当前积极应对气候变暖以及促进可持续发展已成为全球共识，各行各业都在根据自身行业的特点，通过努力和实践，助力全球迈向双碳和净零目标。通讯网络也在其中，不管是行业标准组织对下一代网络的定义，还是各个运营商对网络的建设规划，绿色低碳节能均为关键目标之一。
随着 5G 在全球大规模商用，大量基站、边缘数据中心、大型数据中心陆续部署，网络流量持续增长，能耗也大幅攀升，5G网络及应用的绿色转型迫在眉睫。根据2021 NGMN的统计，在无线网络和数据中心中，核心网及其相关服务资源的能耗占比大约为11.1%，排名前三。核心网作为5G 网络的核心，需要不断探索节能降耗技术，引入智能元素，让其在整个网络绿色转型过程中发挥大脑作用，实现端到端联动节能，全面提升能效。
今年3月份，中国移动携手中兴通讯基于对网络节能降耗技术的探索研究和经验积累发布了GreenEngine解决方案，并在安徽移动“智核”实验室完成技术验证。GreenEngine智能节能绿色解决方案，跨层、多阶段、多维度联动解决核心网能耗问题，其内置智能中心，提供基于AI的节能使能。中兴通讯5G核心网智能弹缩节能解决方案作为“GreenEngine”的子方案，根据网络业务负载或潮汐负荷自动、智能调整计算资源使用，在业务量增加时，能够自动分配更多的计算资源；在业务量下降时，能够自动回收过量的资源，从而确保在业务可用和完整性的基础上达到节约成本和能耗的目标。
弹性伸缩分为水平弹缩和垂直弹缩两种，根据核心网的业务特点和不同应用场景，可以选择不同的弹性伸缩解决方案。
表一：弹性伸缩应用场景分析
基于“GreenEngine”的智能水平弹缩节能方案
图一：智能水平弹缩节能方案原理示意
开局初期按网络基本容量实例化，所需服务器资源上电，对空余的服务器采取下电进行节能。后继运行过程中，基于“GreenEngine”智能中心，依据历史话务负荷以及扩容计划，智能地对网元运行所需资源进行评估和阶段预测（阶段周期一般大于1个月），并基于所需资源进行扩缩容操作，满足业务发展需要。
智能水平弹缩节能方案可降低部署初期网络容量还未达到规划最大容量时的空载功耗，同时避免频繁扩缩容带来的稳定性风险。
基于“GreenEngine”的智能垂直弹缩节能方案
智能垂直弹缩节能方案支持对NF内服务组件占用的CPU核数进行动态调整，在业务繁忙时增加组件占用的CPU核数，而在空闲时首先降低占用CPU核的频率，然后持续调整直至关核（休眠），降低占用的CPU核数，从而达到节能的目的。整个流程包括vCPU休眠和vCPU去休眠两个阶段。
图二：智能垂直弹缩节能方案原理示意
智能垂直弹缩节能方案操作波及范围仅限于虚机或PoD内，对业务功能无影响，对周边设备也没有影响，非常适合工程部署。
图三：UPF智能垂直弹缩效果示意图
在不开启节能功能的情况下，服务器全天处于工作态，功耗维持在高位；在开启智能垂直弹缩功能的情况下，服务器能耗随话务大小动态调整，实现周期性节能，最终达到整体能耗下降了约25%。数据表明，智能垂直弹缩节能方案能够依据网元话务潮汐状态，自动调整虚机或者PoD内CPU核的休眠状态，有效降低服务器功耗。
中兴通讯基于“GreenEngine”的5G核心网智能弹缩节能解决方案，立足网元云原生架构，围绕智能控制中心，以算力和资源的最优匹配为原则，发挥自身技术优势，全面打造原生节能的5G核心网。中兴通讯愿意和行业各界密切合作，共同探索解决通信网络最优能效比，及降低网络通信每比特功耗的最优解决方案，全面助力运营商绿色通信网络建设，赋能5G网络绿色发展。
