0引言
某地市运营商在2G到4G时代采取的是D-RAN（分布式无线接入网）技术搭建无线侧网络，内同时存在2G、3G和4G BBU（基带处理单元）无线设备及其传输配套等设备。而随着5G（第五代移动通信技术）时代的来临，集团客户和家庭宽带业务向高质量视频流方向发展，如4K视频、VR（虚拟现实）、AR（增强现实）等。互联网+、大数据、云计算、5G和物联网等业务也对传输网提出重大挑战，业务的发展要求传输网向“大带宽、低时延”的方向演进。低时延要求运营商网络架构向C-RAN（基于云计算的无线接入网构架）技术方向发展，对传输接入机房C-RAN集中部署BBU池有硬性指标，提出空间、动力、制冷等方面的需求。接入机房资源瓶颈见表1。 因此，在有限的传输接入机房规模内，尽可能的实现5GC-RAN的快速和规模接入，满足业务发展需要和网络平滑演进。如何在空间和外电不进行扩容的情况下，有效提升机房内单位装机面积，合理规划和使用机房现有资源显得尤其重要。
15GC-RAN规模与接入机房资源匹配度分析
5G时代来临，国内三大运营商计划开通60万个5G，某地市运营商计划建设2万个5G，2020年采取D-RAN与C-RAN相结合的模式进行建设。5G时代初期D-RAN与C-RAN模式并存如图1所示。三年内实现70%的机房采取C-RAN 技术模式建设，约1.4万个，后续逐年提升C-RAN 技术模式占比，
最终实现100%。
该运营商现有接入机房规模约1000个，未来三年内平均每个接入机房需接入近15个5G，而受制于接入机房市电容量，每个接入机房仅能满足5~10台BBU集中部署，总体量无法满足未来三年的1.4万个5GC-RAN建设需求。故该运营商采取利旧+新建的双轮驱动、二者结合的方式来满足业务发展需求。
本文重点介绍通过C-RAN集中部署BBU能力提升，最大化接入机房装机能力，有效降低5G功耗。
基于C-RAN集中部署BBU池能力提升研究
李鸿
（福建省邮电规划设计院有限公司，福建省福州市350001）
摘要针对某地市运营商传输接入机房资源瓶颈的问题，从提升装机能力、有效节能、
降本增效等多个方面，对传统建设方案和C-RAN（基于云计算的无线接入网构架）智能柜 方案进行对比分析。在同等外电容量的前提下，比较结果认为C-RAN智能柜方案在多方
面具有较大优势。在C-RAN模式下集中部署BBU（基带处理单元）池，有效加快5G建设
进度和投产时间，抢占市场高地，实现未来可持续的业务和利润增长。
关键词C-RAN（基于云计算的无线接入网构架）智能柜；BBU（基带处理单元）池；节
能；降本增效
表1接入机房资源瓶颈
机房类别子项资源刚需资源瓶颈
接入机房空间√
早期选址机房面积小，空间利
用率高
动力√市电容量小，扩容难度大
制冷√
空调使用年限较长，制冷效果
差，存在局部热点问题
表2传输接入机房在用设备功耗统计
设备情况型号规格单机架尺寸
/mm
单设
备功耗
/kW
数量设备总功耗/kW
直流主设
备传输设备
PTN(分组传送网)/
SPN(切片分组网)
小容量架式600×3000.711 OLT（光线路终端）小容量架式600×3000.511无线设备2G/4G BBU典型配置600×6000.521
其他功耗设备
空调舒适性空调3P- 2.22+1 4.4蓄电池铅酸电池2×500Ah- 2.41 2.4照明照明--0.710.7告警信号柜--600×6000.310.3合计（已使用市电容量，汇总所有电源需求后，再考虑外电转换率85%）10.8图15G
时代初期D-RAN与C-RAN模式并存
在5G时代初期，该运营商采取CU（集中单元）+DU（分布单元）合设（下称组合式BBU）的方式进行建设。一台组合式BBU设备具备2G、4G和5G 模块，可同时满足三种网络制式的业务开通。随着设备集成度越来越高，单台组合式BBU设备满负荷功耗近1.5kW。而受制于空间、动力和制冷等瓶颈限制，接入机房需在一个高2000mm的标准综合柜内安装5~10台组合式BBU，此综合柜的功耗将达到7.5~15kW，对机房空间、动力、制冷提出严重的挑战。这需要引入C-RAN智能柜新技术解决这一系列问题。
2柜新技术挖掘机房潜力
1）传输接入机房资源及设备现状
现有传输接入机房主要为2G~4G网络制式增设的主设备，现有开关电源及蓄电池组容量满足当前的需求，市电容量满足现有设备运行，但不足以支撑更多的BBU设备集中。为解决机房BBU池的集中部署，需要采取市电容量提升方案或者采用一种高效节能的一体化方案。
如果采用市电容量提升的方案，则会面临市电扩容方案周期过长、扩容困难且成本过高的问题。引入C-RAN智能柜，可以在外电不进行扩容的情况下，通过节能，提高单位面积的装机能力和快速接入能力。传输接入机房在用设备功耗统计见表2。
2）C-RAN智能柜特点
a）针对多BBU堆叠安装场景，气流遏制模块可以起到规避主设备冷热风互窜的作用，支持各种风
道设备混装，整合不同类型的风道散热。
b）机柜级空调热循环交换，贴近热源近端精确送风制冷，传感器、变频空调、监控逻辑智能判断控制，匹配热负荷算法，按需制冷。
c）机柜深度可较为匹配现有机房装机要求，不影响通道维护空间。
d）冷热通道互相隔离，机柜内部制冷，不影响外部温度。
射频标签e）内置电源模块，BBU可横平、竖直安装，竖直安装制冷效果更佳。
f）PUE（电源使用效率）值大大降低，解决局部热点，同规模下有效节能。
g）可满足5套组合式BBU或10台独立式BBU的装机及制冷需求，5套组合式BBU等效5个2G、5个4G、5个5G BBU单元，也可以换成非标准组合子架，可任意装BBU单元，功耗小于或等于标准子架。
h）单套组合式BBU可节省0.75kW的制冷量。
3）普通3匹空调与机柜级空调节能对比
C-RAN智能柜方案中集成的机柜级空调采用机柜内部制冷，与传统方案中使用的普通3匹空调空间制冷对比，实测机柜内运行温度由45℃下降为30℃。在有效节能的同时，每组BBU一年的电费由传统方案的一年2.36万元下降为一年1.7万元。C-RAN智能柜方案相对于传统方案每组BBU一年节约费用在0.66万元。单台组合式BBU年度节能及电费分析对比见表3。
需要说明的是，本期方案的PUE值1.3是机房长期实测的真实数据。原有BBU集装架，一般机房PUE值在2.0~3.0之间，考虑所处地区全年气候温度，取值1.8。因地区和高低峰时间电费有差异，表中按1元/度电计算。
4）传统方案与智能柜方案建设对比
现网机房在不扩容20kW外电容量的前提下（生命周期以5年考虑）进行对比，分析如下。
传统方案：最大装机4组BBU单元，新增空调等投资约为2万元。其它1组单元3个5G需求建设D-RAN SPN（切片分组网）设备，投资约7.5万元。增加BBU综合机架2个投资约0.6万元（考虑局部过热问题）。为方便对比，电费按5组BBU计算，BBU在普通空调制冷的条件下，PUE值较高，电费为5
9万元（5组×2.36万元/组×5年），5年累计投入69.1万元。
C-RAN智能柜方案：增加C-RAN智能柜1个和空调投资为6万元，最大装机5组BBU单元，比传统方案提升1组BBU的集中度。在C-RAN智能柜内，PUE值降低，5组BBU电费为42.5万元（5组×1.7万元/组×5年），5年累计投入48.5万元。
二者对比，C-RAN智能柜方案比传统方案5年共计节省20.3万元。传统方案与C-RAN智能柜方案建设对比见表4。
另外，在实现BBU池更高集中度的同时，C-RAN智能柜方案初期投入更少，并且随着投产时间越久，二者投入费用差异越大，C-RAN智能柜方案经济收益越高。吹管消声器
上述数据对比可以得出采取C-RAN智能柜方案有以下优越性。
a）同等条件下BBU集中度更高。
b）智能内部制冷，不影响机房环境温度，解决热点问题。
c）PUE值更优，有效节能，降本增效。
3
上文详细介绍了引进C-RAN智能柜新技术的特点和方案优越性。接入机房由原来可承载的4组BBU提升至5组BBU，每个接入机房提升1组BBU，可视为每4个接入机房提升量约等效于1个接入机房的承载规模。
表3单台组合式BBU年度节能及电费分析对比
方案类型运行温度
辟谷丹
/℃
BBU功耗
/kW/组
机柜能耗
/kW
PUE值
整体能耗
/kW
主设备日耗
电量/kW/h
整机日耗电
量/kW/h
整机年耗电
量/kW/h
年电费
/万元
C-RAN智能柜30 1.50.45 1.3 1.953646.817082 1.7原有BBU机柜45 1.5 1.2 1.8 2.73664.823652 2.36
表4传统方案与C-RAN智能柜方案建设对比
项目子项传统方案C-RAN智能
柜方案
说明
BBU安装数量/组BBU数量45组合式BBU每组等同于3台BBU
设备费用/万元C-RAN集中度7.5-组合式BBU集中多1组BBU或3台5GC-RAN需求，可节省1~3台SPN设备的费用
机架成本/万元机架成本0.65设备投资，传统方案需要增加一台综合柜为0.3万元，内部为空；智能柜方案包含机架，导风设备，应急通风，空调，监控，配电分配单元，以5万元计算
天然气裂解制氢空调成本/万元3P空调21智能柜配置了制冷量为8kW的空调，可减少1台空调的费用初期投入/万元-9.86初期（第一年）硬性投入
电费/万元电费5942.5两种方案电费差，5组BBU5年的电费，其中组合式BBU每组每年节省0.66万元，以传统方案数量为基准，预计每组可节省3.3万元/年
累计投入/万元-68.848.55年累计投入（含初期投入、5年电费及5年租金）回收周期年0.61智能柜方案初期投入/现网建设方案初期投入投入节省/万元20.65年机房周期投入节省
该运营商1000个在网接入机房总提升量等效于250个接入机房的承载规模，可节约这250个接入机房的租金、配套建设、传输主设备、管道、光缆及后期维护等费用的投入。
以传输接入机房生命周期为5年进行测算，单个接入机房从租金、前期配套、直流动力、传输主设备、管道和光缆等费用类型进行差异性估算，单机房投资约89.5万元，等效的250个接入机房可节约总投资约2.2亿元。对于该运营商来说，此部分节约的投资可用于丰富网络基础资源或目标架构网的搭建，使已投产的资金利用最大化，降本增效。
以5年生命周期进行测算，其中包含前期配套、直流动力、传输主设备、管道和光缆等前期一次性投入，以及租金持续性投入，5年共计节约22375万元。C-RAN智能柜同规模5年周期节约投资估算见表5。
新建出入局管道红线内连接至外部管道，出入局管道要求双路由，0.5km/路由表示每个路由按0.5 km新建管道长度估算。机房设备组网破环插点需新建联络光缆，双上联需按两个方向进行建设，
表5C-RAN智能柜同规模5年周期节约投资估算表
接入机房费用类型单价/万元备注机房规模/个节约总投资/万元
租金408万元/年，按5年可节约投资估算
25010000
前期配套15含装修、市电引入、走线架等，一次性投入3750直流动力10含开关电源、蓄电池等，一次性投入2500传输主设备 2.5传输接入层100G主设备625管道15新建出入局双路由，0.5km/路由3750光缆7纳入现网光缆环割接，1km/方向1750合计89.522375
1km/方向表示每方向按1km光缆长度估算。
4
为保障新技术、新产品的时效性和产出比，主要从“快、省、稳、准”四大维度来保证BBU集中度提升的方向。
1）“快”
“紧跟政策、抓住时机”，紧跟国家和当地政府对5G建设的各类政策，抓住时机，引入C-RAN智能柜加快5GC-RAN建设进度和规模。
2）“省”
“省制冷、省外电、省投资”，通过上述方案对比结果，最大化提升接入机房BBU池集中度。
3）“稳”
分析现有机房稳定性和物业产权，保证新技术、新产品投入的稳定。
4）“准”
“业务需求、精准投资”，紧密契合5G建设业务需求，保证投资精准度，最大化投资利用。
5
作为沟通业务接入及汇聚节点的节点枢纽，传输接入机房的建设及部署直接关系到网络整体的可持续发展能力，属于战略性基础资源。应在满足近期需求的同时，有重点有节奏地适度开展传输接入机房资源储备建设，保证网络长期稳定发展。
机房规划除了满足近期设备安装的需求，也要考虑满足中远期的发展规划。如何有效使用传输机房空间资源，最大限度发挥机房内配套设施的可承载性，应该是规划、设计人员在工程建设中需要不断思考、改进、总结和归纳的重点。
参考文献
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led闪光灯李鸿（1985—），男，工程师，主要从事通信传输规划、设计、支撑工作。
收稿日期：2020-10-19
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（上接第19页）
查看训练节点的分布及训练热度等。管理员还可以通过资源管理界面查看资源具体使用情况，并且可以对一般用户启动的资源进行强制销毁操作。
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现阶段人工智能的先进性在多个行业领域中已有所呈现，人工智能训练在处理专项特定任务的过程中展现出明显优势。本人工智能训练平台结合实际应用场景并匹配相应的配置策略，可以极大提高人工智能的精准度和效率。
参考文献
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5倪云霞，陆冬磊.基于KVM云桌面平台虚拟化架构的应用研究［J］.计算机产品与流通，2018（6）：144-145.
华程（1984—），男，硕士，工程师，主要从事ICT（信息和通信技术）新兴技术研究及培训方面的工作。
收稿日期：2020-06-11
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