基于5G节点机房的研究

发表时间:2021/7/12   来源:《科学与技术》2021年8期   作者:1冯强 2邱峰
[导读] 随着5G网络的快速发展,DU/CU的集中安装,使节点机房的建设量不断增多,要求更高。
        1冯强 2邱峰
        1广州杰赛科技股份有限公司 广东 广州 510000  2中国铁塔股份有限公司铜川市分公司 陕西 铜川727000


        摘要:随着5G网络的快速发展,DU/CU的集中安装,使节点机房的建设量不断增多,要求更高。
        关键词:5G;节点机房;

        1.节点机房建设原则
        5G建设采用BBU集中建设模式,在条件具备或改造后具备的前提下,应将BBU集中安装模式作为主要的站点接入模式;条件不具备时,部分可采用分散部署模式。
        为保障现有节点机房资源利用率最大化,优先按照可安装面积核算可放置设备数量,提出外市电扩容需求;再根据可安装面积、外市电容量测算BBU集中数量,进而明确区域内节点机房布局
        结合节点机房布局,提出机房内部的布局解决方案及基础设施改造方案建议,对于改造投资过高的,优化节点布局
        节点机房布局,应结合现网BBU集中机房现状,综合TCO成本及建设维护因素,对BBU集中程度、机房调整和改造进行综合评估、论证。
2.机房改造原则和要求
2.1.汇聚机房
        汇聚机房需要满足BBU集中放置、传输承载设备以及边缘计算MEC等网元部署需求。
        具备改造条件的机房,推荐采用封闭冷、热通道或云舱方式,优化气流组织、降低空调功耗,降低PUE。
        机房空间:各地域本地网的建设方式具有差异,应根据地域差异加快汇聚机房建设,从而提升汇聚机房的自有率;通信建设多年,现有机房老旧状况不一,需综合考虑现有机房设备的整合、腾退,同时深度挖潜、盘活现有资源,实现现有资源的充分利用。考虑5G承载及BBU部署的高需求,省会城市、直辖市、重要一、二线城市新建汇聚机房面积时可适当进行放大,必要时可提高至150平米以上。
        外市电引入:据实核算5GBBU集中后外市电容量需求,若外市电容量不足,应考虑扩容。外市电容量不足且BBU集中地域不具备外市电扩容的节点机房,须进行节点机房整体布局的调整。
        电源系统:优先针对现有电源系统进行扩容替换从而满足新增容量需求。
        蓄电池:严格按照新增5GBBU需求容量进行核算配置,严禁超配;电池容量核算,如不足,需要进行新增或替换,应考虑机房承重及内部安装空间;铅酸蓄电池重量重且每组单体个数多,如机房条件无法满足,可考虑采用锂电池;如机房条件受限无法实现扩容改造方案,则需对节点机房布局进行调整。
        空调:空调系统应充分考虑气流组织合理性,合理设置运行温度,最大效率发挥空调能力。空调设备按N或N+1配置。根据机房条件可采用机房专用空调、小型精密空调机。对于现有空调,已超过使用年限,建议直接更换。未到使用年限的,根据机房实际情况,综合分析后确定。对于原有空调制冷量不足、空间不足的机房,也可以采用集成空调、服务器和配电的综合柜以满足新增5G设备的需求。
2.2综合业务接入点机房
        综合业务接入点机房的布局应根据机房条件及管道资源现状确定综合业务接入点收敛范围,加强机房条件分析,逐步改善综合业务接入点机房条件,适应5G业务发展需要。


        机房空间:现有综合业务接入点机房,经整合、腾退改造等方式实施后,剩余机房安装空间应不少于2个机架位;对于某些机房电源系统和蓄电池组不满足需求的,需进行扩容改造同时考虑安装空间及承重要求。对于不满足条件的综合业务接入点机房,应考虑扩容替换或布局调整。
        外市电引入、电源系统、蓄电池配置等要求参照上述汇聚机房相关要求。
        空调:空调系统应充分考虑气流组织合理性,合理设置运行温度,最大效率发挥空调能力。空调设备按N配置。根据机房条件可采用机房专用空调、小型精密空调机或舒适柜式空调机。对于现有空调,已超过使用年限,建议直接更换。未到使用年限的,根据机房实际情况,综合分析后确定。也可以采用集成空调、服务器和配电的综合柜以满足新增5G设备的需求。
2.3 BBU集中点机房
        对于无法接入到节点机房和综合业务接入点机房的BBU设备,可采用分散部署模式,就近放置在BBU集中点机房。BBU集中点机房应选取条件较好机房,BBU集中点机房集中BBU数量根据外市电容量核算,建议3个以上。
        对于条件较好的BBU集中点,可逐步增加主干光缆覆盖、出局光缆路由数,逐渐升级为综合业务接入点机房。
3. BBU设备整合原则及要求
        5G建设继续推进BBU集中设置方式,结合现网机房空间条件和中远期5G站点部署需求,空间受限机房,优先满足5G站点快速建设需求,采用大容量BBU逐步推进现网BBU整合,腾退有效安装空间并节省传输接口需求。
        现网2G BTS结合退网或采用SDR的方式进行腾退。
        5G BBU兼容4G BBU板块的基站,应考虑拆除原有4G BBU机框,采用5G BBU机框进行替换,实现空间的整合。
        机房内现网3G和4G BBU设备同厂家,可考虑进行双网间BBU机框混合整合方式。
        机房内现网3G和4G BBU设备不同厂家,分别进行3G、4G制式内BBU整合方式。
3.同步系统建设原则和要求
        5G BBU设备须支持1588V2和GPS/北斗双模等同步方式,支持基站间提供同步功能。
        5G BBU和4G共址时,优先通过分路方式利旧现有同步信号。在确定分路方案时应考虑分路器带来的插损,确保4/5G时间信号强度满足接收灵敏度要求。
对于需要新建的,应采用GPS/北斗双模同步系统。GPS/北斗天线安装要求如下:
        由于我国的卫星经常出现在赤道附近,概率大于其他地点,对于北半球的地域,满足安装条件的情况下,应尽量将天线安装在安装靠南边的方向。
        安装卫星天线的平面,建议可使用的面积越大越好,一般情况下天线的南侧我们要保证尽量净空。如果周围存在高大楼宇或山峰遮挡,需保证在向南的方向上,天线顶部与遮挡物顶部任意连线与天线垂直向上的中轴线之间夹角不小于60度。
        反射波对信号辐射影响较大,天线尽量远离尺寸大于200mm金属物1.5m以上,在条件满足的情况下,尽量大于2m以上。
        注意:天线主瓣短距离的辐射区域内,放置基站射频天线不要位于微波天线下方、电视发射塔的强辐射下及高压电缆的下方以。同时为了避免电磁干扰,天线周边需避免存在大功率的发射设备或同频干扰或强电磁干扰设备。


参考文献:
[1]陈一伟.黄梅荪.丁为民.王勇.邓也.牛春. 面向5G汇聚机房规划思路研究. 5G网络创新研讨会(2019)论文集
[2]于富东.刘博士.董丽华. 面向5G演进的数据中心机房建设策略. 信息通信技术与政策. 2018,(12)
        冯强,198411,男,汉,籍贯:陕西省宝鸡市,本科,中级职称,研究方向:主要为:通信工程,毕业于空军工程大学。
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