核心網(wǎng)機(jī)房規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)化研究

李岳夢，田盛泰，李旭光，劉蕾

（中國移動通信集團(tuán)設(shè)計院有限公司，北京 100080）

核心網(wǎng)機(jī)房規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)化研究

李岳夢，田盛泰，李旭光，劉蕾

（中國移動通信集團(tuán)設(shè)計院有限公司，北京 100080）

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

機(jī)房規(guī)劃；機(jī)架位置排列；配套需求估算

1 引言

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

2 核心網(wǎng)機(jī)房規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)化研究

2.1 核心網(wǎng)機(jī)房選擇

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

（1）機(jī)房形狀、面積方面：核心網(wǎng)機(jī)房一般應(yīng)采用矩形平面，機(jī)房平面不宜過小，在滿足消防規(guī)范等條件的前提下，機(jī)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(jìn)行規(guī)劃使用。省會級城市機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)層面積一般不小于1500 m2；地市級機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)層面積一般不小于1000 m2；縣級機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)層面積一般不小于800 m2。

（2）出局線纜方面：由于核心網(wǎng)機(jī)房出局線纜需求較多，對于一個整棟新建空置的通信機(jī)房樓，在機(jī)房樓啟用之前，一般盡量選擇機(jī)房樓內(nèi)距離傳輸機(jī)房較近的樓層或房間作為核心網(wǎng)機(jī)房。這樣既方便樓內(nèi)機(jī)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(jī)房平面布置

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

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

* 至核心網(wǎng)機(jī)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(jī)房至核心網(wǎng)機(jī)房的電力電纜上線井應(yīng)考慮靠近設(shè)備機(jī)房列頭柜或樓層分配柜。

* 如機(jī)房單層平面較長，可在兩側(cè)設(shè)置進(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)房專用空調(diào)機(jī)同側(cè)設(shè)置，如空調(diào)機(jī)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(jī)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(jī)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?yàn)殚L邊，南北向?yàn)槎踢叄?，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(jī)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(jī)房一側(cè)，即東西分區(qū)。該方案適用于機(jī)房寬度方向即南北跨度較小的機(jī)房，此類機(jī)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(jī)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(yùn)方便和機(jī)房的美觀整齊，機(jī)房內(nèi)建議設(shè)置主維護(hù)通道，具體原則如下：

* 主通道設(shè)置位置要考慮機(jī)房結(jié)構(gòu)，機(jī)房功能區(qū)劃分及設(shè)備搬運(yùn)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(yuǎn)端機(jī)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(qiáng)制冷效果，便于搬運(yùn)設(shè)備。

2.3 核心網(wǎng)機(jī)房機(jī)架排列

通信設(shè)備機(jī)架的排列布置是機(jī)房規(guī)劃的基礎(chǔ)，也是機(jī)房規(guī)劃的重要環(huán)節(jié)。機(jī)架排列設(shè)計緊湊合理，可以最大限度地提高通信機(jī)房面積利用率和設(shè)備機(jī)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(jī)房樓板活荷載、避免局部荷載過高，為設(shè)備維護(hù)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(jī)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(jī)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(jī)架安裝位置、冷熱通道獨(dú)立設(shè)置及機(jī)架間距、配套設(shè)備和走線架等5方面做詳細(xì)介紹。

（1）機(jī)架安裝位置：核心網(wǎng)設(shè)備一般采用直流供電，計費(fèi)、網(wǎng)管設(shè)備采用交流供電，因此在同一機(jī)房內(nèi)，需同時安裝直流設(shè)備機(jī)架和交流設(shè)備機(jī)架。機(jī)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(jī)架，交直流分區(qū)排列機(jī)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(jī)架較多的設(shè)備優(yōu)先布置在機(jī)房軸間位置，可以連續(xù)布放，方便機(jī)架間線纜的連接。CE、計費(fèi)、網(wǎng)管、電源柜等設(shè)備單個系統(tǒng)機(jī)架較少，布置在柱子同列，充分利用機(jī)房面積，并使整個機(jī)房整齊美觀，同時，這類機(jī)架將來設(shè)備滿配后機(jī)架重量較大，放在結(jié)構(gòu)梁的上方有利于機(jī)房承重的滿足。機(jī)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(jī)房列頭柜引電。

（2）冷熱通道獨(dú)立設(shè)置：目前，新建機(jī)房大多采用下送風(fēng)方式。下送風(fēng)的機(jī)房機(jī)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(shí)現(xiàn)分隔冷熱氣流，形成良好的氣流組織，提高機(jī)房空調(diào)的制冷效率。經(jīng)過調(diào)研現(xiàn)在各省的新建機(jī)房都采用冷熱通道獨(dú)立設(shè)置。

（3）機(jī)架間距：設(shè)備機(jī)架列間距要考慮通信設(shè)備維護(hù)空間，還應(yīng)根據(jù)機(jī)架功耗的高低，結(jié)合機(jī)房結(jié)構(gòu)柱距大小，合理設(shè)計列間距。當(dāng)機(jī)房采用上送風(fēng)方式時，根據(jù)空調(diào)風(fēng)速和機(jī)架功耗計算列間距，建議最小間距不小于800 mm。當(dāng)機(jī)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(hù)空間的前提下，還要滿足兩列機(jī)架的風(fēng)量需求。根據(jù)空調(diào)專業(yè)的計算，單機(jī)架平均發(fā)熱量約為2 kW以內(nèi)時，機(jī)架間距宜為900～1000 mm；單機(jī)架平均發(fā)熱量約為2.5～4 kW時，機(jī)架間距宜為1000～1200 mm；工藝單機(jī)架平均發(fā)熱量約為4～5 kW時，機(jī)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(dú)劃分區(qū)域。

（5）走線架：核心網(wǎng)機(jī)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(shí)際需要，按照安全、實(shí)用、美觀的原則選擇其形式和規(guī)格。列走線架安裝在機(jī)列上方。走線架寬度不宜超過機(jī)列的寬度，槽道宜與機(jī)列同寬。主走線架的安裝位置應(yīng)對準(zhǔn)電纜進(jìn)線洞，且宜安裝在機(jī)列的某一機(jī)架上方，中心線與該機(jī)架中心線重合，以便于部件選用。分期安裝時，應(yīng)以整檔擴(kuò)容。過橋走線架宜安裝在相鄰兩機(jī)列的列間。

3 省公司核心網(wǎng)機(jī)房使用情況

結(jié)合對核心機(jī)房的位置選擇、平面布置以及機(jī)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(jī)房做了充分調(diào)研。我們對機(jī)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(jī)房冷熱通道設(shè)置等方面進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)研和比較，具體情況如下。

（1）被調(diào)研各省在新建機(jī)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(jī)房均采用設(shè)備面對面和背對背的放置方式，嚴(yán)格按照冷熱通道進(jìn)行擺放，消防通道的設(shè)置都在機(jī)房空調(diào)相反側(cè)。

（2）新建機(jī)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(jī)房采用的是不為每套和每列設(shè)備單獨(dú)設(shè)立PDF，統(tǒng)一連接到機(jī)房PDF，河南和山西公司的機(jī)房均采用每列單獨(dú)設(shè)立PDF的放置方法。浙江公司和江蘇公司的新建機(jī)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(jī)房功能規(guī)劃模型。

第一種是以北京公司為代表的嚴(yán)格劃分交流區(qū)和直流區(qū)：機(jī)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(jī)架，交直流分區(qū)排列機(jī)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(jī)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(jī)架間線纜的連接；CE、計費(fèi)、網(wǎng)管、電源柜等設(shè)備單個系統(tǒng)機(jī)架較少，布置在與柱子同列，一方面充分利用了機(jī)房面積，又能使整個機(jī)房整齊美觀，同時，這類機(jī)架將來設(shè)備滿配后機(jī)架重量較大，放在結(jié)構(gòu)梁的上方有利于機(jī)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(jī)房的使用率大大降低。

第二種是以浙江公司為代表的不嚴(yán)格進(jìn)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(jī)房列頭柜引電的。這種方式可以大大提高機(jī)房利用率，在目前機(jī)房資源緊張的情況下，可以有效的提高機(jī)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(jī)房內(nèi)按照功能劃分清晰，例如浙江公司在某幾個機(jī)房集中布放CE和AR，便于維護(hù)人員維護(hù)和排除故障，山西公司把全省的MSC和SGSN均分3個機(jī)房集中布放，也是為了維護(hù)人員維護(hù)和排障方便。但是同樣也會造成該機(jī)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(jī)房都采用電力電纜和信號電纜上走線，機(jī)房采用防靜電地板，地板高度400～430 mm之間，按照集團(tuán)的要求進(jìn)行了冷熱通道的設(shè)置。

4 核心網(wǎng)機(jī)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(jī)房設(shè)備配置模型，結(jié)合設(shè)備功耗、尺寸、機(jī)架數(shù)量等按照機(jī)架排列、配套估算等步驟進(jìn)行機(jī)房規(guī)劃。未來核心網(wǎng)設(shè)備的發(fā)展趨勢，是電退光進(jìn)，對DDF的需求越來越少。鑒于此種情況，本文的機(jī)房規(guī)劃舉例選取數(shù)據(jù)相對穩(wěn)定的機(jī)架排列和電源配套估算為例。

4.1 機(jī)架排列

本機(jī)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(fèi)等設(shè)備；遠(yuǎn)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(jī)房配套需求的估算內(nèi)容本為主要以機(jī)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(qiáng)，此次不一一專業(yè)詳述。對4.1舉例的機(jī)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(jìn)行計算匯總，對機(jī)房內(nèi)少部分不確定設(shè)備的功率進(jìn)行推算接口，最后統(tǒng)計分類，即可得出較為準(zhǔn)確的本機(jī)房近期和遠(yuǎn)期通信交直流負(fù)荷以及本機(jī)房近期和遠(yuǎn)期各種電源端子的數(shù)量，如表1～表4所示。

表2 本機(jī)房近期電源端子匯總

表3 本機(jī)房遠(yuǎn)期電源需求

由上述對核心網(wǎng)機(jī)房的配套電源的估算，可以得出，合理的電源配套估算和機(jī)房設(shè)備交直流分區(qū)規(guī)劃可以大大提高機(jī)房配電合理性和機(jī)房利用率的大大提升，杜絕機(jī)房還有很大面積空余，但是機(jī)房電力情況不能滿足，或者電源還有很大空余，機(jī)房位置已滿或者空調(diào)不能滿足需求等造成的機(jī)房資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。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(jī)房安全隱患。

表4 本機(jī)房遠(yuǎn)期電源端子匯總

5 結(jié)束語

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