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【方塘问答】024期:图解5G OTN冷却解决方案

5G技术是数字世界驱动平台和物联网发展的基础设施,5G 网络提供业务的主要特征包括大带宽、低时延和海量连接,这对核心网、承载网在带宽、 容量、时延和组网灵活性方面提出了全新的需求,要实现这个目标,光传送网(Optical Transport Network,简称OTN)的建设是关键,OTN结合了光域传输和电域处理的优势,不仅可以提供端到端的刚性透明管道连接和强大的组网能力,而且可以提供长距离、大容量传输能力。 OTN 设备给5G提供了足够的带宽,保证了5G业务传送质量,光层技术提升光纤传输容量至 Tbps 级别,并大幅降低网络时延,如图1,可以说,光传送网是 5G 这场划时代的技术演进的主角和明星,是5G时代关注的重心和研究热点。

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图1  5G 网络架构及关键技术

一、OTN定位

        OTN是5G电信网络组网基础设备,是网络的关键组成部分,各层级网络均需要OTN设备,但是所需要的容量和结构有所不同,目前核心层OTN设备由100G朝着400G、800G、1.6T方向演进,根本特点是容量大,功耗高,而且双面柜布置,这给电源空调的保障带来了压力。

二、目前主要品牌型号

        目前OTN设备主要有三家厂家提供,分别为:华为OSN 9600、华为OSN 8800;中兴9700、中兴8800;烽火FONST 5000/U、烽火FONST 6000等设备。

三、OTN特征

  • 容量大:传输速率100G、400G、800G;

  • 密度大:集中了32/64块大容量光电板;

  • 功率高:典型功率15kW、最大功率20kW;

  • 气流差:双面柜设计,同时从双面进风和回风,就是所谓的π形风道设计,图2。

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图2 华为OSN 9600 侧面气流组织

四、OTN部署难点

         OTN功耗巨大,而且OTN双面柜与其他专业机柜最大的区别在于机柜设备气流组织不同, OTN双面柜需要双面都进冷气、都排热风,这和常规的前进后进气流完全不同,OTN和普通设置布置在一起,气流组织无法良好冷却,同时也对其他设备的运行造成了严重影响。因此,在100G、400G OTN网络建设过程中,现有空调冷却问题非常突出,对5G网络的建设形成了严重的挑战。另外运行中,市电中断、空调维修等都是引起OTN温度异常,设备运行维护面临巨大压力。

五、OTN冷却优化

        如何解决OTN的冷却问题,是5G建设和运行面临的难点,规划好OTN的气流组织,可以改善OTN的冷却,下列两个方法供参考:

1、采用下送风房间级空调,通过安装导风柜方式,解决气流问题,如图3;需要注意的是,导风柜在上送风机房没有效果;这种方式,类似于冷池封闭气流,气流从导风柜进入OTN进风口,冷却机柜后,热气流回到空调,冷却后重新进入地板下冷通道里面,如图4。

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图3 下送风机房加装导风柜气流

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图4 OTN冷却气流组织俯视图

2、行间空调方式,没有架空地板情况下,可以使用列间空调方式,解决OTN冷却问题,如图5;当然更具体的解决的方案需要根据设备和机房现场情况来确定。

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图5  列间空调解决方案气流组织