通信運(yùn)營(yíng)商匯聚機(jī)房電源及配套建設(shè)分析及建議

周 丹

（中通服咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

1 匯聚機(jī)房現(xiàn)狀分析

1.1 供電容量不足

目前，部分匯聚機(jī)房存在供電側(cè)容量不足的情況，影響機(jī)房的業(yè)務(wù)發(fā)展。例如，現(xiàn)有市電及油機(jī)容量不足；低壓配電柜老化，且其性能不滿足機(jī)房保護(hù)要求，容量和配電端口不足。

1.2 機(jī)房?jī)?nèi)供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)混亂

機(jī)房交流配電結(jié)構(gòu)混亂，表現(xiàn)為設(shè)備用電與空調(diào)用電未分離。機(jī)房?jī)?nèi)直流配電結(jié)構(gòu)混亂，存在同一套電源混接不同類型設(shè)備的情況。此外，供電含油機(jī)生產(chǎn)用電和辦公用電沒(méi)有分離；油機(jī)房安全管理問(wèn)題嚴(yán)重。

1.3 機(jī)房?jī)?nèi)開(kāi)關(guān)電源供電能力不足

現(xiàn)有機(jī)房開(kāi)關(guān)電源負(fù)荷較高，不能滿足新增負(fù)荷需求；尤其是蓄電池后備時(shí)間較短，在停電時(shí)部分站點(diǎn)無(wú)法保證4 h后備時(shí)間。

1.4 機(jī)房?jī)?nèi)承重、層高等基礎(chǔ)條件差

由于前期機(jī)房規(guī)劃面積較小，機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備較多，可使用面積小，使得機(jī)房整體凌亂、擁擠。同時(shí)，機(jī)房承重、層高等基礎(chǔ)建筑條件差。

2 匯聚機(jī)房建設(shè)改造思路

2.1 梳理匯聚機(jī)房?jī)?nèi)各類負(fù)荷需求

數(shù)據(jù)網(wǎng)新增設(shè)備需求為各匯聚機(jī)房新增或者擴(kuò)容接入網(wǎng)關(guān)設(shè)備及交換機(jī)等。傳輸網(wǎng)新增設(shè)備需求為目前的骨干層、匯聚層以及延伸層新增傳輸設(shè)備等。對(duì)于5G新增設(shè)備需求，考慮到移動(dòng)即將部署5G網(wǎng)絡(luò)，相關(guān)匯聚機(jī)房應(yīng)提前建設(shè)配套能力。關(guān)于網(wǎng)絡(luò)部整改優(yōu)化需求，經(jīng)過(guò)梳理，現(xiàn)有匯聚機(jī)房中還存在較多站點(diǎn)供電能力不滿足維護(hù)需求，需進(jìn)行優(yōu)化改造。結(jié)合各類設(shè)備需求，建議細(xì)化明確不同業(yè)務(wù)不同站點(diǎn)供電保障時(shí)間。

2.2 機(jī)房規(guī)劃設(shè)計(jì)方案

2.2.1 新建機(jī)房

規(guī)劃好機(jī)房整體定位，考慮各類業(yè)務(wù)相關(guān)的需求，進(jìn)行分區(qū)分模塊建設(shè)。

2.2.2 現(xiàn)有機(jī)房改造

（1）機(jī)房剩余空間較大。如果剩余空間較大，對(duì)新增設(shè)備進(jìn)行合理規(guī)劃；建議采用分散供電原則保障。

（2）機(jī)房剩余空間較小（可改造）。梳理現(xiàn)有設(shè)備裝機(jī)情況，對(duì)現(xiàn)有設(shè)備、現(xiàn)有電源進(jìn)行評(píng)估，建議可結(jié)合機(jī)房實(shí)際運(yùn)行情況對(duì)機(jī)房進(jìn)行合理騰退，釋放裝機(jī)能力。

（3）機(jī)房剩余空間極小（無(wú)法改造）。不易改造的老舊機(jī)房在業(yè)務(wù)規(guī)劃時(shí)，避免進(jìn)行擴(kuò)容建設(shè)。

2.3 交流供電側(cè)解決方案

2.3.1 交流供電總?cè)萘繙y(cè)算

建議協(xié)同多業(yè)務(wù)部門共同確認(rèn)后期發(fā)展能力，提前預(yù)留好供電容量。交流用電類型和設(shè)備負(fù)荷如表1所示，其中市電合計(jì)容量為22～38 kW。

表1 交流用電類型和設(shè)備負(fù)荷

2.3.2 梳理交流供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

首先，交流設(shè)備用電、空調(diào)用電及其他用電隔離。其次，建設(shè)匯聚機(jī)房智能電表，有效統(tǒng)計(jì)匯聚機(jī)房的用電情況。最后，匯聚機(jī)房?jī)?nèi)的各類設(shè)備耗電量應(yīng)從站內(nèi)交流配電箱（屏）內(nèi)采集。若站內(nèi)現(xiàn)有交流用電設(shè)備沒(méi)有統(tǒng)一從交流配電箱（屏）內(nèi)取電，應(yīng)進(jìn)行改造，使所有設(shè)備交流用電必須從交流配電箱（屏）內(nèi)取電。若機(jī)房?jī)?nèi)有多個(gè)交流配電箱（屏），應(yīng)分開(kāi)計(jì)量，各類耗電量對(duì)應(yīng)相加。

圖1為（匯聚機(jī)房）智能能耗采集點(diǎn)設(shè)置示意圖。

圖1 匯聚機(jī)房智能能耗采集點(diǎn)設(shè)置示意圖

2.3.3 油機(jī)供電思路

油機(jī)問(wèn)題是匯聚機(jī)房較為突出、情況較為復(fù)雜的問(wèn)題，解決思路如下。

（1）為降本增效，目前運(yùn)營(yíng)商均不對(duì)匯聚機(jī)房配置固定油機(jī)，并且匯聚機(jī)房土建安裝條件較差。建議采用固定油機(jī)，車載式、移動(dòng)油機(jī)，或者快速直流充電的方案等差異化方案；各匯聚機(jī)房站點(diǎn)均應(yīng)配置油機(jī)接口箱。

（2）新建匯聚機(jī)房位于地下室、一層商鋪，且離公路或停車場(chǎng)50 m以內(nèi)時(shí)，油機(jī)接口箱可安裝在匯聚機(jī)房?jī)?nèi)；新建匯聚機(jī)房不在地下室或一層商鋪時(shí)，油機(jī)接口箱可安裝在室外，離公路或停車場(chǎng)較近的地方。考慮到安全因素和維護(hù)便利，油機(jī)接口箱建議離地2 000 mm。

（3）對(duì)于重要自有縣機(jī)房配置固定油機(jī)；對(duì)于租用匯聚機(jī)房可靈活采用車載式、移動(dòng)油機(jī)；對(duì)于發(fā)電困難地區(qū)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(jī)房?jī)?nèi)供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化

做好分類型分級(jí)供電結(jié)構(gòu)模型。建議對(duì)于用電類型較多，面積較大，重要級(jí)別較高的自有匯聚機(jī)房采用多套電源分散供電方案；對(duì)于機(jī)房較小、設(shè)備類型少的機(jī)房仍沿用集中供電方案。

2.4.2 通信電源配置

匯聚機(jī)房的供電類型主要為直流-48 V，根據(jù)專業(yè)劃分的機(jī)房等級(jí)、機(jī)房面積的不同，電源的配置應(yīng)有所區(qū)別。機(jī)房開(kāi)關(guān)電源要綜合考慮設(shè)備對(duì)電源端子及容量的需求。

重要匯聚機(jī)房應(yīng)根據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)需要配置電源系統(tǒng)，針對(duì)核心網(wǎng)、數(shù)據(jù)承載網(wǎng)、內(nèi)容源網(wǎng)絡(luò)部署需求，可相應(yīng)部署高壓直流與市電直供；針對(duì)傳送網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)需求配置分立式開(kāi)關(guān)電源，開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)容量建議不低于為-48 V/2 000 A，直流屏按中遠(yuǎn)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(shù)量，配置1塊備用整流模塊。

普通匯聚機(jī)房及業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房可選用組合式開(kāi)關(guān)電源，電源系統(tǒng)容量建議不低于-48 V/600 A，選擇滿配系統(tǒng)。具備二次下電功能，延長(zhǎng)傳送網(wǎng)設(shè)備后備時(shí)長(zhǎng)。

其他安裝條件較差的匯聚機(jī)房還可采用一體化開(kāi)關(guān)電源200～600 A、柜內(nèi)嵌入式電源50～200 A。建議對(duì)于一體化開(kāi)關(guān)電源以及柜內(nèi)嵌入式電源可配置自管理模塊，可即時(shí)對(duì)供電進(jìn)行自我管理。

通過(guò)項(xiàng)目建設(shè)、精確化管理等措施提高供電能力，建議對(duì)重要匯聚機(jī)房建立配套能力更精確的監(jiān)控管理模塊，提升現(xiàn)有電源供電效能。

2.4.3 蓄電池配置

根據(jù)運(yùn)營(yíng)商集團(tuán)配置新要求，新建普通匯聚機(jī)房、業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房全部采用磷酸鐵鋰電池作為后備電池；新建重要匯聚機(jī)房宜采用磷酸鐵鋰電池作為后備電池。

后期建議根據(jù)不同業(yè)務(wù)細(xì)化蓄電池保障時(shí)間；通過(guò)在開(kāi)關(guān)電源設(shè)置不同負(fù)荷控制或者采用多套小型開(kāi)關(guān)電源為不同業(yè)務(wù)供電。

2.5 機(jī)房空調(diào)解決方案

空調(diào)系統(tǒng)按照“滿足環(huán)境指標(biāo)、重點(diǎn)解決散熱、推廣節(jié)能技術(shù)、保證運(yùn)行穩(wěn)定”的原則配置。圍繞通信主設(shè)備及電源設(shè)備工作環(huán)境指標(biāo)，主要解決散熱需求，個(gè)別季節(jié)性高濕地區(qū)兼顧除濕。因地制宜采用節(jié)能新技術(shù)，合理選型、科學(xué)設(shè)計(jì)，確保機(jī)房運(yùn)行穩(wěn)定。

綜合考慮所在區(qū)域、設(shè)備類型、設(shè)備功耗等多種因素，因地制宜采取不同解決方案。對(duì)于新建重要匯聚機(jī)房，位于有冷凍水中央空調(diào)的自建機(jī)房樓時(shí)，應(yīng)采用冷凍水型機(jī)房專用空調(diào)或新型空調(diào)末端。獨(dú)立建設(shè)時(shí)，面積較大的機(jī)房采用風(fēng)冷型機(jī)房專用空調(diào)，面積較小的機(jī)房可采用小型風(fēng)冷型精密空調(diào)。對(duì)于新建普通匯聚機(jī)房，位于有冷凍水中央空調(diào)的自建機(jī)房樓時(shí)，應(yīng)采用冷凍水型機(jī)房專用空調(diào)或新型空調(diào)末端；獨(dú)立建設(shè)時(shí)，采用基站空調(diào)或小型風(fēng)冷型精密空調(diào)。對(duì)于新建業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房，一般采用基站空調(diào)或小型風(fēng)冷型精密空調(diào)。當(dāng)存量匯聚機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)更新改造時(shí)，在條件允許情況下，參照新建匯聚機(jī)房要求建設(shè)空調(diào)系統(tǒng)；如果安裝等條件受限，可因地制宜采用小型風(fēng)冷型精密空調(diào)等。

空調(diào)系統(tǒng)一般采用N+1配置方式。機(jī)房?jī)?nèi)應(yīng)做好氣流組織，合理布局，盡可能做到冷熱分區(qū)。對(duì)于機(jī)房?jī)?nèi)主設(shè)備可能存在局部熱點(diǎn)的情況，在層高允許情況下，可采用地板下送風(fēng)、風(fēng)管上送風(fēng)、列間空調(diào)、熱管背板及頂置空調(diào)等精確制冷方式。空調(diào)冷凝水宜采用有組織排放，并做好保溫措施。空調(diào)室外機(jī)宜擺放在通風(fēng)良好、建筑物北側(cè)或避免太陽(yáng)直射區(qū)域，須安裝牢固可靠、方便維修且設(shè)防盜措施。如果設(shè)置在居民區(qū)，需充分考慮噪音影響，采取加裝隔音板、室外機(jī)遠(yuǎn)離居民休息區(qū)等消音隔噪措施。

可根據(jù)室外氣候條件，因地制宜開(kāi)展自然冷源技術(shù)應(yīng)用，推動(dòng)匯聚機(jī)房節(jié)能降耗。空調(diào)必須具備斷電恢復(fù)自啟動(dòng)功能，并可靠接入動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)。

2.6 匯聚機(jī)房維護(hù)建議

第一，摸清家底。理清目前匯聚機(jī)房的機(jī)房能力、供電能力、各專業(yè)使用情況。第二，分級(jí)分類管理。結(jié)合機(jī)房重要性進(jìn)行分級(jí)、對(duì)維護(hù)提出差異化要求[1]。第三，建議加強(qiáng)最末端數(shù)量較大的匯聚機(jī)房的自管理功能，實(shí)現(xiàn)電源配套自我管理，減小代維人員誤操作以及技術(shù)水平導(dǎo)致的設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

3 結(jié) 論

本文主要分析了通信運(yùn)營(yíng)商匯聚機(jī)房電源及配套建設(shè)現(xiàn)狀，闡述了匯聚機(jī)房建設(shè)改造思路。