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绿色光网通九州,低碳基座惠千秋

2024年9月25日 11:34  CCTIME飞象网  

中国移动在上海世界移动通信大会期间(6月27日),已经正式宣布其400G OTN省际骨干网全网贯通并正式投入运营。该“超级运输系统”不但为全国的算力数据流通提供了超大的带宽,而且在节能减排方面也有优异的表现。

从建网理念和技术选择的角度,400G OTN省际骨干网的节能减排体现在三个方面:

一、代际演进实现传输网功耗下降

目前业界干线的主流技术是单波100G,中国移动选择400G规模建网,带领整个业界进入OTN新代际。一套400G系统(包括光纤、设备及对应的板卡、机房配套的电源空调等)所能提供的带宽,等效原来4套100G系统的能力。400G系统采用更先进工艺制程、更低的芯片电压、SoC设计等降低芯片能耗,经测算4倍集成度的提升,相对于100G系统可带来单比特功耗约30%的下降。

二、设备形态等创新进一步优化功耗

(一)设备形态创新

本次工程主要是面向国家“东数西算”战略落地,为提升效率、使用体验,结合机房冷热风道隔离等技术演进,布放在算力中心机房的光网设备通风方式要协同适配,即设备形态要从传统的上下风道设计,调整为“前进后出风”设计;同时,辅以系统设计、硬件选择、软件优化等创新进一步降低功耗。以率先满足中国移动需求的某新平台为例:

1.该平台采用了创新的双3D正交架构,业务板交叉板背板通孔连接,不但满足前进风后出风的机房布放要求,而且使设备可用槽位数量翻倍,提升了系统的集成度,单子架业务处理能力超过100T,创造新的业界记录,更好满足海量算力数据传输需求。

2.设备电源的池化设计和负载动态调整技术,使设备电源池可以根据实际负载情况工作在适当的状态,减少功耗浪费,提升电源转换效率;同时,采用高压直流技术可有效降低电流,降低电源线带来的能耗,提高电源效率;

3.优化OTN设备风道分区设计,选择高效智能风扇,从传统的全子架风扇统一调速,提升到支持设备分区域智能调速。每个风扇都可以独立变化高、中、低三个档位,实现子架以小功耗代价的高效散热。

4.根据OTN设备承载业务量的大小,可启用OTN交叉容量动态扩缩容功能,交换板根据设备实际物理端口数量、速率及应用场景,可关闭多余的SerDes以及交换板或交换芯片,节省设备功耗;同时,端口按需关断/业务板卡休眠是实时监测业务需求,按需关断空闲端口、休眠业务板卡,实现在低业务负载情况下,降低设备能耗。

5.热工程根技术创新可进一步提升OTN设备能耗效率,在oDSP芯片中采用“金刚石铜复合材料”实现均温散热,导热效率三倍于传统方式;在成帧芯片、交换芯片等采用“石墨烯导热薄膜”,通过碳材料重组,改变导热方向,实现导热系数从8W/m.K到70W/m.K的大幅提升。

(二)网络规划创新

本次工程基于低碳出发,从单业务、单里程能耗角度入手在整网方案降低能耗,并开发“运力地图”,可以支持能耗数据采集和基于“功耗优先”来进行路径选择,从网络级的层面进一步实现节能减排。

1.优化路由,缩短光缆路径,减少出/入城绕转,通过自研传送网络规划系统(TPADS)选择最优业务路径,业务路径长度平均缩短19%,在达到时延最优的同时减少电中继数量,降低单业务能耗。

2.合理设置节点,减少超长/超大衰耗跨段,在满足可靠性要求下业务传得更远,节省业务路径电中继,业务每公里能耗降低。

3.大规模应用OXC,达成网络Mesh,不仅节省空间和供电端子,还有更多业务路径可选择,同时减少了业务转接,业务一跳直达,从网络架构上节能。

4.通过传送网络规划系统(TPADS)合理规划,减少业务碎片和冗余,并将设备10G以下能力休眠,最大程度减少业务空转,做到资源不浪费。

综合以上各种手段,相比传统方式,中国移动400G OTN省际骨干网将单比特能耗优化比例进一步提升到65%。结合绿色研发、绿色生产、绿色工程、绿色包装、绿色传输等全流程的节能减排措施,实现从设计到生产、从建设到运维的全生命周期能耗下降。预计未来10年间,该网络可助力中国全社会各领域累计减少约20万吨二氧化碳排放,等效于累计种树约1100万棵,为实现碳达峰的目标作出巨大贡献!

中国移动担当网络强国、数字中国、智慧社会主力军,致力于通过创新技术和可持续发展实践,积极履行央企社会责任,响应国家“双碳”号召,以建设绿色光网的实际行动减少全球碳排放量,保护地球家园。从节能减排到推广绿色通信,中国移动在绿色低碳发展道路上不断探索,为建设美丽中国贡献力量。

编 辑:T01
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