随着 5G 和 Wi-Fi 6 等技术的兴起，几乎可以肯定的是，无线基础设施是未来的发展方向。几乎所有嵌入电脑的手持设备都具有某种无线连接功能；其中，蜂窝、Wi-Fi、蓝牙和无线电最为常见。整个网络基础设施统称为信息和通信技术 (ICT)，是近些年最重要的技术领域之一。电信网络是信息和通信技术的主要应用领域之一，是全球所有智能手机赖以存在的基础。
目前，网络基础设施是 ICT 中的用电大户。据估算，全球碳排放量的 2-4% 来自于 ICT 行业。此外，互联网用户的数量正在快速增长，活跃用户超过 50 亿，预计明年还将增加 3 亿。因此，用电需求预计会持续攀升。有鉴于此，追求能效将是有线网络和服务基础设施的首要任务之一，其次是 5G 等无线技术部署的优化规划。
我们一直在进行研究，分析网络设备目前的用电量，并提出解决方案，在不影响服务质量的情况下，最大限度地降低能耗。通过在 ICT 领域实施节能策略，可以减少大约 15% 的全球碳足迹。接下来，将会介绍其中一些策略。
休眠或关闭一部分网络
目前建设的电信网络都旨在承担高峰时段需求，极少关注中低负荷的使用场景。因此，当用电需求较低时能够关闭一部分线路的网络将会适应更多场景，整体用电量也会更少。实现这一目标的策略之一是使用动态拓扑优化，该策略在非高峰负荷需求小于高峰需求的 50% 时节能效果十分显著。该策略通过从多个可用拓扑中选择具有最小能耗的拓扑来满足当前的负荷需求。
除此之外，固定线路接入类型的网络还会使用一种称为动态带宽分配的类似策略。在同一介质上，该策略让用户能够拥有更高的比特率，也可以向需要的用户提供更低的比特率。LTE 的继任者 LTE-Advanced（拥有更先进的中继器）目前就在采用上述策略。移远公司出品的 Quectel EM06 就是这样一款基于 LTE-Advanced 的产品，专门针对 M2M（机器对机器）和物联网应用场景进行过优化。它采用 M.2 外形，下行链路数据传输率可达 300Mbps，上行链路数据传输率可达 50Mbps。
传统的中继器始终处于开启状态，可放大或重新生成来自基站的信号，从而扩大网络覆盖范围。采用更为先进的中继器后，只有当用户在覆盖范围内时，网络才能控制和激活中继器。
光纤旁路
如上所述，关闭单个组件可以节省大量能源，而借助一些其他技术，运行中的组件也可以节省更多能源。光纤旁路便是其中一项技术，已被用于减少运行中组件的负荷和降低成本。主路由器只负责处理发往中间节点的流量，其余流量则留在光纤链路中。为此，使用光分插复用器 (OADM) 切换光路，让输入光纤与输出光纤链路直接连接。Finisar 出品的 FWSF-M/D-1310/CWDM-LC 就是这样一款 OADM，它支持单通道输入，配有 1310 纳米 LC 连接器。
光纤旁路通过使用光纤交叉连接 (OXC) 或 OADM，可消除每个节点的光-电-光 (OEO) 转换。高能效疏导算法 (PEGA) 可通过分析路由器、光纤放大器、光纤收发器等网络组件的能耗来决定光路的拆分。这样，可以降低路由器的容量，从而降低总成本和能耗。通过利用光纤旁路技术，可以减少高达 45% 的能耗。
自适应链路速率
降低运行中组件负荷的另一种方法是在网络线路上采用自适应链路速率。这样，在一条链路上就可以支持速度较低和较高的多种链路速率。满足于较低链路速率的用户可以节省更多能耗，并且该策略已经在家庭网关中显现出潜力。英特尔出品的 PEF22622FV1.4 就是一款可以采用这种策略的产品。这是一款 SDSL 单芯片速率自适应光纤收发器，提供嵌入式启动功能。它支持从 144 kBit/秒到 2.3 MBit/秒的所有数据传输率，步长为 8 kBit/秒。
不过，需要高达 10 Gb/秒这样更高链路速率的重度用户可能看不到什么区别，因为能耗将始终保持在较高水平。因为处理的流量始终不变且变化更少，因此，该策略对核心网络的影响更小。
混合光交换
像数据中心这样不断处理大量流量的设施，因其部署规模巨大且全天候运行，是 ICT 领域最耗电的设施之一。数据中心的节能潜力巨大，研究表明，通过使用混合光交换 (HOS)，可以节约 32% 的能耗。HOS 将光路、突发和分组交换结合在同一个网络上。根据应用场景的不同，基于主机的网络可以调整到最适合数据中心需求的光纤传输机制。
HOS 由两台并行光纤交换机组成，可降低功耗，同时提高网络性能。一台交换机速度慢但节能，用于处理长突发，另一台换机速度快，用于传输短突发流量。这种策略很灵活，可以快速集成到当前的基础架构中，而无需任何重大修改。
结论
作为发展最快的行业之一，电信行业拥有巨大的节能空间。随着 5G 的普及，可以使用多种策略进行能源优化，提高能效。家庭网络中的网关也在纷纷采用上述策略，因为它们在住宅领域的能耗中占据了相当大的比重。
