5G通信视域下核心机房的规划策略研究
时间：2023-04-25 11:25:05 来源：千叶帆 本文已影响人
白江伟
（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210000）
第五代移动通信技术（5th Generation Mobile Communication Technology，5G）是具有高速率、低时延以及大连接特点的新一代宽带移动通信技术，5G通信设施是实现人机物互联的网络基础设施。国际电信联盟（International Telecommunication Union，ITU）定义了5G的3大类应用场景，分别是增强移动宽带（enhanced Mobile Broadband，eMBB）、超高可靠低时延通信（ultra Reliable Low Latency Communication，uRLLC）和海量机器类通信（massive Machine Type of Communication，mMTC）。同时ITU定义了5G的8大关键性能指标，其中高速率、低时延、大连接成为5G最突出的特征，用户体验速率达1 Gb/s，时延低至1ms，用户连接能力达100万连接/km2。5G时代，通信设备的在网用户数量将会呈指数形式增长，对电信运营商的硬件供给能力具有相当高的要求。其中核心机房存在的问题是各大电信运营商面临的共同瓶颈，因为电信机房的建设周期较长，需要从选址、投产、建设、验收等全过程进行高精度管控，建设周期通常要超过2年。相较于新建核心机房，通过对核心机房规划策略的优化来提升核心机房利用率、降低电信运营商建设成本具有较高的经济价值和研究意义。
1.1 核心机房等级
核心机房的等级呈金字塔形状，由高至低分别是全网级核心机房、省级核心机房以及本地网核心机房。其中全网级核心机房的物理局址和覆盖范围最高，能够与国内所有的网络相连；
省级核心机房的物理局址和覆盖范围次之，通常以省级地理界线划分；
本地网核心机房的建设基数最高，通常能够覆盖地市范围，具体核心机房等级示意如图1所示[1]。
图1 核心机房等级示意
1.1.1 全网级核心机房
全网级核心机房最主要的作用就是支撑不同的核心机房业务场景，例如核心网、业务支撑网、承载网以及传送网。全网级核心机房能够作为以上业务场景的安装和承载基础，并且能够将网络覆盖、网络通信、设备管理、网络归属等多项功能进行集成，应用性较强、建设难度较高[2]。
1.1.2 省级核心机房
相较于全网级核心机房，省级机房的覆盖范围较小、网络设备承载能力较差，但依旧能够在省级范围内实现地市级别的网络承载和配套资源配置。省级核心机房的局部应用性较强，能够在省级范围内支撑核心网、业务支撑网、承载网以及骨干传送网等机房业务场景[3]。
1.1.3 本地网核心机房
相较于省级核心机房，本地网核心机房更倾向于单一网络通信功能的承接，例如本地骨干传送网、本地传送核心节点、交换及内容分发网络（Content Delivery Network，CDN）等机房功能[4]。
1.2 核心机房业务场景
各大电信运营商建设核心机房的用途各有不同，主要分为4种类型，分别是核心网、业务支撑网、承载网以及传送网。核心网属于核心机房运营的核心场景，其他场景运营均需要核心网运营作为支撑；
业务支撑网主要对接电信运营商的业务内容；
承接网主要应用于数据计算和资源配置；
传送网主要负责数据传输、网络传输等传送功能。不同业务场景的5G网络及其相关配套组网各有不同，具体核心机房业务场景示意如图2所示[5]。
图2 核心机房业务场景示意
1.2.1 核心网
核心网是业务支撑网、承载网和传送网运行的关键，负责不同业务场景和核心机房之间的承载与控制，具有连接通信、资源配置的作用。核心机房在进行核心网组网过程中，需要考量其他业务场景的应用，并建立相应业务场景的对接资源设备，进而发挥核心网承上启下的作用[6]。
1.2.2 业务支撑网
业务支撑网从功能上可以分为业务和支撑2个部分，其中业务部分具备与核心机房内骨干互联网的连接能力，在网络资源配置中具有一定的优先级，能够让电信运营商更加快速地完成业务内容。支撑部分包括网管支撑、业务支撑、管理信息支撑、网宽支撑以及数据库支撑等多个系统，可以根据电信运营商的实际需求进行添加[7]。
1.2.3 承载网
承载网为上层应用提供网际互联协议（Internet Protocol，IP）数据转发能力，包括网管功能、计费功能、管理功能、业务功能以及核心网连接功能等多种电信运营商的内部功能。相较于业务支撑网和传送网，承载网对核心网的需求更高，所以在组网过程中，承载网和核心网的局址应紧密结合，进而保证承载网资源配置能力的充足性和可靠性[8]。
1.2.4 传送网
传送网属于其他业务场景的功能性附属场景，负责数据传输功能。传送机房局址的选择应紧密结合核心网、承载网、数据中心以及国际通信出入口等对局址的要求，及时跟进并做好配套传送设备的部署规划[9]。
2.1 核心网专业场景下的规划策略
上述已经说明核心网对于核心机房运营的重要性，直接影响5G网络的承载力和控制能力。核心网的建设应当以稳定性作为第一规划策略，建设在影响力较大、覆盖范围较广、经济价值较高的位置。另外应当以长远的发展目标进行核心网规划，通过对行业的预测和业务发展的规模，建设出适应性、应用性较强的配套设备，不能被未来云化发展淘汰。具体核心网专业场景规划策略如表1所示[10]。
表1 核心网专业场景规划策略
2.2 业务支撑网专业场景下的规划策略
根据目前的预测分析，5G时代的业务支撑网络势必会与“云”相结合，包括云计算、云储存、云资源池等。业务支撑网的规划策略应在满足当前应用需求的前提下，为后期的云化预留核心机房位置。具体业务支撑网专业场景规划策略如表2所示[11]。
表2 业务支撑网专业场景规划策略
2.3 承载网专业场景下的规划策略
目前承载网已经开始向业务IP、网络功能虚拟化（Network Functions Virtualization，NFV）、软件定义网络（Software Defined Network，SDN）等方向进行转型，对转发带宽的需求越来越高。承载网局址设置应充分考虑需接入系统的集中度和传送资源条件，尽量贴近用户，做好资源预留。具体承载网专业场景规划策略如表3所示[12]。
表3 承载网专业场景规划策略
2.4 传送网专业场景下的规划原则
传送网属于附属网络，在组网建设、选址过程中与其他业务场景耦合使用即可，但需要遵循以下规划原则。
（1）传送网需要使用多路由进出局光缆，并且在设计过程中预留出未来5～10年的增添装机位置。当核心机房整体的装机位置不足时，传送网对装机位置资源的分配具有第一优先权。
（2）通常情况下，核心机房等级越高，建设数量越少。但在设计过程中需要确保成对部署的省际骨干传送设备和省内骨干传送设备分别设置在异局址机房内，避免单点故障导致全网中断。
（3）对于相同核心机房等级和相同核心机房应用场景的传送网硬件设备，应按照有源设备和无源设备进行集中部署。
3.1 项目概况
该核心机房建设项目位于内蒙古自治区呼和浩特市工业园区北区，建筑为东西向，入口位于南北两侧。机房等级为本地核心机房，承载区域传输和本地骨干网络传输，机房总面积为506 m2，东西向长22 m、南北向长23 m，层高4.26 m。光缆分为南北两路接入机房、电缆由东侧接入机房。
3.2 核心机房节能方案
本项目通过修改供电备用时长实现节能。核心机房对于供电的持续性和稳定性具有较高的硬性要求，所以核心机房的供电备用时长设置的时间较长，通常为8～10 h。而目前的核心机房采用的是国家标准下的国家电网单独供电，供电可靠性超过99%，出现断电断网事件的概率降低，可以将原本8～10 h的供电备用时长缩减为4～6 h，不仅可以满足备用供电需求，还能释放原本用于储电的空间，缓解机房承重压力[13]。
3.3 合理分区规划方案
本项目将核心机房整体分为客户业务区、数据区、预留区、电源区、传输区、核心网设备区以及无线网设备区7个分区，并按照未来核心机房的发展方向对机房分区规划进行优化，扩大了预留区和传输区的规划面积，具体规划方案如表4所示。
表4 机房分区规划
综上所述，文章对5G通信视域下核心机房的规划策略展开研究，说明核心机房等级上可以分为全网络核心机房、省级核心机房、本地网核心机房3个层级，核心机房业务场景上可以分为核心网、业务支撑网、承载网、传送网4类业务场景。不同业务场景对应不同的核心机房规划策略，可以从节能和合理分区规划2个方面建设核心机房,进而实现对核心机房利用率的提升，实现网络的整体健康发展。
猜你喜欢核心网机房规划GSM-R核心网升级改造方案铁道通信信号(2019年6期)2019-10-085G移动通信核心网关键技术通信电源技术(2018年3期)2018-06-26通信核心网技术的应用探讨电子测试(2018年1期)2018-04-18规划引领把握未来领导决策信息(2018年50期)2018-02-22快递业十三五规划发布商周刊(2017年5期)2017-08-22多管齐下落实规划中国卫生(2016年2期)2016-11-12N通信公司机房节能技改实践通信电源技术(2016年6期)2016-04-20迎接“十三五”规划中国工程咨询(2016年4期)2016-02-14新型有线电视机房UPS系统的配置西部广播电视(2015年10期)2016-01-18大功率发射机房冷却送风改造西部广播电视(2015年8期)2016-01-16 相关热词搜索：视域，机房，核心，
