要就是指可以为机房直流设备供电的相应设备，其可以为无线DU、有线OLT、监控系统、NFVI基础设施以及后备电源系统提供服务，而整流模块电源主要就是将基站交流电转变成为直流电。为了能够保证通信机房内部供电的稳定性以及可靠性，要对机房内部开关电源整流模块进行冗余配置，要确保其容量达到n+1（n≥2）。（2）后备电源配置方案分析。随着技术的快速发展，传统铅酸蓄电池已经不适应现代社会需要，逐渐被铁锂梯次电池所取代。此种电池的稳定性更强、可靠性更高，并且可以循环使用；同样容量的电池其体积更小，能够进行快速充电，可以为后续机房的优化以及多业务的实施提供基础性支撑。（3）交流配电箱配置方案分析。交流配电箱属于机房引入市电的接口，主要用于空调、照明等系统的供电。交流配电箱容量配置时要充分考量到长期负荷情况，要确保输入开关容量和外电引入容量相匹配，目前较为常用的交流配电箱容量型号从25A到160A不等。对于新建机房来说，在交流配电箱的输出开关中要配置有微型的断路器，主要用于开关电源、空调、机房墙面插座以及照明等设备的接入，同时要在保护交流配电箱输入总开关之前配置浪涌保护器以及对应的开关。
        结语
        综上所述，核心机房作为安装电信运营商各类核心设备及其配套资源的空间场所，其规划和布局的科学性、合理性将直接影响网络的安全稳定和运维的成本成效。面对5G时代的高强度组网需求和海量业务预期，只有综合考虑不同层级的核心机房对核心网、业务支撑网、承载网、传送网等业务场景的具体规划要求，才能科学规划面向5G的核心机房布局，实现网络的整体健康发展。
        参考文献：
        [1]李岳梦，田盛泰，李旭光，等.核心网机房规划标准化研究[J].标准与规范，2013（3）：38-42.
        [2]周二玲，卢云，庄性华，等.面向5G的基础资源规划思路探讨[J].电信科学，2019（Z1）：38-44.
        [3]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（4）：47-50.