通信運營商匯聚機房電源及配套建設分析及建議

周 丹

（中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

1 匯聚機房現狀分析

1.1 供電容量不足

目前，部分匯聚機房存在供電側容量不足的情況，影響機房的業務發展。例如，現有市電及油機容量不足；低壓配電柜老化，且其性能不滿足機房保護要求，容量和配電端口不足。

1.2 機房內供電系統結構混亂

機房交流配電結構混亂，表現為設備用電與空調用電未分離。機房內直流配電結構混亂，存在同一套電源混接不同類型設備的情況。此外，供電含油機生產用電和辦公用電沒有分離；油機房安全管理問題嚴重。

1.3 機房內開關電源供電能力不足

現有機房開關電源負荷較高，不能滿足新增負荷需求；尤其是蓄電池后備時間較短，在停電時部分站點無法保證4 h后備時間。

1.4 機房內承重、層高等基礎條件差

由于前期機房規劃面積較小，機房內設備較多，可使用面積小，使得機房整體凌亂、擁擠。同時，機房承重、層高等基礎建筑條件差。

2 匯聚機房建設改造思路

2.1 梳理匯聚機房內各類負荷需求

數據網新增設備需求為各匯聚機房新增或者擴容接入網關設備及交換機等。傳輸網新增設備需求為目前的骨干層、匯聚層以及延伸層新增傳輸設備等。對于5G新增設備需求，考慮到移動即將部署5G網絡，相關匯聚機房應提前建設配套能力。關于網絡部整改優化需求，經過梳理，現有匯聚機房中還存在較多站點供電能力不滿足維護需求，需進行優化改造。結合各類設備需求，建議細化明確不同業務不同站點供電保障時間。

2.2 機房規劃設計方案

2.2.1 新建機房

規劃好機房整體定位，考慮各類業務相關的需求，進行分區分模塊建設。

2.2.2 現有機房改造

（1）機房剩余空間較大。如果剩余空間較大，對新增設備進行合理規劃；建議采用分散供電原則保障。

（2）機房剩余空間較?。筛脑欤Ｊ崂憩F有設備裝機情況，對現有設備、現有電源進行評估，建議可結合機房實際運行情況對機房進行合理騰退，釋放裝機能力。

（3）機房剩余空間極?。o法改造）。不易改造的老舊機房在業務規劃時，避免進行擴容建設。

2.3 交流供電側解決方案

2.3.1 交流供電總容量測算

建議協同多業務部門共同確認后期發展能力，提前預留好供電容量。交流用電類型和設備負荷如表1所示，其中市電合計容量為22～38 kW。

表1 交流用電類型和設備負荷

2.3.2 梳理交流供電系統結構

首先，交流設備用電、空調用電及其他用電隔離。其次，建設匯聚機房智能電表，有效統計匯聚機房的用電情況。最后，匯聚機房內的各類設備耗電量應從站內交流配電箱（屏）內采集。若站內現有交流用電設備沒有統一從交流配電箱（屏）內取電，應進行改造，使所有設備交流用電必須從交流配電箱（屏）內取電。若機房內有多個交流配電箱（屏），應分開計量，各類耗電量對應相加。

圖1為（匯聚機房）智能能耗采集點設置示意圖。

圖1 匯聚機房智能能耗采集點設置示意圖

2.3.3 油機供電思路

油機問題是匯聚機房較為突出、情況較為復雜的問題，解決思路如下。

（1）為降本增效，目前運營商均不對匯聚機房配置固定油機，并且匯聚機房土建安裝條件較差。建議采用固定油機，車載式、移動油機，或者快速直流充電的方案等差異化方案；各匯聚機房站點均應配置油機接口箱。

（2）新建匯聚機房位于地下室、一層商鋪，且離公路或停車場50 m以內時，油機接口箱可安裝在匯聚機房內；新建匯聚機房不在地下室或一層商鋪時，油機接口箱可安裝在室外，離公路或停車場較近的地方?？紤]到安全因素和維護便利，油機接口箱建議離地2 000 mm。

（3）對于重要自有縣機房配置固定油機；對于租用匯聚機房可靈活采用車載式、移動油機；對于發電困難地區可采用快速直流充電的方案。

2.4 通信電源解決方案

2.4.1 機房內供電系統結構優化

做好分類型分級供電結構模型。建議對于用電類型較多，面積較大，重要級別較高的自有匯聚機房采用多套電源分散供電方案；對于機房較小、設備類型少的機房仍沿用集中供電方案。

2.4.2 通信電源配置

匯聚機房的供電類型主要為直流-48 V，根據專業劃分的機房等級、機房面積的不同，電源的配置應有所區別。機房開關電源要綜合考慮設備對電源端子及容量的需求。

重要匯聚機房應根據業務網絡需要配置電源系統，針對核心網、數據承載網、內容源網絡部署需求，可相應部署高壓直流與市電直供；針對傳送網、無線網等網絡需求配置分立式開關電源，開關電源系統容量建議不低于為-48 V/2 000 A，直流屏按中遠期容量配置，整流模塊采用N+1冗余方式配置，其中N為主用整流模塊數量，配置1塊備用整流模塊。

普通匯聚機房及業務匯聚機房可選用組合式開關電源，電源系統容量建議不低于-48 V/600 A，選擇滿配系統。具備二次下電功能，延長傳送網設備后備時長。

其他安裝條件較差的匯聚機房還可采用一體化開關電源200～600 A、柜內嵌入式電源50～200 A。建議對于一體化開關電源以及柜內嵌入式電源可配置自管理模塊，可即時對供電進行自我管理。

通過項目建設、精確化管理等措施提高供電能力，建議對重要匯聚機房建立配套能力更精確的監控管理模塊，提升現有電源供電效能。

2.4.3 蓄電池配置

根據運營商集團配置新要求，新建普通匯聚機房、業務匯聚機房全部采用磷酸鐵鋰電池作為后備電池；新建重要匯聚機房宜采用磷酸鐵鋰電池作為后備電池。

后期建議根據不同業務細化蓄電池保障時間；通過在開關電源設置不同負荷控制或者采用多套小型開關電源為不同業務供電。

2.5 機房空調解決方案

空調系統按照“滿足環境指標、重點解決散熱、推廣節能技術、保證運行穩定”的原則配置。圍繞通信主設備及電源設備工作環境指標，主要解決散熱需求，個別季節性高濕地區兼顧除濕。因地制宜采用節能新技術，合理選型、科學設計，確保機房運行穩定。

綜合考慮所在區域、設備類型、設備功耗等多種因素，因地制宜采取不同解決方案。對于新建重要匯聚機房，位于有冷凍水中央空調的自建機房樓時，應采用冷凍水型機房專用空調或新型空調末端。獨立建設時，面積較大的機房采用風冷型機房專用空調，面積較小的機房可采用小型風冷型精密空調。對于新建普通匯聚機房，位于有冷凍水中央空調的自建機房樓時，應采用冷凍水型機房專用空調或新型空調末端；獨立建設時，采用基站空調或小型風冷型精密空調。對于新建業務匯聚機房，一般采用基站空調或小型風冷型精密空調。當存量匯聚機房空調系統更新改造時，在條件允許情況下，參照新建匯聚機房要求建設空調系統；如果安裝等條件受限，可因地制宜采用小型風冷型精密空調等。

空調系統一般采用N+1配置方式。機房內應做好氣流組織，合理布局，盡可能做到冷熱分區。對于機房內主設備可能存在局部熱點的情況，在層高允許情況下，可采用地板下送風、風管上送風、列間空調、熱管背板及頂置空調等精確制冷方式?？照{冷凝水宜采用有組織排放，并做好保溫措施?？照{室外機宜擺放在通風良好、建筑物北側或避免太陽直射區域，須安裝牢固可靠、方便維修且設防盜措施。如果設置在居民區，需充分考慮噪音影響，采取加裝隔音板、室外機遠離居民休息區等消音隔噪措施。

可根據室外氣候條件，因地制宜開展自然冷源技術應用，推動匯聚機房節能降耗?？照{必須具備斷電恢復自啟動功能，并可靠接入動環監控系統。

2.6 匯聚機房維護建議

第一，摸清家底。理清目前匯聚機房的機房能力、供電能力、各專業使用情況。第二，分級分類管理。結合機房重要性進行分級、對維護提出差異化要求[1]。第三，建議加強最末端數量較大的匯聚機房的自管理功能，實現電源配套自我管理，減小代維人員誤操作以及技術水平導致的設備運行風險。

3 結 論

本文主要分析了通信運營商匯聚機房電源及配套建設現狀，闡述了匯聚機房建設改造思路。