面向5G C-RAN组网的机房配置标准与模型
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【摘 要】当前5G网络建设成本高，投资压力大，基站建设进度受铁塔公司制约;基站机房电费、租赁、服务费用逐年上升，运营维护压力大。面向未来5G建设，通过C-RAN组网，实现BBU集中化部署，可促进降本增效，实现低成本建网。首先分析了C-RAN区所处的网络位置，其次从BBU框多基站/多载波配置能力、单机柜装机空间等维度，阐述了C-RAN机房配置标准，最后以某省C-RAN规划为例，得出C-RAN机房配置模型，并对C-RAN机房的选择提出了建议。
【关键词】5G;C-RAN;配置模型
The current 5G network has high construction cost and investment pressure， and thus the construction progress of base stations is restricted by the tower company. Electricity， rental and service costs of base station computer room are yearly increasing， which results in heavy pressure on the operation and maintenance. Through C-RAN networking with BBU centralized deployment， future 5G network construction can promote cost reduction and efficiency， and achieve low-cost networking. Firstly， the network location of C-RAN region is analyzed. Secondly， from the BBU frame with multi-base station/multi-carrier configuration capability and single cabinet installation space and other dimensions， this paper elaborates the configuration standard of the C-RAN room. Finally， taking the C-RAN planning of a province as an example， the configuration model of C-RAN computer room is obtained， and some suggestions are given to select the computer room.
5G; C-RAN; configuration model
1 C-RAN区的网络位置
基于综合业务接入区的C-RAN网络规划，位于一级光交网络之上，综合业务接入区以下。C-RAN规划区域边界与综合业务接入区规划边界保持一致，不跨传输综合业务接入区进行部署，1个综合业务区可以规划多个C-RAN区。一般，同一个C-RAN区应包含辖区内一级光交所辖的所有微网格。C-RAN网络位置图如图1所示。
（1）1～N個微网格共同组成一个一级光交网格，每个微网格只归属于一个一级光交网格;
（2）1～N个一级光交网格共同组成一个C-RAN区网格，每个一级光交网格只归属于一个C-RAN区网格;
（3）1～N个C-RAN区网格共同组成一个综合业务接入区，每个C-RAN区网格只归属于一个综合业务接入区。
2 C-RAN机房配置标准
2.1 BBU框多基站、多载波配置
对于C-RAN组网，应合理采用单BBU机框的多基站、多载波配置，多个物理基站集中后，可以节省BBU机框和主控板，减少空间需求，设备功耗亦相应有所降低。
（1）以收编物理站址为原则，把同厂家设备多个基带板、主控板等收编入框。5G BBU机框可集中5G NR基带板和3D-MIMO的基带板;对于4G基带板，TDD-F、FDD900/NB、FDD1800等亦可共框建设。
（2）5G BBU共框原则：结合覆盖场景特点，考虑到后期3D-MIMO第二小区扩容需要，建议2～3个5G物理基站（每个物理基站配置：S111 NR+S111 3D-MIMO）集中1个5G BBU框。
（3）4G BBU共框原则：2个高配置宏基站（S111 FDD900/NB、S111 FDD1800、S222 TDD-F）或3个中低配置宏基站集中1个4G BBU框。
4G/5G单BBU框多基站多载支持能力如表1所示：
厂家一 5G 6块基带板（3块S111 NR+3块3D-MIMO） 5G和3D-MIMO独立基带板硬件，3D-MIMO基带板硬件仅支持20 M，如要扩到S2，则需额外增加基带板硬件，加框4G 6块基带板 可支持2个基带板（FDD+NB）+4个基带板（TDD、FDD）TDD/FDD可共框，支持6个FDD载波加36个TDD载波（8T8R/4T4R）厂家二 5G 5块基带板（3块S111 NR+2块3D-MIMO） 5G和3D-MIMO独立基带板硬件，3D-MIMO基带板硬件可支持60 M4G 6块基带板 TDD/FDD可共框4G/5G BBU多基站多载波配置模型及相应功耗表如表2、表3所示：
2.2 单机柜装机空间建议
根据5G主设备规格和散热要求，主流设备厂家BBU工作温度为-20℃～55℃，对于一架标准的600×600×2 000 mm机柜（可提供安装空间为42U），考虑到DCDU、合波分器等设备空间预留，在无挡风板/导风插箱的情况下，建议单机柜中BBU框集中数为4～5个，约12～15个物理基站;安装挡风板/导风插箱可降低BBU温度，建议单机架中的BBU集中数为8～9个，约24～27个物理基站，具体以主设备散热能力、机架散热要求、机房空调制冷降温情况为准。 鉴于当前5G BBU设备产品与现网4G BBU的出风口不一致，在C-RAN建设模式下，建议为5G BBU新增机架，具体机架需求，在单机柜装机空间基础上，以实际集中度核算为准。
2.3 C-RAN机房配置标准
（1）机房空间：根据物理基站集中度及配套设备配置情况，以满足实际需求为目标，配套设备单位面积如表4所示：
（2）市电引入：站内交流负荷应考虑远期需求的总负荷，需先核算C-RAN相关设备的交流市电引入增量，再与原机房交流市电引入余量综合考虑后决定是否需要增容。
（3）开关电源：考虑基站设备直流负荷、蓄电池充电电流，开关电源柜一般采用600 A机柜，整流模块按本期负荷、N+1冗余方式配置。
（4）蓄电池：根据机房可用空间条件、承重等条件，综合考虑机房改造成本效益、基站重要性等多方因素，合理新增蓄电池配置，C-RAN机房蓄电池考虑2～4小时备电时。
（5）空调：综合考虑新增相关设备的散热需求、原有机房的空调现状情况，按需增配机房空调，C-RAN机柜尽量靠近空调便于降温。
（6）时钟同步：优先选择GPS/北斗时钟同步方式，待1588v2运维模式成熟后可使用1588v2时钟同步;当选择GPS/北斗时钟同步方式时，可使用功分器聚合GPS/北斗天线。
3 C-RAN机房主要配置模型
以某省5G目标网站址规划情况为例，进行C-RAN区规划，集中度主要集中在5/6/7/9个物理站址四种集中模型，占比分别为11%、20%、16%、13%。仅5G集中部署模式下，满配功耗和典型功耗测算如下：
（1）满配功耗：5/6/7/9模型所需总功耗分为14.3 kW、15.2 kW、16.4 kW、18.3 kW;
（2）典型功耗：5/6/7/9模型所需总功耗分为9.1 kW、9.7 kW、10.5 kW、11.6 kW。
4 C-RAN机房选取建议
（1）面向远期演进的C-RAN目标机房，满足光缆、动力、传输设备等要求的传输汇聚机房、传输综合接入机房、基站机房均可作为C-RAN机房（不考虑一体化机柜），传输汇聚机房、传输综合接入机房条件相对较好，应优先使用。
（2）在利旧现有机房时，应选取剩余设备安装空间大、合同期限较长、物业评价和合同可续签性相对较好的机房。
（3）考虑机房利旧时，需保证至少满足设备实际增量面积，并预留一定的操作空间;对于需新增机架、开关电源或电池的，机房可使用面积要求应按“C-RAN机房配置标准”章节的设备单位面积按新增规模增加计算。
（4）机房的承重应满足《通信建筑工程设计规范》（YD 5003-2014）中电力电池和设备的承重要求。购置、租用机房，当机房不在底层时，应根据机房蓄电池组、设备的平面布置图和重量，核算机房承重，不满足时应通过机房加固处理、及蓄电池组和设备合理布局等确保符合承重要求。
5 结束语
RAN规划涉及专业众多，需求多样，5G网络C-RAN建设除了考虑传输资源，功耗方面亦是考虑的重点。通过进行多基站、多载波共框设置，进一步降低功耗需求。通過对现网C-RAN集中度梳理，结合设备性能，根据C-RAN机房配置标准，得出C-RAN机房配置模型。不过，近期5G基站设备更新迭代较快，基站的功耗可能会进一步降低，相关配套要求也会随之弱化，需紧密跟踪产品情况，制订符合实际情况的配套改造标准。目前，对存量4G基站设备以何种策略实现搬迁集中，促进运维成本降低和提高投资效益等研究，在规模建网背景下，亦具有十分重要的现实意义。
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