为响应国家“双碳”目标及中国移动集团“C²三能计划”,在中国移动集团网络事业部的指导下,吉林移动携手中国移动集团设计院、烽火通信,针对现有SPN网络共同进行技术研究,并提出《一种基于VMD与WPD的改进LSTM模型的通信传输设备智能节电方法》技术。其关键点为利用波形分解和降噪技术优化神经网络LSTM算法,从而提高整体预测准确度,实现精准流量预测。同时,采用实时数据与优化预测算法相结合,可时刻跟踪设备功耗,自动调节单板功耗,达到控制设备整体功耗与节能的目的。
关键技术点一:
搭建VMD改进LSTM预测模型
在对现网流量数据进行建模时,先通过VMD波形分解为三个部分:趋势部分+周期变化部分+余量(噪声)部分,然后对每个部分分别进行建模并实施LSTM时间序列预测,最后将三部分的预测值累加即可得到流量对数预测值,实现预测准确率满足中国移动技术规范,如下例图所示:
关键技术点二:
设备功耗控制
通过预测流量数据来计算设备交叉容量需求,从而实现设备负载动态调整,具体逻辑如下:
流量预测转换为交叉盘需求预测量:对每一个时间尺度,定义流量预测转换为交叉盘需求预测量的函数:Pj(t) = Fj(Lj(t)),j是时间尺度序号,Lj(t)是未来t时刻的流量,Pj(t)是对应的交叉盘数量。Pj(t)可为浮点数。
F函数设计方法如下,未来t时刻的交叉盘预测量:
Pj(t)=Fj(Lj(t))=K*max(Lĸ-j(t))/H
其中定义参数如下:
✓Lĸ-j(t):t时刻第k个业务盘基于第j时间尺度的预测流量。因此该时刻业务盘预测流量分别为:L₁-j(t),L₂-j(t),L₃-j(t),… …,Lĸ-j(t),K为业务盘的总数量。
✓Pj(t):在未来t时刻的交叉盘预测需求数量
✓P_current:当前在位设备交叉盘总数
✓K:当前在位设备业务盘槽位数
✓H:代表交叉盘的最大交叉容量
智能感知、精准调控,效能与环保并重
通过该技术完成实时数据与优化预测算法相结合,时刻跟踪设备功耗,感知网络流量的波动,通过算法优化,自动调整设备的工作状态,确保在满足通信需求的同时,最大限度减少能源消耗,实现功耗随设备负载动态调整,使网络具备能耗的精细化管理,达到最佳节能效果,实现真正的“按需分配”。这种智能化的管理方式,不仅可提升网络运行效率,还能有效延长设备的使用寿命,实现经济效益与环境效益的双赢。当前,该功能已在全国范围内的SPN网络进行应用,可节省电量1401.6万度/年,相当于减少13974吨二氧化碳排放,随着全网设备部署,节能成效愈发显著。
共创绿色未来,携手迈进低碳新时代
面对全球气候变化的严峻挑战,每一份节能减碳的努力都至关重要。SPN网络的功耗动态控制功能,不仅能够帮助运营商降低运营成本,提升市场竞争力,更是对构建可持续发展作出的有力贡献。未来,中国移动与烽火通信将持续秉持创新发展、合作共赢的理念,携手并进,以科技创新共绘低碳、高效、绿色的网络图景。
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