在当前的网络构架中,传送网是最重要的基础部分。传送网主要由核心路由器与骨干光网络设备构成,设备体积大,单台设备耗电可达千瓦。传送网的能耗问题可以从网络、设备、器件等各个层面考虑。
在网络层面,传统环形网络资源利用率较低,往往需要预留一半的带宽作为保护用途。以一条STM-64环路为例,在扣除一半的保护时隙之后,环网任意两个相邻节点之间仅剩32个VC4可以用来承载业务。在32个时隙满载情况下,当有新业务需求时,唯一的办法就是新建一条环路,这就涉及到网络成本和能耗问题。另外,传统的网络路由算法使业务穿通需要大量的带宽与端口资源,光线路效率(带宽有效利用率)难以提升。
与环状网络相比,网状网组网资源利用率较高,理想状态下为达到保护目的新建的保护带宽仅为1/(N-1)(N为某节点的光连接数量)。例如,如果某节点具有6个光方向的话,为达到保护目的仅需预留20%的带宽(而传统环网则需要新建50%的带宽资源用于保护目的)。节省下来的保护带宽直接用来加载业务,有效的保护了投资。
OTN调度的引入使ASON在光层的应用成为可能,以MESH网络打破环网限制,网络路由智能算法的优化可提升业务直通率,业务保护、恢复更灵活,可减少业务经过的节点数,减少业务穿通所需的带宽与端口资源,光线路效率(带宽有效利用率)提升,从而大幅提升承载网络效率。
ASON引入后,通过变换网络拓扑和合理业务配置,能将带宽有效利用率从MSP/PP保护方式的33.6%左右提升到保护+恢复方式的75%,从而带来能效的大幅提升。作为核心路由器的承载层,灵活的OTN/λ交换配合GMPLS调度,使核心路由器的穿通业务在光传送层面上“业务旁路”成为可能,可提升业务直通率,减少核心路由器为穿通路由所需的昂贵的交换容量与端口资源,使“Router+传送”总体成本与功耗最优化。“Router+传送”总体功耗可降低20%以上。
在设备层面,传送网面临的普遍问题是网络设备复杂、集成度不高、兼容性差,这不仅造成不必要的电力消耗和空间消耗,而且增加了网络管理和维护的成本。
路由器集群系统一般应用在电信网络的核心节点,系统庞大、功耗大。传统普遍采用多框集群方式组成大容量核心路由器系统,一般只支持1+2集群模式,即需要使用中央交换框才能使两台普通核心路由器互连,这增加了设备的电能消耗。核心路由器集群功能是解决传统多框集群方式核心路由器能耗过大问题的解决办法,通过该技术,可以从单框平滑演进到背靠背两框集群,后续可平滑演进到多框集群;实测数据表明,在同样的处理容量时背靠背集群模式相比1+2集群能减少耗电30%左右。同时,耗材与占地面积也减少了三分之一。
在器件层面,传送网设备提供商必须保障构成传送网设备的各种器件满足各种国际环保标准,减少设备中难以回收的有毒废料,并尽可能采用多种节能减排设计。
与之相对应,在设备层面,设备多槽位与灵活的单板配置,意味着网络节点配置的灵活,从而减少了冗余,而产品族的兼容性设计也意味着更少的单板品种与备件品种。为每一个网络节点提供最为合适的设备,优化网络,减少设备,减少网络的过设计,不仅能降低网络能耗,还可以简化网络的管理与维护,减少维护成本。
在器件层面,通过采用以下各种节能减排设计,可以有效达到节能减排的目的。这些设计包括: