文/邵大生

1 引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展，超高清視頻、工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)駕駛等成為改變?nèi)藗兩罘绞降闹匾獞?yīng)用，這些應(yīng)用需要網(wǎng)絡(luò)有大帶寬、海量連接和低時(shí)延等特點(diǎn)，第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5th generation mobile networks，下面簡(jiǎn)稱5G）在這樣的背景下應(yīng)用而生。合理、高效的構(gòu)建傳送網(wǎng)是5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的首要問題，完善機(jī)房資源更是5G即將全面商用情況下的重中之重。

2 5G承載需求分析

2.1 5G承載業(yè)務(wù)需求

5G無線接入網(wǎng)演變?yōu)镃U、DU、AAU三級(jí)結(jié)構(gòu)，5G承載網(wǎng)也演變?yōu)榍皞?、中傳、回傳的三?jí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。在5G初期，RAN網(wǎng)絡(luò)部署將以宏站為主。隨著5G商用的繼續(xù)推進(jìn)，滿足超低時(shí)延業(yè)務(wù)的需求增加，將推動(dòng)CU、DU和AAU分離的大規(guī)模CRAN部署。

2.2 5G機(jī)房網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

機(jī)房是重要的基礎(chǔ)資源，是設(shè)備、光纜等系統(tǒng)的樞紐。以某運(yùn)營(yíng)商為例，機(jī)房網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)有機(jī)樓、重要匯聚機(jī)房、普通匯聚機(jī)房、業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房和接入節(jié)點(diǎn)等。業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房是5G新增加的網(wǎng)絡(luò)層次，是BBU和DU集中部署的重要節(jié)點(diǎn)。

3 5G機(jī)房資源需求模型分析

3.1 房空間資源需求模型

5G機(jī)房的空間資源評(píng)估步驟如下。

3.1.1 構(gòu)建機(jī)房的設(shè)備規(guī)劃模型

機(jī)房主要承載傳輸設(shè)備、無線設(shè)備、動(dòng)力設(shè)備、光纜配線設(shè)備和其他配套設(shè)備等。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，評(píng)估各專業(yè)的設(shè)備的數(shù)量。

3.1.2 評(píng)估單設(shè)備的實(shí)際面積需求

根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，評(píng)估單機(jī)架的設(shè)備需要占用的實(shí)際面積。

3.1.3 評(píng)估機(jī)房的總體空間需求

機(jī)房?jī)?nèi)主要有600×300、600×600和1000×800的機(jī)架。根據(jù)設(shè)備規(guī)劃模型和單機(jī)架占用面積，評(píng)估機(jī)房的總的需求面積。

機(jī)房需求的總面積=

3.2 房動(dòng)力資源需求模型

業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房的動(dòng)力資源評(píng)估步驟如下。

3.2.1 評(píng)估機(jī)房的裝機(jī)需求

根據(jù)機(jī)房的設(shè)備模型，評(píng)估機(jī)房的裝機(jī)需求。

3.2.2 評(píng)估機(jī)房的動(dòng)力需求

根據(jù)機(jī)房的裝機(jī)需求，評(píng)估機(jī)房的開關(guān)電源、蓄電池和外電等需求。

（1）蓄電池的評(píng)估模型。蓄電池主要供傳輸設(shè)備和無線設(shè)備使用，傳輸、無線設(shè)備的后備時(shí)長(zhǎng)分別為5小時(shí)和2小時(shí)。蓄電池的容量效率為0.9。

（2）開關(guān)電源的評(píng)估模型。開關(guān)電源主要供傳輸設(shè)備、無線設(shè)備、預(yù)留設(shè)備和蓄電池充電使用。

（3）外電容量的評(píng)估模型。外電負(fù)責(zé)傳輸設(shè)備、無線設(shè)備、交流設(shè)備、蓄電池充電使用，另外考慮預(yù)留設(shè)備的功率。外電轉(zhuǎn)換效率為85%。

4 5G機(jī)房資源需求模型應(yīng)用效果分析

4.1 間資源需求模型應(yīng)用效果分析

以某地運(yùn)營(yíng)商研究對(duì)象，5G機(jī)房的資源需求模型應(yīng)用過程如下。

4.1.1 構(gòu)建機(jī)房設(shè)備模型

機(jī)房?jī)?nèi)主要有以3種規(guī)格的設(shè)備機(jī)架。

（1）600×300機(jī)架數(shù)量。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房的傳輸設(shè)備有1架SPN、2架OTN、2架OLT?？照{(diào)需要2個(gè)機(jī)架（適用無線模型1）或者3機(jī)架（適用無線模型2、無線模型3）。ODF機(jī)架需要4個(gè)，分別為2個(gè)調(diào)度LODF和2個(gè)終端IODF。

（2）600×600機(jī)架數(shù)量。主要有無線設(shè)備、告警機(jī)柜、電源設(shè)備和預(yù)留機(jī)架。無線設(shè)備有3種模型，其中模型1（1:6個(gè)物理站）需要2個(gè)機(jī)柜，模型2（1:8個(gè)物理站）需要2個(gè)機(jī)柜，模型3（1:6個(gè)物理站）需要3個(gè)機(jī)柜。告警機(jī)柜需要1架。電源設(shè)備需要2架，其中交流配電箱和開關(guān)電源各1架。預(yù)留機(jī)架1個(gè)。

（3）1000×800機(jī)架數(shù)量。主要是蓄電池，需要2個(gè)機(jī)架。

4.1.2 各機(jī)架實(shí)際占用面積評(píng)估

經(jīng)過實(shí)際統(tǒng)計(jì)，600×300的機(jī)架實(shí)際占用面積為0.8m2。600×600的機(jī)架實(shí)際占用面積為1.6m2。10000×800的電池組實(shí)際占用面積為5.3m2。

4.1.3 機(jī)房空間需求模型應(yīng)用情況

根據(jù)上面的設(shè)備規(guī)劃模型和單設(shè)備的面積需求，經(jīng)過計(jì)算知道機(jī)房的需求面積。

（1）無線模型1的機(jī)房需求面積。

機(jī)房需求的總面積=0.8×11+1.6×6+5.3× 2=28.96m2

（2）無線模型2的機(jī)房需求面積。

機(jī)房需求的總面積=0.8×12+1.6×6+5.3× 2=29.76m2

（3）無線模型3的機(jī)房需求面積。

機(jī)房需求的總面積=0.8×12+1.6×7+5.3× 2=31.36m2

因此，業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房的機(jī)房面積建議在30m2或者以上。

4.2 力資源需求模型應(yīng)用效果分析

以某地運(yùn)營(yíng)商為例，動(dòng)力資源需求模型的應(yīng)用過程如下。

4.2.1 構(gòu)建機(jī)房設(shè)備規(guī)劃模型

從4.1節(jié)可知業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房的設(shè)備規(guī)劃模型。

4.2.2 評(píng)估各專業(yè)設(shè)備的功耗

傳輸設(shè)備的功耗為SPN為0.7kw/架，OTN為1.00kw/機(jī)架，OLT為1.00kw/機(jī)架，前傳設(shè)備0.3kw/機(jī)架。無線設(shè)備的單臺(tái)設(shè)備的功耗為1.5kw。告警綜合柜為0.30kw/架，5匹空調(diào)為3.68kw/機(jī)架，空調(diào)3匹為2.21kw/機(jī)架，照明、電梯等其他耗電為0.70kw/機(jī)架，蓄電池為2.40kw/組。

因此，傳輸設(shè)備的總功耗為3.00kw。無線設(shè)備，模型1功耗為9kw，模型2功耗為12kw，模型3的功耗為15kw。交流設(shè)備，模型1的功耗為4.68kw，模型2的功耗為6.88kw，模型3的功耗為6.88kw。蓄電池的充電功耗為2.40kw。預(yù)留設(shè)備功耗為1kw。

4.2.3 業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房動(dòng)力需求

（1）蓄電池。不同模型下的業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房的蓄電池需求如下。

①無線模型1的蓄電池需求。

蓄電池容量=（3000÷48+9000÷48）÷0.9 =764AH

②無線模型2的蓄電池需求。

蓄電池容量=（3000÷48+12000÷48）÷0.9 =903AH

③無線模型3的蓄電池需求。

蓄電池容量=（3000÷48+15000÷48）÷0.9 =1042AH

因此，業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房建議配置1000Ah以上的電池組。

（2）開關(guān)電源。根據(jù)（1）的計(jì)算，機(jī)房配置1000Ah的電池組，充電電流為50A。結(jié)合機(jī)房動(dòng)力需求模型的開關(guān)電源的容量計(jì)算過程如下。

①無線模型1的開關(guān)電源容量。

開關(guān)電源容量=（3000÷48+9000÷48+1000÷ 48）+50=321A

②無線模型2的開關(guān)電源容量。

開關(guān)電源容量=（3000÷48+12000÷48+1000 ÷48）+50=383A

③無線模型3的開關(guān)電源容量。

開關(guān)電源容量=（3000÷48+15000÷48+1000 ÷48）+50=446A

因此，業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房建議配置600A以上的開關(guān)電源。

（3）外電容量。外電轉(zhuǎn)換效率為85%，業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房的外電的需求計(jì)算過程如下。

①無線模型1的外電容量。

外電容量=（3+9+4.68+2.40+1）÷85%= 23.62kw

②無線模型2的外電容量。

外電容量=（3+12+6.88+2.40+1）÷85%= 29.74kw

③無線模型3的外電容量。

外電容量=（3+15+6.88+2.40+1）÷85%= 33.27kw

因此，業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房建議配置30kw以上的外電。

5 結(jié)語

綜上所述，通過建立5G機(jī)房資源需求模型，可以有效的指導(dǎo)機(jī)房的建設(shè)，取得了很好的應(yīng)用效果。完善的機(jī)房網(wǎng)絡(luò)是5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要保障，相信通過本文的研究可以推動(dòng)業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房的建設(shè)，進(jìn)而推動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)的完善。