通信产业节能减排势在必行

杨晓冬 刘婧/文　　通信业的迅猛发展带动了网络规模的不断扩大，各种通信设备不断增加，网络设备所需的电力等能源需求日益增长，通信业面临着巨大的成本压力。能源消耗已严重影响到电信企业的效益和发展。国务院总理温家宝在气候变化会议领导人会议上发表了题为《凝聚共识加强合作，推进应对气候变化历史进程》的重要讲话，再次强调了我国在节能减排的工作中所起到的积极作用，通信业同样责无旁贷，绿色通信再次被聚焦。　　节能减排势在必行　　当前，电力能源短缺现象日益突出，节能降耗已经成为全社会关注的热点。国家《“十一五”规划纲要》中提出“十一五”期间我国要实现单位GDP能耗下降20%的目标，并成为考核各级政府工作成绩的重要指标。为此，国家相继出台了《中华人民共和国节约能源法》、《节约用电管理办法》、《国务院办公厅关于开展资源节约活动的通知》等相关政策法规，鼓励各用电企业加大节能技术改造。　　为了响应国家号召，承担企业应有的社会责任，国内各大电信运营商纷纷制定了节能减排计划和目标。中国移动成立了“节能办公室”和“绿色行动小组”，负责协调和管理节能减排工作，并推出了“绿色行动计划”；中国联通成立了节能减排领导小组，并召开了节能经验交流会，提出了2008年的节能减排具体目标；中国电信也很早就着手节能减排问题，先后发布了《中国电信数据中心机房电源、空调环境设计规范》、《节能实施方案》、《中国电信节能工作指导
意见》。　　我国已经成为通信大国，庞大的电信网络一方面造成能源消耗的居高不下——机房的电子设备、基站和空调都消耗着大量电能；另一方面，机房空调大量使用氟利昂，基站为数众多的蓄电池及每年退网淘汰的电子和电器设备，如不妥善处置，都可能对环境构成威胁。作为国民经济重要组成部分的电信运营企业来说，节能减排势在必行。　　运营商节能思路　　各运营商要根据自身耗能情况，理清节能减排思路，瞄准主攻方向，务求收到实效。　　中国电信：绿色通信每一天　　中国电信在生产过程中，主要消耗能源为电能，尤其是通信设备用电和电信机房空调用电。在过去的一年，中国电信节能减排工作取得重大成效。不仅自身节省电能超过1.5亿度，还通过转型业务IDC，间接为社会节约用电20亿度。在新的一年，中国电信提出更高的要求，争取每年节能10%。　　中国电信统一部署节能减排工作，建立了从集团到省再到地市的“三级节能减排”领导机构。此外，中国电信不仅在内部制定了一系列严密措施，认真贯彻中央节能减排精神，还将承担作为国家信息化主力军的使命和责任，通过提供综合信息服务，帮助企业特别是高污染行业改变增长方式。　　上海电信首创性地开展了包括机房空调自适应控制技术、IDC机房气流组织与节能降耗、中央空调系统变频节能技术改造、专用空调和中央空调主机添加冷冻油极化节能剂等节能技术的研究与试验推广工作，并取得良好的效果。北京电信针对IDC机房设备密度高、发热量大、单位面积热负荷集中的情况，充分利用室外自然冷源，采用智能型新风控制系统对IDC机房进行空调节能改造试验，从而减少机房空调的使用时间。　　广东电信结合空调工程的建设，大力开展中央水冷空调变频节能技术的推广应用，取得了良好的经济效益和节能效果。　　中国移动：“绿色行动计划”掀节能减排风暴　　在采购方面，中国移动明确了对采购设备环保的要求，以此加大绿色环保设备的采购力度。中国移动在采购之前，安排专业人员对产品的环保指标进行检测和报告，确保产品能够达到国内国际的环保标准，以减少和避免产品对客户安全产生不利的影响。　　在建立环保生态精品网络方面，提供优质的环保客户服务。中国移动采用了宏蜂窝、微蜂窝、直放站、室内分布系统来提供网络覆盖，形成了大密度、小占地的布局，在技术方面通过动态调整话音技术等手段，来制造环保的无线话音网络。　　广泛推广“绿箱子环保计划”，提升行业的环保水平。中国移动从2005年开始，与其合作伙伴摩托罗拉公司、诺基亚公司共同启动了“绿箱子环保计划”，即废弃手机及配件，特别是电池的回收联合行动。目前，在中国移动所属的县级60%以上的自有营业厅，都设立了回收设施。这几年共回收废弃手机23万余件，废弃手机电池186万块，回收的物品由专业的部门进行统一的分解与合理处理。　　中国联通：绿色通信飓风升级绿色服务　　广东联通升级绿色通信服务。早在2008年3月开始，广东联通就开始免费向客户推出电子账单服务，以减少大量邮寄纸制账单所带来的资源浪费。针对令用户头疼的垃圾短信，广东联通充分发挥
客服热线和越级投诉渠道的作用，安排“10010010”垃圾短信举报站的宣传，广泛发动社会参与和群众监督。为了提高监控效率，加强监控技术手段的研发和应用，广东联通还推出“短信宝(短信防火墙)”功能，从技术上实现垃圾短信屏蔽，以保障用户不被不明消息骚扰，抑制垃圾短信的传播。　　浙江联通全面实施绿色环保通信评价工程。浙江联通一直是“绿色理念”的忠实拥护者和坚定实践者。公司早在2001年年初就提出了“建设绿色移动通信网络”和“绿色CDMA手机”的“双环保”工程，特别是CDMA手机的超低辐射，远远低于国家环保标准，使CDMA手机成为名副其实的绿色环保产品。近些年，浙江联通着力提升GSM和CDMA网络质量，特别是“CDMA联通新时空”的问世在让人领略新一代通信技术的同时，也体验到了新网络的绿色、环保和健康，各种新业务的不断推出使得“绿色移动通信网络”真正发挥了优势。　　设备制造商承担职责　　ICT行业历来被人们视为高产能低污染的环保行业之一，网络设备也在企业信息化建设中扮演重要角色。因此，通信设备制造商要肩负社会责任，不断推出创新的节能减排产品，从电路设计、OS软件、芯片到电源实现绿色环保，帮助运营商大幅降低设备功耗。　　设计之初巧布局　　制造商的通信产品在设计之初，应考虑综合布局，使用更高集成度的芯片，以减少散热风扇的使用数量，大幅降低设备的能源消耗；产品应采用先进的智能OS软件架构设计，除了全面支持数据网络运行所需的各种业务之外，还要加入整机节能管理，使之在设备运行时提供更优的能耗管理，对未使用的单板或端口自动或手动保持在低功耗状态，从而减少能源消耗、降低产品运行时所产生的热能，并延长设施的生命周期。制造商对产品外观设计应做到最优和最小，占用更少的安装空间，减少对机房面积的需求，以大大节省机房建设成本。设备的包装应采用可再生材料。　　采用先进技术　　在硬件单板的设计上制造商应使用高集成度器件，以有效地降低单板的能源消耗；对单板上所有器件进行合理布局，使单板的散热与设备整体的散热风道最大限度地融合与匹配，减少设备自身散热所用的风扇数量，降低散热风扇的能源消耗；采用高效率开关电源，减少电源本身带来的功率损耗。　　智能OS软件架构主要包括业务功能动态调节和设备器件动态调节。业务功能可以通过多种方式对很多不常用的业务功能实现动态调整，使得各线卡CPU、NP等主要的能耗器件具备动态调节能力，从而降低设备功能。在网设备每天约有1/3的时间负荷非常小，此时很多器件的利用率、功耗、散热都很低，设备使用期间动态调节通过软件手动配置和自动检测能够将设备负荷小时的功耗降低，如关闭部分器件的部分功能、调节器件运行频率、控制器件进入热待机、降低风扇速率等多种方式降低功耗。　　制造商要通过分布在机框内部的温度监控系统，实时监控系统温度，并根据监控结果动态调整风扇转速，避免风扇一直满负荷工作，从而降低功耗。还要实时监测单板和端口的使用情况，对未使用的单板或端口启动切换到待机模式，从而减少能源消耗并降低产品运行时所产生的热能，还可延长设备的生命周期；闲置单板可通过配置保持在低功耗状态，闲置端口可置于电源关断状态。通过设备的“变频”调速功能，进行端口流量的统计，并且根据实际的速率决定端口运行在10M、100M还是1000M。接口的连接速度由1000M降到10M可将设备的单端口功耗由4W左右降低到约0.6W。闲置端口置于电源关断状态。　　标准化环保控制　　制造商要从设计之初从选用环保原材料到PCB单板的生产、架构设计、制造工艺等各个方面都严格执行RoHS标准。选型标准中，首先采用低功耗环保器，加入了器件的功耗、器件中环保标准要求，严格规定器件必须实现无铅、铬等标准，对能满足应用需求的器件，选择的首要条件之一是低功耗和环保。包装材料可再生、可回收、可重用的基本原则。对于报废产品及时回收、处理，可再生部分经拆卸后，零部件重新使用，节省了新材料，同时也减少环境污染。　　基站节能是重中之重　　中国目前有逾40万个移动通信基站。按照中国移动的统计，基站耗电占总耗电量的70%以上。开展基站节能降耗成为一个迫切需要解决的问题。基站主设备未来的发展趋势是高集成度、全IP化、多载频、高效率数字功放、模块化，这些特征将使新一代基站更省电。　　提高功放效率及设备集成度　　采用数字预失真技术，可以提高功放效率及功放的线性特性，减少基站的发热量。功放稳定性增强、集成度增加，并且支持更宽的信号频带，配合高集成度的射频器件，这为基站收发信机实现多载频技术创造了条件，使基站功能模块变得更小，也使多载频功放的实现成为可能。采用高集成度的设计和低功耗的芯片，能够降低基站占用空间，减少机柜数量，达到降低功耗的目的。现在有多个GSM厂家推出双密度载频。有些公司推出多密度载频设备。　　软件节能技术　　通过基站设备耗电的组成可以看出，随着业务信道载频负荷的变化，基站系统耗电波动很大。运营商通过采用软件控制的闲时载频关断技术、时隙关断技术以及业务量分配优化等措施能够降低能耗。　　在GSM系统中，应把主BCCH载频设置为优先级最高，有话务量的时候把TCH优先指配到主 BCCH载频上，提高主BCCH载频利用率，先使用优先级比较高的载频，其他载频可以处于关断状态，可以按照时间段在闲时定时关闭载频，也可以根据业务量变化，采用一定的算法智能进行载频的开启及关闭。在载频关断的基础上，还可以在更细的粒度上进行时隙的关断，达到更精确的控制。这些技术一般适用于新一代的基站，对于已经部署的基站，部分可以通过软件升级的方式实现。　　还有一种方式是在业务量小的时候，可以让一些载频处于待机模式，类似于个人电脑的待机模式。在保证基站正常工作的情况下，尽量减少能耗、减少热量的产生。　　分布式基站技术　　目前比较成熟的分布式基站技术，是把基站分为基带和射频两部分，用光纤代替传统的馈线将射频部分拉远，可以减少由馈线导致的损耗约3dB，基站消耗的功率将大幅降低。拉远单元可以采用自然散热技术，能够节省温控能耗，占地面积小，安装快捷，可广泛应用于室内覆盖、城区站址困难区域、热点覆盖等场景。　　(本文作者单位分别为南京邮电大学、西北大学)　　(中国电信业