中国电信股份有限公司南京分公司 邵正忠

无源光网络节能技术应用

中国电信股份有限公司南京分公司 邵正忠

介绍了xPON（无源光网络）设备常见的几种节能技术：OLT（光线路终端）的单板休眠、光口休眠，ONU（光网络终端）的智能风扇、智能调压技术，列出了节能效果测试方法，给出了试点期间，对采用PON节能技术前后相关时段内网络能耗节能效果的数据对比。

无源光网络；节能；休眠

1 xPON（无源光网络）节能技术

1.1 OLT（光线路终端）节能技术

1.1.1 单板休眠

单板（业务板）插到机框中，如果没有配置业务，可以把单板的电源关闭，但网管软件上能查出单板的信息。支持单板休眠的原理框见图 1。

单板上放两电源模块：休眠管理电源模块，给休眠管理模块单独使用；主电源模块，给单板其他模块使用。休眠管理模块可以控制主电源模块开关。单板CPU（中央处理机）可以对休眠管理模块进行版本升级。休眠管理模块flash保留以下信息：单板序列号、PCB（印刷电路板）硬件版本号、维修记录、板类型、单板功耗、其他。休眠管理软件主要包括如下功能：启用和关闭单板休眠管理，用于对用户指定的槽位进行供电使能和供电非使能配置；支持单板状态查询；支持软件版本更新。

1.1.2 光口休眠

光口休眠技术是当OLT的PON口检测不到ONU（光网络终端）的光信号，处于LOS（同步丢失）状态时，将光模块周期性地关闭。节省的能源主要是OLT光模块在不工作期间的功耗。光口休眠原理见图 2。当光模块检测到没有接收信号的时候，将自身的发送同时也关闭，然后等待一定时间后再打开光模块，持续一定时间后，如果仍然没有光信号，则继续关闭光模块；如果打开后正常则不再关闭，直到检测到LOS后再重复前面的动作。

对于PON单板来说，由于存在ONU的发现、注册等过程，LOS的消失不等同于检测到光信号，是只要发现了PON口下存在在线的ONU就表示“LOS消失”。对于PON单板来说当检测到LOS或者打开光模块时候，即在t3和t1时间内，还需要做如下事情：立刻启动ONU的发现处理，如果发现存在ONU在线，则认为LOS消失。

1.2 ONU节能技术

1.2.1 智能风扇

OUN散热设计需要满足产品最恶劣环境需求，以满足ONU正常工作的可靠性需求，而这种恶劣条件多为短期工作环境。ONU智能风扇节能技术就是精细化的风扇关断策略，在保障设备可靠性的同时，可最大程度地满足长期工作环境下的节能降耗需求。

1.2.2 智能调压

ONU单板会根据POTS（普通老式电话服务）口摘机时判断外部环路电阻的大小来自动调整馈电电压。例如，短距使用24 V电源，长距使用48 V电源，达到节能效果。长短距模式切换距离大致1 000 m，以标准话机阻抗为350 Ω，电话线阻抗为266 Ω/km（按0.4 mm线径铜线计算）。见表 1。

可见，智能调压技术单POTS短距离时，能降低480 mW功耗。

1.2.3 POTS口休眠

话机挂机时，语音电路自动进入低功耗状态，单板会动态关闭对应线路的数模编解码处理部分电路，此时静态功耗为工作功耗的20%左右。

2 xPON节能技术测试

2.1 OLT节能技术测试

2.1.1 测试设备和仪表

采用中兴OLT C300进行测试，测试设备清单见表 2。

2.1.2 测试组网图

OLT侧测试组网见图 3。

2.1.3 测试方案

2.1.3.1 OLT设备单板休眠管理功能测试

采用直流电能表，测试OLT在实施休眠管理功能前后实时电表变化，以观察节能效果。

步骤1：按照测试方案组网图进行电源线连接，在C300中插入10块PON板ETGO+，并在前两PON板的前4个PON口配置有ONU，打开所有PON口光模块，启动单板，使其处于正常工作状态，同时关闭所有节能技术。

步骤2：网络状态，包括在线用户及端口使用情况，保证节能技术使用前后，网络质量没有明显变化。

步骤3：节能前状态。通过电表测试10天，记录未使用节能技术状态下每天耗电量以及10天总的耗电量。

步骤4：启用休眠管理节能技术。采用(no) power-enable命令，命令成功后，系统切断后8块未用单板电源，单板呈现powersave状态，通过电表记录采用休眠管理技术后，每天耗电量以及10天总的耗电量。

步骤5：对启用休眠管理节能技术前后功耗和能耗情况进行对比，并根据抄录的表格数据，绘制功耗和能耗对比图；观察节能技术使用前后功耗和能耗走势，以及节能效果。

步骤6：计算休眠管理技术节能效率。

休眠管理技术使用前后的功耗对比见表 3。

节电率约为50.30%

此节电率取决于空闲单板数量，通过测算，单个PON单板关闭可以节省约30 W功耗左右。

2.1.3.2 OLT设备光口休眠功能测试

采用直流电能表，测试OLT设备PON板在光口休眠功能前后实时耗电量变化，以观察节能效果。

步骤1：按照测试方案组网图进行电源线连接，在C300中插入10块PON板ETGO+，并在前两PON板的前4个PON口配置有ONU，打开所有PON口光模块，启动单板，使其处于正常工作状态，同时关闭所有节能技术。

步骤2：记录网络状态，包括在线用户及端口使用情况，保证节能技术使用前后，网络质量没有明显变化。

步骤3：采用光口休眠命令开启PON板光口休眠功能，未连接ONU终端的所有PON口处于LOS状态，此时PON口光口休眠功能定时关闭和启动PON口，通过电表记录每天耗电量以及10天总的耗电量。

步骤4：对启用光口休眠节能技术前后功耗和能耗情况进行对比，并根据抄录的表格数据，绘制功耗和能耗对比图；观察节能技术使用前后功耗和能耗走势，以及节能效果。

步骤5：计算采用光口休眠后节能效率，见表 4。

节电率约1.74%。

通过测算，单个PON单板开启光口休眠功能可以节省大约1 W功耗。光口休眠技术有3个时间，分别是打开时间、关闭时间、转换时间，可以调整相关参数，比如将关闭时间调长，打开时间不变；可以进一步改善节能效果。

同时使用单板休眠和光口休眠功能前后，通过测试，节电率约51.90%

2.2 ONU节能技术测试2.2.1 测试组网图

智能风扇及智能调压节能技术测试组网见图 4。

2.2.2 测试结果

采用智能风扇及智能调压节能技术后节电率分别约为1.72%后12.56%，对比见表 5、表 6。

3 节能效果总结

试点期间，通过对采用PON节能技术前后相关时段内网络能耗数据的对比，所试点节能技术节能效果见表 7。