面向未来的汇聚机房建设研究

发表时间:2020/8/19   来源:《基层建设》2020年第12期   作者:闫亮
[导读] 摘要:在电信网络的垂直层面,汇聚室位于接入层的基站和区县一级的主干网汇聚室之间。
        中国通信建设集团设计院有限公司第四分公司  河南郑州  450000
        摘要:在电信网络的垂直层面,汇聚室位于接入层的基站和区县一级的主干网汇聚室之间。用于一定范围内基站、家宽、专线业务收敛,是电信网承上启下的关键。随着业务点越来越密集,传输节点数量成倍增长,汇聚机房暴露越来越多的问题。为确保电信网络和电信业务的未来发展,急需认真梳理和改进汇聚机房的问题与局限。
        关键词:汇聚机房;电信网;机房配套
        汇聚机房在电信网中是电信网承上启下的关键,是运营商业务开展的阵地。针对汇聚机房目前暴露的总量少、自有率低、空间不足、可用性差等问题,运营商应着眼干线扁平化、网络重构、5G商用、更高清业务发展的需要,在重要汇聚、普通汇聚、业务汇聚差异化定位的基础上,对汇聚机房进行选址和配套建设,以确保电信网的长久发展。
        一、基础网络架构对汇聚机房的建设要求
        汇聚机房是本地网内各类业务汇聚设备所在机房,包括传输汇聚节点、PSTN端局、IP网汇聚节点或业务控制层(BRAS/SR)等设备。汇聚机房应按全业务的发展需要统筹规划,汇聚节点应合理布局,分期建设。汇聚节点位置的选择应根据城市发展进行统筹规划,并结合汇聚区进行选择;一个汇聚区内,当机房在稳定性、面积、供电、安全、出局管道容量等条件较好时,可设置一个汇聚机房;机房条件较差时可设置两个汇聚机房互为分担。汇聚节点机房应为自有产权或有长期租约(不少于15年)。汇聚机房面积需求测算应综合考虑所在汇聚区业务量、接入主干组网模式、设备组网模式对机房装机面积的影响,充分考虑空间预留(预留面积应考虑中远期扩容所需面积和设备更替所需面积),以满足长期发展需求。新建汇聚机房使用面积建议不小于60m2、建筑面积不小于75m2计算(对应得房率80%),蓄电池组不小于2组800Ah,开关电源满配容量不小于600A,外市电引入功率不小于70kVA。考虑5G承载及DC部署需求,省会城市新建汇聚机房条件可适当放大,密集城区新建汇聚机房面积可提高至100m2。
        二、汇聚机房的定位细分
        汇聚机房位置的优化和数量的增加是网络发展和业务发展共同迫切的需要。自下而上地看,需要解决水平层面“覆盖面”的问题。随着综合业务区微网格整治工作的深入,还需要解决垂直层面从下而上业务汇聚的问题。因此,汇聚机房的建设必须紧紧围绕综合业务区展开,在上层核心网和下层接入需求之间找到最佳的平衡点。电信业务的发展对带宽、时延、丢包和抖动都提出了更高要求。核心网设备从核心机房逐渐下移至汇聚机房。运营商需要重新梳理电信网的业务落地位置、流向,将根据功能的差异,对汇聚机房分类分级以适应不同需要。
        1.重要汇聚机房。重要汇聚机房安全等级在所有汇聚机房中是最高的,是传统区县骨干汇聚机房概念的延伸。考虑到MESH(无线网格)组网4个节点以上后,互联光缆数量将呈指数级增长,故在每个区县内设置2~4个节点为宜。地理上,应在东、西、南、北各方向上呈均匀分布态势。重要汇聚机房向上主要用于与干线网络的对接,向下连接普通汇聚机房、业务汇聚机房,负责缓解现有核心机房上下业务压力。机房空间需要划分独立的动力区和设备区,设备区主要部署OTN(光传送网)、BRAS(宽带远程接入服务器)、CDN(内容分发网络)、MEC(移动边缘计算)、服务器、磁盘阵列、各类业务设备及配线等设备。
        2.普通汇聚机房。普通汇聚机房就是传统概念上的汇聚机房,在所有汇聚机房中占比最大,是建设的重点。向上与重要汇聚机房对接,向下连接业务汇聚机房,区内无线、家庭宽带、集团客户等各业务均应以此机房为中心。机房内典型设备为大容量OTN、PTN(分组传送网)、SDH(同步数字体系)、SPN(加密虚拟网络)、OLT(光线路终端)、CU、DU、BBU以及配线设备等。在城区,应紧密协同综合业务接入区网格规划,保证区内设置1~2个普通汇聚机房:“1”为基础,区内所有业务应逐步调整为以普通汇聚机房为中心;“2”作为发展潜力,着眼于综合业务区裂化和容灾储备的需要。应保证在每个乡镇至少有1个普通汇聚机房,在远离乡镇中心的业务聚集区酌情增设。在规划时,优先考虑对老旧设备的拆除和替换,以进行能力的挖潜。存量骨干汇聚机房不满足重要汇聚要求的,逐步弱化为普通汇聚使用。存量普通汇聚机房不满足普通汇聚要求的,在乡镇,争取原址改扩建;在城区,尽量降为业务汇聚使用。购置机房首选营业厅、商铺、办公楼,避免选择住宅小区内普通商品房。在新城区,加强同市政、住建部门的合作,利用公共土地场所进行机房储备。
        3.业务汇聚机房。业务汇聚机房主要用于综合业务区内业务特别集中或特殊区域(高校、园区、大型社区、商区等)进行局部业务汇聚,以节省管线资源。达到业务汇聚要求的位置较优的自留基站,同样可以考虑升级为业务汇聚机房使用,作为OLT下沉的备选点或用作BBU/DU的集中放置。典型设备为小容量小型波分设备、PTN、SDH、SPN、OLT、BBU/DU、用户交换机以及配线设备等。其最终目的是将传统的接入层网络升级为业务汇聚层网络,逐步弱化电信运营商对铁塔基站机房的依赖,减化电信网层次,提高业务传导效率。未来电信网将围绕重要汇聚机房组建大干线层网络,围绕普通汇聚机房组建新型汇聚层网络,围绕业务汇聚机房组建业务汇聚层网络。汇聚机房定位示意图如图1所示。
       
        图1 汇聚机房定位示意图
        三、汇聚机房配套需要注意的问题
        某地移动将汇聚机房的建设作为网络建设的重要任务,先后出台了一系列政策支撑汇聚机房建设。汇聚机房总量少、自有率低、空间不足的顽疾正逐步得到解决。当然,机房建设不仅应考虑物理实体,还要注意进入管道、杆路资源是否丰富,是否可以实现光缆双路由,以及提档升级机房内交流引入、直流供电、接地系统、制冷系统、行列布局、走线系统等配套设施,进一步提升机房的可用性。
        1.交流引入。提供380V可靠的电力供应。重要汇聚机房按不低于二类的市电供电,要求采用专用变压器,容量不低于500kVA;普通汇聚机房要求市电级别不低于二类,容量不低于150kVA;业务汇聚机房要求市电级别不低于三类,容量不低于60kVA;地处偏远、有高保障业务的机房配备油机以备应急供电,并做好隔音措施。
        2.直流供电。目前汇聚机房以-48V/600A组合式开关电源系统为主。机房面积倍增后,耗电量需求成倍提升。重要汇聚机房以及部分普通汇聚机房可以考虑一步到位部署2000A以上分立式开关电源。其他汇聚机房,可以考虑部署1000A组合式开关电源。整流模块以100A规格为主,按需配置,避免后期因电源容量不够替换开关电源或增加第二套开关电源。
        3.接地系统。严格按照联合接地要求进行设计,确保接地排端子充足。可以将部分接地排设置于列头柜内,以减少接地线长度。
        4.制冷系统。电信机房通常配置普通舒适型空调,位置摆放随意,新增设备往往对空调机出回风口有遮挡,影响气流组织的有效分布。新建汇聚机房应做好无线设备、传输设备的统筹协调,分散布置高功耗设备;优选安装精密空调。
        5.行列布局。电信机房一般选取略大于机柜深度的长度为列间距,而考虑到数据类设备往往体积较大,且有更严苛的散热间距要求,间隔距离应不少于1.2m。列总长度过长时,两侧和中间均应设置通道。
        6.走线系统。老旧汇聚机房净高往往较矮,只允许设置单层走线架,导致走线凌乱。在新建汇聚机房配套时应保证架下净高达到2.7m以上,同时设置线缆走线架和尾纤槽道。对于普通汇聚机房应设置不少于双层线缆走线架,分离电缆和光缆。重要汇聚机房应设置三层线缆走线架。
        总之,电信运营商应以高度的历史使命感,认真梳理现有汇聚机房所存在的短板问题。根据功能的不同,进行定位的区分,进行汇聚机房的选址和配套建设,为更好地适应未来电信网的发展,奠定坚实的基础。
        参考文献
        [1]杨鹏.关于面向未来的汇聚机房建设,2019.
        [2]段艳萍.浅谈面向未来的汇聚机房建设研究.2019.
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