李岳夢，田盛泰，李旭光，劉蕾

（中國移動通信集團設(shè)計院有限公司，北京 100080）

核心網(wǎng)機房規(guī)劃標準化研究

李岳夢，田盛泰，李旭光，劉蕾

（中國移動通信集團設(shè)計院有限公司，北京 100080）

本文結(jié)合某運營商各省公司機房現(xiàn)狀介紹核心網(wǎng)機房的規(guī)劃，從核心網(wǎng)機房的選擇、機房內(nèi)機架位置排列以及配套需求估算等方面來進行深入探討研究；最后根據(jù)各項研究內(nèi)容提出兩種有代表性的機房規(guī)劃方案比較說明。本文將把研究成果與實際省公司機房規(guī)劃相結(jié)合，最后通過舉例方式完成一個機房規(guī)劃的實際運用。

機房規(guī)劃；機架位置排列；配套需求估算

1 引言

目前核心網(wǎng)機房資源緊張是各運營商網(wǎng)絡(luò)運營面臨的嚴重瓶頸，因此對核心網(wǎng)設(shè)備機房裝機前的使用進行整體合理規(guī)劃，提高機房利用率、可以大大降低運營成本，為中國移動低成本高效運營提供保障。

2 核心網(wǎng)機房規(guī)劃標準化研究

2.1 核心網(wǎng)機房選擇

首先考慮核心網(wǎng)機房的位置選擇，決定核心網(wǎng)位置選擇的主要因素是機房形狀、面積大小和出局線纜數(shù)量兩方面：

（1）機房形狀、面積方面：核心網(wǎng)機房一般應(yīng)采用矩形平面，機房平面不宜過小，在滿足消防規(guī)范等條件的前提下，機房應(yīng)采用較大的矩形平面，便于按照不同功能和交直流去進行規(guī)劃使用。省會級城市機房標準層面積一般不小于1500 m2；地市級機房標準層面積一般不小于1000 m2；縣級機房標準層面積一般不小于800 m2。

（2）出局線纜方面：由于核心網(wǎng)機房出局線纜需求較多，對于一個整棟新建空置的通信機房樓，在機房樓啟用之前，一般盡量選擇機房樓內(nèi)距離傳輸機房較近的樓層或房間作為核心網(wǎng)機房。這樣既方便樓內(nèi)機房之間信號線路由的布局，又能節(jié)約通信線纜的長度。

2.2 核心網(wǎng)機房平面布置

核心網(wǎng)機房平面布置是由機房豎井使用劃分、按機房內(nèi)設(shè)備與配線區(qū)域劃分及機房主通道設(shè)置等方面來決定的。

首先，從機房豎井的使用來看，由于核心網(wǎng)機房與傳輸機房，數(shù)據(jù)機房和無線機房等都有大量線纜連接，為方便機房投產(chǎn)后不會成為機房使用的瓶頸，通信機樓的豎井宜在投產(chǎn)前對上線豎井的功能和使用進行統(tǒng)一規(guī)劃，各業(yè)務(wù)機房應(yīng)嚴格按照豎井規(guī)劃的要求進行近遠期的使用。核心網(wǎng)機房豎井使用主要考慮如下原則：

* 至核心網(wǎng)機房的交流電纜、直流電纜、光纜、中繼電纜使用不同的上線豎井；電源機房至核心網(wǎng)機房的電力電纜上線井應(yīng)考慮靠近設(shè)備機房列頭柜或樓層分配柜。

* 如機房單層平面較長，可在兩側(cè)設(shè)置進線室，傳輸上線設(shè)置在兩側(cè)；為防止單側(cè)豎井內(nèi)線纜過多、難以下線，不同層的機房設(shè)備排放可以分別從兩側(cè)開始占用，分別使用兩側(cè)上線井；各設(shè)備機房通信電纜上線井宜靠近配線區(qū)。

* 上線豎井應(yīng)避免與機房專用空調(diào)機同側(cè)設(shè)置，如空調(diào)機側(cè)設(shè)置上線豎井，應(yīng)注意空調(diào)送風(fēng)管方向和高度，避免上線豎井的水平走線架與空調(diào)送風(fēng)管出現(xiàn)交叉。

其次，核心網(wǎng)機房的平面布置分為設(shè)備區(qū)和配線區(qū)，通過目前核心網(wǎng)機房平面布置應(yīng)用調(diào)研，以矩形單層平面為例（暫定東西向為長邊，南北向為短邊），可以有兩種布置方案。具體說明如下。

方案1：設(shè)備與配線設(shè)備垂直排放，即南北分區(qū)。目前大部分機房都采用該方式排列，該方案便于傳輸DDF和ODF的規(guī)劃，可以按照設(shè)備安裝順序依次使用DDF和ODF端子，線纜不會產(chǎn)生交叉。

方案2：設(shè)備與配線設(shè)備平行排列，配線區(qū)集中設(shè)在機房一側(cè)，即東西分區(qū)。該方案適用于機房寬度方向即南北跨度較小的機房，此類機房如果配線區(qū)南北分區(qū)，將大大占用設(shè)備區(qū)域的面積，降低機房使用率。該方案對DDF和ODF規(guī)劃難度較大，容易產(chǎn)生線纜交叉。

為了設(shè)備搬運方便和機房的美觀整齊，機房內(nèi)建議設(shè)置主維護通道，具體原則如下：

* 主通道設(shè)置位置要考慮機房結(jié)構(gòu)，機房功能區(qū)劃分及設(shè)備搬運和人員出入方便。

* 主通道上沒有室內(nèi)專用空調(diào)時，寬度一般為1500 mm～1800 mm。

* 主通道有室內(nèi)專用空調(diào)時，寬度一般為3000 mm～3300 mm。

* 如果設(shè)備列最遠端機架距離空調(diào)距離超過15 m，應(yīng)考慮雙面送風(fēng)，并在中間設(shè)置通道，增強制冷效果，便于搬運設(shè)備。

2.3 核心網(wǎng)機房機架排列

通信設(shè)備機架的排列布置是機房規(guī)劃的基礎(chǔ)，也是機房規(guī)劃的重要環(huán)節(jié)。機架排列設(shè)計緊湊合理，可以最大限度地提高通信機房面積利用率和設(shè)備機架安裝量，又能方便各系統(tǒng)間的線纜連接。設(shè)備的合理擺放方式可有效減低機房樓板活荷載、避免局部荷載過高，為設(shè)備維護留出足夠空間，防止設(shè)備列間散熱量過大。規(guī)劃核心網(wǎng)機房時，建議考慮15%～20%的面積用于預(yù)留發(fā)展列。通信技術(shù)更新速度迅猛，發(fā)展中不確定因素較多，應(yīng)該在核心網(wǎng)機房規(guī)劃時預(yù)留一定的空余列和發(fā)展位置。下面針對機架安裝位置、冷熱通道獨立設(shè)置及機架間距、配套設(shè)備和走線架等5方面做詳細介紹。

（1）機架安裝位置：核心網(wǎng)設(shè)備一般采用直流供電，計費、網(wǎng)管設(shè)備采用交流供電，因此在同一機房內(nèi)，需同時安裝直流設(shè)備機架和交流設(shè)備機架。機架的布置應(yīng)遵循交直流分區(qū)的原則，即布置2～3列交流設(shè)備區(qū)域，其余區(qū)域布置直流設(shè)備機架，交直流分區(qū)排列機架既能方便電源線的布放，避免交直流電源線交叉，又可防止設(shè)備干擾，并且方便交直流地線排的布局。MSC Server、MGW、BSC等單個系統(tǒng)機架較多的設(shè)備優(yōu)先布置在機房軸間位置，可以連續(xù)布放，方便機架間線纜的連接。CE、計費、網(wǎng)管、電源柜等設(shè)備單個系統(tǒng)機架較少，布置在柱子同列，充分利用機房面積，并使整個機房整齊美觀，同時，這類機架將來設(shè)備滿配后機架重量較大，放在結(jié)構(gòu)梁的上方有利于機房承重的滿足。機架的布置還可以不按照交流和直流劃分區(qū)域，但必須保持某一列都是直流或者是交流的，同一列設(shè)備是由機房列頭柜引電。

（2）冷熱通道獨立設(shè)置：目前，新建機房大多采用下送風(fēng)方式。下送風(fēng)的機房機架布置優(yōu)先考慮采用“面對面、背對背”的排列方式，相鄰兩列設(shè)備的吸風(fēng)面（正面）面對冷通道，排風(fēng)面（背面）面對熱通道，實現(xiàn)分隔冷熱氣流，形成良好的氣流組織，提高機房空調(diào)的制冷效率。經(jīng)過調(diào)研現(xiàn)在各省的新建機房都采用冷熱通道獨立設(shè)置。

（3）機架間距：設(shè)備機架列間距要考慮通信設(shè)備維護空間，還應(yīng)根據(jù)機架功耗的高低，結(jié)合機房結(jié)構(gòu)柱距大小，合理設(shè)計列間距。當機房采用上送風(fēng)方式時，根據(jù)空調(diào)風(fēng)速和機架功耗計算列間距，建議最小間距不小于800 mm。當機房采用下送風(fēng)方式時，冷通道布置地板送風(fēng)口在滿足設(shè)備維護空間的前提下，還要滿足兩列機架的風(fēng)量需求。根據(jù)空調(diào)專業(yè)的計算，單機架平均發(fā)熱量約為2 kW以內(nèi)時，機架間距宜為900～1000 mm；單機架平均發(fā)熱量約為2.5～4 kW時，機架間距宜為1000～1200 mm；工藝單機架平均發(fā)熱量約為4～5 kW時，機架間距宜為1500～1800 mm。

（4）配套設(shè)備：電源配電柜的設(shè)置數(shù)量根據(jù)配套需求估算以及電源專業(yè)規(guī)劃確定。傳輸區(qū)DDF/ODF的布置順序應(yīng)結(jié)合主設(shè)備區(qū)的設(shè)備排列順序設(shè)計，DDF/ ODF的使用也應(yīng)結(jié)合主設(shè)備的配置提前規(guī)劃，以避免后期信號線纜的過多交叉。DDF/ODF和傳輸設(shè)備宜單獨劃分區(qū)域。

（5）走線架：核心網(wǎng)機房內(nèi)的走線架類型分為信號走線架和電源走線架，按照功能可分為主走線架、列走線架和過橋走線架，過橋走線架一般在線纜無法避免交叉時在局部安裝使用。走線架應(yīng)根據(jù)實際需要，按照安全、實用、美觀的原則選擇其形式和規(guī)格。列走線架安裝在機列上方。走線架寬度不宜超過機列的寬度，槽道宜與機列同寬。主走線架的安裝位置應(yīng)對準電纜進線洞，且宜安裝在機列的某一機架上方，中心線與該機架中心線重合，以便于部件選用。分期安裝時，應(yīng)以整檔擴容。過橋走線架宜安裝在相鄰兩機列的列間。

3 省公司核心網(wǎng)機房使用情況

結(jié)合對核心機房的位置選擇、平面布置以及機架排列等內(nèi)容，我們對北京、浙江、廣東、山西、江蘇和河南等省市內(nèi)設(shè)施完善比較有代表性的機房做了充分調(diào)研。我們對機房內(nèi)的是否按照交直流不同設(shè)備分區(qū)、是否按照功能分區(qū)，消防通道設(shè)置情況、走線架設(shè)置情況以及機房冷熱通道設(shè)置等方面進行了詳細調(diào)研和比較，具體情況如下。

（1）被調(diào)研各省在新建機房內(nèi)的規(guī)劃時都充分考慮到了冷熱通道和消防通道的設(shè)置問題。機房均采用設(shè)備面對面和背對背的放置方式，嚴格按照冷熱通道進行擺放，消防通道的設(shè)置都在機房空調(diào)相反側(cè)。

（2）新建機房規(guī)劃使用交直流分區(qū)的有北京、河南和山西，其中北京公司機房采用的是不為每套和每列設(shè)備單獨設(shè)立PDF，統(tǒng)一連接到機房PDF，河南和山西公司的機房均采用每列單獨設(shè)立PDF的放置方法。浙江公司和江蘇公司的新建機房交直流不分區(qū)，交直流只分列，每一列設(shè)備按照功能統(tǒng)一的原則布放。

根據(jù)調(diào)研情況總結(jié)出兩種完全不同的核心網(wǎng)機房功能規(guī)劃模型。

第一種是以北京公司為代表的嚴格劃分交流區(qū)和直流區(qū)：機架的布置遵循交直流分區(qū)的原則，即布置2～3列交流設(shè)備區(qū)域，其余區(qū)域布置直流設(shè)備機架，交直流分區(qū)排列機架即能方便電源線的布放，避免交直流電源線交叉，又可防止設(shè)備干擾，并且方便交直流地線排的布局。另外，MSC Server、MGW、BSC等單個系統(tǒng)機架較多的設(shè)備優(yōu)先布置在軸間位置，可以連續(xù)布放，整齊劃一，又方便機架間線纜的連接；CE、計費、網(wǎng)管、電源柜等設(shè)備單個系統(tǒng)機架較少，布置在與柱子同列，一方面充分利用了機房面積，又能使整個機房整齊美觀，同時，這類機架將來設(shè)備滿配后機架重量較大，放在結(jié)構(gòu)梁的上方有利于機房承重的滿足。由于按照功能區(qū)和交直流分區(qū)，是核心網(wǎng)機房的使用率大大降低。

第二種是以浙江公司為代表的不嚴格進行交流區(qū)和直流區(qū)的劃分，保持某一列必須是直流或者是交流的，同一列設(shè)備是由機房列頭柜引電的。這種方式可以大大提高機房利用率，在目前機房資源緊張的情況下，可以有效的提高機房使用效率。由于是交直流只分列，交流母線井和直流母線井雖然是分開的，但是仍然不能避免交直流電源母線交叉，存在安全隱患。機房內(nèi)按照功能劃分清晰，例如浙江公司在某幾個機房集中布放CE和AR，便于維護人員維護和排除故障，山西公司把全省的MSC和SGSN均分3個機房集中布放，也是為了維護人員維護和排障方便。但是同樣也會造成該機房出局線纜量集中，會使故障發(fā)生風(fēng)險提升。

以上調(diào)研的各省的新建核心網(wǎng)機房都采用電力電纜和信號電纜上走線，機房采用防靜電地板，地板高度400～430 mm之間，按照集團的要求進行了冷熱通道的設(shè)置。

4 核心網(wǎng)機房規(guī)劃應(yīng)用

結(jié)合上述省公司調(diào)研結(jié)果，本節(jié)將選取一個既按照交直流和功能有效分區(qū)，又能提高設(shè)備對空間利用率的核心網(wǎng)機房設(shè)備配置模型，結(jié)合設(shè)備功耗、尺寸、機架數(shù)量等按照機架排列、配套估算等步驟進行機房規(guī)劃。未來核心網(wǎng)設(shè)備的發(fā)展趨勢，是電退光進，對DDF的需求越來越少。鑒于此種情況，本文的機房規(guī)劃舉例選取數(shù)據(jù)相對穩(wěn)定的機架排列和電源配套估算為例。

4.1 機架排列

本機房內(nèi)需要安裝的系統(tǒng)包括2套MSC，1套GMSC，1套HLR，2套SGSN，1套智能網(wǎng)，1套彩鈴。其中近期需要安裝的設(shè)備包括兩套MSS，4套MGW，12套BSC，2套SGSN，以及其他需要配套的CE、網(wǎng)管、計費等設(shè)備；遠期（包含近期）需要安裝的設(shè)備包括2套MSS，8套MGW，24套BSC，1套HLR，1套GMSS，4套GMGW，2套SGSN，以及其他需要配套的設(shè)備。

4.2 配套估算

核心網(wǎng)機房配套需求的估算內(nèi)容本為主要以機房配套電源空開數(shù)及耗電量的計算為例，空調(diào)專業(yè)配套在電源需求計算完成后即可得出，照度等其他專業(yè)配套需求通用性較強，此次不一一專業(yè)詳述。對4.1舉例的機房內(nèi)設(shè)備配備，根據(jù)從設(shè)備廠家調(diào)研的各類型設(shè)備的功率、空開數(shù)據(jù)進行計算匯總，對機房內(nèi)少部分不確定設(shè)備的功率進行推算接口，最后統(tǒng)計分類，即可得出較為準確的本機房近期和遠期通信交直流負荷以及本機房近期和遠期各種電源端子的數(shù)量，如表1～表4所示。

表2 本機房近期電源端子匯總

表3 本機房遠期電源需求

由上述對核心網(wǎng)機房的配套電源的估算，可以得出，合理的電源配套估算和機房設(shè)備交直流分區(qū)規(guī)劃可以大大提高機房配電合理性和機房利用率的大大提升，杜絕機房還有很大面積空余，但是機房電力情況不能滿足，或者電源還有很大空余，機房位置已滿或者空調(diào)不能滿足需求等造成的機房資源的嚴重浪費。電源估算合理化后將設(shè)備配置量做到最優(yōu)，交流電力電源PDF和直流電力電源PDF有效避免電源母線交叉情況，降低機房安全隱患。

表4 本機房遠期電源端子匯總

5 結(jié)束語

核心網(wǎng)機房規(guī)劃是未來新建機樓規(guī)劃使用的重要環(huán)節(jié)之一，本文通過梳理集團和我院對局房使用的規(guī)劃和建議，結(jié)合各省公司機房規(guī)劃，詳細對各省公司近些年比較新機房規(guī)劃方案進行詳細比較說明。

Research on the standardization of planning of the core communications engine room

LI Yue-meng, TIAN Sheng-tai, LI Xu-guang, LIU-lei
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd., Beijing 100080, China)

According to the current situation of a certain operator company, the planning of core communication network equipment room is discussed in detail in this paper, especially in core network equipment room selection, rack location arrangement and estimation on supporting demand aspect. Subsequently, on the basis of various studies, two representative room planning program are proposed and be compared with each other. Finally, follow the search result, a practical equipment room planning application is illustrated.

equipment room planning; rack location arrangement in the equipment room; estimation on supporting demand

TN929.5

A

1008-5599（2013）03-0038-05

2013-01-10