華為：面向5G的邊緣數據中心基礎設施白皮書（17頁）.pdf

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1、面向 5G 的邊緣數據中心基礎設施數據中心能源白皮書 801號編寫專家：（按姓氏拼音排序）曹國水陳邦穩董宏顧 明韓冬賀曉賈繼偉姜 鎏賴世能李國強李 潔李孟玨李玉昇劉寶昌劉 洪盧澤模羅海亮石生璽孫麗玫滕 達肖藝楊 威葉明哲殷飛平張春陽張帆張廣河張彥遒鄭 維中國移動通信集團浙江有限公司中國聯合網絡通信有限公司浙江省分公司中國電信股份有限公司廣東研究院中國電信股份有限公司上海分公司華為技術有限公司中訊郵電咨詢設計院有限公司中國電信股份有限公司浙江分公司中國電信股份有限公司上海分公司中國電信股份有限公司廣東研究院華為技術有限公司中國信息通信研究院華為技術有限公司中國移動通信集團設計院有限公司中國移動通

2、信集團設計院有限公司中國移動通信集團設計院有限公司廣東華章數據技術有限公司中國移動通信集團設計院有限公司國網信通產業集團北京分公司中國移動通信集團設計院有限公司中訊郵電咨詢設計院有限公司華為技術有限公司北京電信規劃設計院有限公司中國電信股份有限公司杭州分公司浪潮電子信息產業股份有限公司北京創意銀河電子科技有限公司華為技術有限公司華為技術有限公司中國移動通信集團設計院有限公司華為技術有限公司審稿人：方良周何波何濤華為技術有限公司華為技術有限公司華為技術有限公司面向 5G 的邊緣數據中心基礎設施衷心感謝以上編寫專家對該白皮書的貢獻。本白皮書僅適用于中國地區面向5G 的邊緣數據中心基礎設施場景。目

3、錄1.摘要12.5G 商業應用場景及對數據中心基礎設施架構的影響13.5G 通訊網絡架構演進及全網數據中心基礎設施的建設需求變化3.1 云3.2 核心網3.3 承載網23447.總結138.縮略語146.邊緣數據中心基礎設施建設場景6.1 利舊場景6.2 新建場景1313134.邊緣數據中心基礎設施建設面臨的挑戰4.1 規劃階段4.2 設計階段4.3 建設階段4.4 運營管理階段455575.面向 5G 的邊緣數據中心基礎設施演進方向及技術趨勢5.1 全棧極簡 5.1.1 全棧融合 5.1.2 全棧模塊化5.2 全棧高效 5.2.1 全生命周期高效 5.2.2 全棧協同78 8 91111 1

4、2面向 5G 的邊緣數據中心基礎設施數據中心能源白皮書 801 號 版本 01面向 5G 的邊緣數據中心基礎設施1伴隨 5G、大數據、AI 及云計算技術的發展，大量的新商業應用將催生出對邊緣數據中心的海量需求。而邊緣數據中心建設場景復雜，面臨數據中心站址與原有通信機房融合、電耗劇增、電費高昂、選址困難、海量站址的分散運維困難、業務上線具有不可預測性等諸多挑戰?；趯π律虡I應用、網絡演進和邊緣數據中心基礎設施建設訴求的深刻理解，分析5G時代算力需求帶來的挑戰和技術發展新趨勢，并以全棧極簡、全棧高效定義未來邊緣數據中心基礎設施發展和建設趨勢，支撐 5G 新商業應用的快速上線。本白皮書分析了 5G

5、時代全網數據中心基礎設施的建設需求變化，并聚焦對中國地區邊緣數據中心基礎設施建設趨勢的預判。主要圍繞以下幾個主要方面，展開全面描述和深入分析：1.5G 時代為什么需要邊緣數據中心；2.邊緣數據中心建設有哪些新挑戰；3.為適配 5G 新商業應用全面上線，解決方案應該具備什么樣的形態；4.不同細分場景有哪些新的部署趨勢。1.摘要5G 移動通信技術的飛速發展開啟了萬物互聯時代，其“超高帶寬”、“超低時延”、“全連接覆蓋”的網絡能力，促使商業應用的不斷豐富，由滿足人的基本連接需求加速向垂直行業擴展。2015 年 6 月 ITU 定義的 5G 未來移動應用包括以下三大場景：增強型移動寬帶(eMBB)：通

6、過更高的帶寬和更短的時延提升商業應用帶來的極致體驗。主要應用：超高清視頻、大型在線游戲、增強現實等。關鍵性能指標為：用戶體驗速率、峰值速率、流量密度等；大規模機器類通信(mMTC)：海量的移動通信傳感器網絡，結合大數據、AI、云計算等技術，實現物與物之間、人與物之間的全面的信息交互。主要應用：智慧城市、智能家居等。關鍵性能指標為：接入數量、能效、個體及系統智能化與自動化；高可靠低時延通信(uRLLC)：通過 5G 無線技術實現高可靠、低時延、極高的可用性，提升商業應用帶來的極致體驗。主要應用：工業自動化、遠程醫療、智能電網、自動駕駛等。關鍵性能指標為：空口時延、可靠性、可用性、丟包率。2.5G

7、 商業應用場景及對數據中心基礎設施架構的影響面向 5G 的邊緣數據中心基礎設施白皮書收錄于“智領 DC 計劃”25G 時代數據中心從原來的集中式架構逐步轉變為分布式架構（海量的邊緣數據中心要求下沉到距用戶數十公里范圍，甚至數公里內），根本上源于對 5G 低時延、超帶寬、以及成本等因素的考慮，同時也有對隱私安全的考慮。數據中心會從原來的“云+端”架構向“云+邊+端”演變?！斑吘墶钡脑鰪娭饕鉀Q三類問題：1）邊緣數據中心更靠近接入網，下沉位置更深，時延進一步降低；2）更容易開放 API 及本地計算能力，從而實現智能調配計算能力。如：大量的內容及視頻流量從核心走向小區，需要大量的 CDN/邊緣計算能

8、力；3）物聯網與 5G 智能化場景如車聯網、無人工廠等訴求需要邊緣數據中心作為“支點”更好的實現廣覆蓋。大量的 2B 場景下，高交互類應用（如大型公共場所人員出入精準態勢分析等）、大帶寬消耗類應用（如機器視覺、視頻智能分析質量檢測等）、低時延類應用（如遠程醫療，無線 AGV 等）、數據安全和園區自治類應用（如智慧電力差動保護和配電自動化、智能制造等）也對算力下沉到邊緣和企業園區產生大量的需求。在新的三層架構中，需要實現云網協同，云邊協同和全棧協同。運營商目前的通信網絡機房，按照部署設備不同分為云數據中心（部署IT設備和承載內容）、核心網機房（部署CT設備）和承載網機房（部署傳輸和交換設備）三種

9、類型。3.5G 通信網絡架構演進及全網數據中心基礎設施的建設需求變化云網協同.邊云協同端側廣泛感知邊側智能一體云側能力中心邊緣云全棧協同各類應用+UPF IaaS/PaaS/SaaS硬件基礎設施中心云圖 1：數據中心云-邊-端架構數據中心能源白皮書 801 號 版本 01面向 5G 的邊緣數據中心基礎設施35G 時代數據種類、數據規模和數據形式的爆炸式增長進一步加速運營商 ICT 網絡架構轉型。全網朝著核心網云化、承載簡化和無線基站小型化方向加速演進，其中核心網云化是關鍵。核心網和承載網機房基礎設施建設將逐步“DC 化”，同時呈現與云數據中心共站址，融合部署的趨勢。圖 2：全網數據中心和機房全

10、景圖DRANBBU基站接入機房或企業自有機房云核心網匯聚機房或企業自有機房電信機房匯聚機房骨干機房接入機房IDC本地DC中心DC城域網骨干網接入網承載網邊緣UPF邊緣云邊緣云中心云BBUCRAN3.1 云云數據中心從原來的集中式架構逐步轉變為云-邊-端分布式數據中心架構，邊緣云與中心云能力長短互補，實現數據、應用、AI 算法、管理的協同，同時邊緣云能敏捷快速接入中心云。中心云數據中心集約化程度更高：由于帶寬、時延等數據傳輸瓶頸的突破，智能終端和物聯網設備將不再受限于設備本身的計算能力，而是可以借力于云端，以獲得更為強大的數據處理能力。中心云集約化程度越來越高，算力越來越集中，有利于基礎設施利用

11、資源共享優勢，提升能源和資源使用效率，提高運維效率。海量輕量化邊緣云節點需求：超低時延的大量5G應用需要具備近端構建算力、本地化處理業務和可定制化等特定能力，促使海量輕量化邊緣數據中心的需求涌現。在面對不同場景的應用時，能夠構建輕量靈活的邊緣云節點。同時不同的業務對邊緣云數據中心的下沉程度要求不同，端到端時延要求 50ms 的業務對機房位置敏感度大幅降低，站址的規劃可以在較大地理范圍內綜合考慮成本等因素來選擇。面向 5G 的邊緣數據中心基礎設施白皮書收錄于“智領 DC 計劃”4邊緣數據中心大部分部署在運營商的接入機房、匯聚機房、電信機房以及第三方專業邊緣數據中心提供商自有機房，部分 2B 場景

12、部署在企業園區內。從全生命周期維度來看，邊緣數據中心基礎設施面臨以下四大挑戰。4.邊緣數據中心基礎設施面臨的挑戰3.2 核心網2016年底，3GPP 確定了5G網絡架構。云化是5G核心網演進必由趨勢。核心網總體上分成兩個部分：控制面（Core-CP）和用戶面（Core-UP）。5G 業務的低時延促使控制面和用戶面分離，實現用戶面下沉及分布式部署，加速形成了核心網數據中心的分層分級架構。用戶面的下沉將與邊緣云共站址融合部署，滿足業務極致的體驗要求。3.3 承載網接入側：5G 無線接入標準分為兩個階段，第一階段標準在 2018 年 6 月凍結，第二階段標準在 2019 年 12 月凍結。5G 的頻

13、譜頻率更高，單基站覆蓋范圍更小，基站數需求更多，是 4G 基站的 2 倍以上。5G 天線射頻單元和基帶控制單元的功率更高，是 4G 的 23 倍以上。為實現全面覆蓋，中國 5G 基站部署將超過 500 萬站。大量基站對應的基帶處理單元 BBU 的分散布局帶來了管理運維效率低下，基礎設施資源不能共享，這促使全球運營商積極規劃 CRAN 集中部署 BBU，并基于接入機房廣泛的站址資源，將 CRAN 大量部署在就近的現有接入機房內。同時，接入層設備也有升級需求，接入層帶寬從 10GE 擴展到 50GE。匯聚側：隨著大帶寬業務 VR、4K 高清視頻爆發，帶寬需求將增長 10 倍以上。以 8K 全景 V

14、R 為例，平均 100Mbps 碼率，1000 個在線用戶要求 100G 能力。12K 全景要支持 1000 用戶在線，則至少要求 400G 能力。匯聚、城域、骨干層的網絡帶寬受大量內容下沉引起的南北向流量減少和大帶寬需求業務增多的綜合影響，最終促使帶寬需求穩步上行。這將帶來網絡設備的不斷升級，在骨干層，Tbps 級別流量的路由器、傳輸等設備將成為主流，高功率密度設備機柜（功率密度 5kW/機柜）成為常態，部分設備機柜功率密度達 15kW/機柜，這給供電帶來巨大挑戰。而傳統的傳輸設備風道設計非前進后出，給制冷帶來巨大挑戰。數據中心能源白皮書 801 號 版本 01面向 5G 的邊緣數據中心基礎

15、設施54.1 規劃階段 海量邊緣數據中心站址獲取困難為滿足業務時延需求，邊緣數據中心需下沉到離最終用戶數十公里，甚至數公里內。以浙江省為例，每個運營商的邊緣數據中心站址規劃 1000 個以上。在利舊現有通信機房中的接入機房和匯聚機房基礎上，還有大量新建需求?，F有通信機房中老舊通訊設備騰退、升級后存在空間有限、電力余量不足、制冷不足等問題；機房工勘工作量大通信機房現場條件復雜，為能滿足業務需求，需平衡電力、制冷、承重、安全、環保等多重因素，并且多重因素交叉影響，工勘、選址難度加大。同時，機房站型千差萬別，站址分散，需要專業人員多次上站工勘，機房工勘工作量大；無法按需規劃、精準投資邊緣計算的需求不

16、可預測，無法精準規劃，按傳統的一次性面向終期需求規劃，業務全部上線前較長時間面臨高空置率、ROI 周期長。按業務新增需求時再規劃并建設，原有初期架構無法滿足新業務上線需求、改造困難、重置成本高；重資產投資規劃，經營壓力大IT 設備、BBU、接入和傳輸設備不能同時部署在同一機柜或同一模塊內，UPS、-48V 直流電源、HVDC 以及電池不能部署在同一配電柜內。CT 和 IT 設備共存、多種電源制式并存，降低了供電的安全性，給建設和維護管理帶來不便。多種硬件的天然差異，導致各自分散部署在多個機柜，占用更多機房面積，空間使用率低?，F有通信機房空間資源日趨緊張，為滿足業務，必須規劃重資產購置或租賃物業

17、，經營壓力大。4.2 設計階段 海量站址的批量設計難海量機房站址站型千差萬別，每個機房設計都需要根據可用空間定制，尤其是利舊改造機房和大量的租用機房，無法做到標準化設計。配電電纜布線、空調管路布線、光纖布線為匹配現場空間常常出現繞行、改道等情況，導致建設成本估算不精準，實際工程造價比設計預算超出 20%以上；多專業協同難，設計變更多邊緣數據中心規模小，但設計專業性強，仍然要投入超過 3 個專業設計人員，同時以 CAD 平面設計為主，多專業設計協同難、各專業的信息不對稱等問題到工程交付階段暴露，如制冷銅管和配電線槽沖撞，導致返工和工程物料重新采購，延誤交付周期。同時，由于現場條件復雜，工程量難以

18、統計精準，導致現場施工變更多等問題，無法滿足業務快速上線需求。4.3 建設階段 機房在線改造困難通信機房設備柜多為 600mm 和 800mm 深柜型，設備之間的通道寬度較窄，800mm 到 1000mm 寬。存儲、服務器機柜與通訊設備融合部署時，會出現布局不齊整、冷熱氣流進氣和排氣氣流方向不一致、1100mm 深 IT 機柜堵塞原有消防通道等問題。同時，機房需在線改造以保障原有通訊業務不中斷，改造難度進一步加大；面向 5G 的邊緣數據中心基礎設施白皮書收錄于“智領 DC 計劃”6 供配電架構適配融合業務難原有通信機房供配電架構無法匹配現有國家標準 GB50174-2017數據中心設計規范的評

19、級標準。海量機房站址供電資源差異大，大多數站址只有一路市電，少量站址有兩路市電，大多數站址無法放置油機（空間受限、承重受限或噪音擾民限制等），部分站址出現異常斷電時，備電時長小于移動油機到達機房時長（如備電兩小時，移動油機到達機房的的車程是 4小時）；設備供電需求七國八制。接入、傳輸、交換、核心網用戶面和算力等多種設備需要一體化供配電架構。多種業務對備電時長要求差異較大，多種時長備電方案復雜；制冷架構適配融合業務難現有通信機房制冷形式無法滿足高功率密度機柜部署需求，傳統房間級空調送風距離遠，沿氣流路徑冷風溫度上升超過 10。導致高功率密度機柜進風溫度高、出現熱點、設備性能下降、壽命縮短、甚至宕

20、機。同時，空調制冷量無法實現精準給予，也無法支撐不同功率密度機柜分區部署。而服務器、存儲、BBU 設備容量和功率密度出現同時攀升趨勢，IT 機柜和 BBU 柜功率密度 48kW/機柜與原有功率密度 12kW/機柜的傳輸、交換設備共部署在同一站址；同時設備氣流有前進后出，左進右出，右進左出，中部進風上下方向同時出風多種形式?；旌喜渴饡r，氣流組織復雜；改造周期不可控現場條件復雜、空間零散、改造周期不可控。以如下接入機房新增機柜進場為例：三臺新增機柜，老舊騰退的位置分散在兩處，機柜進場時出現多重阻力：電梯老舊、窄、小，1100mm 深機柜進出電梯困難；機房內騰挪空間小，必須事先制定進場順序；通道窄，

21、1100/1200mm 深機柜部署至單機柜柜位挑戰大；層高低，機房上空已部署大量管線，新增電纜、空調銅管走管困難；ITCRACPDF新進場機柜空調空調AC電池500Ah*2組電池500Ah*2組ODF動環柜交換機ODFOLTOLT交換機空調波分PTNPTNPTN600A電源600A電源電池ODFOLT原有機柜PDF圖 3：接入機房新增機柜進場示意圖數據中心能源白皮書 801 號 版本 01面向 5G 的邊緣數據中心基礎設施7 擴容難通信機房的騰退節奏慢，每年騰出一兩個到十個柜位不等。每次擴容，基礎設施各子系統必須齊備，工程量等同于完全重新改造一個小規模的機房。各類子系統供應商超過 30 個，進

22、場次數超過 50 次；新建邊緣數據中心站址獲取周期長，成本高新建場景需投入專人征地和選址談判，站址獲取周期長，成本高。5G 時代的邊緣數據中心是承載新商業應用、運營商基礎網絡及業務系統全面云化的“底座”，為應對邊緣數據中心基礎設施在規劃、設計、建設以及營維階段的挑戰，全棧極簡、全棧高效是邊緣數據中心基礎設施解決方案發展的演進方向及技術趨勢。一方面全棧極簡，未來通過“全棧融合”實現一個柜或一個模塊高度集成不同 ICT 設備以支撐不同業務，同時廠家配合用戶完成“全棧模塊化”從站址到系統方案、到架構、到部件提供一系列模塊化方案，才能實現方案顆粒度可大可小，靈活適配各種場景的模塊化。通過“全棧融合”+

23、“全棧模塊化”帶給最終用戶極簡的基礎設施。另一方面全棧高效，需要“全生命周期高效”和“全棧協同”實現時間維度和垂直軟硬件維度的效率提升、OPEX節省、CAPEX 節省，構筑面向 5G 新業務的全面高效的基礎設施體系。5.面向 5G 的邊緣數據中心基礎設施演進方向及技術趨勢4.4 營維階段 電費高機柜數量、功率密度雙增長帶來用電量增大，PUE居高不下。ICT設備進出風方式多樣化，氣流組織紊亂，制冷效率低下。OPEX 中電費驟升；建筑資源投資或租用成本高不同設備不能融合部署，或高密部署，導致機柜多，占用更多機房面積，空間使用率低；風險不可控運維管理不可視，日常維護管理無法遠程可視，資產維保工單管理

24、無法精準可視，運維成本無法精準預測；運營團隊龐大，人工成本高海量邊緣數據中心節點需要大量運維運營人員值守，人工成本高。無多機房統一管理平臺；智能化程度不足電源、電池、空調等基礎設施自身無法實現智能化以及自適應組網。通信機房原有動環監控系統與新智能管理系統無法融合。面向 5G 的邊緣數據中心基礎設施白皮書收錄于“智領 DC 計劃”85.1 全棧極簡5.1.1 全棧融合海量邊緣數據中心節點大量利舊現有通信機房，促使通信機房融合邊緣數據中心功能、無線接入 CRAN 功能、匯聚、傳輸和電信計費功能，即在同一個通信機房既部署接入設備、傳輸交換設備，又部署核心網用戶面網元和邊緣計算算力，業務需求的融合驅使

25、基礎設施產品形態向 ICT 硬件設備融合和機電設備融合方向發展。ICT 硬件設備融合CT 和 IT 設備尺寸差異大，如核心網 EPC、UPF 網元和承載網傳輸設備只能適配 600mm 深機柜。服務器、存儲等設備以 1100mm/1200mm 深機柜為主。以 VR 為例，滿足 HD MTP 小于 50ms 的時延要求，需采用高速存儲介質，設備深度800mm900mm，需部署在 1100mm/1200mm 深機柜內。為解決 IT 設備、BBU、接入、傳輸等設備各自分散部署在多個機柜內或多個模塊內，占用機房面積大的挑戰。未來的部署向一柜或一模塊融合部署CT和IT設備的方向發展。一個微模塊還可以不僅融

26、合ICT設備，同時還融合空調、電池、集中監控、交直流 AIO 配電等機電設備。機電設備融合大量微型的邊緣數據中心與BBU集中部署節點（CRAN）共站址時，為匹配業務融合需求，機房基礎設施需要實現緊湊布局，一柜或一個模塊融合-48V 直流、交流市電電源、HVDC、UPS、制冷、電池，節省機房稀缺的空間資源。根據業務連續性、重要性不同，融合單路供電或雙路供電兩種電源輸入方式。圖 4：融合部署場景中各設備對電源形式的需求直流設備為主交流設備為主接入/交換設備傳輸設備核心網設備邊緣計算設備BBUIP 設備核心網 UPFVNF50GE 路由器光設備OSNCOTS交換機OLT服務器/存儲數據中心能源白皮書

27、 801 號 版本 01面向 5G 的邊緣數據中心基礎設施9由于微型邊緣數據中心規模較小，ICT 設備電源制式將逐步多樣化，并在同一個站址歸一化，即在同一站址部署時采用單一制式原則取代多制式共存的方式。如統一采用 220V 交流兼容 240V 高壓直流單元，有效提升電源的使用效率，同時電池組的配備無需分組匹配多種電壓等級，架構更簡單，還能實現冗余共享。但很長一段時期內，站點內仍會利舊原有-48V直流電源滿足原有設備業務連續性。同時，采用鐵鋰電池入柜替代鉛酸電池是解決傳統鉛酸電池占地面積大，對機房承重要求高，以適配老舊機房的有效解決方案。鐵鋰電池方案降低了電信機房改造難度。此外，關于電池備電時長

28、不會是一個確定的結論，將通過多級下電配合移動油機方式保證關鍵業務連續性。鉛酸電池鐵鋰電池備注能量體積密度6090 Wh/L200300 Wh/L鐵鋰電池相對鉛酸電池體積減少約 70%能量重量密度3050 Wh/kg100150 Wh/kg鐵鋰電池相對鉛酸電池重量減少約 70%循環壽命約 150 次 100%DOD；約 600 次 50%DOD；約 3000 次 100%DOD；約 6000 次 50%DOD；鐵鋰電池循環次數遠高于鉛酸電池表 1：鉛酸電池與鐵鋰電池性能對比表海量的邊緣數據中心節點空間小，無專用空間放置風冷冷水機組室外機。同時，邊緣數據中心總冷量較?。ǔ跗谥评淞啃枨筮h小于 200

29、kW），無需配置水冷冷水機組形式。因此空調形式以直接膨脹式空調為主，室內機的形式以行級空調和更小顆粒度的機架式空調為主要形態，并充分考慮使用自然冷源。機架式空調占用 5U 位到 20U 位不等，與 ICT 設備共同部署在同一柜內，滿足近端制冷，節省占地面積。機柜級風機強制通風和標準化結構件輔助導流，支撐高密部署，解決機房稀缺，空間不足的挑戰。邊緣數據中心節點模塊化為滿足業務快速上線、海量分布布局需求，基礎設施必須先行。邊緣數據中心節點需要統籌規劃，做到有規劃，不僵化。海量輕量化邊緣數據中心節點大量利用現有通信機房，促使通信機房融合邊緣數據中心功能、無線接入CRAN功能，及匯聚、傳輸、電信計費功

30、能，即在同一個通信機房中既部署接入設備、傳輸交換設備，又部署核心網用戶面網元和邊緣云算力，實現業務融合是必然趨勢。同時，海量站址的可用空間千差萬別。邊緣數據中心節點模塊化采用典型配置規劃站址是減少快速、批量站址評估、批量設計的最佳手段。5.1.2 全棧模塊化全棧模塊化從全局到部件，共分四個層次，分別是：邊緣數據中心節點模塊化，單個邊緣數據中心節點內系統模塊化，配電、制冷等架構模塊化，各部件模塊化。面向 5G 的邊緣數據中心基礎設施白皮書收錄于“智領 DC 計劃”10當前業界對機房基礎設施產品大多采用散件發貨，現場組裝的模式，現場交付工程量大，且各個部件未預先調測，現場存在較高的質量風險，無法滿

31、足海量邊緣數據中心基礎設施快速部署的要求。去工勘、去設計、去工程化是未來基礎設施的發展趨勢，預制化方案依托工廠預安裝預調測，項目現場簡單組裝調測即可快速投入應用。預制分兩個階段，第一個階段，基礎設施預安裝預調測，即空調、電源、監控等部件在工廠預安裝預調測，現場進行簡單的組裝和接線，即可為 ICT 設備供電和供冷；第二個階段，基礎設施和 ICT 標準化配置，均在工廠預安裝預調測，現場簡單安裝連線，即可投入使用。同時模塊化設計，支撐現場按照業務發展靈活擴容。無論是新建還是挖掘現有通信機房的潛在空間資源，均可歸納為有限的幾種空間模型。當5G初期僅需滿足BBU上線時，按照2柜至10柜規劃，預留空間大小

32、從5 m至17 m，后期根據通信機房實際騰退情況，確定BBU采用大集中或小集中方案，示例見圖 5。圖 5：邊緣數據中心節點面積需求模型一：600mm 深機柜布局高2.4m寬2.2m寬7m2柜10柜5m217m2而電信設備和 IT 設備混合部署時，預留空間大小從 10m 至 31m，示例見圖 6圖 6：邊緣數據中心節點面積需求模型二：600mm 深+900mm1100mm 深機柜混合布局高4.4m寬2.2m寬7m10m231m2數據中心能源白皮書 801 號 版本 01面向 5G 的邊緣數據中心基礎設施11 系統模塊化、架構模塊化及部件模塊化5G 商業應用逐步上線的初期，邊緣計算會在較長一段時期

33、內保持輕量型部署的特點，硬件和基礎設施可以固化到少量幾種典型配置即可滿足全部商業應用及 ICT 硬件快速上線的需求。為滿足接入、傳輸、算力的融合部署，系統方案沿襲模塊化思路，實現標準化、歸一化，同時還能滿足快速、靈活、柔性部署。同一站址空間，部署不同機柜模型、并分期部署、柔性擴容、支撐業務快速上線。為支撐系統方案模塊化，架構也需要實現模塊化，如供配電架構，總功率匹配市電引入，規劃典配如 60/120/180kW，建設初期按框架配足，模塊靈活上線，各個配電模塊可以通過熱插拔支撐業務快速上線。在同一輸入配電架構下，部件模塊化即通過 DC 模塊、HVDC 模塊、模塊化 UPS 的即插即用，柔性適配不

34、可預期的業務上線需求。制冷設備模塊化朝著顆粒度更小的方向發展，比如 U 位級機架式空調，冷量細化到 3kW/5kW 左右，更多的精準制冷的方案，會采用到導流結構件直接對接設備進風通道。管理系統中門禁模塊、視頻安防模塊、動環監控模塊等從傳統數據中心單點智能向打通各模塊的垂直系統實現信息互聯互通方向發展。每個邊緣數據中心節點輕量型管理系統只需要一套硬件設備，完成全部系統智能管理，占用更少的機柜U 位，有效節省機房空間資源。5.2 全棧高效海量數據中心布局分散，面臨工勘作業量大、運維管理困難、安全性風險、可靠性風險等諸多挑戰。要應對這些挑戰，需借助機器人、AI、大數據等數字化技術，推動向全生命周期高

35、效和全棧協同方向發展。5.2.1 全生命周期高效 智能化工勘/設計未來將通過 3D 建模技術掃描現場，迅速建立基礎設施數字孿生模型，通過可視化設計規劃、配置預算分析和建造模擬，減少海量站址的現場工勘作業量，降低工勘難度，提升效率。使用數字化設計工具，預置大量典型方案，自動結合工勘數據，修改少量參數后即可快速完成項目設計，輸出所需設計文檔。設計平臺能不斷沉淀專家經驗，并固化成自動算法，從而自動配置最佳設備、計算管道線纜等的數量，減少漏配、錯配，縮短設計周期。智能化交付實施未來，BIM 技術結合云和 AI 技術會大量應用在工程交付實施中，為現場實施管理提供信息化展示和作業指導。結合3D 化的施工指

36、導 APP，現場施工人員能更方便的使用安裝手冊，且能夠快速獲取專家的在線指導與協助。施工過程中，項目進度可視化實時監控，通過專業的甘特圖進行計劃進度分析，并能自動生成項目交付周報，優化項目管理流程，提升管理效率，縮短交付周期。面向 5G 的邊緣數據中心基礎設施白皮書收錄于“智領 DC 計劃”12無人值守高效節能設備生命周期管理系統智能化部件數字化部件智能化圖 7：智能化營維模型 智能化營維未來運營維護階段需要達成以下目標：海量站址無人值守，管理系統實現機房 7x24 小時無人巡檢、智能管理、節省運維人力投入；從各高效部件到部件之間的互相協同，優化系統能效運行曲線，制定設備及電源啟閉策略，節省全

37、網電費支出；能通過設備的運行曲線進行故障預測、預警，及時指導維護保養，滿足設備及部件的全生命周期管理。減少突發事件對業務連續性的影響，確?；A設施的可靠性和可用性；智能化營維依托物聯網、AI、大數據技術，需實現：部件數字化：資產管理、租戶管理、電子巡檢、告警管理、容量管理等；部件智能化：通過負載率自動決策電源啟閉策略，通過各區域微環境的溫度差異自動決策風閥、導流硬件開啟度、EC 風機風速策略等；系統智能化：AI 能效優化，AI 智能故障預測，AI 無人巡檢和機房態勢分析。5.2.2 全棧協同 基礎設施需全棧協同，使基礎設施和設備硬件聯動，基礎設施和業務聯動，降低 PUE，節省電費。全棧協同按顆

38、粒度由大到小，需實現：IT 功率階梯變化，觸發空調數量和加載率調節，以及電源自動開啟和關閉；精準送風系統與有效的氣流組織對接 IT 負載在機柜和設備中的遷移；行級及機架式的空調末端精確制冷，匹配 IT 器件級工況。數據中心能源白皮書 801 號 版本 01面向 5G 的邊緣數據中心基礎設施135G 網絡朝著網絡云化、承載簡化、無線基站小型化、運維智能化方向演進，其中網絡云化是關鍵。云-邊-端架構的興起對基礎設施及平臺服務能力、支撐能力提出了更高要求。然而傳統通信機房在規劃、設計、建設及營維階段存在諸多挑戰。要解決以上挑戰，全棧極簡、全棧高效是數據中心基礎設施的必然趨勢。隨著大量 5G 網絡的建

39、設，大量新商業應用隨之上線將帶出對邊緣數據中心基礎設施的井噴式需求，我們建議面向5G 的邊緣數據中心基礎設施建設從傳統的部件模塊化、部件智能化、部件高能效等轉變為面向系統、架構、全網為一體的模塊化、智能化、高能效，從聚焦部件性能轉變為聚焦全局協同，運用更多的智能技術，使得邊緣數據中心基礎設施面向使用者極簡，高效。7.總結6.2 新建場景新建場景需要滿足光纖傳輸、市電引入、站址獲取等因素綜合成本最低。而城市中心區新建站址挑戰大：市電引入困難、光纖傳輸引入困難、油機配備和空調室外機的噪音抑制，租用和投資站址成本高等?！叭コ鞘谢焙瓦x址“去中心化”是新建場景選址的趨勢。同時，通過解決方案標準化、模塊

40、化，適配各種布局空間，實現新建場景批量設計和規劃，降低選址難度和成本，靈活擴容。部分場景可使用預制化室外集裝箱式解決方案，無需建筑，直接部署在園區空地，吊裝部署在建筑裙樓樓頂等，實現快速交付，滿足業務部署。6.邊緣數據中心基礎設施建設場景6.1 利舊場景邊緣數據中心對站址的需求是海量的，利用現有通信機房是最快捷，穩健投資的最佳方式?！癉C 化”是改造和擴建現有通信機房以及新建 ICT 融合機房的趨勢。通信機房“DC 化”隨著新商用業務的上線和老舊 CT 設備的騰退，逐步平滑演進，循序漸進。新的融合機房，在保障大量商業應用上線的同時，還需保持 2G、3G、4G 等既有業務的連續性。而機房內 IT

41、、CT 設備占比，是新商用業務上線需求和舊有 CT 設備退網需求雙重因素交叉作用的綜合結果。原有數據中心的建設標準中可用性、可靠性對基礎設施的強制要求，不能生硬套用在邊緣數據中心上。應根據業務需求、站址配電現狀（一路市電還是兩路市電，是否有條件配備油機和變壓器、電池的后備時間、維護響應時間等）、云邊協同等多重因素定制每個邊緣數據中心的可用性策略。面向 5G 的邊緣數據中心基礎設施白皮書收錄于“智領 DC 計劃”148.縮略語ACAIAIOAGVAPI BBUBIMCAPEXCDNCRANCTDCDRANeMBBEPCGEHDHVDCIaaSICTIDCITITUmMTCMTPOLTOPEXPa

42、aSPUEROISaaSUPFuRLLCVNFVR2B交流電人工智能一體化自動導引運輸車應用程序界面基帶單元建筑信息模型 資本支出內容分發網絡集中式無線接入網通信技術直流電分布式無線接入網增強移動寬帶演進型分組核心網千兆以太網高清高壓直流基礎設施即服務信息和通信技術互聯網數據中心信息技術國際電信聯盟制海量物聯網通信多媒體傳輸協議光線路終端運營支出平臺即服務能源利用效率投資回報軟件即服務用戶面功能超高可靠性超低時延通信虛擬網絡功能虛擬現實面向企業客戶Alternating Current Artificial IntelligenceAll In OneAutomated Guided Vehi

43、cleApplication Programming InterfaceBaseband Unit Building Information ModelingCapital ExpenditureContent Delivery NetworkCentralized Radio Access NetworkCommunication TechnologyDirect Current Distributed Radio Access NetworkEnhanced Mobile Broadband Evolved Packet CoreGigabit Ethernet High Definiti

44、onHigh-voltage Direct Current Infrastructure As A Service Information and Communications Technology Internet Data CenterInformation Technology International Telecommunication UnionMassive Machine-type Communications Multimedia Transfer ProtocolOptical Line Terminal Operating Expense Platform As A ServicePower Usage Effectiveness Return On Investment Software As A Service User Plane FunctionUltra-reliable Low-latency CommunicationVirtual Network Function Virtual Realityto Business縮略詞中文釋義英文全拼