引言

    世界經(jīng)濟飛速發(fā)展,，導(dǎo)致能源日趨匱乏，污染嚴(yán)重,。據(jù)國際能源機構(gòu)(IEA)2008年的統(tǒng)計,，從1973年到2006年，全球能源消耗上升73％,，C02排放增長了79％,。能源的消耗導(dǎo)致了溫室效應(yīng)和一系列的自然災(zāi)害，保護環(huán)境,、防治氣候變化成了人類面臨的重要的挑戰(zhàn),，節(jié)能減排刻不容緩。我國通訊行業(yè)每年耗電超過200億度,，消耗煤炭量達(dá)675萬噸,。國際組織、各國政府紛紛制定了相關(guān)政策法規(guī),。

    華為致力于提供更節(jié)能的網(wǎng)絡(luò),，以實現(xiàn)“綠色通信，綠色華為,，綠色世界”的目標(biāo),。早在2000年,，華為率先響應(yīng)環(huán)保節(jié)能計劃，第一次提出綠色網(wǎng)絡(luò)的概念,，并作為公司創(chuàng)新的一個最重要的要素和整個公司的考核績效之一,，貫徹到規(guī)劃、設(shè)計,、研發(fā)和制造中去,，對產(chǎn)品進行全流程節(jié)能減排管理，推行產(chǎn)品全生命周期碳排放評估,，低碳節(jié)能技術(shù)不斷創(chuàng)新,，推廣環(huán)保材料與清潔能源，最大限度地重復(fù)使用資源,，形成了綠色站點,、綠色機房、綠色傳輸,、綠色能源等端到端的綠色信息通信方案,，目前華為所提供的全部產(chǎn)品比業(yè)界傳統(tǒng)的方案，要節(jié)省30%以上的能源消耗,。

    綠色節(jié)能是行業(yè)發(fā)展的新的使命

    綠色節(jié)能已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的新的使命,，每位負(fù)責(zé)任的通信行業(yè)成員都在推動其不斷往前發(fā)展。全球通信行業(yè)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)研究行動正迅速展開,，國際知名電信運營商和設(shè)備商制定的諸多節(jié)能環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)也相繼出臺,。

圖1 全球著名運營商的綠色建網(wǎng)計劃

    華為從低碳著手、從創(chuàng)新覓路,、從責(zé)任出發(fā),，積極為信息通信產(chǎn)業(yè)可持續(xù)的發(fā)展貢獻著力量。
2007年底華為與中國移動通信集團公司簽訂了“中國移動綠色行動計劃戰(zhàn)略合作協(xié)議”,，開發(fā)了可循環(huán)使用的綠色包裝,、環(huán)保型基站和機房節(jié)能技術(shù)。節(jié)能環(huán)保型基站可大幅度降低能耗和資源的占用,，節(jié)約設(shè)備功耗達(dá)30%,，節(jié)約占地面積40%。

    2008年華為加入了“GeSI組織”（全球電子可持續(xù)性發(fā)展促進會）,，與全球大T,、廠商一起推動對替代能源利用、環(huán)境保護,、ICT對社會影響的研究。

    2010年華為與工信部簽署了節(jié)能自愿協(xié)議,，預(yù)示了華為在綠色產(chǎn)品和解決方案,、公司自身節(jié)能環(huán)保戰(zhàn)略,、全球節(jié)能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)范）的研究和制定以及綠色創(chuàng)新等方面繼續(xù)全程投入。根據(jù)此次協(xié)議約定,，華為以2009年發(fā)貨產(chǎn)品單位業(yè)務(wù)量的平均能耗為基準(zhǔn),，到2012年12月底實現(xiàn)發(fā)貨產(chǎn)品單位業(yè)務(wù)量的平均能耗下降35%。

    華為OTN 綠色節(jié)能方案和關(guān)鍵技術(shù)

    3.1華為OTN概況

    華為于2007年業(yè)界首家推出OTN設(shè)備以來,，超過90,000套的OTN設(shè)備已廣泛服務(wù)于全球100多個國家的200多個運營商,。華為系列化OTN設(shè)備包括OSN 8800 T64/T32/T16, OSN 6800, OSN 3800以及OSN 1800，覆蓋從城域接入,，城域核心到長途骨干的端到端業(yè)務(wù)傳送需求,。華為是業(yè)界首家將OTN，ROADM,，PID以及智能控制平面等關(guān)鍵技術(shù)與波分平臺有機融合,，提供“零浪費，零等待,，零中斷”帶寬云解決方案,，實現(xiàn)了“帶寬完全共享，業(yè)務(wù)快速發(fā)放,，網(wǎng)絡(luò)高度可靠”,。

    多年來，華為堅持開發(fā)OTN網(wǎng)絡(luò)的綠色技術(shù),，使得OTN單位帶寬的平均能耗持續(xù)降低,，當(dāng)前華為OTN系統(tǒng)能效比降到2009年的55%，且在多家頂尖運營商的測試中表現(xiàn)優(yōu)異,，躋身世界領(lǐng)先水平,。OTN系統(tǒng)能效比需從兩個方面來度量，其一是網(wǎng)絡(luò)能效比,，其二是設(shè)備能效比,，兩者缺一不可。前者是基于給定的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)模型來構(gòu)建設(shè)備配置模型,，而后量測網(wǎng)絡(luò)的功耗所得,；后者直接通過設(shè)備的配置模型量測而得。由于后者易于操作,，易于比較,，被廣泛采用；但前者由于缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),，難于操作,，因此極易被忽略。事實上,，通過合理的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),，業(yè)務(wù)策略來降低網(wǎng)絡(luò)能效比對傳送網(wǎng)以及OTN的節(jié)能減排有著非常深遠(yuǎn)的意義,。華為全方位的綠色節(jié)能方案包括網(wǎng)絡(luò)層面降能耗如ASON控制平面OTN組網(wǎng)Mesh化，以及設(shè)備和器件層面降能耗如光電集成PID技術(shù),，ASIC工藝持續(xù)提升,，光模塊降功耗，以及動態(tài)功率管理等措施,。

    3.2 華為OTN綠色節(jié)能方案和關(guān)鍵技術(shù)

    ASON控制平面OTN組網(wǎng)MESH化使單位帶寬的網(wǎng)絡(luò)能耗減少20%以上

    傳統(tǒng)的環(huán)狀網(wǎng)絡(luò),，利用1+1保護，需預(yù)留50%的帶寬作為保護帶寬,；而ASON打破環(huán)網(wǎng)限制,，支持網(wǎng)狀網(wǎng)組網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)路由智能算法實現(xiàn)動態(tài)路由管理,，針對不同業(yè)務(wù)服務(wù)級別（SLA）提供不同的業(yè)務(wù)路由策略,，加強帶寬資源的共享，提升資源利用率,，顯著減少網(wǎng)絡(luò)的能耗,。

    以最簡單的3個節(jié)點下1+1保護和ASON保護對比為例，如下圖,。假設(shè)A-B間業(yè)務(wù)帶寬為100G,，B-D間業(yè)務(wù)帶寬為100G，考慮1+1 SNCP保護,，環(huán)網(wǎng)上A-B,B-D,D-A鏈路所需容量均為200G,；倘若考慮ASON保護，D-A鏈路所需容量僅需100G,，使得網(wǎng)絡(luò)總帶寬節(jié)省了16.67%,，因此網(wǎng)絡(luò)能耗也減少了16.67%。

圖2-1 3個節(jié)點1+1保護和ASON保護對比

    以此類推,，更多節(jié)點和更多維度的網(wǎng)狀網(wǎng)組網(wǎng)中,，帶寬利用率更高，網(wǎng)絡(luò)能效比平均降低20%以上,。

    光電集成PID技術(shù)使單位帶寬的能耗減少15%

    PID全稱Photonics Integration Device,。概括的說，PID是一個光電集成器件（OEIC）,，是將多個光收發(fā)器及合分波器集成起來的單片WDM系統(tǒng)（System On Chip）,。華為將PID 技術(shù)和 OTN平臺有機結(jié)合在一起，一方面極大的提升了OTN的集成度,，使得單位帶寬的能耗減少了15%左右,，另一方面還大大的簡化了OTN系統(tǒng)的光層規(guī)劃和調(diào)測，真正實現(xiàn)了“數(shù)字化OTN”,類SDH組網(wǎng)，免規(guī)劃,，免調(diào)測,，即插即用；

    ASIC工藝持續(xù)提升,，OTN單位帶寬能耗降低30%以上

    圖 2-2列出OTN系統(tǒng)中所包含的關(guān)鍵模塊及其功耗占比，由此可看出,，ASIC的功耗在OTN系統(tǒng)中占比高達(dá)42%以上,，是影響OTN能耗比的最關(guān)鍵的因素。

圖2-2 OTN設(shè)備功耗與業(yè)務(wù)板功耗分布圖

    華為的OTN系統(tǒng)設(shè)計一直緊跟芯片工藝改進的步伐享受升級帶來的巨大節(jié)能收益,，業(yè)務(wù)單板的降功耗成果顯著,。相比2009年，華為OTN系統(tǒng)業(yè)務(wù)單板的能耗平均減少了30%以上,。

圖2-3 ASIC工藝改進節(jié)能效果

    光模塊持續(xù)降功耗

    在業(yè)務(wù)單板中,，光模塊的功耗也占有相當(dāng)?shù)谋壤虼私档凸饽K的功耗,，也具有重要意義,。華為一直緊跟光模塊技術(shù)的演進，設(shè)計的光模塊功耗處于業(yè)界領(lǐng)先地位,，并實現(xiàn)了單板只需要自然散熱而不需要附加散熱設(shè)施,，進一步降低了設(shè)備的散熱單元功耗。

圖2-4 光模塊典型功耗

    動態(tài)功率管理使OTN功耗管理精細(xì)化

    隨著ASIC工藝不斷改進,，光模塊小型化發(fā)展,，OTN的設(shè)備容量和集成度大幅提升，這固然能大幅減少單位帶寬的能耗,，卻不可避免的導(dǎo)致機房的熱密度的上升,，最終導(dǎo)致機房空調(diào)耗電增加。華為完善的動態(tài)功率管理技術(shù)可在很大程度改善了熱密度提升帶來的“副作用”,。

    交叉單元智能溫備份技術(shù)：華為采用了業(yè)界首創(chuàng)的交叉溫備份技術(shù),，在保證網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備性能的情況下，用于備份的交叉單元的功耗降低60%以上,，因此OTN系統(tǒng)的交叉單元總功耗可降低30%,。

    先進散熱技術(shù)：華為OTN采用先進的散熱技術(shù)，可使設(shè)備可長期運行在30℃-35℃室溫環(huán)境,，從而大幅減少機房空調(diào)耗電,。

    智能風(fēng)扇技術(shù)：智能風(fēng)扇技術(shù)可根據(jù)溫度檢測實時調(diào)整風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，以減少低功耗時風(fēng)扇功耗,。風(fēng)扇功耗最高占OTN設(shè)備總功耗的9％,，采用智能風(fēng)扇技術(shù)，設(shè)備常溫工作狀態(tài),，風(fēng)扇可運行在50％轉(zhuǎn)速,，此時可節(jié)省70％的風(fēng)扇功耗,；

圖2-5風(fēng)扇功耗與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系曲線

    端口控制技術(shù)：通過對空閑端口和空閑通道的自動關(guān)斷等控制技術(shù)，可顯著減少OTN系統(tǒng)能耗,。

    電源模塊效率提升技術(shù)：電源效率的提升對整個設(shè)備的功耗降低起到了不可小覷的作用,，因為所有單板都用到電源模塊，即便是4%的效率提升,，節(jié)省的能耗也是驚人的,。對于單板電源效率提升，華為采取了多種措施如48V采用MOS管合路,、電源種類減少,、優(yōu)化電源架構(gòu)和采用自制的高效率的電源模塊等，使得電源效率可提升至85-90％

    節(jié)能可視化：采用業(yè)界首創(chuàng)的網(wǎng)絡(luò)能耗配置與管理,，在網(wǎng)管上可以對節(jié)能模式進行配置,，并可對單板、網(wǎng)元,、網(wǎng)絡(luò)的能耗數(shù)據(jù)進行實時查詢,，節(jié)能效果及時明確掌握，利于節(jié)能措施開展和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃,。

    結(jié)束語

    華為將持續(xù)通過關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展和核心科技的創(chuàng)新,，秉承綠色的承諾，持續(xù)降低OTN設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的能效比,，將OTN節(jié)能進行到底,。華為攜最優(yōu)的綠色節(jié)能方案，助力全球客戶,，共建綠色通信的未來,。g