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H3C 无线局域网绿色节能技术白皮书-6W100-整本手册.pdf (493.20 KB)
H3C无线局域网绿色节能技术白皮书
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面对温室效应、气候变暖对社会发展带来的影响，经济发展与环境保护一直是人们的关注焦点。自我国2020年提出“碳达峰、碳中和”双碳国家战略以来，“数字经济”和“双碳”目标已成为“十四五”发展的主旋律。当前，我国正采取更加有力的政策和措施，助力实现“双碳”目标，各行业先后积极投入绿色设计、绿色制造。
绿色设计（Green Design）也称为环境设计（Design for Environment）或环境意识设计（Environment Conscious Design），是指在产品整个生命周期内，着重考虑产品的环境属性并将绿色设计理念作为设计目标，在满足环境目标要求的同时，保证产品应有的功能、使用寿命、质量等要求，最大限度降低资源消耗、减少环境污染、保护环境。
网络作为数字经济发展的底座，正面临绿色低碳、高速泛在、智能敏捷等新趋势。作为“双碳”战略的践行者和推动者，新华三集团正以持续的创新投入和研发实力，推进产品与解决方案绿色变革，以更加智能、绿色、高效的数字底座建立数字经济蓬勃发展的基石，为数字经济和绿色可持续发展贡献更大力量。
传统无线网络中，AP属于海量产品、能源消耗大户，具体表现为网络运行过程中暂时的闲置状态和夜间网络完全空闲状态时的能源消耗。针对无线网络中通信负载低时大量AP闲置的现象，如何有效减少AP的无效能源消耗，并根据网络环境变化适时调整AP工作状态，进而构建一个绿色节能网络是H3C无线局域网绿色节能方案关注的重点课题。
H3C无线局域网绿色节能方案在硬件及软件设计上贯彻绿色节能理念，从标准研究、系统构架、专业设计等多方面深入挖掘绿色节能潜力，降低能源消耗、节约运营成本。该方案具有以下优点：
· 智能学习：设备实时收集绿色节能数据并上报H3C云简网络，AP根据云简网络的智能分析结果及决策执行绿色节能动作、进入绿色节能工作状态。与此同时，AP能够实时感知周围无线网络的环境变化，智能选择从绿色节能状态切换至正常工作状态，为潜在的无线用户提供无线接入服务。
· 智能分析与决策：H3C云简网络通过实时采集网络内AC、AP以及PoE交换机的绿色节能数据，结合历史数据做出智能调节，将节能决策下发至AP，实现对设备绿色节能状态的智能分析、智能决策。
· 智能呈现：H3C云简网络通过对网络内设备的绿色节能数据智能分析，为客户呈现详细的节能数据。
H3C无线局域网绿色节能方案中，H3C 云简网络和AP扮演两大重要角色。H3C云简网络通过智能学习、智能分析、智能决策手段，将节能效果智能呈现给客户，其主要功能如下：
· 数据采集：采集整网内AP的节能数据。
· 智能调节：根据历史数据进行节能智能调节。
· 配置下发：将节能配置下发至AP或者上游PoE供电端。
· 节能报表：支持按天、周、月查看详细的历史记录，显示开启绿色节能前后的功耗数据对比，和查看节能预测。
AP作为节能数据的提供者和节能方案的执行者，一方面实时收集节能数据并上报云简网络，另一方面根据云简网络的决策执行变更。此外，AP配合H3C PoE交换机（包括支持PoE功能的无线控制器，下同），可以进一步实现绿色节能功耗数据的收集。
· 本文介绍的H3C无线局域网绿色节能方案，依托云简网络公有云和私有云。
· 如果AP未通过PoE方式供电或者提供PoE供电的交换机等产品不支持绿色节能功能，则AP无法将节能数据上报云简网络做分析，云简网络上也无法呈现具体的绿色节能数据。
H3C无线局域网绿色节能方案能够提供实时闭环的功耗调整，网络管理员在H3C云简网络的智能运维业务专区下，可以开启“绿色节能”功能。云简网络可以自动完成对节能数据的智能学习、智能分析，进而实现智能决策和节能效果的呈现，其工作流程如下：
(1) 数据采集：被云简网络纳管的AP、PoE交换机将节能数据上报云平台做分析。
(2) 智能学习：云简网络根据收集的整网绿色节能数据，借助大数据分析等手段进行智能学习，为智能分析提供数据支撑。
(3) 智能分析：云简网络根据历史数据，结合大数据分析、人工智能等技术进行智能分析并制定调节方案。
(4) 智能决策：云简网络将节能配置下发给AP或者上游PoE供电端。当AP没有客户端接入时，AP侧根据云简网络的智能分析决策结果判断是否进入节电状态。
(5) 智能呈现：通过云端可视化的方式对AP及PoE交换机的绿色节能数据进行分析，为客户直观呈现场所内绿色节能效果。
处于绿色节能状态的AP能够根据实时感知到的周围无线网络环境的变化，当探测到周围存在客户端接入需求时，退出绿色节能状态，继续为客户提供无损接入服务。
H3C无线局域网绿色节能方案中，AP能够实时收集绿色节能数据，包括：无线客户端的接入统计数据、AP功耗数据等。AP将采集的节能数据上报H3C云简网络后，云简网络根据采集的绿色节能数据，借助大数据分析等手段进行智能学习。根据智能学习结果，为无线网络提供绿色节能智能预测，为进一步智能分析和执行绿色节能业务提供数据支撑。
H3C云简网络基于无线局域网的历史运行数据，结合大数据分析、人工智能等技术进行智能分析和决策，以评估AP是否需要进入绿色节能状态。当无线网络中的部分AP没有客户端接入时，AP侧根据云简网络的分析决策结果判断是否进入节电状态，具体如下：
· 如果AP侧开启WIPS（Wireless Intrusion Prevention System，无线入侵防御系统）功能，为确保WIPS功能效果，AP不进入绿色节能状态。
· 如果AP侧未开启WIPS功能，则设备侧响应云端下发的指令，AP进入绿色节能状态。具体表现为：AP根据决策使射频等主要业务模块工作在节能状态以降低整机功耗，并将节能状态信息以及AP与PoE交换机采集的功耗数据信息实时上报云简网络平台。
进入绿色节能状态后，单AP最大节约功耗达3W以上。以WA6338-HI为例，当AP进入绿色节能模式：
· 与待机状态消耗相比，单台AP节能可达35%以上。
· 与整机最大功耗相比，单台AP节能可达80%以上。
· 以部署1000台WA6338-HI的校园网场景为例，如果白天上课期间AP处与正常工作状态，其它时间AP为空闲状态，假设一天内AP的空闲时间达12小时，若AP在无教学任务期间进入绿色节能模式，一年可以节约用电多达10950kwh。
当处于绿色节能模式的AP感知到周围有STA接入需求时，或者云简网络平台根据历史数据决策需要恢复业务到正常状态时，AP随即从节能状态恢复至正常工作状态。
H3C云简网络通过对AP及PoE交换机的绿色节能数据进行分析，为客户呈现场所内AP实际功耗及节能功耗的统计数据，包括：实际功耗分布、节约功耗分布、历史功耗、功耗对比、绿色节能详情等。用户在直观获取功耗数据的同时，对场所内AP在不同时段的繁忙程度能够一目了然。
· 实际功耗分布：显示指定的日期中设备在各个时间段的功耗分布。如果选择多日，则同一时间段取功耗总和。
· 节约功耗分布：显示指定的日期中设备在各个时间段的节约功耗分布。如果选择多日，则同一时间段取节约功耗总和。
· 历史功耗：显示指定日期中各个时间段内设备实际总功耗的趋势，并对比显示开启绿色节能前后的功耗数据对比。
· 节约功耗：显示指定日期中各个时间段内设备实际节约功耗的趋势。
· 功耗对比：对比两个同时长的日期内的实际功耗。
· 绿色节能详情：显示当前网络内不同时间段进入绿色节能状态和正常工作状态的数量、占比以及节能详情。
图1 绿色节能技术智能呈现
H3C无线局域网绿色节能方案适用于部分区域网络接入呈现一定潮汐式波动场景，如：办公场景、校园网场景、酒店等。下面以办公场景为例，介绍典型组网应用。
AP部署在不同的办公区域内，交换机通过PoE方式给AP供电，所有AP由无线控制器集中控制并接入H3C云简网络，如图2所示。根据业务需求，网络管理员可以在云简网络的智能运维业务专区下，开启绿色节能功能。
开启绿色节能功能后，AP实时监测周围无线网络状态并收集节能数据，包括：终端接入数据、功耗数据等。AP将节能数据上报给AC，由AC将数据上送云简网络。云简网络根据AP上报的数据信息，经过智能分析、决策使某个区域内闲置的AP进入绿色节能状态。
· 当员工尝试接入该区域的无线网络或者由相邻区域漫游到该区域时，处于绿色节能状态的AP随即感知到接入需求，退出节能状态。
· 当使用无线办公的企业员工在晚间陆续离开办公区域后，闲置的AP根据云简网络的数据分析决策进入节能状态。次日清晨，员工陆续返回办公区域后，如果存在无线接入需求（可能是打开手机或笔记本的一瞬间），区域内处于节能状态的AP实时探测到该接入需求后，随即恢复至正常工作状态。
图2 H3C 无线局域网绿色节能方案组网图
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