重要匯聚機房資源規(guī)劃方案

1、重要匯聚機房資源規(guī)劃方案背景隨著4G逐漸向4.5G和5G過渡,集家客業(yè)務(wù)也逐步向以高質(zhì)量視頻流為主的方向發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)、云計算、5G、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)新業(yè)務(wù)將對傳輸網(wǎng)提出重大挑戰(zhàn)。要求傳輸網(wǎng)向“大帶寬、低時延”的方向演進。為了實現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速接入和減輕機樓壓力，滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需要，在機樓與匯聚機房之間建設(shè)一層“重要匯聚機房”用于業(yè)務(wù)的匯聚以及BNG、OTN等設(shè)備的下沉。因此合理的規(guī)劃重要匯聚機房空間資源顯得尤其重要。好的規(guī)劃能有效減少后期機房的整改，讓重要匯聚機房里的資源得到最優(yōu)化的利用。本文通過建立數(shù)學(xué)模型，分析不同機房面積、后備放電時間以及設(shè)備功耗下重要匯聚機房的電源區(qū)域與設(shè)備區(qū)域該如何

2、分配，以及不同情況下市電引入的需求變化，從而讓機房空間資源得到合理的利用。重要匯聚機房簡介重要匯聚機房是機樓的延伸用于區(qū)域業(yè)務(wù)收斂，是面向未來網(wǎng)絡(luò)的大區(qū)業(yè)務(wù)收斂及終結(jié)點，主要用于大區(qū)域業(yè)務(wù)的匯聚以及為BNG、OTN等設(shè)備的下沉提供局房基礎(chǔ)資源，緩解現(xiàn)網(wǎng)骨干機樓的承載壓力，實現(xiàn)與核心機樓互聯(lián)。匯聚機房具體分層示意圖如圖1所示：核心層光纜匯聚層光纜主干/配線光纜機樓設(shè)備設(shè)置：L3、L2/L3、EPC、SR/BRAS等區(qū)域匯聚機房設(shè)備設(shè)置：OTN、BNG、CND等骨干匯聚機房設(shè)備設(shè)置：OTN、BNG、OLT等綜合接入機房設(shè)備設(shè)置：OLT、小型化PTN，BBU等圖1重要匯聚機房傳送網(wǎng)使用面積應(yīng)在200

3、-400平方米，上述要求的面積應(yīng)為有效裝機面積，包括機架、電池等相關(guān)設(shè)備的裝機面積，不應(yīng)包括因建筑結(jié)構(gòu)而形成的死角、偏角等無法合理使用的面積，不包括油機、高低壓配電等機房配套占用的空間。在蓄電池方面，考慮到中遠(yuǎn)期傳輸設(shè)備配置的要求，重要匯聚機房蓄電池容量建議選擇4000AH及以上（主備用合計），滿足中遠(yuǎn)期的設(shè)備功耗需求；在市電引入方面，重要匯聚機房要求使用二類市電，市電容量可根據(jù)實際情況進行調(diào)整，但至少要滿足10年期用電規(guī)劃需求。對于重要匯聚機房交流電引入，在條件允許下建議采用專用變壓器。重要匯聚機房需部署固定油機，如無法滿足部署固定油機條件，需提供一類市電，并預(yù)留應(yīng)急油機接口。直流電源系統(tǒng)配

4、置原則配置電源系統(tǒng)時，直流配電屏的容量按本系統(tǒng)遠(yuǎn)期負(fù)荷配置。高頻開關(guān)電源整流模塊數(shù)量采用n+1配置，即當(dāng)主用模塊10時，每10只備用1只。其中n=本期通信設(shè)備直流負(fù)荷電流+蓄電池充電電流/本期配置單個整流模塊容量,配置數(shù)量n取整數(shù)。蓄電池組的容量按近期負(fù)荷，并考慮一定的發(fā)展負(fù)荷需要配置。蓄電池組的容量按下式計算：KITQ二n1+a（t25）（）式中Q表示蓄電池組容量、K表示安全系數(shù)取1.25、I表示負(fù)載電流、T表示后備放電時間、n表示放電容量系數(shù)、t表示最低環(huán)境溫度數(shù)值按5C計算、a電池溫度系數(shù)取0.008。當(dāng)蓄電池容量一定時，根據(jù)公式（1）可以計算出不同后備放電時間下，電源系統(tǒng)的最大負(fù)載電流

5、。重要匯聚機房模型建立與分析4.1重要匯聚機房模型建立在實際的重要匯聚機房設(shè)備部署中，機房的形狀千差萬別，為了方便計算本次選用矩形的機房作為分析對象，如圖2所示：旦J卞廠1叮帕丨吋叩|如-U11-fl81CM1M012W有效裝機區(qū)域1300圖2首先我們把在有效裝機區(qū)域內(nèi)的安裝的設(shè)備分成電源區(qū)和設(shè)備區(qū)，其中電源區(qū)包括分立式電源機柜和蓄電池組（2組2000ah）,設(shè)備區(qū)包括主設(shè)備、列頭柜以及0DF（光纖配線架）。按照工程建設(shè)經(jīng)驗，每3個600mm*600mm的主設(shè)備架位需要配置1個列頭柜，每2個600mm*600mm的主設(shè)備架位需要配置1個ODF架。以上設(shè)備的常用尺寸為：蓄電池組（2組2000ah

6、）:2000mm*1200mm、分立式電源系統(tǒng)：1400mm*600mm、單個主設(shè)備每架位：600mm*600mm、列頭柜：600mm*300mm、ODF：840mm*300mm。考慮到實際安裝中需要預(yù)留一定的裝機位置，可以得出這些設(shè)備的有效占地面積如表1所示：設(shè)備種類長*寬/皿長*寬+裝機位置/mm有效占地面積/m?蓄電池組（2組2000ah）2000*12002600*18004.68分立式電源系統(tǒng)1400*6001400*18002.52主設(shè)備每架位600*600600*18001.08列頭柜600*300600*9000.504ODF840*300840*6000.54表1考慮到機房內(nèi)

7、的空調(diào)及消防設(shè)備，四周過道按1.2米預(yù)留，所以可以得出四周預(yù)留的過道面積S1為S=2x（1.2L+1.2W）-4x1.22（2）式中L表示機房長度，W表示機房寬度，從而可得出機房內(nèi)的四周預(yù)留過道面積占重要匯聚機房總面積的比例K1為：K13)LWSi由以上公式可知，當(dāng)L=W時K1可取得最小值，隨著L與W的差異增加，有效裝機區(qū)域的面積將會逐漸減少，同時當(dāng)機房總面積增加時（即LW增加），K1的值會相應(yīng)減少。因為重要匯聚機房約為200-400平方米，代入公式（3）計算可以得出預(yù)留的過道面積占重要匯聚機房面積的比例約為25%（在實際的工程建設(shè)中，因為機房一般不是規(guī)則的矩形，存在因建筑結(jié)構(gòu)而形成的死角，所

8、以這個值一般會高于25%）。根據(jù)重要匯聚機房的定位，機房內(nèi)部署的都是大功耗主設(shè)備，其平均設(shè)備功耗按4kw圖3每架位（600mm*600mm）來估算，結(jié)合不同的后備放電時間需求，每套電源系統(tǒng)可帶的主電源系統(tǒng)與主設(shè)備架位數(shù)量關(guān)系圖設(shè)備機數(shù)量會有一定的差異，通過電源公式（1）可以得出每套電源可帶設(shè)備的數(shù)量，如圖3所示：從上圖可以看出隨著后備放電時間的增加，每套電源系統(tǒng)可帶的主設(shè)備數(shù)量在逐漸減少對于6小時以上后備放電時間，主設(shè)備數(shù)量減少趨于平緩。綜合以上分析，可以得出重要匯聚機房的占地面積S應(yīng)該滿足以下公式：S=7.2M+1.08N+0.543N+0.504f2N+SKx（4）式中M表示電源系統(tǒng)的數(shù)量

9、，N表示主設(shè)備的數(shù)量，K的取值為25%。針對不同的后備放電時間，通過代入公式（4）中可以得出電源區(qū)與設(shè)備區(qū)占比隨著后備放電時間的變化是如50何變化的，如圖4所示：下面我們來研究一下重要匯聚機房對外電需求又是怎樣的。因為重要匯聚機房部署的都是大容量的設(shè)備，而且機房面積要比一般的骨干匯聚機房要大，所以對于外電的引入將是一個巨大的挑戰(zhàn)。當(dāng)機房的裝機面積為200平方米時，通過公式（4）可以計算出電源系統(tǒng)的數(shù)量M；又因為后備放電時長直接影響每套電源系統(tǒng)的最大負(fù)載電流，通過代入公式1）可以得出最大負(fù)載電流I。從而可以得出機房的主設(shè)備的總功耗為W=UIM,其中U取53V。當(dāng)取不同的后備放電時間時，可以得出機

10、房主設(shè)備總功耗與放電時間的關(guān)系，如圖5所示：設(shè)備總功耗與石備放電時間關(guān)系圖350100DlhJh咄5h6h7hSh9hldh后備放電時間圖5從圖5中可以看出，當(dāng)后備放電時長為8h時機房總功耗為185.6kw。若包括空調(diào)、照明、消防等功耗，外電引入約需350kw。以上的分析都是針對每臺主設(shè)備4kw的功耗來計算的，下面我們來看看當(dāng)后備放電時間取8h、機房面積取200平方米時隨著主設(shè)備每架位的功耗變化，機房總功耗是如何變化的，如圖6所示：設(shè)備總功耗與設(shè)備每架位功耗關(guān)系圖2333.544555,56主設(shè)備每架位功耗從W圖64.2重要匯聚機房結(jié)果分析通過以上的圖表結(jié)果我們可以看出在不同的后備放電時間、機房面積以及主設(shè)備每架位功耗下，機房空間資源的分配以及機房的總功耗會有不同的要求。從圖4可以看出隨著后備放電時間的增加，電源區(qū)所占的有效裝機位置在不斷的增加，在約7h時電源區(qū)與設(shè)備區(qū)約各占一半的有效裝機位置。而且從公式（4）可知，后備放電時間與每架位主設(shè)備功耗取定值時，隨著重要匯聚機房的占地面積增加，電源區(qū)與設(shè)備區(qū)的面積占比不會產(chǎn)生變化。對于機房總功耗方面，當(dāng)機房面積一定時，從圖5可以看出隨著后備放電時間的增加機房的總功耗在減少，這是因為通過把公式（1）及公式（4）代入到機房總功耗公式W=UIM中，可知W是關(guān)于T的一個減函