传输普通汇聚机房瘦身方式

黄坤，胡远，杨继灶，张小康

（中国移动通信集团设计院有限公司安徽分公司，合肥 230041）

1 背景

中国移动通过多年的建设，城域传送网已具备一定规模。随着业务的发展，城域传送网业务需求已由原来单纯的GSM基站接入发展到全业务接入需求，包含GSM基站、TD-SCDMA基站、LTE基站、集团客户、家庭宽带客户、WLAN等。全业务的快速增长和4G网络的快速发展对传输网络覆盖、带宽资源、快速和规范接入提出更高的要求，传输资源压力随之大大增加。

作为通信网络基本要素之一的传输汇聚机房，是通信网络中最基础的物理节点，传输汇聚机房的稳定性、机房装机空间等问题对传输网络的灵活性、扩展性、稳定性等方面将会产生重大影响。

经过多年的网络建设，城域传送网内传输汇聚机房特别是启用较早的汇聚机房，存在着SDH/PTN/OTN设备共存，部分传输汇聚机房与基站共机房，机房平面布置不合理等现象造成目前使用年限较长的汇聚机房装机空间紧张，近年中国移动采用的传送技术在不断发展变化，业务需求急速增长，大容量、高功耗设备的引入，对传送机房空间、电源、制冷等都提出了新的需求。根据传输网络规划进行设备工程建设，往往因为装机空间受限导致施工滞后，加上购置新的汇聚机房进行替换又面临着选址困难、购置费用较高和整个流程较长的问题，因此如何优化现有传输汇聚机房空间，进行汇聚机房瘦身来满足新增长的装机需求，是工程建设中需要考虑和解决的问题。

2 传输汇聚节点的网络定位

传输汇聚节点分为两类，第一类是用于单个汇聚区域内业务收敛的普通汇聚节点；第二类是用于单个或多个汇聚环业务收敛并实现与核心节点互联的重要汇聚节点。普通汇聚节点设置在普通传输汇聚机房，重要汇聚节点设置在重要汇聚机房或传输核心机房，但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，可单独规划业务汇聚机房。各类机房具体分层示意图及其功能定位如图1所示。

图1 各类机房分层示意图

2.1 重要汇聚机房

重要汇聚机房在网络中处于承上启下的作用，具有重要地位，其安全等级在汇聚机房中要求较高。

传输网专业网络定位：重要汇聚机房的汇聚对象通常为本区域的普通汇聚节点及单个汇聚区域内所有业务汇聚，如城区的重要汇聚机房或郊县一、二节点机房。其上层与核心机房进行传输连接，下层连接其它汇聚机房或接入机房。

2.2 普通汇聚机房

普通汇聚机房用于收敛单个汇聚区域业务而设置的机房，一般一个综合业务区设置1～2个普通汇聚机房。

传输网专业网络定位：普通汇聚机房主要汇聚本区域（综合业务接入区）内的基站、集客、WLAN及家庭宽带等各类业务。其上与重要汇聚机房或核心机房进行传输连接，向下连接业务汇聚机房或接入机房。

2.3 业务汇聚机房

业务汇聚机房主要用于对某些业务集中或特殊区域可先进行局部业务汇聚，以便节省管线资源，一般指综合业务接入区内特定区域（如大型社区、高校等）的宽带或集客业务汇聚和疏导而设置的机房。

传输网专业网络定位：主要用于对指定小区或园区的集客、家庭宽带等各类业务进行汇聚。其上层与普通汇聚机房进行传输连接，下层连接接入机房或直接连接业务。

由于普通汇聚机房在网络中起承上启下的作用，本文主要对普通汇聚机房的瘦身方式方法进行探讨。

3 普通汇聚机房现状及存在问题

抽样调研两个典型地市的61个普通汇聚机房，机房内已安装传输设备（SDH/PTN/OTN）、OLT设备、无线设备、ODF、电源等配套设备，已装机面积占可装机面积大多在70%以上，部分已装机面积已达到100%，机房扩容能力较弱。

经过现场调研，目前普通汇聚机房主要存在以下问题。

（1）机房大多与基站同局址，尤其在XX市区，基站共址比例达到82%，无线设备平均在5端左右，最多达到9端，严重影响了机房的可扩展性。

（2）大部分机房有2套开关电源系统，部分有3套以上开关电源，占调研数据的25%，且电池组容量多为400 Ah，蓄电池摆放位置的合理性也有待商榷。

（3）机房目前SDH/PTN/OTN/OLT等设备共存，老旧设备上已无电路或电路较少，部分机房由于客观原因造成多套相同设备安装，如多端OLT设备或综合柜。

（4）机房前期由于设计人员的能力或局限造成平面规划不够合理，浪费部分空间。

根据以上情况，可分别进行思考，找出普通汇聚机房瘦身的方式方法，进行机房挖潜增效、盘活资源，提高工程建设的可行性。

4 普通汇聚机房瘦身方式

4.1 无线专业瘦身

部分普通汇聚机房由于其地理位置较佳，可能会被选为无线覆盖的站址同时存在，这样其机房内部就会有无线相关的设备，如主设备、开关电源、蓄电池等，这些设备通常占用机房的空间都较大，特别是早期2G的主设备都是一些低容量大柜子的设备，一般每个小区都需要一台柜子，这样900 MHz和1 800 MHz就需要6台柜子的空间（基本上就是3 600 mm×600 mm的区域），这对普通汇聚机房来说是占用空间最大的设备。

如图2﹑3所示，以爱立信的2G设备为例介绍瘦身的方案，其他厂家的设备可以根据其设备的特点和性能参照制定具体的方案。目前爱立信的2G设备主要是RBS2206及RBS2202（极少），一般占用的空间最多6台，按最大的6台考虑瘦身的方案主要有两种，一种是将6台RBS2206或RBS2202的设备替换为1台高密度板的RBS6201设备（采用G/D共柜的方式），这样可以节省下5个柜子的安装空间。

图2 2G主设备瘦身方案1

如图4﹑5所示，另外一种是分别将3台RBS2206或RBS2202的900 MHz和1 800 MHz设备替换为1台RBS6601设备（壁挂安装），这样可以节省下6个柜子的安装空间。

爱立信RBS2206及RBS2202设备在网年限都超过了10年，达到了工程建设退网的年限。特别是RBS2202为+24 V设备，与目前主流的-48 V设备在供电上也不兼容，需要额外占用一台+24 V的开关电源，这也大大降低了节点机房空间的利用率。

至于采用哪种方案需要根据运营商能提供的设备类型来确定，这两种方案最少能为普通汇聚机房腾出至少5个柜子的空间，可以极大的提高机房的利用率。

另外当普通汇聚机房周围可征地自建机房时，也可在原机房旁新建机房，将原机房内无线设备搬迁至新机房内或考虑将无线设备搬迁至室外，通过小基站、一体化基站等方式解决覆盖问题，原机房作为普通汇聚机房使用。

4.2 电源专业瘦身

图3 2G主设备瘦身方案1实例图

图4 2G主设备瘦身方案2

普通汇聚机房一般使用挂壁式交流配电箱（1 000 mm×600 mm×250 mm）、 组 合 式 开 关 电 源（2 000 mm×600 mm×600 mm）。大部分情况下，不同型号的交流配电箱和组合式开关电源机柜所占用的机位空间几乎没有差异，这一部分的瘦身空间不大。而开关电源所接蓄电池组因电压（+24 V/-48 V）、容量（400 Ah/1 000 Ah/2 000 Ah）、型号（磷酸铁锂蓄电池、铅酸蓄电池）以及生产厂家的不同，蓄电池组尺寸有着非常显著的差异，对机房空间布局影响较大。因此蓄电池组这个方面，是普通汇聚机房进行电源空间瘦身的关键点。

4.2.1 +24 V开关电源退网，或割接至-48 V开关电源

在一些老的普通汇聚机房，至今仍有+24 V开关电源在使用。正常环境下维护得当的蓄电池使用寿命为10年左右，现网中的+24 V电源使用年限不少已经超过或接近10年，理应考虑对其进行退网替换。+24 V电源比-48 V电压小一半，相同功耗的设备负载电流是-48 V电源的两倍。+24 V电源一般采用铅酸电池，电池容量较小，但体积却较大。若机房有瘦身需求，在电源方面应首先考虑将+24 V系统替换成-48 V系统。同时考虑到用电设备的电压适配问题，可将原用电设备更换为-48 V设备；或者在不更换设备的情况下，在-48 V电源上增加相应的电压转换模块，如图6所示。

4.2.2 高容量电源替换低容量电源

现网中许多普通汇聚机房采用400 Ah或600 Ah的蓄电池组，在目前通信设备容量及功耗不断增大的情况下，这些低容量的开关电源愈发显得捉襟见肘。如一套带2组400 Ah蓄电池组的开关电源（假设交流输入和整流模块足够），允许最大电流负载为80 A（按放电时间T=6 h，放电容量系数η=0.75，安全系数K=1.25计算），而一端PTN7900设备的典型功耗就有60 A。电源容量紧张，就必须新增电源才能满足需求，直接导致机房空间资源的过快消耗。

附：蓄电池容量计算公式：Q≥KIT /｛η[1+α(t-25)]｝，其中：Q为蓄电池容量(Ah)；K为安全系数，一般取1.25；I为负载电流(A)；T为放电小时数(h)；η为放电容量系数；α为电池温度系数，当放电时间≥10时，取0.006，当放电时间在1～10 h之间时，取0.008；当放电时间小于1时，取α=0.01；t为电池所在地最低环境温度。

在机房承重允许的情况下，可将原有低容量的蓄电池替换为高容量蓄电池，或将多套低容量开关电源替换为一套高容量电源，以此来腾出机房空间。如一套带2组1 000 Ah的开关电源，能替换两套带2组400 Ah蓄电池的开关电源，两者电源承载能力相当，但前者所占用的机房面积仅为后者的一半。

图5 2G主设备瘦身方案2实例图

图6 机房电源瘦身实例图

4.2.3 蓄电池组的合理摆放

众所周知，一组-48V蓄电池组由24只-2V蓄电池串联而成。蓄电池的码放方式，决定了一组蓄电池组所需占用的机房面积。在承重满足的机房，需尽量按照4层双列的规格来码放蓄电池，一组蓄电池水平尺寸仅为500 mm×1 300 mm左右，而如果将其双层双列码放，则需占用双倍的机房面积。对于承重存在问题的机房，也可以根据具体情况进行承重改造（如在地面增加槽钢以分散蓄电池对地面的压力）来实现4层双列码放。

4.3 传输专业瘦身

普通汇聚机房安装的传输设备类型有SDH、PTN、OTN等传输设备，OLT等综合业务接入设备；通过对部分普通汇聚机房内的传输设备及收容业务的分析梳理，可采取以下瘦身措施。

（1） 部分老旧设备退网：比如早期建设的SDH设备，已经在网运行10年以上，已被PTN等新设备替代，因此可考虑SDH系统设备整体退网拆除，基站电路可割接调整至PTN环网中，零散集客接入等电路归并割接，仅保留必要的SDH设备。

（2） 综合柜内数据等设备梳理归并：部分机房内综合柜杂乱无序，各专业有需求均各自新增综合柜，可对此类设备梳理，把多架综合柜归并减少。

例如某普通汇聚机房，机房平面布置如图7所示。

此机房内共安装了4架SDH设备和2架综合柜，占用5个600 mm×600 mm的机位。根据调研分析，可考虑把2架SDH设备收容的基站业务电路割接调整至PTN设备，仅保留1架SDH设备承载专线集客等必须由SDH设备承载的电路；另外其中1架综合柜中仅安装了一台2U的数据设备，可以考虑将此设备挪至原有的综合架中，拆除1架网络柜。经过调整后，可空余出3个600 mm×600 mm的机位。

图7 传输专业瘦身实例图

（3）优化综合业务区，调整跨区收容安装的OLT等设备。近年来家宽、集客、聚类市场接入等各类业务爆发式增加，但部分规划新建的汇聚点由于配套管道、交流引入等原因，不能形成生产能力、无法收容汇聚相应区域的各类业务。为了及时开通业务只能临时接入相邻区域的汇聚点，存在汇聚点跨区收容业务现象，导致部分汇聚点机房空间、电源满负荷，无法新增设备。

例如某汇聚点机房空间及电源容量无法满足设备安装需求，经过统计分析，发现此汇聚点安装了9台OLT设备，收容各类综合接入业务点（小区宽带、聚类市场、集客专线）188个，其中跨区收容综合业务接入点95个。通过优化调整后，可拆除5台OLT。

5 总结

在通信网络建设中，汇聚机房资源占据重要地位。如何更有效的使用机房空间，最大限度的发挥局房配套的可承载性，应该是在工程建设中需不断思考、总结和归纳的着重点，尤其要注意的是在设备拆除替换时，不仅仅考虑机位的拆除，还要统筹考虑原有线缆的拆除问题，这样才能有效的进行新设备的安装建设。本文简略探讨了普通汇聚机房瘦身的几种方式，可供工程设计或建设人员在实际工程建设中进行参考。