5G通信機房建設方案探討

周思思

（中國移動通信集團設計院有限公司湖南分公司，湖南 長沙 410000）

1 5G通信機房建設的基本原則

5G網絡主要包括AAU、DU以及CU等部分，隨著AAU數量不斷增加以及DU池化應用量的提升，5G的基站數量得到了迅猛增長，網絡復雜性越來越高，對于傳輸帶寬提出了更高要求。通信機房是終端業務接入的門戶，為了確保5G網絡快速、穩定、智能的特點。5G通信機房建設需要遵照如下基本原則。

1.1 具有較高的安全性和可靠性

通信機房一定要保證為客戶提供連續性服務，所以要確保機房的安全性和可靠性。在機房建設時要盡可能降低單點故障率，也要減少單點故障對于整個系統的影響。同時，也要確保機房內原有電源系統(含備電)、空調散熱系統、監控系統具有充足的余量，從而確保機房的可靠性。

1.2 具有可擴展性

5G通信網絡要滿足移動數據快速增加以及大量設備連接的需要，因此在5G通信機房建設過程中一定要充分考量到這些數據以及設備的需求，確保整個系統具有較好的擴展性，特別是機房的空調、配電開關以及配電柜等一定具有較好擴展性[1]。

1.3 便于管理維護

由于5G通信機房中存在大量設備，復雜性較高，所以機房的管理會越發復雜。因此在通信機房建設過程中一定要制定出較為完善的機房管理以及監控系統，對于機房的運行情況進行實時監控并記錄，一旦出現故障就可以快速定位，以便機房管理人員能夠及時對其維護。

2 5G通信機房建設方案探討

2.1 機房的選址方案

現階段，各個運營商都在積極加強對于5G網絡的全業務支撐，大力開展點線面相融合的三位一體接入模式，同時建立起了以分纖點機房為中心輻射周邊客戶的業務接入模式。在進行5G通信機房建設過程中，要以區域性網格化為出發點，按照“適用、安全、經濟”的基本原則進行統籌規劃，保證建設目標和業務開展相一致。同時也要結合機房的建設目的，原有內部網絡分成以下四大功能，如圖1所示。

圖1 重點機房的邏輯架構圖

5G通信機房建設過程中要最大程度利用已有機房進行改造，在新建機房時選址也要以租用為主，以自建或者購買為輔，一定要確保機房所在區域具有非常豐富的管線資源，以便業務能夠有效接入以及便于后續的擴容。

2.2 土建承重方案

第一，機房土建室內地面施工方案分析。機房的地面要確保穩定性和平整性，要遵照如下的順序進行施工：通過素土進行夯實—通過300 mm厚3:7的灰土進行夯實—通過100 mm厚的C15混凝土進行抹平—涂刷1.2 mm厚的聚氨酯防水涂料，為了確保防水有效性可以涂刷3遍，并且撒砂一層粘牢—通過20 mm厚1:2干水泥砂漿進行找平并壓光—鋪設800 mm×800 mm的白色地磚。

第二，進行槽鋼支架的焊接。一般情況下可以采用普通的16號熱軋槽鋼（GB707-88）進行焊接，采取雙面圍焊的方式來進行焊接（要保證焊縫高度在5 mm以上）。正式施工前一定要確定好承重梁所在位置，要控制誤差≤10 mm，施工之后要按照原有方式進行屋面的防水以及保溫施工。

第三，機房中的不同控制回路（包括照明、插座、空調配電等）要采取不同的回路進行供電。不同回路所采用的電纜型號如表1所示。

表1 機房不同回路所用電纜型號

需要注意的是，所有的回路都要穿好JDG管進行明敷。另外，插座回路當中要設置電流斷路器進行安全保護，要確保其切斷回路故障的時間在0.1 s以內。要確保預留的插座避開設備，此種插座只能用在設備維修方面，不能將其接入到運營設備當中。機房中所用的燈具要采取一類燈具，并且要保證可導電部分一定要可靠接地。

第四，機房的接地可以采取基礎接地網+室外人工接地裝置的方式，其中基礎接地網主要通過機房構造柱、地圈梁中的兩根通長主筋焊接以及綁扎而成。而接地測試端子主要通過室外人工接地裝置引出，一般情況下距離室內的地坪在0.5 m左右。對于新建機房來說，為了確保有效的接地可以形成由工作地、保護地以及防雷地所形成的聯合接地網。可以通過總等電位聯結的方式使得機房內部干線、設備進線以及建筑物金屬構件進行有效聯結，可以通過40×4熱鍍鋅扁鋼進行等電位聯結[2-3]。

2.3 機房的電源配置方案

第一，開關電源配置方案分析。所謂的開關電源主要就是指可以為機房直流設備供電的相應設備，其可以為無線DU、有線OLT、監控系統、NFVI基礎設施以及后備電源系統提供服務，而整流模塊電源主要就是將基站交流電轉變成為直流電。為了能夠保證通信機房內部供電的穩定性以及可靠性，要對機房內部開關電源整流模塊進行冗余配置，要確保其容量達到n+1（n≥2）。一般情況下開關電源的容量可以按照如下公式進行配置，具體為：

其中，R表示開關電源容量，單位為A；P表示機房直流設備工作功率，單位為W；Q表示后備電源組總容量，單位為Ah；η表示容量系數，一般設定為0.95。

從現階段來看，市場上較為常用的開關電源型號較多，從120 A到1 000 A不等。隨著5G時代基站密度不斷增加，機房的類型以及數量都在增加，所以需要按照機房所服務區域的總功耗來選定針對性的開關電源方案。

第二，后備電源配置方案分析。隨著技術的快速發展，傳統鉛酸蓄電池已經不適應現代社會需要，逐漸被鐵鋰梯次電池所取代。此種電池的穩定性更強、可靠性更高，并且可以循環使用；同樣容量的電池其體積更小，能夠進行快速充電，可以為后續機房的優化以及多業務的實施提供基礎性支撐。為了能夠確保后備電源得到有效應用，需要在不同類型以及不同時期的電池之間設置電池共用管理器。正是由于梯次電池具有上述這些優勢，所以在5G通信機房建設中可以得到更加廣泛的應用。一般情況下梯次電池容量可以參照如下公式進行計算：

其中，Q表示電池容量，單位為Ah；K表示安全系數，一般設定為1.25；P1表示一次側通信設備工作功率，單位為W；P2表示二次側通信設備工作功率，單位為W；T1表示一次下電側設備備電總時長，單位為h；T2表示二次下電側設備備電總時長，單位為h；T3表示削峰填谷時長，單位為h；a表示溫度調整系數，寒冷區域一般設定為1.25，其他地區設定為1。

第三，交流配電箱配置方案分析。交流配電箱屬于機房引入市電的接口，主要用于空調、照明等系統的供電。交流配電箱容量配置時要充分考量到長期負荷情況，要確保輸入開關容量和外電引入容量相匹配，目前較為常用的交流配電箱容量型號從25 A到160 A不等。對于新建機房來說，在交流配電箱的輸出開關中要配置有微型的斷路器，主要用于開關電源、空調、機房墻面插座以及照明等設備的接入，同時要在保護交流配電箱輸入總開關之前配置浪涌保護器以及對應的開關[3]。

2.4 空調配置方案分析

通信機房中存在大量功耗較大的設備，長期運行會引發機房溫度上升，從而影響到內部通信設備的正常運行，因此要設置空調散熱系統。在確定空調冷量時要考慮設備負荷、機房結構等因素，要按照基站冷量來確定空調規格，一般負荷按照如下公式計算：

其中，P表示設備的功耗，單位為kW；S表示機房的面積，單位為m2。

3 結 論

5G網絡已經有了快速發展，5G通信機房對于確保網絡的穩定、可靠具有非常重要的作用。本文主要探討了5G通信機房的建設方案，從選址、土建、電源配置等方面進行了分析，能夠對5G通信機房建設提供一定參考和幫助。