隨著4G/5G、4K視頻、云計算、數(shù)據(jù)中心、移動互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)新業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，全球通信業(yè)正在進行大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。大規(guī)模建設(shè)的背后，是對能源需求的指數(shù)級增長。據(jù)不完全統(tǒng)計，通信行業(yè)年均耗電300億度以上，其中50%能耗來自通信主設(shè)備，而設(shè)備的節(jié)能可帶來1:1的空調(diào)節(jié)能，因此設(shè)備節(jié)能改造迫在眉睫。
通信機房耗電構(gòu)成
2015年9月27日，中國國家主席習(xí)近平在聯(lián)合國氣候變化問題領(lǐng)導(dǎo)人工作會議時表示，“中國爭取到2020年實現(xiàn)碳強度降低40%-45%的目標(biāo)”。中國工業(yè)和信息化部的《指導(dǎo)意見》，要求運營商“新建通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)全面引入節(jié)能技術(shù)和設(shè)備，積極推動老舊設(shè)備退網(wǎng)，加快傳統(tǒng)交換設(shè)備和高耗能設(shè)備的升級改造”。
高能耗設(shè)備除了帶來大量電費增加外，對機房部署環(huán)境要求會更高，隨著設(shè)備容量不斷擴容、功耗越來越大，供電系統(tǒng)、空調(diào)等配套也需要隨之升級改造。另外設(shè)備溫度過高還會影響其可靠性和使用壽命，有數(shù)據(jù)統(tǒng)計，當(dāng)環(huán)境溫度上升時，設(shè)備失效率將會顯著提升，影響設(shè)備的穩(wěn)定運行。
核心路由器作為IP骨干網(wǎng)最關(guān)鍵的設(shè)備之一，承載匯聚全網(wǎng)業(yè)務(wù)流量，且流量以每年50%以上速度增長。傳統(tǒng)核心路由器單臺設(shè)備容量可達Tbps~10Tbps級別，耗電量高達上萬瓦，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴大，所消耗的能耗會成倍增長。因此核心路由器節(jié)能降耗勢在必行，現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)需要盡快引入綠色節(jié)能的核心路由器。
華為核心路由器節(jié)能技術(shù)揭秘
華為核心路由器采用“動態(tài)節(jié)能”設(shè)計理念，從設(shè)備功耗監(jiān)測、節(jié)能模式管理、節(jié)能降耗技術(shù)等方面系統(tǒng)化設(shè)計，通過對硬件配置、使用環(huán)境、用戶數(shù)、業(yè)務(wù)流量等參數(shù)進行實時、動態(tài)、智能的監(jiān)測，軟件、硬件相互配合動態(tài)調(diào)整資源，可實現(xiàn)基于不同應(yīng)用場景的精細(xì)化節(jié)能降耗，使設(shè)備在能耗、性能、功能三方面找到最佳平衡。
華為核心路由器“動態(tài)節(jié)能”的關(guān)鍵技術(shù)包括采用先進工藝芯片、線卡架構(gòu)優(yōu)化、流量動態(tài)節(jié)能、專利的散熱設(shè)計等，使設(shè)備整體功耗較業(yè)界同類產(chǎn)品低50%。
先進工藝芯片
據(jù)專業(yè)實驗分析，核心路由器能耗90%來自線卡，而線卡能耗70%又來自于芯片，因此核心路由器節(jié)能主要依賴于芯片技術(shù)的發(fā)展及其降耗技術(shù)。半導(dǎo)體工藝發(fā)展迅速，從早期的65nm、45nm、40nm到現(xiàn)在的32nm、28nm、16nm時代，設(shè)計經(jīng)驗表明，芯片工藝每提升一代，單位門電路能耗降低接近30%。華為核心路由器目前主流采用32nm/28nm/16nm工藝技術(shù)，整體設(shè)備功耗得到大幅降低。
線卡架構(gòu)優(yōu)化
對于路由器常用的路由表項查找功能，業(yè)界通用的商業(yè)芯片大都是采用專用硬件查找芯片設(shè)計，而華為通過查找算法優(yōu)化將這一功能集成在NP芯片中，使得芯片功能的集成與分離更加合理。這一改進大大簡化了查表流程，節(jié)省了芯片數(shù)量和互連接口，減少2.5倍的內(nèi)存訪問，同時也有效降低了能耗。
流量動態(tài)節(jié)能
一般網(wǎng)絡(luò)都采用輕載設(shè)計，隨著業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，流量突發(fā)時有發(fā)生，動態(tài)節(jié)能技術(shù)應(yīng)運而生。除了常見的動態(tài)關(guān)閉未用線卡、端口技術(shù)外，華為核心路由器還獨特設(shè)計了流量動態(tài)節(jié)能技術(shù)，可根據(jù)流量實時調(diào)節(jié)NP工作處理核數(shù)量與處理頻率、Serdes總線數(shù)量等，最大限度的發(fā)揮在不同流量場景下的降耗能力。
專利散熱設(shè)計
華為核心路由器采用最新碳纖維導(dǎo)熱材料，導(dǎo)熱系數(shù)提升5倍以上；采用專利的散熱器技術(shù)，克服器件高度差異引起的受力和熱阻增大問題，解決布局和散熱之間矛盾，提升主芯片的散熱效率。同時設(shè)備采用“U”形風(fēng)道設(shè)計，增加了氣流與被散熱單元接觸面積與持續(xù)時間，從而加強了熱交換效果，散熱能力大幅提升。
華為核心路由器贏領(lǐng)“綠色通信”時代
綠色節(jié)能是人類永恒的話題，越來越多的運營商要求通信設(shè)備具有更低的功耗和更高的能效比。中國電信、中國聯(lián)通、中國移動、新加坡電信、比利時電信等全球運營商，對新入網(wǎng)的核心路由器均有明確的綠色節(jié)能要求，部分還需要進行嚴(yán)格的能耗測試，并作為設(shè)備部署安裝的關(guān)鍵考核項。
在國際權(quán)威測試機構(gòu)EANTC組織的功耗測試中，華為核心路由器NE5000E表現(xiàn)優(yōu)異，較業(yè)界同類產(chǎn)品相比，平均功耗低50%以上。以滿配400G單板為例，部署一套2+8集群一年節(jié)省的電費就可以新購買一臺核心路由器，贏領(lǐng)“綠色通信”時代。
華為400G核心路由器自2013年業(yè)界首次發(fā)布以來，目前已在全球超過280+商用項目，包括意大利電信、新加坡電信、俄羅斯Megafon、中國電信、中國移動、中國聯(lián)通等，獲得了全球主流運營商的認(rèn)可和青睞。
