通信業核心網節能措施探究

李 巍

（中國移動四川樂山分公司，四川 樂山 614000）

1 通信業核心網設備節能標準及措施

機架尺寸要求。所有核心網設備單機架的尺寸（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]。

機架重量要求。核心網設備單機架滿配重量要求為：CM1版本要求不超過450 kg，CM2版本要求不超過400 kg[1]。

機架功耗要求。核心網設備多個機架的平均功耗應控制在2～3 kW。單個機架的最大功耗為：CM1版本不超過5 kW，CM2版本不超過6 kW[1]。

設備容量分為兩種：最大容量和典型容量。各核心網設備均應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。

最大容量是指按照產品設計，在處理負荷（集中式的主處理器或分布式的系統處理負荷）不超過80%的情況下，能夠應用的單個網元容量最大值。典型容量是該類設備適于在現網應用的常用容量。該容量下，正常運行時的處理負荷（集中式的主處理器負荷或分布式的系統處理負荷）不應超過60%。

配置核心網設備時，均應包括該設備正常運行所必配的附屬外圍設備，如電纜、尾纖、計費服務器（或計費接口）、網管設備（或網管接口）等，但不包括IP承載網的LAN Switch和Router等設備。每個核心網設備均應按照典型容量配置下的實際運行功耗平均值，折算單位業務量下的功耗、面積、體積、重量等方面的指標，并與節能分級標準的各項指標進行對照。同時，按照最大容量設計值折算單位業務量下的功耗、面積、體積、重量等指標值，作為評價設備性能的輔助指標[2]。

MSS節能分級指標。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承載與無線側的信令（IP方式）通過MGW轉接，與其他網元的信令則采用經過STP轉接的TDM方式。

GMSS節能分級指標。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節能分級指標。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]。

網內話務采用全IP接口，網間話務采用TDM光接口。信令高速TDM接口承載方式下，按每萬ERL話務量折算。

SGSN設備的最大容量（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。其他容量指標應滿足通信業相關設備規范的要求。

核心網設備盡可能采用豎插板件的結構。機架排吸風采用如下高效合理的方式：對單機架功耗超過2 kW的設備，盡量采用正面吸風、背面或上面排風的方式；對于單機架功耗較小的設備，可以靈活采用下部吸風、上部排風的方式，或者其他合理的排吸風方式。同時，核心網設備機架內的風扇應具有自動分級調速的功能。機架內采用防熱風回流等技術，降低對機房環境的局部制冷要求[4]。機架開門寬度小于等于600 mm的機架，應采用單開門方式。寬度大于600 mm的機柜，可采用雙開門方式。為支持封閉冷通道精確送風方式要求，機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效果。當進風口離地板或地面1.5 m、離設備正面0.4 m，溫度為35 ℃時，出風口離地板或地面1.5 m、離設備出風口0.4 m處溫度不得高于60 ℃。同時，任何情況下，機架出風口的最高溫度不得高于70 ℃[5]。

2 通信業核心網機房節能措施

對通信業核心網電能消耗予以整體監管，對用電予以合理統計，找到異常用電，并在此基礎上實施全面改進，進而防止電能的浪費。核心網機房的相關裝置主要包括電源設備，其中有開關、不間斷電源以及蓄電池。經針對性運維，使設備保持高效的工作狀態，降低電能消耗。啟停電源的維護過程，依附于負載數據加減模塊，有針對性地予以階段檢查，在此基礎上調整工作模塊的數量，進而深化工作有效性，達到節能的目的。而核心網機房的環境用電裝置主要為空調系統，其耗電量受機房格局、裝置發熱量的影響，同時和空調系統的工作狀態、溫度設置有關。運維環節，可通過添加劑及空調系統輪轉工作的舉措降低電能損耗，以有效增加空調系統的使用壽命。也可以根據核心網裝置的需求調節機房溫度，達到節能的目的。

核心網機房配套節能措施主要包括三方面。第一，對濕度、溫度予以同步監控。核心網機房同步監控系統通過機房濕度、溫度檢測與空調控制系統構成，智能啟停空調系統，進而控制能耗。第二，對核心網機房予以通風改造，拓展新風系統，擇取直通風、常規散熱等舉措，弱化核心網機房對空調的要求，進而縮減空調系統的使用頻次。第三，完善電源。電源的諧波能夠從根本上深化功率因素，進而控制熱損。因為蓄電池對溫度具有一定要求，所以可以擇取專用裝置去控制蓄電池的溫度。半導體溫控蓄電池柜能夠有效降低內部溫度。

某電信企業的數據表明，數據中心能耗要求的增長速度高于其地領域，企業耗電成本越來越高。在現有機房的能耗中，主要消耗來自于互聯網裝置能耗、制冷能耗以及電源能耗。相關資料顯示，在數據中心，僅用于互聯網技術裝置與服務器的電力輸入為總消耗的30個百分點，而空調系統的耗能超過了核心網機房電能消耗的50個百分點。這組數據表明，服務器、空調系統以及主要電源，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，那么就會造成整體耗電提升[7]。而以核心網機房用電比例作為基礎進行分析，服務器裝置占了整體耗電的52%，制冷系統與電源系統則分別為38%和9%[8]。通過上述數據可以看出，側重于核心網機房節能，能夠有效縮減成本、增加收益、深化企業的運營有效性。

核心網機房節能的內容主要包括三方面。第一，對密封式閥控鉛酸蓄電池加裝獨立空調。此類電池的運行溫度要控制在20～25 ℃[9]。密封式閥控鉛酸蓄電池在35 ℃環境中的使用壽命會大幅度縮減，同時低溫中的密封式閥控鉛酸蓄電池高效電性能會被遏制。因此，使用密封式閥控鉛酸蓄電池的核心網機房中，要加裝空調系統，進而使密封式閥控鉛酸蓄電池運行處于最佳溫度區間。第二，自然冷卻技術可以有效降低空調系統的使用頻次，達到節能的目的。現階段，要側重于核心網機房諧波處理和空調自適應控制的改進，進而滿足末端裝置的供電需要。第三，以主要電源與相關基礎設施作為切入點，在核心網機房基礎設施的設計與產品設計方面深化節能，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對電池予以多單元管理，進而深化不間斷電源的充電效率，提高電池使用壽命，降低廢舊電池對環境造成的影響。

3 結 論

綜上所述，為了最大限度節能，要對通信業核心網電能消耗進行全面監管，對用電予以合理統計，予以用電精細化管理，找到異常用電，并在此基礎上實施全面改進，防止電能浪費。核心網機房的相關裝置主要包括電源設備，其中有開關、不間斷電源以及蓄電池。經針對性地運維，使設備保持高效工作狀態，降低電能消耗。啟停電源的維護過程，依附于負載數據加減模塊。需有針對性地予以階段檢查，并在此基礎上調整工作模塊的數量，進而深化工作有效性，達到節能的目的。而核心網機房的環境用電裝置主要為空調系統，其耗電量會受機房格局、裝置發熱量的影響，同時和空調系統的工作狀態、溫度設置有關。運維環節，可通過添加劑、空調系統輪轉工作的舉措降低電能損耗，以有效增加空調系統的使用壽命。也可以根據核心網裝置的需求調節機房溫度，達到節能目的。

參考文獻：

[1] 余玉廣，鄒 潔，牟 強.移動通信機房基站綠色節能減排方法探討[C].中國通信學會信息通信網絡技術委員會2015年年會論文集（下冊），2015.

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[3] 莫 楠.TD-SCDMA核心網重要數據的智能存儲分析平臺開發與應用[C].第十三屆中國科協年會第11分會場——中國智慧城市論壇論文集，2015.

[4] 王 露，劉文京，李紹勝.TD-SCDMA系統中數據擾碼技術的研究與仿真[C].全國第一屆信號處理學術會議暨中國高科技產業化研究會信號處理分會籌備工作委員會第三次工作會議專刊，2016.

[5] 張菲菲，劉 剛.節能減排和應對氣候變化國內外最新動態分析[C].中國地理學會2013年學術年會論文摘要集，2013.

[6] 董 健，艾秀青，尹 萌，等.河北TD-SCDMA網絡運行特點及建設方案探討[C].2014全國無線及移動通信學術大會論文集，2014.

[7] 劉林南，王小奇.TD-SCDMA網絡承載用戶數分析[C].中國通信學會信息通信網絡技術委員會2016年年會論文集（上冊），2016.

[8] 馮傳奮，王少波.移動互聯網時代核心網演進探討[C].中國通信學會信息通信網絡技術委員會2015年年會論文集（上冊），2015.

[9] 袁 靜，馬華興.物聯業務對蜂窩移動通信網絡資源配置的影響[C].中國通信學會信息通信網絡技術委員會2014年年會論文集（下冊），2014.