传输专业机房的电源规划设计探讨

    汪鑫

    

    

    

    摘要：随着4G时代的开启，原先的SDH网已无法满足全业务运营的大带宽要求，传输网络需要采用分组和波分方式重新组网。新技术的选择，不仅改变了传送网的组网架构，也对机房的规划提出了更高的要求，文章利用新建核心机楼需要规划设计的契机，探讨在新网络时代传输专业机房的发展趋势，以及在规划设计中对电源的需求变化及应用策略。

    关键词：传输专业机房；规划设计；电源功耗；熔丝端子

    “凡事预则立，不预则废”，通信机房的布局、使用亦是如此，尤其是涉及多专业、多部门的综合机房，如果没有事先规划约定好，在后续使用中，机房就会显得杂乱且利用率低下，甚至会影响网络的安全。传送网是整个通信网络的基础，传输专业的核心机房显然需要特别保障，并按长远规划。

    传输机房的规划设计，除了空间、走线方面的合理布局外，最重要的应该就是电源了。一直以来传输设备给人的印象都是功耗很低的，至少与数据网设备等耗电大户比较是如此，因此电源专业分配给传输机房的总功耗往往都不大。然而，随着工艺技术的飞速发展，传输设备的集成度越来越高，分组设备、波分设备等在满足高速率要求的同时，单机位功耗已经比SDH设备增加了许多，另外采用分区供电方式，对电源柜熔丝端子的需求也增加了许多。

    本文仅就工程中遇到的现实问题，结合某移动运营商的一个新建核心机楼，探讨在传输专业机房的规划设计中应该注意的电源需求变化及应对策略。

    1现实背景

    M是某移动运营商的原有传输核心机房，传输设备区域、ODF区域、其他专业区域的功能划分均有明确规定，机位的设定、电源线、通信电缆及尾纤的走线路由也规划清晰，整体环境整齐、清爽，机房利用率非常高，尽管经历多年的建设发展，仍有很多剩余空间可供扩容。M机房平面布置如图1所示。

    然而，在条件如此优越的核心机房，却多次遭遇了尴尬：

    （1）某次波分网新建工程中，尽管列头电源柜负荷比较轻载，却因为所需熔丝端子较多而无法满足，不得不另外增加了一个列尾电源柜。

    （2）某次分组网新建工程中，因为新起列的整体功耗预计较大，结果该机房对应的直流配电系统剩余配额无法满足，新增电源柜只能从别的楼层的电力室引电，增加了许多麻烦。

    （3）某次波分板卡扩容工程中，由于上游直流配电系统容量达到警戒线，直接被拒绝了继续扩容的请求，尽管传输机房的电源柜依然轻载且熔丝端子有富余。

    看似荒唐的场景在传输设备单机架功耗及端子需求增大后发生得越来越频繁，传输专业机房的电源柜配置及上游直流配电系统的配置，甚至整个机楼的入户电源系统的配置，都应该根据新的需求作出调整。

    2新建传输机房的电源规划

    S是某移动运营商的新增核心机房，该机房东西向墙间距33700mm，南北向墙间距22600mm，机房消防管道距离地面高3380mm。南侧距墙面3700mm；为空调区域，北侧为进门主通道区域。北侧大门以后将作为该机房的主出入通道，南侧为空调区域且采用下送风方式，光缆从本机房西北角的T3，T4竖井进线，同层正东边的电力电池室给本传输机房供电，且需要开凿墙洞用于穿放电源线。S机房平面布置如图2所示。

    经协商决定由电源专业负责在传输机房设置直流配电屏，直接从电力室引电。单套系统提供1400A容量（总容量2000A，给传输最大可提供1400A），并配置主备各60路NT00分路熔丝供传输设备直接引电。另外，配置主备各4路NT2分路熔丝供传输扩展列内电源柜使用。

    分路熔丝布置为：15路/排NT00熔丝x4排+4路/排NT2熔丝x1排。

    2.1电源容量及分路熔丝分析

    （1）根据从c传输机房实测所得功耗数据折算，单个600mmx600mm传输机位平均功耗为：SDH设备约20A，PTN设备约80A，波分设备约80A。如表1所示。

    （2）参考目前传输机房熔丝实际使用情况（见表2）。

    根据表2数据，建议1个600x600标准机位至少要按3.5主3.5备配置分路。

    综上，若按单列设备机位布置比例分配为：SDH设备占30%、PTN设备占40%、波分设备占25%、其他设备占5%，计算所得数据如表3所示。

    （3）直流配电屏及列内电源柜熔丝配置。

    直流配电屏熔丝配置：11x125A+11x100A+20x63A+2x32A+4x400A（15x125A+15x100A+28x63A+2x32A+4x400A）

    列内电源柜总熔丝要求一主一备，采用400A。

    分路熔丝配置（主+备）：10x125A+10x100A+16x63A+4x32A。

    2.2电源线需求及承重分析

    （1）由于为本传输机房供电的电力电池位于机房一侧，电源线承重压力将集中在机房东边，且为西边的直流配电屏供电因距离远可能需要更多的电源线并接才能满足压降条件，具体计算如下。

    己知：直流配电屏容量为1400A：传输设备列至东边隔墙水平距离最近为4m，最远为31m；允许压降为1.5v；采用截面积为240m㎡的电源线并接。

    预估：电力电池室内及传输机房内必需的拐弯及上下机架所需线长为25m。

    根据公式：s=2*L*∑I/（57*AU）注：铜的电导率为57S/m。

    经计算，单套电源系统平均约需24根240m㎡的电源线，如表4所示。

    （2）240m㎡单位长度铜线重：m=pLS=8.9x103kg/m3x240m㎡=136kg/m=2.2kg/m。

    电源线绝缘皮套：根据240m㎡电源线的实际情况估算为0.2kg/m。

    可得，240mm～电源线重约2.4kg/m。

    由于电源线洞集中分布在机房东侧，如果集中将所有电源线布放南、北段间主走线架上方，则靠近东侧每米电源线走线架需承重：2.4kg/mx250=600kg/m。

    另外，考虑走线架的自重。

    铁槽道：900mm宽，15kg/m；1200mm宽，20kg/m。

    铝型材：600mm宽，9.3kg/m；1200mm宽，12.4kg/m。

    以及在走线架拐弯、电源线从走线槽道下穿到电源分配柜等情况下的受力不均性，建议电源线走线槽道承重在630kg/m（按双层走线架考虑）以上。

    结论：铝型材走线架常规承重只有300kg（否则可能导致材料变形），电源线有必要分散布放，建议走线架在设备列与隔墙之间及各设备列间部分特别加强吊挂加固（见图3）。

    3结语

    （1）从实测数据可知，PTN和OTN设备的功耗需求较sDH设备增大了三四倍，而且单机位分路熔丝的需求量也增加了两三倍。传输电源柜的配置不仅要考虑负载需求，也要兼顾分路熔丝的配置，甚至需要颠覆总熔丝和分路熔丝的配比。

    （2）根据SDH设备逐渐减少、未来新设备集成度将更高的趋势，尽管已经保守计算，在远期使用中，电源系统容量的需求仍可能会超预计。电源专业在作整体规划设计时有必要改变固有思维，为传输专业适度考虑更多的配额。

    （3）本案例S传输核心机房电源线采用单边集中引入的方式是不太合理的，为走线架承重要求，需要将电源线分散布置，且必须对走线架作特别加固处理。