移动互联网与节能减排

浅谈移动互联网与节能减排

中图分类号： tn711 文献标识码： a 文章编号：

近几年，互联网的宽带化是在流量超常规下发展的。先说互联网的宽带化，包括从固定互联网宽带化到移动通信网的宽带化的增长规律和网络扩展面临的挑战。

1998年goole只有26000页的搜索，现在有2亿多页。有关统计数据显示，ip的业务流量增加非常快，2012年的流量是2006年的10倍。其中移动互联网流量尽管占的绝对值还不大，但是增长率还是比较高的，达到119%其他的是企业用的占30%，社会用的占68%，互联网流量占41%。

ip业务量每两年要加倍，移动互联网如果用一般的手机上网可能只有2%点机，但是智能手机出现以后，利用智能手机上网比例达到10%以上。用一般的手机看移动视频，上移动网络比例只在1.5%之间，但是有了智能手机这个比例节达到20%到50%。现在移动互联网的流量相当于9年前固定互联网的流量。如果是现在的移动互联网流量还不算大的话，那么9年后的移动互联网就是现在固定互联网流量那么大了。

我们的宽带化尽管发展非常快，但是对网民来讲带宽还是很低的，韩国已经做出了规划2012年在家里上固定网要达到1个g，无线上网要达到10兆。我们到从70年代上网以k为单位，现在以兆为单位。体现在互联网上网有频谱资源不够、安全性挑战、扩展性挑战等等问题。

寄存器的发展速度决定了路由器容量增长的速度。存储器带宽越高能耗越大。所以说路由器容量增长跟不上流量增长的需要，ip 峰值增长12个月加倍，而路由器增长18个月加倍。有人说不用路由器用光交换，光的分组交换取代路由器还是可望而不可及的。光的交换目前没有理想的状态，路由器能不能做的更大一点？单个路由器做不上去，我们把路由器做多点可以吗？路由器增加面临着网络扁平化的问题。

信息技术本身是可以做到节能降耗的，日本利用信息技术2010年二氧化碳比1990年减少6%，欧盟认为通过流量管理可以帮助交通运输提升效率17%。但是信息技术自身环保问题不容忽视，信息产业现在已经成为全世界第五大耗能产业，二氧化碳排放占全世界排放2.5%。这个数字相当于全世界公路上跑的汽车二氧化碳排放的十分之一。

尽管这个量绝对值和相对值，相对于信息技术和传输的gdp贡献7%不算大，但是看看下面几个数据一定会惊讶的，2008年中国电信、中国联通、中国移动三个运营商加起来一年耗电141亿度，一年电费就是121亿人民币。而且现在每年还在增长，中国移动每年业务增长需要耗电13.5亿，信息技术里有pc占了28千万兆瓦、通信网络和互联网占22千兆瓦、数据中心占26千兆瓦，运营商能耗里接入网占一半，移动通信将近占四分之一，还有运行维护和操作系统、数据中心等也要占四分之一。

通讯网里哪种设备能耗最高呢？就是路由器，它的能耗随着接

入增加而增加，接入和带宽基本是不成比例的，干线传输能耗增加比较缓慢。所以通信网在互联网里主要的能耗是路由器决定了总能耗的增加。

新路由器在业务流量从2006年到2025年流量将增加190倍，流量增加190倍能耗增加13倍。在接入的核心的路由器能耗由吞吐器决定，基本是三分之二的关系，比如说思科的大容量路由器现在是1.2t，功耗15千瓦，10年以后增加1000倍，路由器假如做出来就是1.2个p，流量增加1000倍，按三分之二算功耗增加100倍，也要做到1.5兆。全国大概有1000个这样的路由器，就需要1.5万个功率，这相当于一个核电站。十年来互联网容量增加一千倍的话，能耗增加一百倍。

耗电的另外一个重要环节是数据中心。数据中心的服务器占到数据中心耗电的46%，数据中心网络设备占11%，其他耗电占18%，数据中心占的耗电是非常高的。

移动业务的功耗占信息产业能耗的四分之一，占全球能耗的

0.2%到0.25%。基站已经成为能耗最重要的组成部分，占了移动网能耗一半以上。可以看出尽管基站耗能逐渐降低，但是仍然占移动能耗一半以上。而且基站二氧化碳排放也是不容忽视的，等于有十多公斤的二氧化碳的排放。

能耗里主要的排放来自功放，一般一个基站要消耗2000瓦左右，基站基础系统本身消耗能耗，发出功率是60瓦左右，一个基站效率只有3%左右。很多运营商已经制订了减排目标，中国移动提出来

2010年单位能耗要降低40%。

能不能把目前网络做的更节能？这是一个需要努力研究的方向。通信网上有光纤的交换、有波带的交换、波长的交换。一般来讲越是用波长处理功耗越低，越在底层处理成本越低，高层处理成本越高，但是上面时间是纳秒级，而下面效率低耗时长，我们可以设想一下，不一定不所有东西放到路由器做交换。趋势应该是把大部分底层做的交换处理业务流量放在底层处理，把非要在ip路由器上处理的流量才放在路由器上处理。这样可以节省很多能源。

移动通信系统也同样可以通过分层优化多条路由、平均管理等优化整个移动网。手机在不通话的情况下是休眠的，网络设备在流量少的情况下同样可以休眠。在3g lte要把网络做的扁平化。

在高速宽带移动网的时候离开基站比较远的终端信号很差，这时候需要室内分布系统实现接力，或者每个用户之间接力实现传递，这样可以减少手机的功率。这里通过分布式的天线能使蜂窝服务更好，更好的节能。基站里最主要的耗电是功放，下一步怎么减少放耗电是主要的努力方向。

在移动互联网的宽带业务高速发展下，将加大网络的能耗，我们要想办法从网络体系、技术等方面逐步完善，为建设一个高效、节能的网络而不断努力。