建设绿色核心网迫在眉睫
通信行业不仅是高科技行业,也是一个高耗能行业。随着全球范围内通信服务的规模普及,通信网络的规模也在大幅度扩张,各个网元及配套的机房基站、动力系统、温湿度控制等成倍增长,能耗巨大。以中国电信为例,2007年全年消耗电能超过200亿度,各种能耗费用超过100亿元人民币。能源消耗已严重影响到通信企业的效益和发展,节能减排势在必行。
作为通信网络中极其重要的组成部分,核心网由于集中了全网所有用户业务的控制、接续和管理,部署在中心机房,需要配套大容量交直流供电系统、大空间冷却散热系统,不可避免的成为通信网络消耗能源、造成碳排放的主要部分。如何优化核心网设备及其配套机房、电能、散热系统,降低高能耗带来的成本,并实现其履行企业责任的诉求,成为重要课题。
全方位打造绿色核心网
华为新一代核心网,以全IP、新一代通用计算平台、资源共享、融合、绿色为主题,采用软硬件技术,从核心网设备到应用的各个层面,为运营商构建面向未来的核心网络。
绿色硬件设计
绿色设计主要体现在2个方面:切换到高密度低能耗的平台,设备组件的环保设计。
引入新一代的通用开放平台,不仅能满足运营商日趋复杂的业务需要,且每用户功耗水平明显下降(虽然单机框功耗增加了一倍左右,但高密度的设计,令单机框的用户数增加到了三倍)。
华为自主设计的专用集成电路,单TC通道的功耗减少40%;在器件上,采用了诸如将35W的双核CPU替换为40W的八核CPU,存储器用仅1W的Flash硬盘替换耗电10W的串行SCSI 硬盘等节能选型;在设备的整体设计上,通过单板级、机架级的散热仿真,以及机架级的风扇运行仿真,实现散热效率更高,能耗更低的设计优化。多种环保节能设计方法的应用,使得单用户能耗至少减少了30%。
优化中心机房
Gartner报告显示,近10年来美国市场网络设备的开销没多少增长,但网络能耗(包含主设备耗电量、散热系统的能耗)持续快速上升,预计到2009年将高达网络设备投资的2倍之多。而且,散热系统的能耗几乎与设备能耗持平。这意味着从散热系统入手优化设计,是节能减排的一项重要措施。核心网设备通常集中部署在运营商的中心机房,中心机房的建筑结构、散热设备等都会影响散热系统的能耗,需要优化设计。
传统中心机房的散热系统,指简单地在设备附近安装大功率轴流风机,并采用民用空调保持恒温。这样并不能确保核心网设备运行在最佳状态(效率最高)。运行效率不高,就无法避免电能的浪费。而且轴流风机、民用空调往往噪音大,影响环境。
华为提出的散热系统的设计优化,涵盖设备、机房两个层面:
华为关注设备设计的每个细节,从风扇设计优化到散热片布局,通过每一点散热能力的提高积累成就整机散热能力的大幅提升。例如风扇设计,考虑到单风扇故障、线路连接故障的风险,以及风扇有限的耐热能力,采取了冗余设计、自动变速控制、顶部等优化措施。另外,还采用了加大机壳散热面积、巧妙设置散热挡板等多种技术手段。华为核心网设备的设计指标完全满足ETSI、NEBS对能耗控制的苛刻要求。
机房建筑物内的温度场仿真测试表明,改进中心机房的空调和风管的布局设计,能在同等散热系统条件下有效降低3-5°室温。例如采用自下而上的回风流方式,可以实现比自上而下的回风流方式节省23%的能耗。华为实施的核心网机房综合设计优化,实际测得的电能节省最高达到29%。
提升制造工艺
截至2008年6月,华为核心网已经为全球近7亿人提供通信服务。这样大规模的设备生产,对各种材料的消耗之大可想而知。而从矿石开采到材料制成的漫长加工、运输过程,也是能源消耗和碳排放的漫长过程。如果能在制作工艺中节省一点,由此带来的原材料节省乃至能源消耗、碳排放将非常可观。
华为在核心网设备的制造工艺中,小到单板、面板,大到机框、机柜,都积极摸索提升制造工艺,采用新的机械技术。经过不懈的努力,目前核心网设备每机架的平均重量比传统设备减轻15%,平均节省钢材30公斤。创新软件技术
除了利用硬件设计和制造水平的提升实现节能减排以外,软件技术的飞速发展,也为节能减排发挥越来越重要的作用。大到网络转型、小到CPU主频变频,华为专业的软件能力,可帮助运营商从容应对CAPEX、OPEX中能源消耗不断上升的问题。
通信网络转型速度远高于其他传统行业基础设施的更新换代,过于频繁的网络转型,将造成大量在线设备的退网淘汰及惊人的资源消耗。利用软件技术,华为帮助全球许多运营商对原有设备进行软件升级,在尽量保留硬件的前提下实现向新一代网络的转型,高效实现在网设备的重复利用,大大降低资源消耗。
通信用户行为的统计性特点,决定了网络在忙时和闲时的负荷变化很大。华为的核心网设备采用软件自动调整设备主频,随负荷变化,在较闲时自动将设备的处理能力降低,减少电能的消耗。仅此一项即可节约10%电能。
华为的绿色承诺
节能减排已成为全球共识,而IT及通信行业节能标准研究和推广活动更是风起云涌。2006年,欧盟委员会通过《宽带设备能源消耗管理准则》,对通信行业提出明确的节能减排要求。2007年9月,欧洲电信标准化协会(ETSI)的环境工程技术委员会(TC EE)正式发布ETSI TS 102 533标准《宽带通信网络设备的能源消耗》。2007年,NEBS(网络设备构建系统)年会上就节能标准的制定和发布做出明确规划。
以客户为本,应变市场是华为一贯的服务宗旨。目前,华为已可向客户提供单机柜轻15%、每用户节能14.6%、可在25°环境下正常运行的核心网设备,完全符合各大通信标准组织制定的节能标准,并且满足运营商节省能源、降低成本的需求。由于表现出色,华为绿色核心网获得了越来越多客户的青睐,现已全面装备到全球运营商的网络,为全球节能减排贡献力量。华为希望,到2010年能向客户提供最少每用户节能50%、可在30°环境下正常工作的核心网设备,其中分组核心网设备最多可实现每用户节能81%(GGSN)。
移动互联网爆炸式增长趋势将会带来能耗的剧增,华为将竭尽所能,与全球客户一起同舟共济,以实际行动为环境保护作贡献,推动行业持续健康发展。