隨著4G/5G、4K視頻、云計(jì)算、數(shù)據(jù)中心、移動(dòng)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(jìn)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(duì)能源需求的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，通信行業(yè)年均耗電300億度以上，其中50%能耗來(lái)自通信主設(shè)備，而設(shè)備的節(jié)能可帶來(lái)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(jī)房耗電構(gòu)成

2015年9月27日，中國(guó)國(guó)家主席習(xí)近平在聯(lián)合國(guó)氣候變化問(wèn)題領(lǐng)導(dǎo)人工作會(huì)議時(shí)表示，“中國(guó)爭(zhēng)取到2020年實(shí)現(xiàn)碳強(qiáng)度降低40%-45%的目標(biāo)”。中國(guó)工業(yè)和信息化部的《指導(dǎo)意見(jiàn)》，要求運(yùn)營(yíng)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(dòng)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(jí)改造”。

高能耗設(shè)備除了帶來(lái)大量電費(fèi)增加外，對(duì)機(jī)房部署環(huán)境要求會(huì)更高，隨著設(shè)備容量不斷擴(kuò)容、功耗越來(lái)越大，供電系統(tǒng)、空調(diào)等配套也需要隨之升級(jí)改造。另外設(shè)備溫度過(guò)高還會(huì)影響其可靠性和使用壽命，有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)環(huán)境溫度上升時(shí)，設(shè)備失效率將會(huì)顯著提升，影響設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)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(zhǎng)。傳統(tǒng)核心路由器單臺(tái)設(shè)備容量可達(dá)Tbps~10Tbps級(jí)別，耗電量高達(dá)上萬(wàn)瓦，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大，所消耗的能耗會(huì)成倍增長(zhǎng)。因此核心路由器節(jié)能降耗勢(shì)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(dòng)態(tài)節(jié)能”設(shè)計(jì)理念，從設(shè)備功耗監(jiān)測(cè)、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(jì)，通過(guò)對(duì)硬件配置、使用環(huán)境、用戶(hù)數(shù)、業(yè)務(wù)流量等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、智能的監(jiān)測(cè)，軟件、硬件相互配合動(dòng)態(tài)調(diào)整資源，可實(shí)現(xiàn)基于不同應(yīng)用場(chǎng)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(dòng)態(tài)節(jié)能”的關(guān)鍵技術(shù)包括采用先進(jìn)工藝芯片、線(xiàn)卡架構(gòu)優(yōu)化、流量動(dòng)態(tài)節(jié)能、專(zhuān)利的散熱設(shè)計(jì)等，使設(shè)備整體功耗較業(yè)界同類(lèi)產(chǎn)品低50%。

先進(jìn)工藝芯片

據(jù)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)分析，核心路由器能耗90%來(lái)自線(xiàn)卡，而線(xiàn)卡能耗70%又來(lái)自于芯片，因此核心路由器節(jié)能主要依賴(lài)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(shí)代，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)表明，芯片工藝每提升一代，單位門(mén)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(xiàn)卡架構(gòu)優(yōu)化

對(duì)于路由器常用的路由表項(xiàng)查找功能，業(yè)界通用的商業(yè)芯片大都是采用專(zhuān)用硬件查找芯片設(shè)計(jì)，而華為通過(guò)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(jìn)大大簡(jiǎn)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(fǎng)問(wèn)，同時(shí)也有效降低了能耗。

流量動(dòng)態(tài)節(jié)能

一般網(wǎng)絡(luò)都采用輕載設(shè)計(jì)，隨著業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，流量突發(fā)時(shí)有發(fā)生，動(dòng)態(tài)節(jié)能技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。除了常見(jiàn)的動(dòng)態(tài)關(guān)閉未用線(xiàn)卡、端口技術(shù)外，華為核心路由器還獨(dú)特設(shè)計(jì)了流量動(dòng)態(tài)節(jié)能技術(shù)，可根據(jù)流量實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)NP工作處理核數(shù)量與處理頻率、Serdes總線(xiàn)數(shù)量等，最大限度的發(fā)揮在不同流量場(chǎng)景下的降耗能力。

專(zhuān)利散熱設(shè)計(jì)

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(zhuān)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(wèn)題，解決布局和散熱之間矛盾，提升主芯片的散熱效率。同時(shí)設(shè)備采用“U”形風(fēng)道設(shè)計(jì)，增加了氣流與被散熱單元接觸面積與持續(xù)時(shí)間，從而加強(qiáng)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(shí)代

綠色節(jié)能是人類(lèi)永恒的話(huà)題，越來(lái)越多的運(yùn)營(yíng)商要求通信設(shè)備具有更低的功耗和更高的能效比。中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)移動(dòng)、新加坡電信、比利時(shí)電信等全球運(yùn)營(yíng)商，對(duì)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(jìn)行嚴(yán)格的能耗測(cè)試，并作為設(shè)備部署安裝的關(guān)鍵考核項(xiàng)。

在國(guó)際權(quán)威測(cè)試機(jī)構(gòu)EANTC組織的功耗測(cè)試中，華為核心路由器NE5000E表現(xiàn)優(yōu)異，較業(yè)界同類(lèi)產(chǎn)品相比，平均功耗低50%以上。以滿(mǎn)配400G單板為例，部署一套2+8集群一年節(jié)省的電費(fèi)就可以新購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)核心路由器，贏領(lǐng)“綠色通信”時(shí)代。

華為400G核心路由器自2013年業(yè)界首次發(fā)布以來(lái)，目前已在全球超過(guò)280+商用項(xiàng)目，包括意大利電信、新加坡電信、俄羅斯Megafon、中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通等，獲得了全球主流運(yùn)營(yíng)商的認(rèn)可和青睞。