通信網(wǎng)絡(luò)能耗分析與節(jié)能技術(shù)應(yīng)用研究

◆劉 兵

通信網(wǎng)絡(luò)能耗分析與節(jié)能技術(shù)應(yīng)用研究

◆劉 兵

(國家新聞出版廣電總局二0二臺 西藏 850030)

根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)行狀況和能耗特點，對其能耗分布及節(jié)能潛力進行分析，找到有效節(jié)能減損的方式，并在此基礎(chǔ)上，制定新風(fēng)節(jié)能的創(chuàng)建方案。運用一系列比較評估方法來統(tǒng)計通信運營企業(yè)的實際節(jié)能效果，結(jié)果表明：通信運營商若能有效的控制網(wǎng)絡(luò)耗能，則依據(jù)具體情況實施節(jié)能管控技術(shù)，能夠減少資本消耗，促進通信網(wǎng)絡(luò)持續(xù)健康發(fā)展。

通信網(wǎng)絡(luò)；能耗分析；節(jié)能技術(shù)；應(yīng)用分析

0 引言

隨著社會不斷向科技化、信息化發(fā)展，通信已經(jīng)成為人們生活中必不可少的要素，在促進國家經(jīng)濟發(fā)展方面具有重大的推動作用。通信網(wǎng)絡(luò)所涉及的范圍逐步擴大，各種設(shè)備、系統(tǒng)及基站等大幅度增加，人們的通信要求不斷增長，致使通信網(wǎng)絡(luò)的耗能逐漸加大。電力及燃油等能源的消耗量較大，都達至80%左右，如今，各個通訊運營商已經(jīng)逐步意識到能源節(jié)約的重要性，在通信機房和通信基站等方面進行積極探索，以求達到最大程度節(jié)約能源的目標(biāo)，相關(guān)人員為了降低空調(diào)及基站設(shè)備的耗電量，研發(fā)了新風(fēng)節(jié)能、低溫變頻節(jié)能等新興技術(shù)，促使通信網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)嵤┬畔⒒O(jiān)控運營，節(jié)能減耗。

1 通信網(wǎng)絡(luò)能耗分析

通信業(yè)是一項耗能較多的行業(yè)，其快速高效的發(fā)展給社會帶來了極大的便利，用戶數(shù)目不斷增多、用戶范圍不斷增大，使得通信網(wǎng)絡(luò)的耗能逐步增加。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和機房空調(diào)的耗能量較大，使用空調(diào)設(shè)備主要是為了控制機房的濕度和溫度，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的耗能使用量與機房空調(diào)設(shè)備的多少及耗能量息息相關(guān)，若網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的使用量加大、耗能加多，則機房空調(diào)的耗能量也相應(yīng)增多[1]。由此看出，減少通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的耗能是節(jié)約能源的重要因素之一，高效節(jié)能、管控能源消耗數(shù)量、充分利用節(jié)能資源等是節(jié)約能源、降低耗能量的關(guān)鍵途徑。

1.1通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的能耗分析

如今，通信網(wǎng)絡(luò)的各項設(shè)備及技術(shù)都處于新舊更替的時期，程控交換機、信令設(shè)備、路由器及服務(wù)器等都在不斷研發(fā)更新。交換機房內(nèi)的程控設(shè)備集成度不高、數(shù)量較多，對機房的周圍環(huán)境要求還比較高，是高耗能的重要因素之一；數(shù)據(jù)機房內(nèi)的交流供電服務(wù)器運行較為復(fù)雜，要經(jīng)過多次的電流變換才能正常使用，在電流的各個變化環(huán)節(jié)都需要消耗一定的能源[2]。現(xiàn)在，大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)通信都在研究節(jié)能技術(shù)，選擇耗能低、對環(huán)境要求不高的節(jié)能型設(shè)備是節(jié)能的第一步，合理科學(xué)的調(diào)控電荷量，使用有效節(jié)能的通信設(shè)施，對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行調(diào)查研究，更新效率低、耗能多、產(chǎn)熱大的應(yīng)用設(shè)備，調(diào)配網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的工作參數(shù)，致使其達到最佳運行狀態(tài)，節(jié)能減耗。

1.2通信電源系統(tǒng)的能耗分析

通信基礎(chǔ)電源的供電方式逐漸在發(fā)生改變，已經(jīng)從原有的集中供電轉(zhuǎn)向了分散供電，提升了供電的穩(wěn)定程度，降低了電力的消耗力度。進行分散供電使得用電的安全系數(shù)提升，若是在供電過程中，一個系統(tǒng)產(chǎn)生了癱瘓的情況，將不會對其他系統(tǒng)造成影響。如今，通信電源系統(tǒng)的供電方式較不合理，經(jīng)常出現(xiàn)電池老化的情形，開關(guān)電源的體積及質(zhì)量都有所減少，僅能獲得脈沖電流，UPS的整流裝置在運營過程中會產(chǎn)生很多高次諧波，致使電能的質(zhì)量下降，能量損耗增加。在設(shè)計通信電源時，要使用效率高的UPS、開關(guān)電源等基礎(chǔ)設(shè)備，合理高效的節(jié)能降耗[3]。

1.3移動通信基站的能耗分析

隨著通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的不斷擴大發(fā)展，移動通信基站的數(shù)目也在不斷增加，其耗電量的程度顯著提升，移動通信基站的節(jié)能減耗尤為重要。盡量使用高效的移動通信基站，以致使用較少的數(shù)量就能覆蓋較大范圍，優(yōu)化無線網(wǎng)絡(luò)，在滿足通信網(wǎng)絡(luò)需求的情況下，減少基站的使用，對空調(diào)工作的時間加以控制，盡量使用自然資源進行降溫，推廣可再生能源來促進通信業(yè)的發(fā)展。

1.4通信機房空調(diào)的能耗分析

通信機房的環(huán)境與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運行環(huán)境相關(guān)，通信機房大致包括交換機房、數(shù)據(jù)傳輸機房、NGN機房等，通信設(shè)備主要是由集成電路、電容等構(gòu)成，元件的工作效率與環(huán)境息息相關(guān)，一般來說，環(huán)境越高，元件的運作效率越低。通信機房的設(shè)備較多，密度較大，致使熱量不斷升高，通信業(yè)務(wù)對機房環(huán)境的要求較高，機房的空調(diào)大多是屬于全天候機的狀態(tài)，使得機房的環(huán)境能夠達到標(biāo)準(zhǔn)。要盡量使用變頻、隔絕換熱等技術(shù)，利用冷熱道分離，環(huán)境監(jiān)控等集中處理空調(diào)元件。變頻技術(shù)是現(xiàn)代社會應(yīng)用較廣的一種節(jié)能技術(shù)，利用變頻器來調(diào)節(jié)壓縮機的轉(zhuǎn)速，減少了因頻繁轉(zhuǎn)換變頻器帶來的能量損耗，并且提高了空調(diào)的運行效率[4]。動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)在一定程度上保證了供電的安全性及穩(wěn)定性，對通信電源及空調(diào)設(shè)備進行監(jiān)控記錄，將出現(xiàn)的問題及時報告給維護人員，促進各項設(shè)備高效運行。

2 通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)能方案

2.1通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)能技術(shù)

空調(diào)自適應(yīng)技術(shù)是目前使用較廣的一種技術(shù)，將大自然溫度變化產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為電能供空調(diào)使用，利用自然溫度來調(diào)控空調(diào)使用電量，自動控制空調(diào)開關(guān)，使空調(diào)的耗電量大幅降低，達到良好的節(jié)能效果；空調(diào)添加劑技術(shù)的出現(xiàn)也在一定程度上降低了能源的損耗，將添加劑加入到制冷劑中，產(chǎn)生的化合物能夠有效溶解油污，進而形成了一層高效保護膜，致使壓縮機的運行速度更加平穩(wěn)；近年來，分布式基站技術(shù)也逐漸成熟，此種技術(shù)的使用能夠有效降低溫控耗能，將基站分化為基帶及射頻兩部分，用光纖拉遠射頻部分，降低傳統(tǒng)饋線的能量損耗，降低基站的使用功率。

2.2通信機房新風(fēng)節(jié)能改造方案

通信機房在使用節(jié)能技術(shù)時，要充分考慮其系統(tǒng)性及安全性，在必要時對設(shè)備可以進行一定程度的維護[5]。但是對通信機房進行改造時，要注意保障機房的安全性，使機房的溫度、濕度達標(biāo)。通信機房的新風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)是由智能管理器、進風(fēng)機、排風(fēng)機等元件構(gòu)成，溫度傳感器能夠檢測室內(nèi)外溫度，當(dāng)外界溫度降低時，通風(fēng)系統(tǒng)將把室外的冷空氣引入室內(nèi)，逐漸降低空調(diào)的使用強度，使得室內(nèi)溫度達到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。通信機房的新風(fēng)節(jié)能技術(shù)已經(jīng)逐步成熟，在適宜的條件下，節(jié)能效果較高，一般能達至35%左右。

2.3移動通信基站綜合節(jié)能解決方案

在進行機房設(shè)計時，要以“上走線下送風(fēng)”為原則，冷熱通道要進行分離，科學(xué)的組織氣流，致使散熱情況達到最佳；對新風(fēng)節(jié)能、變頻節(jié)能等技術(shù)進行有效利用，利用信息化技術(shù)進行有效監(jiān)管，對每臺空調(diào)的運作時間都要進行合理設(shè)定，進而使得空調(diào)資源能夠得到高效利用，對一些老基站進行更新整改，推行分布式基站建設(shè)措施，對基站進行綜合評價，在固定電荷量的情況下，利用掛表測量方式來比較耗電量，有根據(jù)性地選擇恰當(dāng)?shù)墓?jié)能技術(shù)，建立節(jié)能管理體制，設(shè)置集中監(jiān)控平臺，科學(xué)地計算能耗數(shù)量，對節(jié)能項目進行定期評測。

3 結(jié)束語

減少通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的耗能是節(jié)約通信網(wǎng)絡(luò)能源的重點，既能降低設(shè)備使用成本，又能減少配套系統(tǒng)及空調(diào)運行的建設(shè)成本。新風(fēng)節(jié)能技術(shù)較為成熟，耗能量較低，是通信機房空調(diào)系統(tǒng)的最優(yōu)選擇，在進行節(jié)能規(guī)劃時，要充分考慮各方面因素，因地選擇合適的技術(shù)和方法，使節(jié)能達到最佳效果。建設(shè)能源節(jié)約和環(huán)境保護系統(tǒng)，使得通信網(wǎng)絡(luò)能夠有效運營，高效節(jié)能。

[1]李森.通風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)在電信機房中的應(yīng)用[J].電信技術(shù)，2014.

[2]楊蘋，劉勝榮.地區(qū)移動通信基站的能耗分析與節(jié)能評估[J].西華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2014.

[3]黃成龍，楊文鵬.移動通信基站節(jié)能控制的理論與實踐[J].西安工程大學(xué)學(xué)報，2015.