面向5G的业务汇聚机房规划方法研究

面向5G的业务汇聚机房规划方法研究

左丹,乔智

中国移动通信集团吉林有限公司长春分公司 吉林长春 130000

摘要：我国通信产业在经历了2G空白、3G跟随、4G同步的路径之后，在5G网络建设上，有志于走在世界前列。5G商用，承载先行。5G网络覆盖的完善，需要海量无线站点的支持。海量无线站点的连接，需要庞大的传送网络支持，传送网是5G网络的基础。汇聚机房是5G网络建设中不可或缺的战略性基础资源，直接关系到移动网络的可持续发展能力。5G的部署要求汇聚机房必须快速完成从传送网、无线网专业专用，向满足核心网转发面设备、数据承载网（BRAS/SR）和内容分发网（CDN）等专业网络下沉需求的全业务机房转型，因此汇聚机房的配套能力（空间、电源、空调等）就显得尤为重要。

关键词：5G业务；汇聚机房；规划方法

引言

相比于4G而言，5G连接密度更高，空中接口时延更低，用户体验速度更快，峰值速率更高。随着5G标准的逐渐清晰和5G商用在即，适应5G网络结构的传送网规划及建设已经成为目前任务的重中之重。根据3GPP对5GRAN功能的划分，基站重新定义为AAU、DU和CU多级结构，与此相对应的传送网网络部署可分为前传、中传和回传。5G前传网络主要由分布式无线接入网（D-RAN）和集中式无线接入网（C-RAN)两种组网模式。5G初期非独立组网（NSA）和独立组网（SA）并重，未来采用独立组网。因此5G核心网的用户面功能（UPF）下沉位置有不确定性。考虑到5G业务需求场景不同，对时延的要求不同，核心网网元MEC需要根据业务需求选择最优位置下沉。为了适应5G网络的发展，现今设备的集中度和集成化更高，5G单站功耗是4G单站的2.5～3.5倍，C-RAN部署方式及核心网网元将要下沉等要求对机房空间、用电和散热都提出了前所未有的挑战。

1机房分层架构

汇聚机房分为3大类。第1类是用于多个汇聚区域内业务收敛及处理，并承担核心网转发面设备、数据承载网和内容分发网等设备下沉部署需求的重要汇聚机房；第2类是用于单个汇聚区域内业务收敛及处理的普通汇聚机房；第3类是针对业务相对集中且距离汇聚机房较远区域，从资源使用效率及投资等因素考虑，可单独规划业务的汇聚机房。在上述3大类基础上，为充分体现各场景差异化的需求，更加有针对性指导建设，针对3大类机房部署的不同场景，可进一步细分为7个小类。其中重要汇聚机房包括核心机房兼做重要机房、县域重要汇聚机房和城区重要汇聚机房3类；普通汇聚机房包括城区普通汇聚机房和非城区普通汇聚机房2类；业务汇聚机房包括无线业务汇聚机房和全业务汇聚机房2类。通过以上机房分类，进行差异化的建设标准制定，可更有针对性的储备机房资源，降低过度储备或储备不足的风险，确保投资效率。

2面向5G的业务汇聚机房规划方法

2.1重要汇聚机房

重要汇聚机房涉及专业有核心网、数据承载网、内容分发网、无线网和传送网等多个专业。其中，核心网节点功能定位为边缘流量的分流点，主要部署UPF/MEC/ECP等设备；数据承载网节点功能定位为接入本区域内的数据业务，主要部署BRAS和SR等设备；内容分发网节点功能定位为边缘服务节点，主要部署CDN等设备；无线网节点功能定位为集中部署4G集中化BBU资源池设备及5GCU/DU设备；传送网节点功能定位为本区域内多个汇聚机房及所处汇聚区域内所有业务的收敛及处理，主要部署OTN和PTN等设备。

2.2 5G机房规划

5G前传网和回传网依托于机房的建设，当机房作为锚点满足既稳定又配套条件良好时，就可以搭建一张灵活演进的5G传送网。根据网络层次和机房面积等因素，将汇聚机房分为重要汇聚机房、普通汇聚机房和业务汇聚机房3类。重要汇聚机房是机楼的延伸，是面向未来网络的大区业务收敛及终结点，是IGP域的划分点，实现与核心机楼互联。建议每8～12个汇聚机房选择建设1对重要汇聚机房，覆盖20km2左右。一般每个郊县区选1对重要汇聚，机房面积在100m2以上（部署大容量OTN、PTN/SPN、BRAS/交换机、CDN、CU、MEC等设备对配套需求较高）。普通汇聚机房与重要机房相连，用于收敛业务汇聚节点的各种业务。一般一个综合业务接入区部署1～2个，覆盖面积2～3km2左右，机房面积在60m2以上，配套要求稍高于业务汇聚机房。业务汇聚机房与普通汇聚相连，位于宏站机房之上，是最靠近用户的汇聚机房。具体包括家集客OLT的部署节点和无线BBU/DU集中部署节点。业务机房向下主要采用星型结构，实现末端物理点接入。机房面积在30～40m2，对配套等要求相对不高。C-RAN机房作为以上3类机房的补充，选择格局方正，剩余面积大，稳定性好的自维基站，作为无线BBU/DU集中部署节点。

2.3 5G机房利旧评估模型

经过多年的网络建设，电信运营商已经具备较丰富的机房资源，充分利用现有资源，有利于快速建设网络，同时有利于已有投资的保护。现有机房的评估主要包括机房空间和机房电源等方面的评估。在空间方面，主要评估机房空间是否能满足5G的需求。在动力方面，主要评估机房外电、开关电源和蓄电池等是否满足5G建设的需求，经评估现有机房的主要制约因素是蓄电池。因此，利旧机房的评估模型主要考虑机房空间和蓄电池后备时长2个因素，将机房分类为12种场景。

2.4机房建设方式

通信汇聚机房作为运营商布局网络的基础性战略资源，应有重点、有节奏地进行资源储备，确保网络长期稳定发展：1）对于新增机房，应以“购置、建设为主，租赁为辅”的原则，保证汇聚机房的自有率保持高位，提升网络安全性。2）对于租赁机房，租用年限一般应不低于10年，以满足近、中、远期业务发展需求，保障网络投资的长期收益，提升网络稳定性。3）对于老旧机房，应针对装机效率低、电源或空调容量不足、空调能耗高等问题，有序推进老旧机房改造，提升网络健壮性。4）对于具体建设环节，应同步考虑机房进出局管道、光缆、电源引入等基础资源的储备和建设，同时注意满足防雷、抗震、防火、承重、维护管理等方面的建筑要求。

结语

5G 是一项融合技术，5G 发展离不开垂直行业的支撑。垂直行业的技术进步能促进 5G 网络更稳健长足的发展，二者相得益彰、协同合作能开创科技共赢的良好局面。通信汇聚机房作为安装各类汇聚层通信设备及其配套设施的专有场所，其规划和建设的合理性将直接关系到通信网络整体发展的可持续性。随着我国5G网络及其配套设施建设速度的加快，优化调整现有的通信汇聚机房格局，提高利用率，降低机房的建设和运维成本，构建可满足多业务长期发展需要的层级化承载平台，将有效助力未来通信网络的高速健康发展。

参考文献

［1］陶源，宋海滨.面向5GC-RAN的传送网建设策略探讨［J］.邮电设计技术，2019（1）：80-85.

［2］陈銮雄，高远鹏，廖艳娟，等.基于TensorFlow机器学习平台的综合接入机房规划方法研究［J］.电信技术，2019（4）：12-14.

［3］陈銮雄，郝瑞，廖艳娟，等.面向5G的业务汇聚机房指标加权评估方法［J］.电信技术，2018（10）：70-72.

［4］黄坤，胡远，杨继灶，等.传输普通汇聚机房瘦身方式［J］.电信工程技术与标准化，2018，31（10）：72-77.

［5］刘方森，王建，王仔强，等.面向5G的C-RAN技术与C-RAN规划案例分析［J］.电信工程技术与标准化，2018，31（3）：14-18.