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摘 要：随着我国经济的高速发展以及相关科学技术的不断进步，通信网络技术获得了长足的进步。迅猛发展的通信网络技术极大地方便了人们的生活，某种意义上促进了社会的进步。然而应当看到，通信网络各类设备在运行过程中会产生巨大的能耗，近年来全球能源短缺的形势越来越严重，为此有必要探寻应用于相关通信网络工程中的节能方法，从而在一定程度上缓解能源危机，为生态文明建设工作贡献力量。
关键词：绿色网络;节能方法;研究
制约现代社会发展的关键因素之一便是能源短缺问题，而我国由于人口众多，工业化脚步不断加快，因此能源短缺的问题较为严重。通信网络设备在运行过程中不可避免地会产生大量的能耗，如此不利于行业可持续发展目标的实现，也不利于我国节能减排战略计划的实施。为此，有关方面需要重视应用绿色通信网络节能技术，从而使得通信网络能更好地造福人类。
1 通信网络节能研究现状
1.1 无线网络中的节能现状 无线网络对于能量的消耗十分巨大，随着无线传感器以及手持终端数量的激增，无线网络必须采取有效的节能措施方可以最大程度地减少能量的消耗。当前已有许多关于无线网络方面的节能技术，其通常能收到较为良好的效果。应用于无线网络领域中的节能方法有如下几类：①构建相关网络拓扑，并使其具有能量有效性的特征。②通过相应的技术手段来实现资源的重新分配，在信道接入方面等工作上采用休眠技术。
1.2 有线网络中的节能现状 与无线网络有所不同的是，有线网络数据中心的网络资源利用率较低。通常情况下，有线网络的使用时段分为闲置期与非闲置期。闲置期一般是在凌晨的三点至七点，该时间段内各类网络设备的耗电量占满载状态的比例较大，通常可以达到90%，为此有线网络节能工作应当从网络资源的整合方面入手，进行相关网络资源的合理分配工作，往往能收到较好的成效。目前主要采用的方法如下：①在有线网络处于使用闲置期时关闭空闲的设备，只在必要的情况下开启设备，如此能避免流量浪费情况的出现。②优化分配各类资源，在保证资源能够支持通信网络正常服务的前提下最大程度地降低能耗[1]。
2 绿色通信网络的节能方法
2.1 无线网络休眠技术 无线网络的运行具有高能耗的特征，而如今为了最大程度地节约无线网络工作过程中能量的使用，可以采用在MAC层次上动态休眠无线网卡的操作。目前应用较为广泛的SMAC技术的主要机制如下：①休眠机制的选择。不同的节点有一定概率会同时发出类型一致的休眠机制，而由于无线网络内具有多种各不相同的休眠机制，因此需要应用优先级以及时间戳的机制，从而实现使得有关网络同步于一种机制的目的。需要特别指出的是，某些情况下可以应用多种机制于边界采点工作之中，如此能够使得新节点的检测工作更具效率性与准确性，从而对网络拓扑的变化产生有利的影响。②周期性的休眠与监听。与以往的无线网络节点工作不同的是，SMAC所采用的机制具备休眠的特征，如此能够有效地优化监听过程，从而能够最大限度地避免不必要的监听现象出现，这样便可以在一定程度上减少能源的消耗。休眠机制的优势在于设备会在有数据上传或者下载的过程中正常启动，在无数据传输时进入休眠期，而在进入休眠期后设备的功率将降到最低，由此既能保障設备的正常运转，又能最大程度地减小能耗。③串音以及碰撞的避免措施。能够通过采取特定机制的方式来避免串音与碰撞。检测信道空闲与否的目的能够通过在物理层检测信道信号的强弱来实现。近年来相关研究表明，信道情况的判定也能通过检测噪声来完成[2]。SMAC可以采用如下机制：当其他信息反聩至SMAC，获知其通信时长后通过后续网络分配矢量的设置过程便可以准确判断信道是否处于空闲的状态。④数据传输。长段数据的传输工作不仅具有较高的难度，更为重要的是一旦数据出现丢失的状况，随后必须进行的补救工作将会消耗大量的能量。如果将大段数据分为多个小段进行传输，则势必需要增加控制包的数量。而SMAC所采用的手段较为先进，其是利用RTS/CTS的形式来集中小段数据开展传输工作，当发生数据丢失情况时采用继续在原信道进行传输工作的做法，如此能够有效地维护整体公平性，也能较好地节约能量。
2.2 有线网络休眠技术 值得注意的是，相关链路的利用率与其能量消耗并没有必然的关系，二者保持相互独立，换言之能量的消耗并不会随链路利用率的改变而发生相应的变化。大量实验数据与经验表明，链路能量的消耗与其实际流量并无关系，而是取决于链路的设计容量，这也就意味着关闭空闲链路的操作将在一定程度上节省能量消耗。
以太网技术是有线网络技术中的一个重要组成部分，在分析相关科学研究成果后，发现提升能量有效性的目的可以通过数据包处理技术来实现。数据包处理技术应用后，设备将在没有数据包需要传输的情况下自动进入休眠或者低能耗的工作模式，只有当有一定数量的数据包需要进行传输时，设备才会处于正常能耗状态，如此便能有效地减少设备的能量消耗。
应当注意，位于邻近路由器之间的链路在工作中也会消耗大量的能量，为此应当在合适的条件下关闭部分链路，这里所说条件一般指的是数据传输的需求量较低的情况。为了在节约能耗的同时保障设备运行的稳定性，可以采用线性优化的方法来求解诸如“NP”等难题。需要指出的是，启发式算法能够有效地降低大概70%的能耗，因此其深受广大技术研发者以及网络操作者的欢迎[3]。
2.3 数据中心节能技术 通信设备的正常运转离不开数据中心的支持，应当意识到数据中心日益突出的能耗问题。通常情况下，数据中心内有大量的制冷设备、照明设备以及IT设备，因此其每日必然需要消耗大量的能量。针对通信网络数据中心的节能工作可以采用云计算、硬件优化设计、网格计算以及虚拟化等手段，事实表明，上述技术手段的应用能够收到良好的节能效果。
3 结语
通信网络的节能工作具有极强的现实意义，因此需要正确看待节能工作中的各类技术难点、需要积极借鉴已有的经验与探索未知的技术领域、勇于开拓创新、切实做好该做的工作，如此我国的通信网络行业才能获得健康、可持续性的发展。
参考文献：
[1]喻鹏.无线通信网的节能管理机制[D].北京邮电大学，2013.
[2]黄蓉.无线中继网络高能效资源管理和传输机制研究[D].北京邮电大学，2013.
[3]张佳.下一代移动通信网络中的无线资源管理与调度策略研究[D].山东大学，2013.
关键词：绿色网络;节能方法;研究
制约现代社会发展的关键因素之一便是能源短缺问题，而我国由于人口众多，工业化脚步不断加快，因此能源短缺的问题较为严重。通信网络设备在运行过程中不可避免地会产生大量的能耗，如此不利于行业可持续发展目标的实现，也不利于我国节能减排战略计划的实施。为此，有关方面需要重视应用绿色通信网络节能技术，从而使得通信网络能更好地造福人类。
1 通信网络节能研究现状
1.1 无线网络中的节能现状 无线网络对于能量的消耗十分巨大，随着无线传感器以及手持终端数量的激增，无线网络必须采取有效的节能措施方可以最大程度地减少能量的消耗。当前已有许多关于无线网络方面的节能技术，其通常能收到较为良好的效果。应用于无线网络领域中的节能方法有如下几类：①构建相关网络拓扑，并使其具有能量有效性的特征。②通过相应的技术手段来实现资源的重新分配，在信道接入方面等工作上采用休眠技术。
1.2 有线网络中的节能现状 与无线网络有所不同的是，有线网络数据中心的网络资源利用率较低。通常情况下，有线网络的使用时段分为闲置期与非闲置期。闲置期一般是在凌晨的三点至七点，该时间段内各类网络设备的耗电量占满载状态的比例较大，通常可以达到90%，为此有线网络节能工作应当从网络资源的整合方面入手，进行相关网络资源的合理分配工作，往往能收到较好的成效。目前主要采用的方法如下：①在有线网络处于使用闲置期时关闭空闲的设备，只在必要的情况下开启设备，如此能避免流量浪费情况的出现。②优化分配各类资源，在保证资源能够支持通信网络正常服务的前提下最大程度地降低能耗[1]。
2 绿色通信网络的节能方法
2.1 无线网络休眠技术 无线网络的运行具有高能耗的特征，而如今为了最大程度地节约无线网络工作过程中能量的使用，可以采用在MAC层次上动态休眠无线网卡的操作。目前应用较为广泛的SMAC技术的主要机制如下：①休眠机制的选择。不同的节点有一定概率会同时发出类型一致的休眠机制，而由于无线网络内具有多种各不相同的休眠机制，因此需要应用优先级以及时间戳的机制，从而实现使得有关网络同步于一种机制的目的。需要特别指出的是，某些情况下可以应用多种机制于边界采点工作之中，如此能够使得新节点的检测工作更具效率性与准确性，从而对网络拓扑的变化产生有利的影响。②周期性的休眠与监听。与以往的无线网络节点工作不同的是，SMAC所采用的机制具备休眠的特征，如此能够有效地优化监听过程，从而能够最大限度地避免不必要的监听现象出现，这样便可以在一定程度上减少能源的消耗。休眠机制的优势在于设备会在有数据上传或者下载的过程中正常启动，在无数据传输时进入休眠期，而在进入休眠期后设备的功率将降到最低，由此既能保障設备的正常运转，又能最大程度地减小能耗。③串音以及碰撞的避免措施。能够通过采取特定机制的方式来避免串音与碰撞。检测信道空闲与否的目的能够通过在物理层检测信道信号的强弱来实现。近年来相关研究表明，信道情况的判定也能通过检测噪声来完成[2]。SMAC可以采用如下机制：当其他信息反聩至SMAC，获知其通信时长后通过后续网络分配矢量的设置过程便可以准确判断信道是否处于空闲的状态。④数据传输。长段数据的传输工作不仅具有较高的难度，更为重要的是一旦数据出现丢失的状况，随后必须进行的补救工作将会消耗大量的能量。如果将大段数据分为多个小段进行传输，则势必需要增加控制包的数量。而SMAC所采用的手段较为先进，其是利用RTS/CTS的形式来集中小段数据开展传输工作，当发生数据丢失情况时采用继续在原信道进行传输工作的做法，如此能够有效地维护整体公平性，也能较好地节约能量。
2.2 有线网络休眠技术 值得注意的是，相关链路的利用率与其能量消耗并没有必然的关系，二者保持相互独立，换言之能量的消耗并不会随链路利用率的改变而发生相应的变化。大量实验数据与经验表明，链路能量的消耗与其实际流量并无关系，而是取决于链路的设计容量，这也就意味着关闭空闲链路的操作将在一定程度上节省能量消耗。
以太网技术是有线网络技术中的一个重要组成部分，在分析相关科学研究成果后，发现提升能量有效性的目的可以通过数据包处理技术来实现。数据包处理技术应用后，设备将在没有数据包需要传输的情况下自动进入休眠或者低能耗的工作模式，只有当有一定数量的数据包需要进行传输时，设备才会处于正常能耗状态，如此便能有效地减少设备的能量消耗。
应当注意，位于邻近路由器之间的链路在工作中也会消耗大量的能量，为此应当在合适的条件下关闭部分链路，这里所说条件一般指的是数据传输的需求量较低的情况。为了在节约能耗的同时保障设备运行的稳定性，可以采用线性优化的方法来求解诸如“NP”等难题。需要指出的是，启发式算法能够有效地降低大概70%的能耗，因此其深受广大技术研发者以及网络操作者的欢迎[3]。
2.3 数据中心节能技术 通信设备的正常运转离不开数据中心的支持，应当意识到数据中心日益突出的能耗问题。通常情况下，数据中心内有大量的制冷设备、照明设备以及IT设备，因此其每日必然需要消耗大量的能量。针对通信网络数据中心的节能工作可以采用云计算、硬件优化设计、网格计算以及虚拟化等手段，事实表明，上述技术手段的应用能够收到良好的节能效果。
3 结语
通信网络的节能工作具有极强的现实意义，因此需要正确看待节能工作中的各类技术难点、需要积极借鉴已有的经验与探索未知的技术领域、勇于开拓创新、切实做好该做的工作，如此我国的通信网络行业才能获得健康、可持续性的发展。
参考文献：
[1]喻鹏.无线通信网的节能管理机制[D].北京邮电大学，2013.
[2]黄蓉.无线中继网络高能效资源管理和传输机制研究[D].北京邮电大学，2013.
[3]张佳.下一代移动通信网络中的无线资源管理与调度策略研究[D].山东大学，2013.