【摘要】为了论证IP路由器设备节能技术应用的经济性和可行性，分析了IP路由器的能耗结构特点，研究其基于业务流量的动态节能技术方案，包括智能风扇调速、端口关断休眠、CPU智能调频/关核、电源智能管理、子卡通道化休眠、交换网板温备份，并对各项节能技术进行了实验室测试。通过对比节能技术实施前后的设备能耗差异，验证其节能效果及对运行质量和运营维护的影响。

　　【关键词】节能减排IP路由器智能管理

　　1引言

　　移动互联网浪潮正改变着人们的生活方式和社交方式，新闻阅读、视频节目、电商购物、公交出行等热门应用都出现在移动终端上。苹果和安卓商店的下载已达到数百亿次，移动用户规模超过了PC用户，移动互联网已经彻底改变了人们的生活和工作方式。据统计，2014年中国移动互联网市场规模达到2134.8亿元人民币，同比增长115.5%，同时未来依旧会高速增长，预计到2018年整体移动互联网市场规模将突破1万亿大关。

　　互联网的业务流量爆炸式增长，对承载这些业务的IP路由器的处理能力、容量提出了更高的要求，这样必然就衍生出了更高集成度、高功率密度、大容量的IP路由器产品，这些路由器产品带来了巨大的能源消耗问题。

　　2IP路由器能耗发展趋势

　　根据主流设备厂商对IP路由器的产品发展规划，IP路由器设备的槽位带宽将以每年至少200%的速度迅猛增长，设备功耗在相当长一段时间内也将保持快速增长的态势。目前部分厂商的大容量路由器产品功耗已经达到20kW，如果不加以控制，预计在2020年设备功耗将超过40kW。这给运营商的节能减排、机房部署（电源、空调等配套）带来了巨大的挑战，如何实现大容量IP路由器的节能降耗已成为运营商面临的严峻问题。

　　IP路由器设备主要配置包括主控板、交换网板、业务板、风扇电源这四大部分。以现网主流型号IP路由器为例，业务板卡部分能耗占设备总能耗的81%，其它部分（交换网板、主控板、电源风扇）能耗仅占19%。因此，实施对业务板卡的降耗是IP路由器节能减排的关键。

　　将IP路由器的业务流量与设备功耗进行对比，如图1所示。在一天的不同时间段，设备业务负载率曲线出现明显起伏，业务流量有波峰和波谷，而设备功耗基本恒定不变。设备的运行功耗与业务流量不匹配，这说明现有的IP路由器没有启用动态节能技术，无论业务流量高还是低，设备均以最大功耗在运转，存在能耗浪费的问题。

　　图1大容量IP主设备功耗与业务量之间的关系

　　3IP路由器节能技术研究

　　基于以上的分析，结合IP路由器的能耗结构特点，本文提出了基于业务流量的动态节能技术方案。具体包括智能风扇调速、端口关断休眠、CPU调频关核、电源智能管理、子卡通道化休眠、交换网板温备份等六项技术，下面将介绍各项节能技术的实现原理及应用场景。

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