在核心机房中,产品的种类通常比较多,规模比较大。一个大型的典型机房包括有BSS业务支撑系统、OSS运营支撑系统、CS客户服务系统、典型的业务平台(如:智能网、短信和WAP等)、增值应用系统(如:音乐应用),另外还有核心网设备,包括MSC server / MGW,HLR, SGSN /GGSN等。
纵观以上产品,大多数的系统构架在服务器的基础上。传统服务器应用多年,技术及服务都比较成熟,但是它在节能方面(体现在功耗、占地面积与工作温度等方面)有比较大的缺陷。
最为有效的降低核心机房能耗方法是对网络进行改造,如:ALL IP网络构架相比传统的构架,能有效降低能耗与TCO。根据实际统计数据,ALL IP比TDM构架能降低大约20%的TCO,其中20%来自于能耗(电费)的下降。
从设备层面来看,华为认为,对核心机房进行节能的第一个关键措施可以实现刀片服务器对传统服务器的替换,从而实现硬件大幅度降耗。在一个实际应用中,我们对一个业务平台使用ATAE刀片服务器对传统服务器进行了替换,效果是:在处理能力大幅提升40%的情况下,总功耗比原有服务器下降40%。不仅如此,替换的结果还使得占地面积也减少了50%。
对于核心网设备来讲,软件的改进同样可以实现功耗的下降。MSC CCU的软件关断技术可以实现18%的节能。
此外,MSC与HLR等设备可以借助网络构架的新特性来实现功耗的下降。其中,对MSC来讲,在密集城区的应用场景中,可通过MSC Pool方式实现设备能力共享。对于密集城区来讲,话务量的特点是:办公时间集中在商业区和非办公时间集中在居住区,传统的MSC部署方式会产生一些容量的浪费。通过MSC Pool方式,系统可以实现容量在不同区域间共享,这种方式会带来该部分设备约20%的节约。对于HLR来说,新的ngHLR采用分布式构架,实际网络部署表明,分布式HLR可以在节能50%的同时满足可靠性和容灾需求。
相对于设备,应用机房热管理来提高现有机房的冷却效率,是机房节能的重要环节。原因是核心机房与数据中心的冷却功耗占整体功耗可高达45%~50%。
机房热管理的关键在于设计,包括送风方式、冷/热通道的分布和大功耗设备的布局优化等等。在机房条件允许的情况下,采用下送风上回风机房风道冷却效率高,比上送风效率高20%。在风道设计方面,如采用热通道/冷通道布置方式,即:机柜面对面、背朝背布置,可以提高冷却效率。
以往大部分机房中的机柜的典型功耗是1-2KW,然而随着芯片和集成技术的发展,以及大功耗设备的迅速普及应用,使局部机架功耗上升至8-10KW,这对传统机房散热带来挑战。所以,如机房中存在少量大功耗机柜,将其分散开来排布,从而可利用周边低功耗机柜的散热冗余,减少设备宕机的概率。
经过我们在实际网络中的验证,经过以上措施改造的机房,其PUE(机房总功耗/IT设备功耗)有较大改善空间。对旧机房改造,采用一般性的、改造量偏小的措施,可实现PUE从1.95降低到1.8,冷却系统节能约16%,如采用改造量相对较大的方案(如:精确上送风),冷却系统的节能甚至可达到30%以上。