面向5G演进的数据中心机房建设策略,本文是机房建设相关毕业论文提纲范文和机房和数据中心和策略有关论文范文素材.
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摘 要：当前,运营商的数据中心机房主要包括全网数据中心、全省数据中心、地市数据中心及重要汇聚节点机房.考虑到未来通信机房的定位、结构、配套及面向5G网络演进的需要,全网数据中心和全省数据中心将统一演进为核心DC；地市数据中心及重要汇聚节点机房将演进为边缘DC.本文从数据中心机房发展的现状、需求、架构演进3 个方面进行分析,总结出数据中心机房建设的策略,以期对未来3~5 年通信机房的建设起到指导作用.
关键词：核心DC；边缘DC；发展策略；C-RAN
1 引言
随着移动通信技术的快速发展,传统架构的通信网络愈发难以满足新业务的快速上线,而其高昂的维护成本、分散式的布局导致业务配套资源也面临发展的瓶颈.面向更加开放、安全、智能的5G 网络,基于NFV 和SDN 技术的开源式网络结构得到业内的一致认可,未来无论是网络机构、机房配套资源等,都将以一种崭新的思维进行规划.当前,主流运营商均在不同程度地进行NFV和SDN方面的试点验证工作,网络架构较清晰,然而面对未来的网络发展,基础设施方面的研究则相对较少.
2 数据中心机房发展现状分析
2.1 现有数据中心机房简介
根据业务和网络发展的需求,通信机房主要包括全网性、全省性、本地网和接入网4 个层面.其中,全网性通信机房主要作为集团基地类业务使用；全省性通信机房主要作为省内中心节点业务使用,如各省中心的数据中心；本地网通信机房作为各本地网节点业务使用,如各省地市层面的数据中心；接入网通信机房作为重要汇聚节点的机房.
2.2 现有数据中心机房存在的问题
现有的数据中心机房仍然存在诸多问题：集中化基地资源使用不均衡,使用率差异较大；各集中化基地的机房总体使用率相对较低.省公司在建的数据中心规模较大,而整体利用率偏低.部分机房尚余可装机位,但电力、空调不足.电力的不足主要体现在市电引入容量的不足且增容困难、发电机组配置容量不足、低压配电系统剩余馈电回路不足等.通过对现有各层级数据中心机房的分析,存在数据中心机房布局有待优化、需求与建设不匹配、运维管理脱节和配套能力受限等问题.
3 数据中心的建设需求分析
数据中心建设主要包括布局、空间及配套等3 类需求,主要来源于核心业务、关键技术驱动、对网络架构和各网元演进趋势的影响.业务发展趋势主要包括核心业务及网络的发展.核心业务的发展主要包括5G、大视频、车联网3 个层面；网络业务的发展主要包括NFV、C-RAN、边缘计算3个层面.
（1）面向未来5G发展的业务需求
未来,5G网络将渗透到社会的各个领域,以用户为中心构建全方位的信息生态系统,5G可以为用户提供极佳的交互体验、高速率零时延的用户感知,实现万物互联并促进网络效能的提升.
（2）大视频业务需求
大视频业务的需求特点是高流量、高并发、高感知,有极高的带宽需求、并发需求和QoS 需求,网络架构需要更加扁平化,网元需要进一步下沉和边缘化,以便进一步靠近用户,提升感知.
（3）车联网业务需求
车联网汽车的发展主要分为车载信息服务、辅助驾驶功能、自动驾驶3 个阶段.其中,辅助驾驶功能和自动驾驶阶段主要通过通信技术+传感器的方式实现,3 个阶段的部署策略及场景如图1所示.
（4）NFV的网络需求
NFV 带来的组网方式的颠覆和提供的管理编排能力,有利于建设、运维职能集中化和专业化；NFV的引入将改变以网元为中心的组网方式,形成以DC和资源池为中心的分层网络,打破行政区域.
（5）C-RAN的网络需求
未来接入网必然是向集中化、虚拟化的云网络架构（C-RAN）演进,C-RAN将基带处理、接入网的连接管理、协议和信令、SON的功能放在云端,与核心网的移动性管理及连接管理功能融合优化.
引入C-RAN后,接入网络将产生变化：网络安全性方面,网络结构由环形变为星型,远端RRU的安全性下降,BBU集中点安全性相对上升.C-RAN集中点的传输配置方面,BBU集中点上联传输设备配置要求提高,传输安全性提高.C-RAN机房电源、备电配置方面,BBU集中数量增加,对电源、备电配套的配置增加,安全性提高.
引入5G网络后,5G的BBU功能被重构为CU（集中）和DU（分布）两个功能实体,基于CU/DU单元的两级架构为5G网络提供充分灵活性.
（6）边缘计算的网络需求
边缘计算是指通过在无线接入侧部署通用服务器,为移动网边缘提供IT 和云计算的能力,把无线网络和互联网技术两者有效融合在一起；边缘计算是5G网络关键技术之一.
当前,运营商网络的演进加快及数据中心的投入使用,各网络的网元部署较目前会有较大变化.控制面网元将逐步集中到核心数据中心,媒体面逐步下沉到本地和区县数据中心.以中国移动为例,随着网络向以DC为核心的网络架构进行演进,在核心层面和边缘层面,DC的架构均将不断完善.
4 数据中心机房建设策略
4.1 数据中心机房建设的总体策略
数据中心（含通信机房）建设要紧密结合网络演进和IDC业务需求,统筹规划,分步实施,适度超前,控制节奏,避免闲置,综合考虑机房布局、配套、运维管理3方面的可行性和实用性.
（1）机房布局：核心数据中心要求以现有全网性数据中心和机房为基础,考虑全网性及全省性业务区的各类网元及地理容灾需求,根据机架新增需求若不满足时适时启动下一期工程建设或提前启动现有传统机房的改造.边缘数据中心针对需要容灾备份的网元,加强本地数据中心规划建设,在局址布局无法满足要求时,可结合本地的其他机房资源进行改造.
（2）配套：针对部分电源要求较高的设备,实施局部优化（包括空调等配套需求）以满足要求.
（3）运维管理：统一规划管理,打破机房规划的传统界限,为通用设备的布局提供条件；对于新投产的数据中心要统一规划管理,按分级分类的方式进行机房模块规划,实现基础资源的共享和动态调配；合理利用现有机房资源,对原有老旧的机房进行必要的改造.
4.2 新型数据中心机房建设策略
对于新建数据中心机房,应有统一的解决方案和建设措施（见表1）；针对传统机房,数据中心的用电量更大,针对电源方面的配套要求,也有相应的参考意见（见表2）.
4.3 传统数据中心机房改造策略
传统机房改造为新型数据中心,参考要素如下：
（1）传统机房特点：建筑年代早、存量规模大、布局数量分散,部分通信机房楼为综合机房,涵盖办公和机房功能,且部分通信局楼兼备IDC 功能.通信机房基本上与行政区域层级划分平行设立,分为省、市、区（县）.
（2）网元退网特点：未来的网元分类应为数据中心和传送网两大方向,数据中心又可分为基础设施和服务器软硬件；由于设备与业务是在网运行方式,网络的演进是逐步演进过程,传统机房与DC 机房将长期共存,特别是以2G、3G、4G 及未来的5G 设备网元交错更新.
（3）传统机房DC 化基础设施演进路线：统一布局、分布实施,抓住机房剩余面积、机房承重（基本满足）、电源（高低压配电）剩余容量、空调剩余容量等几个关键要素；从数据中心的角度来看,未来网络云化需要从单机架的功耗、承重需求、配套设施模块化来建设.
（4）电源改造标准：电源（高低压配电、发电机组）剩余容量均较小,无法满足未来的网络演进设备使用需求；应不低于5kW/架.
（5）空调：空调剩余容量均较小,无法满足未来的网络演进设备使用需求.
5 结束语
通信机房作为运营商宝贵的基础资源,直接决定了网络承载能力的大小.近年来,传统机房的资源日趋紧张,大型数据中心均在投产的过程中,在网络、建设的过渡期内,合理规划、改造、应用资源成为过渡期内面临的首要问题.本文从通信机房的各个层面分析了网络和业务未来演进的需要,以期对各运营商机房资源的综合利用起到帮助作用.
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