通信業(yè)核心網(wǎng)節(jié)能措施探究

李 巍

（中國(guó)移動(dòng)四川樂山分公司，四川 樂山 614000）

1 通信業(yè)核心網(wǎng)設(shè)備節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)及措施

機(jī)架尺寸要求。所有核心網(wǎng)設(shè)備單機(jī)架的尺寸（高×寬×深）要求高度分為1 800 mm、2 000 mm和2 200 mm三種；寬度分為600 mm和800 mm兩種；深度分為400 mm、600 mm和800 mm三種[1]。

機(jī)架重量要求。核心網(wǎng)設(shè)備單機(jī)架滿配重量要求為：CM1版本要求不超過450 kg，CM2版本要求不超過400 kg[1]。

機(jī)架功耗要求。核心網(wǎng)設(shè)備多個(gè)機(jī)架的平均功耗應(yīng)控制在2～3 kW。單個(gè)機(jī)架的最大功耗為：CM1版本不超過5 kW，CM2版本不超過6 kW[1]。

設(shè)備容量分為兩種：最大容量和典型容量。各核心網(wǎng)設(shè)備均應(yīng)按照典型容量和最大容量配置，分別核算重量、功耗、體積和面積指標(biāo)。

最大容量是指按照產(chǎn)品設(shè)計(jì)，在處理負(fù)荷（集中式的主處理器或分布式的系統(tǒng)處理負(fù)荷）不超過80%的情況下，能夠應(yīng)用的單個(gè)網(wǎng)元容量最大值。典型容量是該類設(shè)備適于在現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用的常用容量。該容量下，正常運(yùn)行時(shí)的處理負(fù)荷（集中式的主處理器負(fù)荷或分布式的系統(tǒng)處理負(fù)荷）不應(yīng)超過60%。

配置核心網(wǎng)設(shè)備時(shí)，均應(yīng)包括該設(shè)備正常運(yùn)行所必配的附屬外圍設(shè)備，如電纜、尾纖、計(jì)費(fèi)服務(wù)器（或計(jì)費(fèi)接口）、網(wǎng)管設(shè)備（或網(wǎng)管接口）等，但不包括IP承載網(wǎng)的LAN Switch和Router等設(shè)備。每個(gè)核心網(wǎng)設(shè)備均應(yīng)按照典型容量配置下的實(shí)際運(yùn)行功耗平均值，折算單位業(yè)務(wù)量下的功耗、面積、體積、重量等方面的指標(biāo)，并與節(jié)能分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)照。同時(shí)，按照最大容量設(shè)計(jì)值折算單位業(yè)務(wù)量下的功耗、面積、體積、重量等指標(biāo)值，作為評(píng)價(jià)設(shè)備性能的輔助指標(biāo)[2]。

MSS節(jié)能分級(jí)指標(biāo)。MSS的最大容量（滿配置）要求為：CM1版本不小于1 500 kB HCA，CM2版本不小于4 500 kB HCA[3]。MSS采用IP承載與無線側(cè)的信令（IP方式）通過MGW轉(zhuǎn)接，與其他網(wǎng)元的信令則采用經(jīng)過STP轉(zhuǎn)接的TDM方式。

GMSS節(jié)能分級(jí)指標(biāo)。GMSC SERVER的最大容量（滿配置）要求為CM1版本不小于3 000 kB HCA，CM2版本不小于9 000 kB HCA[3]。

GMGW節(jié)能分級(jí)指標(biāo)。GMGW的最大容量（滿配置）要求為CM1版本不小于12 500 Erl，CM2版本不小于25 000 Erl[3]。

網(wǎng)內(nèi)話務(wù)采用全I(xiàn)P接口，網(wǎng)間話務(wù)采用TDM光接口。信令高速TDM接口承載方式下，按每萬ERL話務(wù)量折算。

SGSN設(shè)備的最大容量（滿配置）要求為CM1版本不小于100萬附著用戶，CM2版本不小于200萬附著用戶。其他容量指標(biāo)應(yīng)滿足通信業(yè)相關(guān)設(shè)備規(guī)范的要求。

核心網(wǎng)設(shè)備盡可能采用豎插板件的結(jié)構(gòu)。機(jī)架排吸風(fēng)采用如下高效合理的方式：對(duì)單機(jī)架功耗超過2 kW的設(shè)備，盡量采用正面吸風(fēng)、背面或上面排風(fēng)的方式；對(duì)于單機(jī)架功耗較小的設(shè)備，可以靈活采用下部吸風(fēng)、上部排風(fēng)的方式，或者其他合理的排吸風(fēng)方式。同時(shí)，核心網(wǎng)設(shè)備機(jī)架內(nèi)的風(fēng)扇應(yīng)具有自動(dòng)分級(jí)調(diào)速的功能。機(jī)架內(nèi)采用防熱風(fēng)回流等技術(shù)，降低對(duì)機(jī)房環(huán)境的局部制冷要求[4]。機(jī)架開門寬度小于等于600 mm的機(jī)架，應(yīng)采用單開門方式。寬度大于600 mm的機(jī)柜，可采用雙開門方式。為支持封閉冷通道精確送風(fēng)方式要求，機(jī)架正面門和背面門開孔率均不低于50%，以獲得良好的排吸風(fēng)效果。當(dāng)進(jìn)風(fēng)口離地板或地面1.5 m、離設(shè)備正面0.4 m，溫度為35 ℃時(shí)，出風(fēng)口離地板或地面1.5 m、離設(shè)備出風(fēng)口0.4 m處溫度不得高于60 ℃。同時(shí)，任何情況下，機(jī)架出風(fēng)口的最高溫度不得高于70 ℃[5]。

2 通信業(yè)核心網(wǎng)機(jī)房節(jié)能措施

對(duì)通信業(yè)核心網(wǎng)電能消耗予以整體監(jiān)管，對(duì)用電予以合理統(tǒng)計(jì)，找到異常用電，并在此基礎(chǔ)上實(shí)施全面改進(jìn)，進(jìn)而防止電能的浪費(fèi)。核心網(wǎng)機(jī)房的相關(guān)裝置主要包括電源設(shè)備，其中有開關(guān)、不間斷電源以及蓄電池。經(jīng)針對(duì)性運(yùn)維，使設(shè)備保持高效的工作狀態(tài)，降低電能消耗。啟停電源的維護(hù)過程，依附于負(fù)載數(shù)據(jù)加減模塊，有針對(duì)性地予以階段檢查，在此基礎(chǔ)上調(diào)整工作模塊的數(shù)量，進(jìn)而深化工作有效性，達(dá)到節(jié)能的目的。而核心網(wǎng)機(jī)房的環(huán)境用電裝置主要為空調(diào)系統(tǒng)，其耗電量受機(jī)房格局、裝置發(fā)熱量的影響，同時(shí)和空調(diào)系統(tǒng)的工作狀態(tài)、溫度設(shè)置有關(guān)。運(yùn)維環(huán)節(jié)，可通過添加劑及空調(diào)系統(tǒng)輪轉(zhuǎn)工作的舉措降低電能損耗，以有效增加空調(diào)系統(tǒng)的使用壽命。也可以根據(jù)核心網(wǎng)裝置的需求調(diào)節(jié)機(jī)房溫度，達(dá)到節(jié)能的目的。

核心網(wǎng)機(jī)房配套節(jié)能措施主要包括三方面。第一，對(duì)濕度、溫度予以同步監(jiān)控。核心網(wǎng)機(jī)房同步監(jiān)控系統(tǒng)通過機(jī)房濕度、溫度檢測(cè)與空調(diào)控制系統(tǒng)構(gòu)成，智能啟停空調(diào)系統(tǒng)，進(jìn)而控制能耗。第二，對(duì)核心網(wǎng)機(jī)房予以通風(fēng)改造，拓展新風(fēng)系統(tǒng)，擇取直通風(fēng)、常規(guī)散熱等舉措，弱化核心網(wǎng)機(jī)房對(duì)空調(diào)的要求，進(jìn)而縮減空調(diào)系統(tǒng)的使用頻次。第三，完善電源。電源的諧波能夠從根本上深化功率因素，進(jìn)而控制熱損。因?yàn)樾铍姵貙?duì)溫度具有一定要求，所以可以擇取專用裝置去控制蓄電池的溫度。半導(dǎo)體溫控蓄電池柜能夠有效降低內(nèi)部溫度。

某電信企業(yè)的數(shù)據(jù)表明，數(shù)據(jù)中心能耗要求的增長(zhǎng)速度高于其地領(lǐng)域，企業(yè)耗電成本越來越高。在現(xiàn)有機(jī)房的能耗中，主要消耗來自于互聯(lián)網(wǎng)裝置能耗、制冷能耗以及電源能耗。相關(guān)資料顯示，在數(shù)據(jù)中心，僅用于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)裝置與服務(wù)器的電力輸入為總消耗的30個(gè)百分點(diǎn)，而空調(diào)系統(tǒng)的耗能超過了核心網(wǎng)機(jī)房電能消耗的50個(gè)百分點(diǎn)。這組數(shù)據(jù)表明，服務(wù)器、空調(diào)系統(tǒng)以及主要電源，均為耗能的主要因素[6]。而不間斷電源供電效率越高，其能耗會(huì)隨之減少。如果工作效率不超過90%的不間斷電源自身效率低，那么就會(huì)造成整體耗電提升[7]。而以核心網(wǎng)機(jī)房用電比例作為基礎(chǔ)進(jìn)行分析，服務(wù)器裝置占了整體耗電的52%，制冷系統(tǒng)與電源系統(tǒng)則分別為38%和9%[8]。通過上述數(shù)據(jù)可以看出，側(cè)重于核心網(wǎng)機(jī)房節(jié)能，能夠有效縮減成本、增加收益、深化企業(yè)的運(yùn)營(yíng)有效性。

核心網(wǎng)機(jī)房節(jié)能的內(nèi)容主要包括三方面。第一，對(duì)密封式閥控鉛酸蓄電池加裝獨(dú)立空調(diào)。此類電池的運(yùn)行溫度要控制在20～25 ℃[9]。密封式閥控鉛酸蓄電池在35 ℃環(huán)境中的使用壽命會(huì)大幅度縮減，同時(shí)低溫中的密封式閥控鉛酸蓄電池高效電性能會(huì)被遏制。因此，使用密封式閥控鉛酸蓄電池的核心網(wǎng)機(jī)房中，要加裝空調(diào)系統(tǒng)，進(jìn)而使密封式閥控鉛酸蓄電池運(yùn)行處于最佳溫度區(qū)間。第二，自然冷卻技術(shù)可以有效降低空調(diào)系統(tǒng)的使用頻次，達(dá)到節(jié)能的目的?，F(xiàn)階段，要側(cè)重于核心網(wǎng)機(jī)房諧波處理和空調(diào)自適應(yīng)控制的改進(jìn)，進(jìn)而滿足末端裝置的供電需要。第三，以主要電源與相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施作為切入點(diǎn)，在核心網(wǎng)機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面深化節(jié)能，降低裝置的能耗。改善不間斷電源功率因素低的問題，擇取智能化多單元電池管理措施，通過微處理器控制技術(shù)對(duì)電池予以多單元管理，進(jìn)而深化不間斷電源的充電效率，提高電池使用壽命，降低廢舊電池對(duì)環(huán)境造成的影響。

3 結(jié) 論

綜上所述，為了最大限度節(jié)能，要對(duì)通信業(yè)核心網(wǎng)電能消耗進(jìn)行全面監(jiān)管，對(duì)用電予以合理統(tǒng)計(jì)，予以用電精細(xì)化管理，找到異常用電，并在此基礎(chǔ)上實(shí)施全面改進(jìn)，防止電能浪費(fèi)。核心網(wǎng)機(jī)房的相關(guān)裝置主要包括電源設(shè)備，其中有開關(guān)、不間斷電源以及蓄電池。經(jīng)針對(duì)性地運(yùn)維，使設(shè)備保持高效工作狀態(tài)，降低電能消耗。啟停電源的維護(hù)過程，依附于負(fù)載數(shù)據(jù)加減模塊。需有針對(duì)性地予以階段檢查，并在此基礎(chǔ)上調(diào)整工作模塊的數(shù)量，進(jìn)而深化工作有效性，達(dá)到節(jié)能的目的。而核心網(wǎng)機(jī)房的環(huán)境用電裝置主要為空調(diào)系統(tǒng)，其耗電量會(huì)受機(jī)房格局、裝置發(fā)熱量的影響，同時(shí)和空調(diào)系統(tǒng)的工作狀態(tài)、溫度設(shè)置有關(guān)。運(yùn)維環(huán)節(jié)，可通過添加劑、空調(diào)系統(tǒng)輪轉(zhuǎn)工作的舉措降低電能損耗，以有效增加空調(diào)系統(tǒng)的使用壽命。也可以根據(jù)核心網(wǎng)裝置的需求調(diào)節(jié)機(jī)房溫度，達(dá)到節(jié)能目的。

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