世界經(jīng)濟飛速發(fā)展，導(dǎo)致能源日趨匱乏，污染嚴重。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。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，每位負責任的通信行業(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)能標準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)保標準也相繼出臺。
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)標準（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，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)一的標準，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?shù)谋壤?，因此降低光模塊的功耗，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。
智能風扇技術(shù)：智能風扇技術(shù)可根據(jù)溫度檢測實時調(diào)整風扇轉(zhuǎn)速，以減少低功耗時風扇功耗。風扇功耗最高占OTN設(shè)備總功耗的9％，采用智能風扇技術(shù)，設(shè)備常溫工作狀態(tài)，風扇可運行在50％轉(zhuǎn)速，此時可節(jié)省70％的風扇功耗；
圖2-5風扇功耗與轉(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。