1引言
通信网络主要由固话网络、宽带网络和无线网络构成，而组成这些网络的关键节点就是各类型通信机房，按照其规模的大小，可把通信机房划分为大型机房、中型机房、小型机房和微蜂窝/直放站。机房的类型主要包括交换机房、传输机房、数据机房、卫星通信机房、配套电力机房和网管机房等。在固话网络和宽带网络方面，大型机房主要有国际汇接局、省际汇接局、网际汇接局、骨干网数据中心、城域网数据中心、地市级交换局、区级交换局、县级交换局、增值业务IDC机房及其相应的传输机房、电力机房等；中型机房主要有区域本地交换局、镇级本地交换局、电力机房等；小型机房主要有小区（街道）固话接入网设备间、干线传输站等。在无线网络方面，主要有无线交换局机房、小型机房、微蜂窝等。由于电信机房基本都是多功能复合应用的，因此相关的节能减排措施也复合应用以上各类机房中。
2已实施和倡议实施的节能措施
2.1 小型机房节能技术
（1）小型机房隔热——安装双层玻璃窗
广东地处亚热带，全省年平均温度22.5℃，珠三角的年平均温度26℃。据2010年的数据显示，广州城区温度在26℃以上的小时数达到4850小时，占全年总时间的55%。当气温为26℃时辐射热并不明显，但随着气温逐步升高或阳光透过玻璃窗照射机房时，辐射热就很明显了，这将极大增加空调的负担。目前，运营商所有的大中型机房都是自有物业，辐射热的问题几乎不存在。而小型机房大都是租用民房改建，特别是CDMA的基站辐射热的问题相当突出。由于民房使用辐射热单层玻璃窗，某些CDMA基站只是简单地贴上一层薄薄的反光纸了事，其实反光纸只遮挡了部分太阳光，却无法阻止热浪从室外渗入。玻璃是热的良导体，其导热系数是空气导热系数的27倍之多。调查数据显示：安装双层玻璃窗可以大大地减少机房辐射热，年节电达到5%～8%，一年就能收回投资。
（2）小型机房滤波——安装有源滤波器或无源滤波器
广东工业发达，地方电网受污染严重，表现在电流波形畸变严重，谐波成份多，该电能进入了开关电源的整流电路和空调的初级线圈后，波形畸变的部分并不参与能量的转换，反而在设备内传导，增加了线损，产生了热，其一部分电能通过热的形式耗掉了，剩余部分谐波在开关电源、空调的回路中传导后最终回到电力变压器的次级，以无功功率的形式反馈到电网中。
广东中小型电信机房没有专用变压器供电，可能存在功率因数偏低的问题。当电网功率因数长期处于0.8～0.9或更低时，可考虑使用滤波的技术降低谐波分量提高功率因数，节约能源。使用滤波器治理谐波的成本核算如表1所示：
（3）小型机房通风降温和小型机房热交换降温
通信机房通风系统是基于室内外空气存在焓差，以室内外空气交换的方式调节机房温湿度。当室外空气洁净度为五万分之一以上、气温处于22℃及以下且湿度不高于70%的焓是调节机房温湿度最佳的外围条件。由于受广州及珠江三角洲地区的空气质量及气候条件所限，机房通过通风来降温是达不到效果的，反而会把灰尘带入机房，增加了设备维护的不确定性。
安装室外室内对称的热交换器，室外散热、室内吸热，管道内流动着传导的液体。当室外温度低、室内温度高时，室外热交换器温度把室外的“冷”传到室内。机房热交换器必须做到室内外温差累计只有4℃、售价不超出等冷量空调的4倍，而且总耗电小于0.3kW，才有可能在广东地区占一席之地。经研究，此种措施在广东省内各地区的可用性也不大。
（4）小型机房电池保温柜
近年来，新建机房摆脱了通信设备对空调的过分依赖。既然通信设备不怕冷、不怕热，空调就只为蓄电池服务了，但又太过浪费，于是诞生了电池恒温箱。其与卖冰棍的冰柜类似，四壁六面均采用金属板包裹相变材料作为保温，内置小型制冷装置，耗电不多就能保持电池的环境温度，不失为一种较通用的方法，对广东地区来说是非常值得推广的一项节能减排措施。
2.2 大中小型机房空调节能
（1）大型机房空调改造
1）水泵变频：大型通信机房楼空调系统相当完善，实施节能的方法是变频，包括水泵变频。监控器根据盘管风机开启的台数，自动调节水泵的转速，从而调节盘管风机的流速。
2）压缩机变频：在压缩机前加变频器，可实时调整压缩机的制冷功率，以适应机房环境的需要，压缩机变频的方案必须要针对可变频压缩机实施，盲目改造只会大大缩短压缩机的寿命，得不偿失。
3）蓄冰：近年来广东省实行阶梯电价，即用电高峰期的电价是夜间低峰期的数倍。蓄冰空调在夜间低峰期制冰，用电高峰期缓慢放冷。严格来说，蓄冰空调不节能，但能节约电费，而且对错峰用电有积极意义。
（2）中小型机房空调改造
中小型机房空调一般都使用民用空调，通常是2匹、3匹、5匹的柜式机或壁挂式机。民用空调需考虑噪声的问题，但要降低噪声就要减低风量，减低了风量又要维持冷热交换只有降低液面温度。由于民用空调压缩机的液面温度普遍设计太低（7℃～12℃），使空调室内机翅片结露造成滴水，造成电能的浪费。同时，使用民用空调，机房的空气循环会很差。实测显示，在80m2的镇区交换机房开启一部5匹空调，出风口温度为18℃～23℃，显示回风温度为26℃，但机房最高温点实际上达到了35℃。机房内温度最低点与最高点温差竟有12℃之多。因此，可以统一向民用空调厂家大批量定造高液面温度、高空气扰流以及大风量的准专业空调，真正做到滴水不漏。实验数据表明：液面温度每上升1℃，可节约电能5%以上，液面温度可设定为15℃～20℃，能省电40%左右，该节能方法值得探讨。
2.3 交换设备节能
目前，全省PSTN端局交换设备总容量约3000万线，市话端局约766个、远端模块3370个。从机型来看，主要有C&C08、S1240、AXE10、NEC等。另外，还有超过260软交换AG设备，主要为华为、中兴设备，设备较新、集成度较高，相对于爱立信AXE10、NEC NEAX61、早期贝尔S1240E型交换设备，能耗已经较低。
现在主要应用的技术手段包括：
（1）交换设备缩容增效：通过对交换设备的板件进行优化调整，将已放号用户集中到部分机架机筐的用户板卡上，对未放号用户板卡调整集中后，将这部分空闲设备下电，对于数字中继资源也可采用同样方法处理，通过提高资源使用效率方式实现节能减排。
（2）交换设备AG封装改造：对传统交换设备在基于缩容的基础上，再采用替换主控板或增加主控框等简单改造方式，改造后交换设备平滑升级为AG，通过IP方式接入软交换网络。
（3）交换设备更新替换：服务时间超长的电路交换设备逐步有序地实现退网。
2.4 数据设备节能
广东省用于宽带及其它互联网接入业务的设备在2009年的耗电为4亿多度，采取的节能技术包括：
（1）关闭闲置和无业务承载的设备，所涉及的设备数达136套/个，年节电达300多万度；对业务量进行缩容，在这方面共投资66.745万元，共节电440多万度。
（2）对于新引进主设备，必须符合绿色采购规范中关于各类主设备节能的相关规定，在源头处把好节能关。
（3）在现有网络上应优化网络架构，提高IP网络服务质量，以基于IP网络技术逐步替代基础数据业务。推动网络融合，加速推动网络向扁平化、全光网演进，提高承载网效率，减少网元数量。
（4）有步骤地采用高集成度的设备替代原有的设备，对老旧设备进行评估，对于性能低、能耗大的设备实行提前退网处理；设备选型中应进行精细化计算，提高设备利用率。
2.5 IT设备节能
据统计，服务器的耗电量占整体数据中心、信息中心硬设备耗电量的48%，其次是储存设备，占37%～40%，第三耗电的是网络设备，占12%～15%。由此可以看出，服务器和磁盘阵列是数据中心、信息中心耗电的大户。2010年上半年，全省数据中心/呼叫中心机房的IT耗电量为5069.33万度，空调耗电4779.96万度。目前，应用于IT设备的节能技术包括CPU、硬盘、电源模块和风扇的节能。
CPU节能技术：（1）C1E节能。在当前的主流系统中，都可以看到一个“C1E”的选项。它是一种可以令CPU省电的功能，开启后，CPU在空闲轻负载状态可以降低工作电压与倍频，这样就达到了省电的目的。（2）EIST技术（增强型电源管理技术）是Intel公司专门为移动平台和服务器平台处理器开发的一种节电技术。用户仅需要在主板BIOS中开启“EIST”选项，就能够让CPU自己控制频率和电压，进而实现功耗的控制。（3）AMD Cool‘N’Quiet（凉又静）是AMD台式机CPU的节能技术，在主板BIOS中将“Power Management”设置页内的“Cool‘N’Quiet”选项设成“Auto”，电源使用方案设成“最少电源管理”，并安装AMD处理器驱动程序，节能功能生效。
硬盘节能技术：在PC服务器中，硬盘的功耗是不可忽视的因素之一。一般来说，一块硬盘的功耗约为13.5W左右，对一台服务器来说这已经不是一个可以忽略的数目。如果用户对数据的安全性要求较高，搭建了4块盘的RAID 5阵列，硬盘的功耗则相当于处理器的功耗。在存储应用更为集中的场合如数据中心，硬盘的功耗更是一个不容忽视的问题。目前硬盘生产厂家采用的节能技术有：（1）电源模块节能技术——采用能耗效率高的电源模块。（2）风扇节能技术——计算机的散热风扇是能耗的重要部分，要用节能、可控制的风扇，主要包括：采用节能风扇、高效率风扇；采用可控制转速的风扇，在系统空载、机箱温度低的情况下，能够自动调低转速，以达到省电的目的。
2.6 宽带接入网设备节能
目前，全省DSLAM合计约1410万线，实占率约68%。现在主要应用的节能技术手段包括：
（1）冷却节能
1）自然冷却：用户侧设备和远端的小型设备采用散热片或热交换器进行自然冷却。自然冷却不需要额外能耗，是最节能的冷却方法，可以节省大量空调的能耗。
2）通风节能：良好的机房和机柜通风设计可以大大降低机房空调的能耗。在有条件的机房，推荐采用热通道/冷通道布置方式。
3）风扇节能：根据机柜温度，在一定范围内自动调节风扇的转速。一年中，机柜温度在大部分时间里均处于35℃以下，因此相对于固定转速风扇，可调转速风扇能降低40%～50%的能耗。
（2）提高芯片集成度和智能管理
采用芯片的智能管理，如未用板块下电、未用端口下电等手段，也可以达到节约能耗的效果。
（3）DSL节能技术
降低信噪比余量就是在保障用户线路可正常使用的前提下，通过降低信噪比余量，从而降低发送功率，达到节能目的。
L2模式是当设备检测到用户数据流量低于设定阈值并持续一定的时间时，ADSL2/2+就进入L2模式。在L2模式下，采用较低的PSD发送信号，每个子载波只承载少量比特，从而达到降低收发器功耗的目的。
2.7 通信电源系统节能
（1）电源模块休眠节能技术
针对开关电源效率低的情况，为提高开关电源的工作效率，可采用休眠节能技术来提高开关电源的工作效率。该技术通过将冗余配置的整流模块调整为“休眠”状态，减少空载损耗并提高剩余模块的负载率，使工作的整流模块运行于最佳效率点附近，从而提高开关电源系统的运行效率，减少了能耗，达到节能的目的。
（2）UPS系统节能
抽取常用的6个品牌的UPS系统进行满载的整机转换效率比较测试，结果如表2所示：
从以上的开关电源及UPS的效率数据对比可以看出，各品牌的转换效率有高有低。因此，选用供电转换效率高的UPS电源是一种有效的节能方案。实际上在用的UPS负载率大多在10%～30%，电能转换效率很低。广州某IDC机房在运行的400kVA的UPS，负载率为9%，输入功率为56.54kW，输出功率为31kW，损耗达25.54kW，转换效率为54.8%。UPS在较低负载率的情况下效率是很低的，大量的电能损耗在UPS的转换过程中。可通过以下措施实现节能：
1）通过合理分配UPS的负载率节能
可通过提高UPS的负载率以达到提升UPS转换效率的目的。但由于UPS冗余工作的需求，1+1的系统单机负载率达40%以上就基本上是满载了，所以这种供电制式决定了系统的转换效率不可能很高。同时，因为UPS并机技术的复杂，厂家出于技术保密等原因，其内部维护系统一般不会开放，这也造成维护人员对UPS的维护无从下手，现有的UPS设备基本都依靠厂家来维护。
2）模块化UPS供电节能
在模块化UPS中，功率模块部分是并联冗余的，即功率部分是由许多模块并联在一起，它们不分主从，互不依赖，并且均分负载。每个模块都配有输入/输出保险和输入/输出继电器，即使有一个模块发生故障也能够自己退出整个系统，不影响整个系统工作。
（3）240V高压直流供电节能
采用直流供电有两种方式可供选择：一种是采用现有的-48V低压直流电源；另一种是采用240V的高压直流电源。采用240V高压直流供电必须考虑的是现在的服务器是否能输入直流电压，现在的服务器内部一般使用高频开关电源，把外部输入的交流电转化为内部电子电路所用的直流电。
和交流UPS系统相比，直流供电省掉了逆变环节，一般逆变的损耗在5%左右，因此提高了电源的效率。高压直流供电转换效率可达到90%以上，传统UPS的供电转换效率一般在50%～70%，可以节约大量电能。由于服务器输入的是直流电，也就不存在功率因数及谐波的问题，降低了线损，且并机技术简单，因此可以采用大量的模块并联，提高了安全性。
2.8 建设新能源基站节能
在合适的站址利用太阳能、风能等洁净新能源作为替代能源给基站供电，运营商可以大量节省基站能耗。具体实施上，根据环境可以单能源供电或风/光/市电互补供电，从而将新能源供电基站扩大到更多的范围。该技术可在自然条件较好的区域和投资效益合理的前提下，积极推进新能源的使用。
3机房节能的创新技术
3.1 地源恒温空调
夏天城市地面温度常常达到30℃以上，在最炎热时更是达到46℃。而在地面5m以下的土壤，不管春夏秋冬都保持在22℃，通信机房合适的温度为26℃。从理论上说：机房与土壤之间5m的距离、4℃的温差，在新材料、新工艺快速发展的今天，热量的传递完全可行。
地源空调技术在欧美已经有数十年的应用历史了，地源空调与压缩机空调同等的热交换，其耗电只有压缩机空调的1/3，可见潜力巨大。2008年以来，我国的地源空调、地源热泵技术开始起步，目前仍处于初级阶段。笔者认为地源空调适合郊外软基地面的基站，该项目还有赖于进一步的研究。
3.2 电磁制冷空调
如上文所述，安装无源滤波器可以节省5%～8%的电能，基站的用电负荷在15kW～30kW。电磁制冷的基本原理是：某种物质置于磁场中磁化会吸热，而离开磁场会放热。利用这种特性，就制成了电磁制冷空调器。磁场由市电提供，特殊绕成的线圈就是无源滤波器的电感，基站市电输入端接入电磁制冷空调器，节省5%的电能。由于基站用电负荷越大，机房热源就越多，通过线圈的电流就越大。电流越大，磁场越强；磁场越强，制冷量就越大。由此可见，制冷量与基站用电负荷成正比，刚好吻合机房的热源。电磁制冷空调器制冷效率高、体积小、无噪音，与压缩机空调对比使用效果如表3所示：
电磁制冷空调器安装简单，无故障、维护工作量以及维修成本，寿命超过二十年。普通民用空调是以长期工作3年、间歇工作5年的标准设计的，笔者认为电磁制冷空调器适合所有机房，值得好好推广。
4结束语
节能必须建立在保持优质网络的基础上，不能在追求节能的表象下牺牲设备的寿命或大幅增加运维的成本。因此，既要节能也要考虑经济效益，笔者提倡分期分批优化通信设备、电源设备，从偏远站、覆盖农村而话务量不大的基站、直放站、室内分布系统开始逐步发展新能源基站，并投入一定的资源对节能创新技术进行研究、应用和推广。★
