通信網絡能耗分析與節能技術應用研究

◆劉 兵

通信網絡能耗分析與節能技術應用研究

◆劉 兵

(國家新聞出版廣電總局二0二臺 西藏 850030)

根據通信網絡的現行狀況和能耗特點，對其能耗分布及節能潛力進行分析，找到有效節能減損的方式，并在此基礎上，制定新風節能的創建方案。運用一系列比較評估方法來統計通信運營企業的實際節能效果，結果表明：通信運營商若能有效的控制網絡耗能，則依據具體情況實施節能管控技術，能夠減少資本消耗，促進通信網絡持續健康發展。

通信網絡；能耗分析；節能技術；應用分析

0 引言

隨著社會不斷向科技化、信息化發展，通信已經成為人們生活中必不可少的要素，在促進國家經濟發展方面具有重大的推動作用。通信網絡所涉及的范圍逐步擴大，各種設備、系統及基站等大幅度增加，人們的通信要求不斷增長，致使通信網絡的耗能逐漸加大。電力及燃油等能源的消耗量較大，都達至80%左右，如今，各個通訊運營商已經逐步意識到能源節約的重要性，在通信機房和通信基站等方面進行積極探索，以求達到最大程度節約能源的目標，相關人員為了降低空調及基站設備的耗電量，研發了新風節能、低溫變頻節能等新興技術，促使通信網絡能夠實施信息化監控運營，節能減耗。

1 通信網絡能耗分析

通信業是一項耗能較多的行業，其快速高效的發展給社會帶來了極大的便利，用戶數目不斷增多、用戶范圍不斷增大，使得通信網絡的耗能逐步增加。網絡設備和機房空調的耗能量較大，使用空調設備主要是為了控制機房的濕度和溫度，網絡設備的耗能使用量與機房空調設備的多少及耗能量息息相關，若網絡設備的使用量加大、耗能加多，則機房空調的耗能量也相應增多[1]。由此看出，減少通信網絡設備的耗能是節約能源的重要因素之一，高效節能、管控能源消耗數量、充分利用節能資源等是節約能源、降低耗能量的關鍵途徑。

1.1通信網絡設備的能耗分析

如今，通信網絡的各項設備及技術都處于新舊更替的時期，程控交換機、信令設備、路由器及服務器等都在不斷研發更新。交換機房內的程控設備集成度不高、數量較多，對機房的周圍環境要求還比較高，是高耗能的重要因素之一；數據機房內的交流供電服務器運行較為復雜，要經過多次的電流變換才能正常使用，在電流的各個變化環節都需要消耗一定的能源[2]?，F在，大多數網絡通信都在研究節能技術，選擇耗能低、對環境要求不高的節能型設備是節能的第一步，合理科學的調控電荷量，使用有效節能的通信設施，對網絡設備進行調查研究，更新效率低、耗能多、產熱大的應用設備，調配網絡設備的工作參數，致使其達到最佳運行狀態，節能減耗。

1.2通信電源系統的能耗分析

通信基礎電源的供電方式逐漸在發生改變，已經從原有的集中供電轉向了分散供電，提升了供電的穩定程度，降低了電力的消耗力度。進行分散供電使得用電的安全系數提升，若是在供電過程中，一個系統產生了癱瘓的情況，將不會對其他系統造成影響。如今，通信電源系統的供電方式較不合理，經常出現電池老化的情形，開關電源的體積及質量都有所減少，僅能獲得脈沖電流，UPS的整流裝置在運營過程中會產生很多高次諧波，致使電能的質量下降，能量損耗增加。在設計通信電源時，要使用效率高的UPS、開關電源等基礎設備，合理高效的節能降耗[3]。

1.3移動通信基站的能耗分析

隨著通信網絡業務的不斷擴大發展，移動通信基站的數目也在不斷增加，其耗電量的程度顯著提升，移動通信基站的節能減耗尤為重要。盡量使用高效的移動通信基站，以致使用較少的數量就能覆蓋較大范圍，優化無線網絡，在滿足通信網絡需求的情況下，減少基站的使用，對空調工作的時間加以控制，盡量使用自然資源進行降溫，推廣可再生能源來促進通信業的發展。

1.4通信機房空調的能耗分析

通信機房的環境與網絡設備的運行環境相關，通信機房大致包括交換機房、數據傳輸機房、NGN機房等，通信設備主要是由集成電路、電容等構成，元件的工作效率與環境息息相關，一般來說，環境越高，元件的運作效率越低。通信機房的設備較多，密度較大，致使熱量不斷升高，通信業務對機房環境的要求較高，機房的空調大多是屬于全天候機的狀態，使得機房的環境能夠達到標準。要盡量使用變頻、隔絕換熱等技術，利用冷熱道分離，環境監控等集中處理空調元件。變頻技術是現代社會應用較廣的一種節能技術，利用變頻器來調節壓縮機的轉速，減少了因頻繁轉換變頻器帶來的能量損耗，并且提高了空調的運行效率[4]。動力環境集中監控系統的出現在一定程度上保證了供電的安全性及穩定性，對通信電源及空調設備進行監控記錄，將出現的問題及時報告給維護人員，促進各項設備高效運行。

2 通信網絡節能方案

2.1通信網絡節能技術

空調自適應技術是目前使用較廣的一種技術，將大自然溫度變化產生的能量轉化為電能供空調使用，利用自然溫度來調控空調使用電量，自動控制空調開關，使空調的耗電量大幅降低，達到良好的節能效果；空調添加劑技術的出現也在一定程度上降低了能源的損耗，將添加劑加入到制冷劑中，產生的化合物能夠有效溶解油污，進而形成了一層高效保護膜，致使壓縮機的運行速度更加平穩；近年來，分布式基站技術也逐漸成熟，此種技術的使用能夠有效降低溫控耗能，將基站分化為基帶及射頻兩部分，用光纖拉遠射頻部分，降低傳統饋線的能量損耗，降低基站的使用功率。

2.2通信機房新風節能改造方案

通信機房在使用節能技術時，要充分考慮其系統性及安全性，在必要時對設備可以進行一定程度的維護[5]。但是對通信機房進行改造時，要注意保障機房的安全性，使機房的溫度、濕度達標。通信機房的新風節能系統是由智能管理器、進風機、排風機等元件構成，溫度傳感器能夠檢測室內外溫度，當外界溫度降低時，通風系統將把室外的冷空氣引入室內，逐漸降低空調的使用強度，使得室內溫度達到規定標準。通信機房的新風節能技術已經逐步成熟，在適宜的條件下，節能效果較高，一般能達至35%左右。

2.3移動通信基站綜合節能解決方案

在進行機房設計時，要以“上走線下送風”為原則，冷熱通道要進行分離，科學的組織氣流，致使散熱情況達到最佳；對新風節能、變頻節能等技術進行有效利用，利用信息化技術進行有效監管，對每臺空調的運作時間都要進行合理設定，進而使得空調資源能夠得到高效利用，對一些老基站進行更新整改，推行分布式基站建設措施，對基站進行綜合評價，在固定電荷量的情況下，利用掛表測量方式來比較耗電量，有根據性地選擇恰當的節能技術，建立節能管理體制，設置集中監控平臺，科學地計算能耗數量，對節能項目進行定期評測。

3 結束語

減少通信網絡設備的耗能是節約通信網絡能源的重點，既能降低設備使用成本，又能減少配套系統及空調運行的建設成本。新風節能技術較為成熟，耗能量較低，是通信機房空調系統的最優選擇，在進行節能規劃時，要充分考慮各方面因素，因地選擇合適的技術和方法，使節能達到最佳效果。建設能源節約和環境保護系統，使得通信網絡能夠有效運營，高效節能。

[1]李森.通風節能系統在電信機房中的應用[J].電信技術，2014.

[2]楊蘋，劉勝榮.地區移動通信基站的能耗分析與節能評估[J].西華大學學報(自然科學版)，2014.

[3]黃成龍，楊文鵬.移動通信基站節能控制的理論與實踐[J].西安工程大學學報，2015.