本文分析了國內外電信運營商網絡轉型的發(fā)展趨勢，國內電信運營商網絡轉型過程中數(shù)據(jù)中心（DC）的發(fā)展定位，國內運營商傳統(tǒng)通信機房特點，最后結合網絡演進、網元逐步替換的趨勢分析近期、中期、遠期運營商通信機房DC化的基礎設施方案。

國內外運營商網絡轉型趨勢

IT與CT的產業(yè)鏈關系、行業(yè)競爭關系是當前電信行業(yè)討論的熱點話題，正因為IT行業(yè)的創(chuàng)新層出不窮，IT行業(yè)企業(yè)的市值規(guī)模、發(fā)展速度、網絡創(chuàng)新、應用創(chuàng)新已經逐漸將CT行業(yè)包圍，逼迫CT行業(yè)進行網絡重構和業(yè)務創(chuàng)新，這是國內外電信運營商面臨的共同挑戰(zhàn)。隨著SDN的發(fā)展，運營商逐步被互聯(lián)網企業(yè)從通信產品上OTT（過頂傳球），留給運營商網絡重構的時間窗口不多。未來通信網絡的變革是IT化，以IT化的網絡內在實現(xiàn)形式保留CT的網絡品質，核心就是ICT的深度融合。當前最緊迫的創(chuàng)新就是傳統(tǒng)電信網絡的架構、工單流程已經嚴重阻礙了電信行業(yè)的業(yè)務創(chuàng)新。

美國AT&T的“Domain 2.0計劃”于2013年11月對外發(fā)布，AT&T成立新網絡架構部門，超過2000名工程師和科學家參與新網絡設計目標，開展13萬員工SDN/NFV及軟件相關培訓，大量招聘軟件工程師，其目標是成為一家軟件企業(yè)。其他國家的典型運營商也推出了網絡重構計劃，如德國電信PAN-EU計劃、西班牙電信UNICA架構、中國移動 Novonet2020、中國電信CTNet2025、中國聯(lián)通 CUBE-Net 2.0、NTT 通信 Arcstar Universal One架構、AT&T Domain 2.0架構、法國電信 Cloud4Net架構、沃達豐One Cloud架構、Verizon SDN 轉型；各家運營商的網絡重構方向大同小異，核心都是網絡云化、SDN、NFV與開源，根據(jù)分析機構預測，2020年75%的網絡設施將基于SDN和NFV，通信網絡將越來越扁平化，而2016～2020年是關鍵部署期。

國內運營商網絡轉型中的DC定位

（1）中國移動 NovoNet2020

中國移動2015年7月發(fā)布《NovoNet2020愿景》，認為2020年前將實現(xiàn)通信網絡的4.0時代，是CT與IT的深度融合。打造以DC為部署核心、以MANO/SDN Controller體系為管理控制核心、以虛擬化軟件化實現(xiàn)網元功能。集中化、標準化、DC一體化。其中DC一體化就是統(tǒng)一規(guī)劃多層DC架構替代核心局房。

（2）中國電信CTNet2025

中國電信2016年7月發(fā)布的《CTNet2025網絡架構白皮書》將網絡轉型的進程擴展到2025年，對于演進路徑，中國電信堅持“網絡云化”和“新老系統(tǒng)/能力開放”兩條腿并行的方式，分近期、中遠期兩個階段推進，即2016年~2019年之前和2021年~2025年兩大時間階段。其中近期目標是推動部分具備條件的機房（CO）向數(shù)據(jù)中心架構（DC）化改造，中遠期是實現(xiàn)網元DC化部署。

（3）中國聯(lián)通 CUBE-Net2.0

中國聯(lián)通2015年9月份發(fā)布了《新一代網絡架構CUBE-Net2.0白皮書》，CUBE-Net2.0包括3層含義：面向客戶體驗的泛在超寬帶網絡、面向內容服務的開放商業(yè)生態(tài)網絡、面向云服務的極簡極智彈性網絡彈性網絡，從以通信局房為中心轉型到以數(shù)據(jù)中心為中心，構建云網協(xié)同的極簡和扁平的新型網絡架構。

通過以上可以看出，運營商網絡轉型從傳統(tǒng)以行政區(qū)域分層為導向的組網轉向以DC為核心的組網新格局，未來核心網、業(yè)務網、支撐網、傳送網的轉型方向均將圍繞區(qū)域DC和本地DC開展轉型工作，由此也能看出當前通信機房的發(fā)展方向和未來數(shù)據(jù)中心的規(guī)模：區(qū)域DC很可能采用近幾年新建的大型數(shù)據(jù)中心園區(qū)的方式，本地化DC、靠近用戶的邊緣DC將大多由現(xiàn)在的通信機房改造而來。例如CDN部署將向邊緣DC拓展、傳送網省內一干和二干將融合。

國內傳統(tǒng)通信機房特點研究

（1）建筑年代較早，定位層次分明

國內東部沿海省份通信局樓的建設高潮期是1995~1996年，中西部地區(qū)是1998年~1999年，平均建筑年代在1996年左右。早期建設遵循的是《電信專用房屋設計規(guī)范》YD 5003- 1994，按照當時規(guī)范，建筑結構的設計使用年限為50年，局樓平均的設計使用壽命還有30年，因此從使用年限上具備DC化再利用的可用性。

通信局樓分為樞紐樓、核心局樓、端局、模塊局，傳統(tǒng)通信局樓的類型大多為辦公與通信機房的綜合樓，樞紐樓、核心局樓是按照一類建筑建設，端局、模塊局是按照二類建筑建設或租賃。功能按照傳統(tǒng)TDM網絡的層級層次分明，樞紐樓通常承擔本省匯接及傳輸骨干網功能、核心局樓負責本地市匯接局功能、端局負責行政區(qū)模塊局的傳輸匯聚、交換功能，模塊局通常靠近社區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民集中區(qū)域的民房。

（2）存量規(guī)模龐大、布局數(shù)量分散

電信運營商的機房通常分為自建和外租兩種。對于運營商來說，按照承擔的網絡定位類型分為：電信運營商擁有全國2萬棟通信局樓、1500個大中小型IDC數(shù)據(jù)中心，另外還有20個左右的海外數(shù)據(jù)中心。其中通信機房多為綜合類機房，涵蓋維護辦公和機房功能，部分通信局樓兼?zhèn)銲DC功能。

通信機房數(shù)量相對于后期建設的數(shù)據(jù)中心較為分散，基本上與行政區(qū)域層級劃分平行設立，分為省、市、區(qū)（縣）、街道（鄉(xiāng)鎮(zhèn)）四級，數(shù)量占比分別為3.1%、6.3%、20.8%、69.8%。可以看出基于傳統(tǒng)模擬通信和窄帶技術在最后一公里的實施大部分機房是分散到街道和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的模塊機房（接入點）。

（3） 網元種類較多、退網循序漸進

行業(yè)內將以上4類機房通稱為CO (central office)局端機房，通信網絡局端機房（CO）很多老舊網元如TDM、PSTN等設備的退網使傳統(tǒng)機房空間空余處一部分，此類網元的退網下電時間集中子在2015、2016年，2018年將完成全部PSTN網絡退網，各省市面臨大量空閑機房資源，GSM退網時間目前還沒有明確公布，未來核心網、IT網、業(yè)務網、傳送網全部都將實施“X+SDN/”、設備實施“X+NFV”，這個過程是持續(xù)的、循序漸進的過程，不可能一蹴而就。

網元退網的近中遠期特點

（1）近期退網機房特點分析

2016~2017年退網的設備為PSTN網絡，它基于TDM，因此近期固網運營商談論的焦點也是TDM網元的退網，它的機房特點具備一定基礎條件(標準通信機房、具備傳輸、市電資源)，大多與BRAS同局址，具有良好的城域網接入改造條件，具有大量機房面積，靠近用戶側。這部分退網設備的下電機架所占位置和機房現(xiàn)有剩余空間，近期通信機房中的匯接局、端局的DC化面向IP城域網BRAS、LTE、業(yè)務平臺、支撐平臺等核心網和各級CDN。

（2）中期階段退網機房特點

2018~2020年退網的設備網元為交換網、業(yè)務網；IT系統(tǒng)實現(xiàn)網絡SDN、設備虛擬化，如交換網中MIS，業(yè)務網中的各種彩鈴、彩信、寬帶內容服務、IPTV；

IT系統(tǒng)支撐網、網管網都將實施SDN。

（3）遠期階段退網機房特點

2020~2025年退網的設備網元為傳送網、核心網、數(shù)據(jù)網中的各類網元，傳送網也將實施T-SDN。未來的網元分類將不會這么詳細，而是功能由軟件定義化，從遠期看只有數(shù)據(jù)中心和傳送網兩大方向，數(shù)據(jù)中心再細分的話就是基礎設施和服務器軟硬件。

（4）終期目標

在區(qū)域DC、核心DC、邊緣DC三層架構中，并不是嚴格的層級關系，區(qū)域DC以多個省為覆蓋點，主要為近幾年建設的超大型數(shù)據(jù)中心；核心DC以省內為覆蓋點，主要為現(xiàn)有的DC、IDC直接利用；邊緣DC主要為上述4類CO機房轉換而來，采用分布式部署。

總之，由于設備與業(yè)務是在網運行方式，因此網絡的演進是逐步過程，CO機房與DC機房將呈現(xiàn)長期共存的趨勢，特別是以2G、3G、4G以及未來的5G設備網元交錯更新，使得未來的網元演進、業(yè)務割接較為復雜，對整個行業(yè)來說都是較大的挑戰(zhàn)。

通信機房DC化基礎設施演進路線

（1）通信機房DC化應遵循的原則

遵循規(guī)范、對標評估、安全可靠原則：通信機房DC化是在舊機樓上做新文章，首先必須是滿足安全可靠原則保證現(xiàn)場人員和設備的安全，其次是考慮自有產權機房。改造的電子信息系統(tǒng)機房應根據(jù)荷載要求采取加固措施，并應符合國家現(xiàn)行標準《電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范》GB50174、《混凝土結構加固設計規(guī)范》GB50367、《建筑抗震加固技術規(guī)程》JGJ116、《混凝土結構后錨固技術規(guī)程》JGJ145的有關規(guī)定。

表1 YD5003標準1994版與2014版對比表

（通信建筑的樓面等效均布活載荷值）

消防、防火標準沒有較大變化，目前執(zhí)行的標準仍為《郵電建筑防火設計標準》YD5002。按照《通信局(站)電源系統(tǒng)總技術要求》YDT1051-2010電氣設備按照高壓交流設備20年、變壓器及低壓配電設備使用年限按照15年、發(fā)電機組的使用年限10年，超過使用年限的電氣設備存在可靠性降低、故障及安全隱患。

（2）統(tǒng)一布局、分布實施、全模塊化原則

退網機房DC化不是某一棟局樓，而是具體運營商“全國一盤棋”的思路，因此要統(tǒng)一布局，對通信機房情況分類統(tǒng)計、結合未來網絡結構統(tǒng)一布局，基礎設施的規(guī)劃布局一定是基于網絡重構來實施的，正所謂需求決定一切。

因此，在集團層面采取企業(yè)標準規(guī)范化實施，實施過程中遵循全模塊化原則，數(shù)據(jù)中心的未來需求尚存不確定性，通信機房規(guī)模巨大，無論是基礎設施還是服務器機架都不可能一步到位，因此運營商應采取全模塊化、分期實施，進而達到TCO投資最佳模型。

通信機房DC化近期演進

機房基礎設施之間的現(xiàn)狀存在排列組合關系，涉及到機房承重、低壓剩余容量、油機剩余容量、暖通可擴容余量、開關電源余量、UPS余量等，通過分析抓住關鍵要素：機房剩余面積、機房承重、高低壓配電剩余容量3個關鍵要素。

按照標準要求，機房承重須達到8kN/m2、當機房承重在4~8kN/m2之間時具備承重改造條件。機房剩余面積要達到一定條件才具備改造條件，前者剩余機房面積達到80m2具備可以改造利用的條件即以80m2為1個模組，后者以150m2為1個模組；發(fā)電機組可用500kW，按照關鍵要素這些主要條件進行排列組合為6種場景：直接可用、承重改造可用、配電改造后可用、完全改造后可用、暫時不可用、推薦其他非DC用途。

可以直接利用的數(shù)據(jù)中心定義為剩余可用面積≥80m2、機房承重≥8kN/m2、低壓配電容量滿足微模塊的模組的數(shù)量需求。

承重改造的數(shù)據(jù)中心定義為機房承重水平在：4kN/m2≤承重<8kN/m2，剩余可用面積≥150m2、低壓配電能夠滿足剩余可用面積功耗需求，此類機房通過承重加固可以達到使用標準，但是由于是改造老舊機房，為安全起見需要將微模塊承重要求較大的模塊化UPS電源、240V電源和電池全部或部分與微模塊分開布置。

配電改造的數(shù)據(jù)中心定義為機房承重水平在：≥8kN/m2，剩余可用面積≥80 m2、低壓配電不能夠滿足剩余可用面積功耗需求，此類機房由于低壓配電設備老舊、變壓器容量不足等瓶頸問題無法提供多余電量給DC化機房使用，需要就地改造替換或者新增戶外集裝箱式的低壓配電間。

完全改造類退網機房定義為剩余可用面積≥150m2、4kN/m2≤承重<8kN/m2、低壓配電容量不滿足剩余面積的功耗需求。此類機房暫按照微模塊方法預估，具體可根據(jù)現(xiàn)場機房條件做成冷熱通道模式或其他模式。

暫時不可用的機房定義為暫時退網面積較小，隨著機房其他網元退網面積增加，機房未來可用，分為兩類：一類是機房承重≥8kN、機房剩余可用面積<80m2；另一類是機房承重在4kN≤承重<8kN的區(qū)間，機房剩余面積<150m2。

最后1類場景是其他退網機房為承重偏小，承重<4kN，不具備改造條件，只能作為其他非DC機房用途。

表2 退網機房分類表

　　通信機房DC化中期演進

當前階段通信機房可用剩余面積為60m2，對于可以利用的部分機房來說，關鍵是利用現(xiàn)有設施，模塊局層級基本不可用將逐步退出，端局、核心局樓將逐步演變?yōu)檫吘塂C；隨著CO機房DC化面積的增加，數(shù)據(jù)中心的擴展，有了一些限制條件：消防分區(qū)、低壓配電容量、制冷主機容量、樓層配電。此時需要對機房進行統(tǒng)籌考慮基礎設施的大配套，也會涉及到對前期投資部分的割接、擴容等。

消防分區(qū)：1個消防分區(qū)為3600m3，如果按照機房平均層高3600mm計算，機房面積超過1000m2就要設置1個消防分區(qū)。

低壓配電：按照1個2000kVA變壓器估算，低壓配電模塊最多提供3200A的配電母線。

制冷主機容量：采用風冷達到1000kW制冷容量以上建議采用水冷比較經濟。

樓層配電：在機房面積超過1000m2時，樓層配電開關柜如果配置小于2000A也很不經濟。

從上述可以看出，在近期開展通信機房DC化過程中在靜電地板、消防、監(jiān)控、制冷、配電等方面要盡量考慮后期其他剩余面積再利用時的工程量，同時后期改造時不會對前期已投產部分進行過大割接、再改造的工作量。

通信機房DC化遠期演進

遠期所有具備DC化條件的通信機房預計有50%左右將變更為DC機房，另外一半則作為辦公自用、商業(yè)化出租、配套用戶使用，總體來說看，所有的退網機房都將盤活?；谕顿Y考慮，通信機房DC化基礎設施的設計、實施、維護模塊化程度越高越好，在2016~2017年就應該對所有退網通信機房面向未來DC化的定位和用途進行統(tǒng)一規(guī)劃布局，以免在今后的使用過程中不斷改造過程中出現(xiàn)的問題。

樞紐樓遠期定位：可定位為核心DC，云資源池為基礎進行擴展以省內集約IT、業(yè)務平臺及核心網VNF等為承載重點。此類將基本保留作為DC化使用。

匯接局遠期定位：對于早期的程控局樓，這類機房利用價值最大的是土地、建筑，其他配電、暖通設備較為老舊，建議作為邊緣DC使用，城域內分布式設置云基礎設施，滿足本地業(yè)務接入及本地化數(shù)據(jù)處理。

端局遠期定位，可以對應未來的邊緣DC使用、按需部署，滿足對時延要求極高的轉發(fā)及邊緣計算，重點在提升體驗，與樞紐樓機DC化房開展資源協(xié)同。與B類機房一起從業(yè)務性能和用戶體驗出發(fā)，屬地化建設，提供最佳體驗；可以適當客戶化、差異化進行建設。

模塊局平均面積不到100m2、大部分為租用，承重90%以上都是4kN以下，隨著租房成本、維護成本的上升實際上已成為網絡運營的負擔，且邊緣DC應適當集中部署而不應過于分散到此類機房中。因此建議未來此類機房（接入點）應隨著業(yè)務云化、虛擬化逐步收縮，部分面積大于100m2、承重大于4kN的條件較好的機房可以考慮作為邊緣DC使用。其它的通過歸并或者整合，進行退出盤活。

總結

總之，在通信機房DC化過程中，所有通信局樓在基礎設施（承重、電源、暖通、機房空間布局）方面需要基于當前情況做統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一布局，而不是“走一步，看一步”。從數(shù)據(jù)中心規(guī)范的角度來看，未來網絡云化需要從服務器機架的功耗、承重需求去考慮基礎設施的模塊化建設節(jié)奏，數(shù)據(jù)中心涉及專業(yè)較多，如建筑結構、消防、電源、暖通、傳輸、數(shù)據(jù)、機房工藝、動環(huán)監(jiān)控等，標準化工作復雜，運營商當前需要規(guī)范專業(yè)內部的縱向接口以及不同專業(yè)之間的橫向接口。

對于新建數(shù)據(jù)中心來說，未來趨勢是無論集團級、園區(qū)級、樓棟級、機房級，還是行列級、機架級都將采用模塊化的“全模塊化”發(fā)展路線，只有在統(tǒng)一布局下實現(xiàn)全部模塊化，才能充分保護投資、節(jié)省投資、按需分布實施，做到快速響應，而舊通信機樓的DC化改造也要遵循“全模塊化”的思路。因此，筆者認為當前最緊要的是，面對通信機房DC化的所有舊局樓，統(tǒng)一按照未來SDN/NFV網絡的布局考量其改造方向，規(guī)劃之后再分步實施。