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

鄭 坤（武警吉林總隊通信站，吉林長春，130062）

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

鄭 坤
（武警吉林總隊通信站，吉林長春，130062）

摘要：在本文中，筆者從通信網(wǎng)絡(luò)能耗的特征及其所需的環(huán)境入手，就當前通信設(shè)備、基站及電源的能耗狀況進行總結(jié)，從而綜合分析能耗分布，進而指出有效的節(jié)能措施。依托于此，筆者提出構(gòu)建通信機房節(jié)能改造方案與基站節(jié)能方案。這些方案對于我國通信企業(yè)的節(jié)能現(xiàn)狀改良具有很強的現(xiàn)實意義。通信企業(yè)應(yīng)加大能耗方面的管理與控制工作，綜合運用多種信息化技術(shù)，結(jié)合自身的實際狀況，逐步構(gòu)建起節(jié)能型的通信網(wǎng)絡(luò)，只有這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)其自身的可持續(xù)發(fā)展，有效降低運營成本。

關(guān)鍵詞：通信網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)能耗；節(jié)能技術(shù)

目前，我國各項信息化建設(shè)工作正穩(wěn)步開展，通信產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國最為重要的支柱性產(chǎn)業(yè)之一，對國民經(jīng)濟發(fā)展與人們的日常生活都有著重要的影響。隨著通信網(wǎng)絡(luò)的不斷拓展，其所消耗的能源量也不斷上升。盡管其對于單位GDP能耗來講并不算高，然而總量卻非常龐大。在我國，通信網(wǎng)絡(luò)所消耗的重要能源為電力及燃油等，這之中電力為主要消耗能源，高達87%，年消耗量約為200億KW·h。2007年，僅中國電信一家耗電量就超過60 億KW·h，這些電能主要被用于維持各種設(shè)備的運作，其中通信設(shè)備的耗電量達到50%，機房空調(diào)的耗電量則達到40%，其他電量被用于照明與環(huán)境監(jiān)控等。中國移動的耗電狀況也與之相似，其電能也是主要被用于通信設(shè)備與機房空調(diào)。隨著我國信息化水平的提升，我國通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴大，位居全球首位。對于通信運營企業(yè)來說，其在能源方面的支出成本也不斷增多，達到總成本的3%。為了有效地降低運營成本，通信企業(yè)紛紛加大能耗方面的研究與投入，積極開展各項實踐工作，如針對機房空調(diào)與通信設(shè)備能源消耗方面提出變頻節(jié)能、新風(fēng)節(jié)能、新型制冷劑等節(jié)能技術(shù)。與此同時，其不斷提高信息化水平，實現(xiàn)現(xiàn)代化的節(jié)能管理。在新一輪電信重組方案下，通信企業(yè)間的競爭將陷入白熱化階段，通信企業(yè)要想在激烈的市場競爭下獲得經(jīng)濟效益就必須有效地控制能耗成本。所以，通信企業(yè)必須要構(gòu)建節(jié)能型的組織結(jié)構(gòu)，樹立起綠色建網(wǎng)的新型理念，做好節(jié)能減排工作，最大限度地降低能耗，從而實現(xiàn)自身的可持續(xù)發(fā)展。

盡管通信行業(yè)的科技含量非常高，其能源消耗量卻非常龐大。通信行業(yè)的快速發(fā)展能夠滿足社會的通信服務(wù)需求，對促進經(jīng)濟增長與提高人們生活水平具有重要意義。隨著用戶數(shù)量的不斷增加，通信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模不斷拓展，其耗能量也逐步上升。對于通信企業(yè)來說，通信設(shè)備與機房空調(diào)的耗能量最大。整個通信網(wǎng)絡(luò)要想穩(wěn)定運作，就必須保證機房內(nèi)的溫度與濕度合適，這一點必須要靠機房空調(diào)來實現(xiàn)。而機房空調(diào)的數(shù)量與配置狀況是由通信設(shè)備來決定的。因此，在降低能源的過程中應(yīng)從通信設(shè)備能耗入手。

1 通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的能耗狀況及節(jié)能策略

1.1通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的耗能狀況。對于傳統(tǒng)的PSTN來說，其最為關(guān)鍵的設(shè)備為程控交換設(shè)備。因為在運作的過程中要實現(xiàn)實時通信，所以程控交換設(shè)備的電力供應(yīng)必須穩(wěn)定，不可以中斷。為了提高機房內(nèi)電源的穩(wěn)定，可以分別設(shè)計獨立的路徑。主電源經(jīng)過不同的獨立路徑最終達到各個機架，所有的機架都能夠獲得兩路電源。在數(shù)據(jù)通信方面，最關(guān)鍵的設(shè)備為寬帶交換設(shè)備?？梢圆捎弥绷鞴╇姺绞剑?48v）來滿足ATM/FR的運作需要。在整個IP網(wǎng)絡(luò)中，服務(wù)器與路由器均為關(guān)鍵設(shè)備，可以增加UPS設(shè)備，從而確保其穩(wěn)定運作。

隨著科技水平的不斷提升，通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各種設(shè)備也不斷更新。目前，這些設(shè)備大多處于新舊交替的階段。傳統(tǒng)PSTN與NGN設(shè)備為交換機房的主要設(shè)備類型。這之中，傳統(tǒng)的PSNT程控交換設(shè)備集成度不高，其往往數(shù)量龐大，對空間的需求量非常大，且對環(huán)境也有著非常高的要求，能耗量非常大。DNN設(shè)備、IP網(wǎng)服務(wù)器、寬帶交換機等為數(shù)據(jù)機房內(nèi)的主要設(shè)備。多數(shù)數(shù)據(jù)機房的服務(wù)器都是交流供電的，交流、直流變換次數(shù)比較多，每次變換都會損失一定的能量。

1.2通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的節(jié)能策略。在實現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)能的過程中可以從兩大方面入手，首先是在選擇網(wǎng)元設(shè)備的過程中應(yīng)盡量選擇那些能耗低的、環(huán)境要求低的節(jié)能設(shè)備；其次針對用電負荷應(yīng)加以適度調(diào)整。具體措施包括如下幾點：一是積極開展設(shè)備普查工作，及時對那些能耗量大的設(shè)備進行更新，大力推廣小型節(jié)能設(shè)備，從而逐步實現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的高效節(jié)能。二是加大軟交換設(shè)備的應(yīng)用率，減少設(shè)備占地空間，減少能耗；三是設(shè)置設(shè)備運作的合理參數(shù)，確保其工作狀態(tài)最佳。

2 通信電源系統(tǒng)的能耗狀況及節(jié)能策略

2.1通信電源系統(tǒng)的能耗狀況。以往的通信供電都是采用集中供電的方式，目前其已經(jīng)逐步實現(xiàn)了分散化的供電方式，提高了網(wǎng)絡(luò)運作的穩(wěn)定性，并有效地降低了能耗。分散式的供電方式使得每個設(shè)備都能夠獲得兩個或兩個以上的獨立供電。即便是某一供電系統(tǒng)出現(xiàn)問題，也可以從另一供電系統(tǒng)獲得電力，通信系統(tǒng)能夠正常運作。供電方式缺乏科學(xué)性、蓄電池老化嚴重、集中監(jiān)控不到位是通信電源系統(tǒng)中存在的主要問題。所以系統(tǒng)中的開關(guān)電源與UPS設(shè)備會出現(xiàn)很多諧波，使得電能質(zhì)量變差，損耗增多，并引發(fā)保護裝置失效、無法啟動后備發(fā)動機等嚴重后果。

2.2通信電源系統(tǒng)的節(jié)能策略。在供電方面開展節(jié)能降耗能夠促使直流供電所與現(xiàn)實通信負荷接近，降低損耗，實現(xiàn)節(jié)能，降低成本。分散式的供電方式對用電環(huán)境的要求有所降低，在諧波治理技術(shù)的應(yīng)用下，其能夠降低UPS導(dǎo)致的交流諧波失真情況。低諧波輸入可以有效地改善電源給電網(wǎng)帶來的負載狀況，避免其他設(shè)備產(chǎn)生的諧波干擾。與此同時，其還能夠有效地降低設(shè)備額定容量，使得電源能夠被有效利用。在對通信工程進行設(shè)計的時候就應(yīng)該充分考慮電源系統(tǒng)的節(jié)能狀況，選擇多種經(jīng)濟而節(jié)能的設(shè)備。

3 通信基站的能耗狀況及節(jié)能策略

3.1通信基站的能耗狀況。隨著用戶數(shù)量的不斷增加，通信基站的數(shù)量也相應(yīng)增多，基站耗電量也逐步加大。以中國移動公司為例，其通信基站的耗電量達到總量的73%。通信基站所涉及到的用電設(shè)備非常多，涵蓋主設(shè)備、電源設(shè)備、空調(diào)與傳輸設(shè)備等。

3.2通信基站的節(jié)能策略。通信企業(yè)在建設(shè)基站的時候應(yīng)采用最少的基站來實現(xiàn)通信面積的覆蓋，同時控制單個基站的耗電量。具體操作可以從如下幾點進行：一是對無線網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化設(shè)計。在滿足通信需求的同時，盡可能減少基站的數(shù)量；二是根據(jù)實際狀況選擇合適的節(jié)能技術(shù)，使得基站內(nèi)空調(diào)的工作時間能夠降低，借助自然冷空氣來實現(xiàn)機房內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)；三是加大太陽能、風(fēng)能等供電系統(tǒng)的應(yīng)用；四是加大發(fā)射功率控制系統(tǒng)的應(yīng)用力度。

4 通信機房空調(diào)的能耗狀況及節(jié)能策略

4.1通信機房空調(diào)的能耗狀況。通信機房內(nèi)的各種設(shè)備決定了通信機房的環(huán)境要求。通信機房內(nèi)的很多設(shè)備都是有集成電路與電容等多種電子元器件所構(gòu)成的，在運作的時候，一部分電能被消耗，一部分電能被轉(zhuǎn)化成為熱量。這些電子元器件要想穩(wěn)定運作并擁有較長使用壽命必須要及時消除其產(chǎn)生的熱量。每當其所處的溫度增加10℃的時候，其壽命會減低50%，計算機的可靠性也會大幅度下降。由于機房內(nèi)設(shè)備眾多，產(chǎn)生的熱量非常大，因此必須借助空調(diào)調(diào)節(jié)溫度。所以，基本上所有的通信機房空調(diào)都是24小時全年運作的，消耗的電能非常多。

4.2通信機房空調(diào)的節(jié)能策略。一是選擇變頻、新型制冷劑與技術(shù)；二是構(gòu)建其冷熱分離的通道，這樣能夠促進氣流的有效流動，加快散熱。在當前的機電節(jié)能領(lǐng)域中，變頻技術(shù)被應(yīng)用地十分廣泛，在其作用下，我們不需要多次開啟設(shè)備來調(diào)節(jié)溫度，其不僅能降低損耗，還能夠提高效能。新風(fēng)節(jié)能技術(shù)是借助自然條件來應(yīng)用的，當室外溫度低于室內(nèi)溫度時，可以借助室外的自然新風(fēng)來降低室內(nèi)的溫度，從而達到調(diào)節(jié)溫度的目的。

參考文獻

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Energy consumption analysis of communication network and application of energy saving technology

Zheng Kun
（Jilin Armed Police Corps communications station，Changchun Jilin，130062）

Abstract：Communication enterprises should increase the energy consumption management and control，comprehensive use of various information technology，combined with their own actual situation，and gradually build up energy saving type of communication network，only in this way to realize its own sustainable development，effectively reduce the operation cost.

Keywords：communication network；network energy consumption；energy saving technology