5G绿色核心网,数智化转型的绿色引擎

发布时间:2023-03-23 作者:中兴通讯 陆光辉

        全球变暖严重影响全球经济发展和人类生活,“碳达峰碳中和”成为全球的共识。5G网络作为双碳时代的新型基础基础设施,承担着千行百业数智化转型的历史重任,面临着绿色转型的巨大挑战和机遇。首先直面的挑战是需要不断采用创新技术打造绿色基础设施;其次是通过先进的网络节能降耗技术,为千行百业实现绿色发展提供动力源泉,从而带来更大发展机遇。

        面对绿色发展的机遇和挑战,中兴通讯在5G Common Core融合核心网基础上,推出5G绿色核心网解决方案Green Engine,以节能、使能和赋能理念为指引,面向ToC和ToB两类场景,采用云原生、超融合、软硬一体和AI/自动化四大技术,实现基础设施、网元和运维三个层次的端到端绿色转型,着力打造绿色“引擎”,为运营商网络节能,使能千行百业,赋能数智化生产,助力千行百业实现双碳目标。中兴通讯5G绿色核心网总体架构如图1所示。

 

基础设施,绿色底座

        核心网基础设施主要包括服务器硬件和云平台两大关键组件,绿色底座的目标是打造绿色服务器和绿色云平台。

        服务器作为数据中心基础设施之一,整体功耗占数据中心总能耗的40%~50%,要摘掉数据中心“能耗大户”的帽子,服务器“降耗”是关键。为此中兴通讯基于以下四个维度来打造绿色服务器。

        - 高效供电:通过支持多种供电方式,如电池直供、钛金电源等,实现供电效能提升;通过智能错峰上电,避免瞬时功耗陡增。

        - 高效散热:全系列液冷服务器,对高能耗部件进行高效散热。数据中心资源池规模采用浸没式液冷技术后,将使PUE逼近1.01,为核心机房节省大量电力。

        - 高效架构:逐步引入存内计算和在存计算等新型架构,同时引入新材料,如阻变存储器(RRAM)、相变存储器(PCM)等,可降低功耗50%以上。

        - 高效计算:结合业务特点,实现多种算力高效协同,如CPU+FPGA结合,FPGA直接转发报文,无需上送CPU内存,减少数据拷贝能耗,降低比特功耗。

        云平台作为统一管理平台,用于屏蔽资源在规模、类型、布局等方面的复杂性,为多应用提供一体化抽象算力,其绿色目标是在实现节能降耗基础上,同时为各类应用进行绿色赋能。

        - 节能降耗:结合电源管理和业务需求,进行动态资源调整,有效减少能耗;同时进行智能容量预测,提前规划调整资源池容量,节约资源消耗。

        - 绿色赋能:基于应用差异化需求(如加速、低时延等),供给精准资源,实现资源最佳适配;同时通过共享核心基础能力(如数据库、负荷均衡等),降低应用能耗需求。

 

网元优化,绿色使能

        核心网网元通过多维节能勇当绿色使能者。

        - 云原生设计,内生节能:网元架构无状态设计,冗余共享,资源可节省20%;采用微服务实现服务共享,同时构建云原生网元公共服务层,最大可降低10%能耗。

        - 高性能UPF,智能节能:采用硬件加速、CPU绑核、DPDK(Data Plane Development Kit,数据平面开发套件)等技术实现高效UPF(User Plane Function,用户面功能),同时内置节能模式,根据网络流量负载,按需上电或休眠CPU核,智能值守,业务平滑无影响,转发面最小只需1个物理CPU核值守,最大降低90%能耗。

        - 全场景专网设备,绿色使能:引入云网超融合、精准物联网等特性,可以帮助智能电表/水表等物联网终端实现节能。以精准物联网为例,其与终端协商按需下发分级节电策略,指挥终端周期性“秒级、小时级、天级”休眠,可使物联网终端待机时长延长10倍至1000倍。

 

智能运维,绿色大脑

        在进行核心网节能降耗的同时,如何对其进行精准监测和管理是又一个挑战。例如:什么地方能耗低?什么业务能耗高?如何进行能耗调优?这些问题都需要一个绿色大脑来进行精准监测和管理。

        中兴通讯核心网“绿色大脑”基于运维全流程“规、建、维、优”,通过全线智能化自动化,推动运维绿色转型,打造绿色规建、能耗管理、智能运维和能耗优化全套解决方案,让节能看得见摸得着,节能智能化自动化,赋能绿色业务精准运营。

 

        通过与业界领先运营商的不断合作,中兴通讯5G绿色核心网解决方案Green Engine正在为双碳目标发挥着越来越大的作用。凭借领先的产品和解决方案,中兴通讯已与全球70多家运营商和1000多家行业企业展开深度合作,建设低碳核心网,充当绿色发动机,提升数据中心能效水平,加快高能耗老旧网络设备退网,打造绿色、低碳、高效、智能的新型信息基础设施,助力运营商和行业客户在双碳时代实现绿色转型目标。