一种基于5G 的CRAN 机房资源精细化管理系统研究

王明久，范乐昊，孙立科

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210019）

0 引 言

为进一步节约能耗、降低机房建设与运维成本，运营商采用集中化无线接入网（Centralized Radio Access Network，CRAN）的方式部署5G 无线设备[1]。CRAN 机房一般选用自留机房，机房内包括传输设备、无线设备等相关主设备，以及开关电源、蓄电池、接地排等相关配套设备。CRAN 机房的部署可以节省大量宝贵的机房资源[2]。

随着5G 网络的大规模建设部署，CRAN 机房资源占用逐渐紧张，目前CRAN 机房建设面临的主要问题是资源占用缺乏统一规划。CRAN 机房承载了无线宏站、无线室分、传输设备、千兆宽带以及集团客户接入等专业的物理位置部署需求，涉及专业较多，并且各专业在建设时间上存在较大差异。此外，部分专业规划与建设分属不同部门管理，难以从管理层面实现对CRAN 机房资源占用的统一规划与管理，导致CRAN 机房资源经常出现重复占用与建设现象。

在CRAN 机房资源管理现状方面，采用CRAN机房动力环境监控系统。系统主要对机房温度、湿度、烟感、水浸、门禁以及开关电源负载电流等进行实时监控与告警，只能满足日常基站维护的使用需求，缺少机房资源配置情况和资源空间占用情况等方面的管理，无法满足各专业日常规划与建设对CRAN 机房资源的统一管理需求。因此，CRAN 机房管理急需引入新的管理模式，以实现对机房资源配置情况、占用情况、可利旧情况以及可扩容情况等的精细化管理。

1 机房资源管理需求分析

随着5G 时代的来临，5G 网络建设正在大规模推进部署，提升机房安全可靠运行保障能力并降低机房运维成本是机房面临的严峻挑战[3]。目前，CRAN机房建设涉及专业较多，现有机房负荷明显提升，对机房内的空间、负荷及光缆纤芯等资源利用情况的实时展示需求快速增长。该系统能够实现对机房现有资源（包括机房机柜占用、机框占用、纤芯占用及电源负荷等）的统计、展示与分析，以便实时掌握各CRAN 机房内的资源使用状态，防止盲目规划，从而提升基站资源占用规划精度与基站建设效率，确保机房空间的高效利用，延长机房生命周期，保护现有资源。

1.1 无线专业资源管理需求

CRAN 机房资源精细化管理的目标是清晰描述机房内已配置资源情况和可新增资源情况等，为工程规划与工程建设提供实时、准确的数据参考。

无线专业机房资源精细化管理内容包括现有机柜资源信息、机框资源信息及电源负荷信息等。机柜资源信息包括可放置机柜总数量、已放置机柜总数量以及剩余机柜数量。机框资源信息包括所有已放置机柜的机框总数量、已占用机柜的机框总数量、剩余机柜的机框数量等。电源负荷信息包括现有电流值、开关电源整流模块配置情况及蓄电池配置情况等。无线专业机房资源精细化管理需求明细如表1 所示。

表1 无线专业机房资源精细化管理需求明细

1.2 传输专业资源管理需求

传输专业机房资源精细化管理内容包括现有机柜资源信息、机框资源信息、电源负荷信息、光纤配线架（Optical Distribution Frame，ODF）芯数资源信息及ODF 子框资源信息等。其中，现有机柜资源信息、机框资源信息、电源负荷信息等需求与无线专业相同，ODF 芯数资源信息和ODF 子框资源信息用于描述ODF 资源使用现状与可新增占用情况。传输专业机房资源精细化管理个性化需求明细如表2 所示。

表2 传输专业机房资源精细化管理个性化需求明细

2 系统实现

文章提出一种基于CAD 软件的VBA 编程实现方式，基于模板进行设备管理，包括设备模板、机架模板以及机框模板等，以便批量添加设备操作[4]。首先在CAD 内定义属性块，其次通过VBA 软件批量提取CAD 中的自定义块属性值，最后根据提取的属性值完成机柜统计、机框统计等，并进行分析与展示操作。

2.1 定义属性块

打开CAD 软件，通过“增强属性编辑器”定义设备名称、备注及值。值的定义规则为：机柜名称+编号+机房内的横向位置编号+机房内的纵向位置编号。例如，第3 台ODF 机柜位于机房内第2 排第1 列，则值的定义如图1 所示。

图1 CAD 内定义块的名称、标记、值

在第1 次通过“增强属性编辑器”定义设备名称属性值之后，可以通过复制并修改值内容的方式快速完成机房内所有设备的属性值定义。

2.2 完成现状图制作

首先等比例画出机房的长与宽以及门、柱等位置，其次将所有机柜包括预留机柜的位置、名称、机框的占用情况等标记出来，最后将可以放置设备的机柜（包括综合柜、ODF 机柜等）在第2 张图纸中单独画出来，并采用“增强属性编辑器”标记机柜从上至下的机框占用详情。

2.3 批量提取块属性

在完成CRAN 机房现状图制作后，每个CRAN机房对应1 张CAD 图纸。CAD 图纸集中存放于内部服务器，如果新增占用机柜位置和机框位置等，则要登录服务器并修改CAD 图纸。施工单位在施工之前提供CAD 图纸修改截图作为允许施工的凭证之一，保证CAD 图纸与现场一致。利用VBA 软件批量提取CAD 图纸中块属性的文本值，首先通过块名称如“test33”查询到定义好的CAD 块，其次通过“GetAttributes”获取块的属性，最后通过“TextString”获取块的文本值。查询块并获取块属性的主要VBA代码如图2 所示。

图2 VBA 提取CAD 块属性代码

2.4 数据统计、分析与展示

根据VBA 软件批量提取出各CRAN 机房资源部署与占用情况，完成总体机柜与机框使用情况、Top5站点等总体统计，以及单个机房机柜、机框占用等单站统计。第一，机柜机框情况统计。统计所有CRAN机房的机柜、机框使用和剩余总数，可以直观显示区域内CRAN 机房的总体资源配置、使用与剩余情况。第二，Top5 站点统计。针对部分CRAN 机房负载明显偏高的现状，通过Top5 站点统计进行直观展示，如统计机柜使用率最高的站点，并从高到低排序展示。第三，机柜占用情况统计。统计单个机房的机柜占用情况与每排机柜占用详情。机柜占用情况包括总机柜数量、已使用机柜数量及剩余机柜数量等。每排机柜占用详情显示机房内每一排机柜的总数量、已占用数量及剩余机柜数量等。第四，机框占用情况统计。统计单个机房的机框占用情况与相关机柜机框剩余情况等。机框占用情况包括机框总空间、已占用空间及剩余空间数量等。机框剩余情况用于统计可放置设备的机柜机框已用与机框剩余情况。第五，单站资源占用详情统计。根据各机柜在机房内的排列顺序，数字化展示每排机柜的设备占用详情。第六，修改记录。对比每次更新时的结果与上次的结果，并将详细的修改记录（如数据增加、删除等）保存在系统中。将该结果与施工情况进行对比，从而判断是否存在未经批准的建设内容。

3 系统优势

机房不仅是CRAN 的主要载体，而且是保证CRAN 正常工作的前提[5]。CRAN 机房资源管理系统借助VBA 工具实现对机房资源的实时统计、分析及展示，可有效满足各专业在规划与建设中对CRAN 机房的统一管理需求，有效提升规划与建设效率，减少资源重复部署带来的资源浪费。从目前试用情况来看，机房资源管理系统的优势主要体现在以下2 个方面。

3.1 提升规划与建设效率

通过实时、全面掌握CRAN 机房资源，能够有效解决前期仅有少量专用人员熟悉机房资源情况的问题，理清自有资源占用情况、剩余详情，及时指导各专业完成CRAN 机房规划与建设部署，提升规划设计的合理性与可行性，进一步降低重复会审率，提高规划设计人员的工作效率。从目前试用情况来看，可节约规划、建设周期约为5 d。

3.2 减少资源浪费

各专业借助机房资源精细化管理系统实现对机房资源的统一规划与建设，充分共享机柜、开关电源、蓄电池等相关机房资源，从源头杜绝资源重复规划与建设现象，减少资源浪费。从目前试用情况来看，可节约投资约30 万元/年（参考某地市级运营商数据）。

4 结 论

CRAN 机房的精细化管理是5G 网络精细化建设的必然要求，也是实现工程建设数智化的有效手段之一。文章通过分析无线、传输专业对机房精细化管理的具体需求，结合VBA 与CAD 软件，实时统计、展示及分析CRAN机房机柜位置、机框占用、传输资源等，为5G 网络规划与工程建设提供精准的基础数据支撑，进一步提升5G 网络建设效率与质量。该研究能够为5G 网络的快速、高效、优质部署提供帮助。