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通信網(wǎng)路由規(guī)劃技術(shù)釋解論文
1綠色通信網(wǎng)的規(guī)劃現(xiàn)狀
只有合理的，最有的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃才可以充分利用網(wǎng)絡(luò)資源。越來越多的國家和地區(qū)認(rèn)識(shí)到組建綠色通信網(wǎng)絡(luò)的重要性，開始紛紛投入綠色通信網(wǎng)節(jié)能技術(shù)的研究中。無論是改變網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)和鏈路狀態(tài)還是優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，都可以達(dá)到節(jié)能的目的。網(wǎng)絡(luò)元器件級節(jié)能方法需要考慮網(wǎng)絡(luò)設(shè)備本身的性能特點(diǎn)，在進(jìn)行有針對性的設(shè)計(jì)。而網(wǎng)絡(luò)級的節(jié)能設(shè)計(jì)主要是改變低業(yè)務(wù)量時(shí)候的路由，即將它們會(huì)聚到幾條路由上而讓其他鏈路和設(shè)備空閑出來而可以進(jìn)行休眠或是關(guān)閉處理。而網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼壍墓?jié)能技術(shù)則是讓網(wǎng)絡(luò)負(fù)載實(shí)現(xiàn)路由自適應(yīng)，隨著網(wǎng)絡(luò)鏈路上負(fù)載的改變，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也相應(yīng)地改變。無線領(lǐng)域的能耗感知協(xié)議已經(jīng)相當(dāng)?shù)某墒�，但是仍有很多發(fā)展點(diǎn)，新的數(shù)據(jù)鏈路和路由協(xié)議使業(yè)務(wù)處理更加高效，更加節(jié)能。
2能效以太網(wǎng)
要解決網(wǎng)絡(luò)中能源消耗不斷增加的問題，產(chǎn)品設(shè)計(jì)者得有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)能量管理辦法以及擁有相配套的接入設(shè)備。其中，能效以太網(wǎng)的效果較佳，也比較受人關(guān)注。他旨在鏈路利用率低期間降低能耗。對以太網(wǎng)的節(jié)能設(shè)計(jì)，必須要瞻前顧后，即既要與就有設(shè)備相兼容，又要具備潛力。最先提出能效以太網(wǎng)機(jī)制是鏈路速率自適應(yīng)法，即鏈路速率根據(jù)需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過交換一系列潛入描述數(shù)據(jù)速率的鏈路碼字來建立雙方設(shè)備的共同速率。為了解決之前方案中的延時(shí)問題，采用雙閾值策略法，利用率閾值策略以及時(shí)間閾值策略的結(jié)合，通過實(shí)驗(yàn)證明當(dāng)鏈路平均利用率為5%時(shí)，大約能節(jié)約20%的能量。而能效以太網(wǎng)中的停等能量周期發(fā)則是利用停等流控制讓以太網(wǎng)上某些鏈路在開和關(guān)狀態(tài)之間切換，主要通過關(guān)閉電子元件來實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。另外還根據(jù)鏈路上的能耗和業(yè)務(wù)，設(shè)計(jì)了低能空閑模式節(jié)能法，實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)鏈路上的能耗和業(yè)務(wù)數(shù)量成正比時(shí)，能效為最理想狀態(tài)。而低能空閑機(jī)制則讓能效以太網(wǎng)的能源消耗和業(yè)務(wù)負(fù)荷成合里的比例，在低負(fù)荷時(shí)，展現(xiàn)出很高的能源利用率。
3綠色以太網(wǎng)路由規(guī)劃
作為網(wǎng)絡(luò)的基本組成成分，路由器和交換機(jī)對于網(wǎng)絡(luò)的耗能分析起了很大的作用。雖然路由器或是交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中有不同的地位，他們的工作原理也不盡相同，但是他們卻都是網(wǎng)絡(luò)通信不可缺少的元素，都可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包從源節(jié)點(diǎn)至目的節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)功能。在路由器的每個(gè)底板上加載有不同的線卡，而不同的底板線卡之間的組合所消耗的能量不同，這時(shí)，只要盡可能減少底板數(shù)目，通過增加每個(gè)底板上所能加載的線卡數(shù)目來減少路由器系統(tǒng)的能耗。通信網(wǎng)是用于傳輸不同位置的信息，在網(wǎng)絡(luò)的中心有核心網(wǎng)和骨干網(wǎng)，通過鏈路連接。一般數(shù)據(jù)傳輸通過接入網(wǎng)的邊緣節(jié)點(diǎn)與接入網(wǎng)和骨干網(wǎng)相連，然后再通過核心網(wǎng)傳輸?shù)竭_(dá)目的節(jié)點(diǎn)的接入網(wǎng)部分，最后到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。這時(shí)就要考慮到接入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌谟芯�領(lǐng)域方面，這個(gè)問題轉(zhuǎn)化為混合線性規(guī)劃問題，通過定量和定性的數(shù)學(xué)方法可以找到問題的最優(yōu)解。而骨干網(wǎng)是為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā)。從數(shù)學(xué)角度理解，仍然是由節(jié)點(diǎn)和鏈路組成。其中在一定鏈路容量情況下，用最小代價(jià)讓一系列的商品能夠通過網(wǎng)絡(luò)的最細(xì)小代價(jià)多商品流問題就是所采用的優(yōu)化方法之一。而固定費(fèi)用無容量限制的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)則是利用弧的代價(jià)換取容量限制條件下解決固定代價(jià)下的位置容量網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，這樣子可以得到流變量和每一個(gè)弧的設(shè)計(jì)變量。這個(gè)是為了配合最小代價(jià)多商品流的優(yōu)化。另外由于路由不同，則各網(wǎng)絡(luò)鏈路的代價(jià)也會(huì)不同。這時(shí)就需要根據(jù)外界條件的變化而設(shè)計(jì)不同的路由路徑，可通過一定的路由協(xié)議來選擇傳輸路徑。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)，要充分考慮相應(yīng)的冗余度和生存性已達(dá)到節(jié)能效果。他們反映了網(wǎng)絡(luò)對路由器或是交換機(jī)等連接設(shè)備和鏈路的失敗處理能力。這個(gè)功能可以轉(zhuǎn)換為對網(wǎng)絡(luò)資源的需求來處理。
4總結(jié)
實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)綠色化的發(fā)展目標(biāo)，需要對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全方位的改革，分析總結(jié)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)，從而達(dá)到節(jié)能設(shè)計(jì)的目的。作為通信網(wǎng)重要組成部分的核心網(wǎng)是能源消耗的主要部件，只有通過優(yōu)化核心網(wǎng)的相應(yīng)配套設(shè)施和協(xié)議，才可以有效降低核心網(wǎng)的能源消耗，它是綠色通信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。
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