探讨核心网的多层网络能耗优化方法(2)

　　3.1 ITO模型复杂性分析

　　ITO模型所描述的3层网络能耗优化问题是一个MILP问题，比单层和两层网络的能耗优化模型的复杂性更高。ITO模型的解空间随着整数变量数量组合增长，因此可用整数变量的数量刻画ITO模型的复杂性。

　　3.2 目标函数

　　在IT0模型中，使多层网络能耗最小化是多层网络能耗优化的目标，即Pmin。上层设备的线路接口和TDM设备与光网络设备的支路接口直接相连，支路线卡没有办法自由分配支路的接口，所以，考虑支路线卡被纳入机框功耗，上层的线路接口能耗和支路接口能耗一起计算。光网络设备的功耗要比同容量的IP和TDM设备小的多，而光网络设备的主要耗能组件是光收发器，所以，只考虑光网络设备支路接口（即光收发器）的能耗。

　　四、实验结果分析

　　4.1 网络层与多层网络功耗

　　利用向多层网络内每个网络层增加新的路由约束，使网络层的交换能力禁止，从而研究每个网络层组合和网络层在网络能耗优化内的作用。

　　4.1.1 业务疏导与旁通对能耗优化的影响

　　当低网络流量时，疏导业务可聚合成少数链路传输，减少了活动机框数量和接口线卡，因此网络流量疏导对能耗的优化起的作用非常重要。但是，因为IP层和WDM层功率消耗比所述光学层大得多，光层业务疏导在能源方面的节能效果是非常有限的，所以光网络比电交换网络的能耗优化效果要差，纯电双层交换网络的效果要比光电混合网络更好。

　　4.1.2网络层对能耗优化的影响

　　能量优化效果根据网络层的不同组合是不同的。2层网络要差于3层网络，两层网络比起单层网络要更好。2层网络和3层网络的能量优化的结果相比，3层网络的优势没有特别明显，光电混合的2层网络可以更好的发挥光交换网络的旁通作用和电交换网络的疏通作用，添加额外的TDM层相对于网络能量优化几乎没有改善，以及3层网络的能量优化的解决方案的时间比2层网络更长。

　　4.2 模块化结构与网络功耗

　　在业务量低的时候，接口和线卡会分担机框的能耗，降低功耗量，在机框的能耗所占比减少的时候，小部分的机框能耗转移到线卡，大量线卡所处睡眠，因此网络的功率消耗可以被降低。当达到极小值条件，活跃的机框内接口和线卡基本在工作，因此网络的功率消耗受到机框的功耗比例的影响较小。目前的核心网络的链路利用率很低，优秀的模块化设计的网络设备将有助于优化网络的能耗，降低网络能耗。模拟实验结果如图2所示。

　　五、结束语

　　本文对多层网络的能耗优化问题进行了研究，建立了具有IP层、TDM层和光层3层结构的多层网络的能耗优化模型（即ITO模型）。依据实际网络设备的规格参数，通过相应的实验探讨不同的网络层组合和网络设备的模块化结构对多层网络能耗优化的影响。

　　参考文献

　　[1]张艺.电信光网络的节能技术综述[J].2012

　　[2]Jian T；Mumey B；Yun X On exploiting flow allocation with rate adaptation for green networking.2012