通信网络能耗分析与节能技术应用
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[摘 要]本文從通信网络能耗的特征及其所需的环境入手，就当前通信设备、基站及电源的能耗状况进行总结，从而综合分析能耗分布，进而指出有效的节能措施。依托于此，笔者提出构建通信机房节能改造方案与基站节能方案。这些方案对于我国通信企业的节能现状改良具有很强的现实意义。通信企业应加大能耗方面的管理与控制工作，综合运用多种信息化技术，结合自身的实际状况，逐步构建起节能型的通信网络，只有这样才能够实现其自身的可持续发展，有效降低运营成本。
[关键词]通信网络；网络能耗；节能技术
中图分类号：TN915.0 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）09-0355-01
1 通信网络中不同组成的能耗分析
1.1 通信网络设备的能耗分析
程控交换机、V5、AG、OLT等交换设备使用直流供电方式（?48V）。由于这些设备要求实时完成电话通信，不能中断电力供给，为了尽量使交换机房的电源分布系统安全可靠，主电源经电源分配架通过不同独立路径分布到各机架，每个机架同时接收1～2路电源[4]，如图1所示。
图1 交换设备电源分布系统
1.2 通信过程中相关电源系统所需能耗
在如今通信的电源系统当中，普遍存在着诸如电池老化、供电方式和供电处理等多方面的问题，另外，现行电源开关的质量和体积早已不能满足极具现代化特色的通信设备的运行，仅能接受到具有高次谐波的大量脉冲电流。而相关整流装置同样产生高次谐波。因此，这就表明，高次谐波会不可避免的在通信系统运行当中产生高能耗，影响电能传输质量，同时带来电能传送的波动性，更有甚者会造成保护装置的损坏，引发整流设备着火、被烧坏等。
1.3 移动通信基站的主要能耗
随着移动通信业务的发展，移动通信基站的数量不断增多，基站耗电总量的需求越来越多。通信基站建设是运营商建设和投资的重点，基站建设秉持提高通话质量和投资效益的原则。在移动通信网络逐渐向网络业务发展的同时，基站建设也逐渐向宽带化发展。目前国内建成了较多数量的移动通信基站，但是在质量方面表现出明显的不足，通信基站的效率也不是很高，造成了一定程度的资源浪费。另外，目前的通信基站建设技术较为落后，无法适应新时代的需求。通信基站的机房温度需要保持在10～35℃，湿度需要控制在10～90%。在通信业务发展规模逐渐扩大的同时，基站的耗电总量逐渐攀升[3]。例如，中国移动基站耗电约占总耗电量的73%。移动基站的用电设备有基站主设备、传输设备、电源设备、空调等，基站主设备功耗占基站总耗电量的52%，空调功耗占基站总耗电量的47%。
1.4 通信机房空调能耗
在通信过程中，机房空调能耗总量不可小觑，而通信机房主要指的是传输机房、数据机房和交换机房等，由于这些设备的主要组成部分为电子元器件。因此在正常运行过程当中难免会产生热量，这便是能量的耗损主要形式，同时运行期间温度的提高促成了电子器件不可抑止的老化过程，在这种情况下，器件的失效概率便大大提高。根据相关调查显示，当电子元器件内部温度每增加100℃，其相对寿命便会缩减为其初值的二分之一，随之带来计算机可靠性降低为原值的四分之一。而基于通信机房中运行设备数量较大，耗散热量较多的特点，相关技术人员便应不断调节通信机房的室内温度，这便进一步对室内所安装空调的质量提出了更高水平的要求，并加大了空调能耗。
2 通信网络的节能技术探究
2.1 设备的节能途径
在实际节能过程中，不可盲目地开展节能工作，必须保证设备的稳定运行，同时将节能措施落实到实际中，开展节能工作先从设备开始抓起。通信网络中的设备是节能工作的基础，在节能过程中，制定完善的节能计划，以保证后期工作的落实。
第一，在应用通信网络设备的过程中，需要选择环境条件要求低、能量损耗较小的网络设备，在节能措施的引导下，注重设备的节能效益，不得一味追求设备剩余价值的最大化。
第二，在设备的应用过程中需要制定合理的用电计划，为设备分配合理的负荷，大力推广高效节能的通信网络设备，及时更新耗电多、发热量大的设备，利用软交换设备取代传统的交换设备，提高网络业务能力的同时，减小机房的占地面积，延长设备的使用寿命，合理设置通信网络设备的工作参数，保证设备在最佳工况下运行，最终实现节能目标。
2.2 通信电源系统的能耗状况及节能策略
在供电方面开展节能降耗能够促使直流供电所与现实通信负荷接近，降低损耗，实现节能，降低成本。分散式的供电方式对用电环境的要求有所降低，在谐波治理技术的应用下，其能够降低UPS导致的交流谐波失真情况。低谐波输入可以有效地改善电源给电网带来的负载状况，避免其他设备产生的谐波干扰。与此同时，其还能够有效地降低设备额定容量，使得电源能够被有效利用。在对通信工程进行设计的时候就应该充分考虑电源系统的节能状况，选择多种经济而节能的设备。
2.3 通信基站的节能途径
移动通信业务规模不断扩大，基站的耗电总量逐渐上升，在移动通信基站的节能方面，需要以最少的移动通信基站数量来实现同样范围的网络覆盖，降低不同移动通信基站的耗电量。
第一，对无线网络进行优化，在保证通信质量的条件下，尽可能减少基站数量；
第二，结合具体的网络通信环境合理应用节能技术，合理减少通信系统中基站空调的运行时间，利用室外空气合理地代替室内空调，最终实现节能降温；
第三，加强对风能和太阳能等清洁能源的研究，将新能源供电技术应用于移动通信基站中；
第四，为了实现设备功率管的控制，可以充分应用发射功率。结合国内通信网络应用的实际状况，将以上四种方法有效结合起来，降低通信基站的综合能耗。
2.4 通信机房空调的节能策略
第一，选择变频、新型制冷剂与技术；
第二，构建其冷热分离的通道，这样能够促进气流的有效流动，加快散热。在当前的机电节能领域中，变频技术被应用地十分广泛，在其作用下，我们不需要多次开启设备来调节温度，其不仅能降低损耗，还能够提高效能。新风节能技术是借助自然条件来应用的，当室外温度低于室内温度时，可以借助室外的自然新风来降低室内的温度，从而达到调节温度的目的。
3结束语
为了保证通信行业的持续稳定发展，当前我国的主要任务并不在于通信网络的扩大建设，应将更多的注意力放在如何减少通信网络的能源消耗问题上，在通讯设备稳定、持续运行的前提下，将投入、产出二者的比例调整到最佳。对于网络设备、移动基站、移动机房与电源系统采取相关的节能办法，可以明显的降低能源消耗，从而推动我国经济的持续、稳定发展。
参考文献：
[1]王珺.无线传感器网络能量有效性的研究[D].南京大学，2012.
[2]喻鹏.无线通信网的节能管理机制[D].北京邮电大学，2013.
[3]肖潇，陶晓明，陆建华.基于高能效无线接入网的绿色无线通信关键技术研究[J].电信科学，2011，11：75-83.
[4]张婧.无线传感器网络能耗平衡策略研究[D].吉林大学，2015.
[5]江玉环.异构网络中的能耗均衡[J].浙江大学，2015，11（1）：12.
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