核心路由器的制冷和電力管理是持續(xù)多年的熱門(mén)話題。在寬帶流量呈持續(xù)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的情況下該趨勢(shì)將長(zhǎng)期存在。
然而減少環(huán)境影響和運(yùn)營(yíng)成本一直是首要考量，讓網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商廢寢忘食地在思考一個(gè)問(wèn)題，即在“我們?nèi)绾我圆怀^(guò)在NOC中的實(shí)際可用的空間、電力和冷卻資源限制， 提供更多的網(wǎng)絡(luò)容量需求”上面臨挑戰(zhàn)。
流量的增長(zhǎng)在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中心（NOC）產(chǎn)生惡性循環(huán)：需要更高的能耗支持更多的設(shè)備，而更多的設(shè)備產(chǎn)生更多的熱量，需要更強(qiáng)的制冷以保持設(shè)備工作在最佳的工作溫度范圍內(nèi)，而更強(qiáng)的制冷又要消耗更多的能耗。
面對(duì)不斷快速增長(zhǎng)的成本，基于現(xiàn)有的電力和空間進(jìn)行拓展是適應(yīng)不斷增長(zhǎng)的路由器容量需求的最優(yōu)先選擇。
核心路由器的容量和能耗效率
核心路由器的能力一直保持著與互聯(lián)網(wǎng)流量基本同步增長(zhǎng)的步調(diào)伐。但由于對(duì)可擴(kuò)展性和密度更高的需求，能耗、冷卻效率和空間效率已成為關(guān)鍵的設(shè)計(jì)約束因素。不幸的是，能耗效率提升滯后：?jiǎn)螜C(jī)架的電源限制目前大約是20千瓦。以這樣的速度，單機(jī)架交換容量在未來(lái)面臨極大的問(wèn)題。（圖1）
圖1 單機(jī)架路由器容量增長(zhǎng)預(yù)測(cè)
隨著每個(gè)機(jī)架的電源效率、冷卻效率以及端口密度的提高，業(yè)務(wù)提供商能夠用更少的空間擴(kuò)展他們的核心網(wǎng)絡(luò)容量，從而大大降低運(yùn)營(yíng)成本。
好消息是：可以通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)提高這些效率。像阿爾卡特朗訊7950 XRS高性能核心路由器正以全面的設(shè)計(jì)、管理和節(jié)能的方案引領(lǐng)發(fā)展方向。
通過(guò)設(shè)計(jì)提升電源效率
今天，阿爾卡特朗訊7950 XRS已達(dá)到交換容量為1瓦/Gb/s的能耗效率（16 Tb/s正常能耗為16kW）。該成果通過(guò)先進(jìn)的設(shè)計(jì)， 實(shí)現(xiàn)性能和效率提升。
更快、更高效和更少的器件
優(yōu)化的頻率和電壓， 以最小功耗實(shí)現(xiàn)最大速度
FP3網(wǎng)絡(luò)處理器智能電源管理
改進(jìn)直流-直流電源轉(zhuǎn)換器技術(shù)
只在使用時(shí)給線路卡供電
優(yōu)化的負(fù)載分擔(dān)和電源輸入模塊濾波
從芯片等級(jí)開(kāi)始
從芯片開(kāi)始智能電源管理和制冷。
更快的芯片具有一系列的優(yōu)點(diǎn)。例如，在7950 XRS中，400Gb/s轉(zhuǎn)發(fā)能力提供了針對(duì)10、40和100G端口密度的完美架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)無(wú)阻塞交換。其高性能使它相對(duì)于其他芯片能針對(duì)路由和轉(zhuǎn)發(fā)信息實(shí)現(xiàn)更高效的內(nèi)存池分享。 而更少的芯片將減少能耗和潛在故障點(diǎn)。
在一個(gè)優(yōu)化的設(shè)計(jì)中，給核心路由器供電的芯片組嵌入了內(nèi)置邏輯，它將關(guān)閉未使用的功能從而節(jié)省電力。電源輸入模塊，以及消耗電力的系統(tǒng)組件如線路卡也實(shí)現(xiàn)了智能化。這將實(shí)現(xiàn)主動(dòng)監(jiān)測(cè)，管理能耗和制冷，保持安全和高能效運(yùn)行條件。
電源總線結(jié)構(gòu)
有些路由器設(shè)計(jì)將一個(gè)系統(tǒng)分為由專(zhuān)用電源供電的不同區(qū)域。其缺點(diǎn)是每個(gè)區(qū)域需要被單獨(dú)保護(hù)或者承擔(dān)由于某一關(guān)鍵區(qū)域失效而導(dǎo)致整個(gè)路由器出問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)。
與之相反，核心路由器使用的電源總線架構(gòu)讓電力資源以最經(jīng)濟(jì)的方式被共享并提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。
一個(gè)單一的內(nèi)部公共總線設(shè)計(jì)讓現(xiàn)有電源（包括N + M模型）在所有系統(tǒng)組件之間被共享，具有智能的電源輸入模塊可以跟蹤各個(gè)系統(tǒng)組件的額定功率。他們之間相互溝通，跟蹤總的可用功率，并在系統(tǒng)出現(xiàn)無(wú)法供電事件時(shí)，關(guān)閉非關(guān)鍵部件的供電。
核心路由器系統(tǒng)增長(zhǎng)應(yīng)跟上需求的步伐，總線架構(gòu)使得它可以?xún)H僅通過(guò)新的電源輸入模塊增加電力供應(yīng)和組件。如果一個(gè)電源模塊出現(xiàn)故障，可以不需要接觸或修改任何電力電纜而進(jìn)行安全更換。針對(duì)極少數(shù)的多電源供電失敗的案例，關(guān)鍵系統(tǒng)，如控制處理器模塊、冷卻風(fēng)扇和交換矩陣模塊將受到保護(hù)。
