通信网络能耗分析及节能应用的探究

通信网络能耗分析及节能应用的探究

崔艳强

山东省邮电工程有限公司 250001

摘要：随着信息网络技术逐渐应用到各行各业当中，通信产业逐渐成为了我国重要的支柱型产业，为社会的发展和人们生活水平的提高提供了强大的便利条件。在通信行业不断发展的过程中，整体通信网络的能耗问题也受到了广泛关注。在通信网络不断发展与扩张的形势下，越来越多的基站、机房以及各类电气系统设备的数量逐渐增加，并且网络通信服务需求的不断发展变化，导致了整个通信网络的能耗处于快速增长的过程中。相比于其他产业来说，通信网络的能耗主要集中在电力资源方面，并且其本身能耗单位能耗水平较低。但是，从整体层面上来看，通信网络的整体能耗总量较高，如果不能采取合理的节能控制措施，就会对我国社会的持续发展造成很大的影响。

关键词：通信网络；能耗分析；节能应用

广泛应用的通信网络，使得人们能够通过网络了解各类信息、新闻，为生活带来了极大的便利，同时也为人们提供了网上购物的服务，使其生活方式产生了巨大变化。此外，新兴的信息通信也带动了我国经济的增长，实现了传统经济发展模式的创新，将我国带上了知识经济时代的道路。随着通信网络不断扩大的涉及范围，各类系统、设备及基站的数量持续上升，而在人们不断增长的通信要求下，相应的也增加了通信网络的能耗。当下，各个通讯运营商也对能源节约的重要性有所了解，积极开展了通信机房与基站等方面的探索，以期将能源最大化节约的目标达成。相关人员为了使电源、基站及空调等设备耗电量减少，在各类新兴技术的研发中投入了大量精力，为通信网络节能减耗做出了巨大贡献。

1.通信网络结构组成

1.1环状网络结构

环状通信网络结构的主要作用是利用连续的环状网络，将网络通信的外接设备有效连接，确保每台设备所发射的信息和信号都可以被环状网络结构中的设备接收。而在简单环状通信网络结构中，任何一个零部件产生损坏，都有可能导致整体网络系统产生故障，一定程度上阻碍了整个系统正常相关工作的开展。而高级阶层的环状通信网络，则在此基础上进行了完善和改革。比如，在环状通信网络结构中，令牌环状局域网络应用范围相对比较广泛，其网络主要传输速度为4Mbit/s和16Mbit/s。在令牌环状通信网络结构中，只要拥有令牌的相关设备，就被允许在网络通信中开展信息数据的传输，这样的技术操作可以确保在特定时间网络结构中只有一台设备开展数据和信息的传播和传送。

1.2总结构线路网络结构

总结构线路网络结构，需要保证电缆有一定的长度。单一设备可以在不影响其他类型设备运作的环境下，从总结构线路中轻松取下。而在实际通信网络运行过程中，总体线路网络结构核心需要依靠以太网。但当两个或者多个设备要在相同时间内发送信息和数据时，其核心以太网则会产生相互碰撞问题。现阶段我国引进载波侦听多重访问系统及其碰撞协议，可以有效将数据和通信碰撞现象降至最低。

1.3星形网络结构

想要有效组成星形结构网络，需要以中心通信设备作为支点，向四周发展，实现设备点与点的相互连接，并且通过移动终端设备的信息通信过程开展大规模使用。星形结构网络在日常使用过程中，只要主要结构设备不受到损坏，支线设备不影响其他设备运行，就可以较为方便地实现增加或者减少通信设备。

2. 通信网络能耗情况

2.1通信网络设备的能耗情况

就目前来说，通信设备正处于除旧布新的阶段中，通常包含光纤传输设备、智能网络、路由器以及程控数字交换机等在内。在交换机房中主要是围绕着NGN软交换设备以及PSTN程控交换设备这两方面而展开的。而在集成方面中，由于程控交换设备相对比较偏低，且机架的数量又偏多，进而导致能源出现消耗量过大的情况，针对这一情况，需要具备一个大区域以及环境良好的房间才可。服务器芯片工作应具备直流电源，对交流电源进行几个过程的转换方可提供足够的电源，在进行转换的过程中会产生大量的能源流失。

2.2通信电源系统的能耗情况

当前的通信电源系统能耗较大，与相控整流器相比，开关电源设备总体性能比较差，只能得到脉冲电流，而且还会产生高次谐波UPS整流设备在操作的时候也会产生高次谐波而高次谐波对电能质量会造成严重干扰，使之产生额外的损失，使电能质量下降，并且很难保证供电系统的稳定运行。更严重的情况下，甚至会出现UPS不能进行切换操作和保护系统故障等一系列问题。

2.3通信网络系统机房空调的能耗情况

网络设备运行环境与通信机房的环境之间存在着一定的联系，通信设备的构成主要包含集成电路、电容等，通信机房的构成基本是以交换机房、NGN机房和数据传输机房等为主，元件工作效率密切联系着环境，环境提高的同时会降低元件的运作效率。通信机房设备数量较多，再加上较大密度的缘故，会使热量呈持续上升的状况。通信业务有着较高的机房环境方面的要求，机房空调状态通常都处于全天候机，以便机房环境能与标准相符合。故而，变频、隔绝换热等技术应积极应用，通过冷热道分离，环境监控等集中处理空调元件。在现代化节能技术的应用中，变频技术有着较为广泛地使用范围，借助变频器对压缩机转速进行调节，可使因变频器频繁转换而产生的能量损耗有效减少，空调运行效率也就能得到相应的提升。而动力环境集中监控系统的出现，为供电的安全性、稳定性提供了一定程度的保障，通过监控、记录通信电源及空调设备，为维护人员及时上报出现的问题，可为各项设备的高效运行提供保障。

2. 通信网络节能技术应用分析

3.1通信网络设备的节能技术

在展开实际节能工作时，不能盲目地进行节能工作，应对设备是否能够稳定运行进行充分的考虑与考量，并将节能措施落实到实际工作中，推动通信网络设备节能技术的发展。通信设备对于节能工作而言属于基础性的工作，同时也是通信网络得以正常运行的保障。在节能过程中，应将节能计划进行完善，充分确保节能工作落实到位，同时还应对节能思路进行清理，从而制定出相对较合理且完善的节能原则。①在进行通信网络设备的应用时，应以环境条件要求低以及能量损耗不大的网络设备为基础，进而在节能措施的率领下，对设备的节能效益引起重视，避免出现追求设备剩余价值的现象；②在对设备进行相应的应用时，首先应制定一套合理且完善的用电计划，使设备能够得到合理的分配，对通信网路设备的高效节能进行肆意宣传，并对设备进行及时的更新，适当的摒弃传统的交换设备，积极引入软交换设备。这样，不仅能够提高通信网络业务能力，同时还能提升设备的使用年限，对网络设备的相关参数进行科学、合理地设置，有利于设备在最佳的工况下展开运行，进而实现节能目标。

3.2电源系统的节能举措

将通信网络供电发展为分散模式，优势在于更好的节省能源，最大程度减少能耗，此外，根据实际情况引入谐波治理的技术，该技术可大大降低能耗，提高工作效率，避免资源不必要的损失。第一，设备节能技术应用思路。根据对于当前通信网络设备能耗问题的研究和分析，在通信网络设计初期，就应该采取理的节能思路，并且尽可能地选择具有较低能行环境需求不高的相关设备。在内部用电负荷量耗级别，对运的设计上，要做好调节和平衡，并且控制通信设备的整体能耗水平，在满足技术功能需求的基础上，选择能耗较低、效率较高的运行设备，对于已经开始运行的设备，要进行深入地调查和分析，对整个设备的能耗情况做一个详尽、科学的评估。对运行效率较低、能源浪费现象严重的设备，要及时通知相关管理部门，进行合理调整与替换。设备节能的实现，需要有一个良好、先进的节能设计理念，并且本着轻便、低碳、高效的原则，对于通信设备进行合理的选择与配置，结合实际通信需求来进行设备的总体配置和调度管理。在供电设备的选择上，要考虑到电能转换中的损失，选择具有较高供电性能和电能转换效率的UPS设备在满足网络交换需求的基础上，可以逐渐地对软件交换技术的应用进行拓展，以软交换的形式来替代传统的硬交换，从而让整体网络业务的管理能效得到提高，减少机房内部交换机占用面积，减少设备投资水平，并且更好地对设备寿命进行延长，减少能源损耗。

3.3通信网络机房的空调节能技术

为实现通信网络机房空调节能，可以吸收一些重要的控制技术，减少空调能量损失。①隔离开关空调冷热运行通道，构建科学合理的运行方式，使空调实现更合理的气流运行、更健康的电力服务，并通过通信网络环境监测和控制系统实时监控机房环境的变化，以确保房间有一个稳定的和健康的环境指标；②可以在通信网络计算机房安装新的变频空调设备，控制空调制冷剂损失，隔离空调设备操作的热交换过程，形成一种新型节能系统。主要通信网络机房空调系统能耗来自压缩机和电动机持续有效运行，为了减少空调设备的能量损失，可以采用适当、合理的监管和控制措施来控制空调压缩机的转速，科学变频，减少空调设备的能源消耗，提高空调的工作效率；③空调的节能措施中还可以使用新型新风节能设备，新风节能设备主要是使用通信机房外部空间环境作为空调的冷源，如果室外环境温度和湿度达到通信设备的要求，就可以将节能设备以外新鲜空气引入室内空气环境，这样不但可以满足机房的通信网络环保要求，还可以大大节省空调的使用时间，从而达到节能减排的效果；④科学地使用动态环境监测系统也是非常重要的，主要使用计算机对分散空调设备、电力设备和计算机房环境通过通信系统的远程控制，使之安全正常地运行，确保各种设备工作稳定、可靠。此外这种系统还可以测试通信电源和设备的运行状态，并及时记录，如果发现通信设备系统的异常状况，可以及时报警。采用科学的节能设备不仅可以节省大量的资源，而且可以进行集中管理和维护，从而实现节能减排。

3.4通信网络基站中节能技术的应用

移动通信业务规模扩大的同时，也增加了基站的耗电总量。针对移动通信基站节能而言，应在尽量减少移动通信基站使用数量的同时，获取相同的网络覆盖范围，以此实现移动通信基站耗电量的减少。具体来说，应从以下几个方面进行：其一，优化无线网络，在确保通信质量的前提下，尽量将基站数量减少；其二，不断深入风能、太阳能等清洁能源的研究工作，在移动通信基站中应用新能源供电技术；其三，通过发射功率的充分应用，可实现设备功率管的有效控制。在与通信网络实际应用状况相结合的情况下，通过上述方法可实现通信基站综合能耗的有效降低。

3.5设备休眠技术应用

通过通信网络设备产生的相关信息和数据可以看出，现阶段通信网络在实际应用网络结构中，优先网络结构的总体电力能量消耗以及所承载的能量消耗保持着相互独立的结构关系。同时设备在具体运转过程中，设备运转空闲状态环境下，其连接路径经常处于开启状态，最终造成设备总体能量消耗增加。为了有效缓解此种状况，技术人员可以应用设备有线技术休眠方法进行相关处理，进而提升信息数据的传输效率和质量。而设备在非工作环境下，需要根据设备状态设定休眠，从根本上减少能量的总体消耗。

3.6数据通信控制应用

通信网络正常开展工作时，其数据信息处理中心的设备产生能量损耗，是现阶段我国通信网络能耗的主要影响因素。由于能耗的整体降低，需要针对硬件设备进行结构调整，以保证数据和信息中心的节能基础环境。其具体需要建设出设备环保节能的信息数据中心，并且通过截断模式的信息处理设备，针对通信网络能耗进行全面控制。另外，设备内部结构中，芯片整体散热总量是设备产生能耗的主要技术来源，所以在开展通信控制过程中，需要先选择适合的设备芯片，并且以此作为基础开展相应的低能耗高数据测试，辅助阶段模式服务器实现设备一体化结构建设。相比传统模式，新型通信控制可以有效管理和掌握非工作环境下的设备状态，有效防止在非工作状态下设备产生不必要的能量损耗。

结 语：

通信行业正在不断发展、不断进步的阶段中，然而在进步与发展的同时，通信网络的能耗问题也随之出现，给社会的可持续发展带来了相对较严重的危害。尽管通信行业的发展在社会中取得了不错的反响，但是能耗问题急需解决。基于此，这就需要在通信网络技术在不断发展的同时，应对节能降耗技术展开深入的研究与分析，并对节能技术的综合应用展开有效地加强，充分确保所投入的比例与产出比例形成对等，进而为通信技术的良好发展提供有效地保障。

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