【YD通讯标准】 光传送设备节能参数和测试方法 MSTP 设备

ICS33.040.20
中华人民共和国通信行业标准
YD/T2899-2015
光传送设备节能参数和测试方法MSTP设备
Parameters and test methodsof energyefficiencyfor optical transport equipmentMulti-Service transportplatform(MSTP)equipment2015-07-14发布
2015-10-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布前
规范性引用文件
3术语、定义和缩略语.·
3.1术语和定义
3.2缩略语
4概述·
5节能参数定义·
MSTP设备模型配置
设备节能参数定义
6MSTP设备业务板卡节能参数定义...6.1
概述…
业务板卡节能参数定义.
MSTP网络节能参数定义·
7.1MSTP网络及配置模型·
7.2MSTP网络节能参数定义及计算方法8设备能效测试要求·
8.1测试环境要求
8.2能效测试方法..
附录A（资料性附录）节能参数分级说明附录B（资料性附录）典型组网模型下节能参数计算次
YD/T2899-2015
YD/T2899-2015
本标准是《光传送设备节能参数和测试方法》系列标准之一，该系列标准的名称和结构预计如下：《光传送设备节能参数和测试方法MSTP设备》；《光传送设备节能参数和测试方法OTN设备》：《光传送设备节能参数和测试方法PTN设备》。随着技术的发展，还将制定后续相关标准。本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国通信标准化协会提出并归口。本标准起草单位：中国联合网络通信集团有限公司、中国信息通信研究院、中国电信集团公司、华为技术有限公司、中兴通讯股份有限公司、武汉邮电科学研究院、上海贝尔股份有限公司、UT斯达康通讯有限公司。
本标准主要起草人：沈世奎、王郁、霍晓丽、潘丰斌、杨剑、陶雪丽、李阳军、唐永林。1
1范围
光传送设备节能参数和测试方法MSTP设备YD/T2899-2015
本标准规定了MSTP设备节能参数的定义和测试方法，包括系统设备、业务板卡和典型网络模型下的节能参数和测试方法：并提出典型模型配置下的能效、面积和重量等方面的要求，作为评定MSTP设备在节能、节地等方面综合性能的评价依据。本标准适用于公众电信网中的MSTP设备，其他专用通信网中使用的MSTP设备也可参照执行。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T28519-2012
3术语、定义和缩略语
3.1．术语和定义
通信产品能耗测试方法通则
下列术语和定义适用于本文件。3.1.1
节能参数 EnergyEfficiencyParameter设备节能水平的参数，包括能效参数、占地面积（体积）和重量等，其中能效参数为主要参数，其他为辅助参数。
能效PowerEfficiency
单位带宽下的功耗值，即功耗与带宽的比值。3.1.3
功耗PowerConsumption
设备在一定业务配置下的功率消耗值。3.2．缩略语
下列缩略语适用于本文件。
FastEthernet
Gigabit Ethernet
Multi-service Transport PlatformPseudo-Random Binary SequenceSynchronous Digital HierarchySubNet Connection ProtectionSynchronous Transport Module level-N快速以太网
千兆以太网
多业务传送平台
伪随机序列
同步数字体系
字网连接保护
N级同步传送模块
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4概述
MSTP设备的能效水平会受到设备的具体配置和应用环境等因素的影响。在充分考患这些影响下，本标准将MSTP设备根据设备能力和应用场景不同，主要分为核心层设备、汇聚层设备和接入层设备三种类型，并针对不同的应用需求分别规定了三种级别的节能参数：设备节能参数、业务板卡节能参数和典型网络模型节能参数。
设备节能参数主要是对同类型设备进行能效定义，区分不同的设备类型，对设备的能效、设备单位带宽占地面积（体积）和设备单位带宽重量分别进行了规定，其中设备能效作为主要节能参数。针对网络扩容的应用，在设备节能参数基础上，规定了业务板卡的节能参数，主要用于单厂家设备不同类型板卡进行比较。业务板卡节能参数以业务和线路板卡为单位。同时，为了便手整体网络的能效比较，对典型网络模型下的能效参数做了定义，主要用于不同厂家在同样网络和业务配置模型下的能效总体水平比较。典型组网模型的节能参数以现网的常用业务模型为典型配置，比较在此模型下整网的节能参数。MSTP设备的节能参数在满足设备和业务板卡要求的基础上，同时还应满足典型网络模型下的总体节能参数要求。
5节能参数定义
5.1.概述
MSTP设备级别的节能参数主要包括设备能效、设备单位带宽占地面积（体积）和设备单位带宽重量。
5.2.MSTP设备模型配置
MSTP设备的节能水平受设备的配置和设备的应用环境等因素的影响，因此，本标准分别定义了核心层设备、汇聚层设备和接入层设备的配置模型，如表1、表2和表3所示。模型配置中定义了客种接口的传输速率和交义矩阵容量大小，设备模型典型配置如下：a）配置模型中包括设备的公用部分，主要包括交叉、主控、电源、时钟和公务等功能模块。其中，核心层设备和汇聚层设备的交叉、主控和电源为1+1配置。对于接入层机架型设备交叉、主控和电源要求配置为1+1保护方式：对于接入层紧凑型设备的交叉、主控和电源不强制要求1+1保护配置。对于电支路接口不考虑1:N保护。
b）对于高速率端口，需考虑网络的保护配置需求，其中10Gbit/s、2.5Gbit/s和622Mbit/s速率端口，应满足MSP1+1或环保护的网络配置要求：155Mbit/s接口需要考虑SNCP保护的网络配置需求。c）核心层和汇聚层设备中的10Gbit/s、2.5Gbit/s和622Mbit/s端口主要用于网元间互联，155Mbit/sE1、FE和GE作为业务接入端口：接入层设备中的622Mbit/s和155Mbit/s端口主要用于网元间互联，E1和FE作为业务接入端口。
d）各种类型设备的接口配置数量应严格按照表1~表3中要求进行配置，不应少于表中配置数量：对于实际配置带宽超过配置模型的情况，仍按模型折合总带宽进行计算。2
核心层
10Gbit/s
典型接口类型
注1：
表1MSTP设备的典型模型分类和配置要求-交叉矩阵
640Gbit/s~
720Gbit/s
200Gbit/s~
360Gbit/s
Gbit/s
STM-64
STM-16
核心层
接口配置（端口数量）
GE透传
1000BA
GE二层交
1000BASE-
“模型折合配置总带宽”为接口数量配置要求的各种类型光电接口的总折合带宽。注2：STM-1接口和GE（透传型和二层交换型）接口都为光接口表2MSTP设备的典型模型分类和配置要求汇聚层
设备类型
10Gbit/s
MSTP设备
（机架型）
10Gbit/s
MSTP设备
（机架型）
2.5Gbit/s
MSTP设备
（机架型）
2.5Gbit/s
MSTP设备
（紧渍型）
典型接口类型
注1：
注2：
交叉矩阵
160Gbit/s此内容来自标准下载网
200Gbit/s
100Gbit/s
120Gbit/s
60Gbit/s~
80Gbit/s
40Gbit/s
Gbit/s
Gbit/s
Gbit/s
Gbit/s
STM-64
STM-16
汇聚层
接口配置（端口数量）
4STM-1
GE二层
交换型
1000BA
1000BASE-
“模型折合配置总带宽”为接口数量配置要求的各种类型光电接口的总折合带宽。STM-1接口和GE（透传型和二层交换型）接口都为光接口表3MSTP设备的典型模型分类和配置要求接入层
设备类型
622Mbit/sMSTP设备（机架型）
622Mbit/sMSTP设备（紧漆型）
155Mbit/sMSTP设备（机架型）
155Mbit/sMSTP设备（紧凌型）
典型接口类型
交叉矩阵
≥2016VC-12
≥1008VC-12
≥504VC-12
≥252VC-12
接入层
接口配置（端口数量）
电接口
“模型折合配置总带宽”为接口数量配置要求的各种类型光电接口的总折合带宽。注1：
STM-1接口和GE（透传型和二层交换型）接口都为光接口注2：
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模型折合
电接口
电接口
配置总带
宽(Gbit/s)
模型折合
配置总带
宽(Gbit/s)
模型折合配置总
带宽(Gbit/s)
典型配置中的STM-64、STM-16、GE、STM-4、STM-1、FE和E1接口分别按照10Gbit/s、2.5Gbit/s、3
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1.25Gbit/s、622Mbit/s、155Mbit/s、125Mbit/s和2Mbit/s带宽考虑，双向业务，具体计算公式见公式（1）：BW=ax10Gbit/s+bx2.5Gbit/s+cx1.25Gbit/s+dx622Mbit/s+ex155Mbit/s+/×125Mbit/s+g×2Mbit/s式中：
BW一模型折合配置总带宽，单位为Gbit/s:(1)
a,b,Cd,e,和g分别为三种典型模型配置中STM-64、STM-16、GE、STM-4、STM-1、FE和EI接口的数量。
5.3.设备节能参数定义
5.3.1设备能效
MSTP设备的能效（单位功耗）参数定义见公式（2）：Eegquipment
式中：
Pauonon
Eequipment
设备能效，单位为W/Gbit/s
Pequipment
模型设备功耗总和，单位为W
-模型折合配置总带宽，单位为Gbit/s。(2)
其中，不同类型设备的能效参数为设备在正常工作状态下且所有光接口和电接口正常工作时的能效，具体测试要求见8.1，测试方法见8.2。5.3.2设备单位带宽占地面积
机架型设备高度统一要求为2200mm。MSTP设备的单位带宽占地面积定义见公式（3)：Aequipmeni
式中：
Aequipmenf
ATequipment
ATegupment
设备单位带宽占地面积，单位为cm2/Gbit/s：模型设备占地总面积，单位为cm2：BW一模型折合配置总带宽，单位为Gbit/s。其中，占地总面积为按照模型配置设备类型所需机架的使用面积。该参数只适用于机架式设备，紧凑式设备可采用设备单位体积，定义见公式（4)：Veguipment
式中：
VTeguipment
设备单位带宽体积，单位为cm/Gbit/s；Vequipment
VTequipmeni
模型设备体积，单位为cm：
BW一模型折合配置总带宽，单位为Gbit/s设备单位带宽重量
MSTP设备的单位带宽重量定义见公式（5）：4
式中：
Wequipmen
WTequipmenf
设备的单位带宽重量，单位为kg/Gbit/s：模型设备总重量，单位为kg：
BW一模型折合配置总带宽，单位为Gbit/s。YD/T2899-2015
其中，设备总重量为按照模型配置设备类型所需机架的总质量，含全部机架、子架和公共部分等的总重量。
附录A.1给出了不同类型MSTP设备节能分级说明。6MSTP设备业务板卡节能参数定义6.1.概述
本标准第5章中，对MSTP设备的能效参数进行了规范，在网络进行扩容时，只需增加业务板卡，因此需要对MSTP设备业务板卡的能效参数进行规范，表征具体业务板卡的不同能效等级。6.2.业务板卡节能参数定义
MSTP设备业务板卡的节能参数定义见公式（6）：Poard
Epoard=
式中：
Eboard—业务板卡能效，单位为W/Gbit/s：Pbard—业务板卡功耗，单位为W；BW业务板卡带宽，单位为Gbit/s。(6)
其中，不同业务板卡的能效参数为正常工作状态下且所有光接口和电接口正常工作时的能效，具体测试要求见8.1，测试方法见8.2。附录A.2给出了MSTP设备业务板卡节能分级说明。7MSTP网络节能参数定义
7.1.MSTP网络及配置模型
MSTP设备组网结构如图1所示，通常采用核心层，汇聚层和接入层的三层组网模型。核心层
汇聚层
MSTP城域接入层点
dcodco
郊区接入层
城区接入层
图1MSTP设备通用三层网络结构示意接入层
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在通用网络模型基础上，结合MSTP网络实际应用，本标准示例了典型网络配置模型，详见附件A，7.2.MSTP网络节能参数定义及计算方法本参数定义了MSTP设备全网总体能效参数，体现出各厂家设备在网络实际应用中的整体能效水平，用于比较相同网络配置模型下不同厂家设备的网络整体能效情况。网络节能参数定义见公式（7）：Prhork
Enetwork=
式中：
Enenwork网络能效，单位为W/Gbit/s；Pmenwork—网络中网元的总功耗，单位为W；BW一典型网络模型下折合网络带宽总和，单位为Gbit/s。(7)
由于MSTP网络在组网应用时，以接入层一汇聚层一核心层的汇聚型业务为主，BW为典型网络模型下折合网络带宽总和，其计算公式见公式（8）：BWnetwork-BWaccess+BWaggregate+BWcore式中：
BWacess,BWaggregate和BWcore——不同层网元的折合配置带宽，单位为Gbit/s。(8)
在MSTP组网应用中，主要是由接入层接入业务，在汇聚层和核心层主要是提供业务汇聚和转发，接入业务较少，因此不考虑汇聚层和核心层的业务接入带宽：同时存在不同层网元间互联带宽（接入层网元与汇聚层网元间的互联，汇聚层网元与核心层网元间的互联），以及网元自身的业务转发带宽（汇聚层网元和核心层网元），因此在计算典型网络模型下的网络带宽总和时，不考虑互联和转发带来的重复计算带宽，网络带宽总和可简化为接入层网元的线路侧带宽总和（不考虑业务接入端口带宽），即公式（9）：BWnetwork-BWacess-Lin
式中：
BWacce-Line接入层网元线路侧带宽总和，单位为Gbit/s。用接入层网元的线路侧带宽总和，来表征整个MSTP网络的带宽提供能力。(9)
附录B中给出了MTSP网络节能参数的详细计算方法，附录A.3给出了典型网络模型下的节能参数分级说明。
8设备能效测试要求
8.1.测试环境要求
8.1.1概述
测试环境应考虑温度、湿度、气压、电场和磁场等因素的影响，如果对被测设备有特殊的测试要求，应在规定的测试环境下测试，如无特殊测试环境要求，则应在8.1.2～8.1.5节要求的环境下测试，具体要求见GB/T28519-2012的2.1节。
8.1.2温度
被测设备应在23°C士5°C的温度下进行测试。8.1.3湿度
被测设备应在30%～75%的相对湿度下进行测试。6
8.1.4大气压
被测设备应在86kPa106kPa的大气压下进行测试。8.1.5电压
a）直流供电设备
一对于额定值包含-48V的被测设备，应选择-53V土1V直流电压进行测试：一对于额定值包含土24V的被测设备，应选择土27V土0.5V直流电压进行测试YD/T2899-2015
一对使用其他直流电压等级的被测设备，应选择额度输入电压进行测试，允许偏差土2%。b）交流供电设备
一单相供电应在220±0.01V、50±0.01Hz的交流电压条件下测试：三相供电应在380±0.01V、50±0.01Hz的交流电压条件下测试。注：对于紧凑型设备，同时具备交流和直流电源输入，则两种情况均要测试。交流电源模块的效率比直流电源模块低10%，指标可提高10%进行评估。8.1.6仪表要求
测试所需的功率测试仪表以及设备配置和业务加载验证仪表，如表4所示。表4测试仪表
仪表名称
直流电压表
直流电流表
钳流表
交流功率计
光传输仪表
数据分析仪
根据业务类型选择
根据业务类型选择
测试直流输出电压
测试直流输出电流
测试输出电流
功能描述
测试交流输出的功率
验证设备配置及业务运行正常
验证设备配置及业务运行正常
用于测量被测设备功率的仪表应满足GB/T28519-2012的2.2节的规定，并符合以下要求：a）不小于80kHz的输入带宽；
b）真有效值交流电压表精度优于1%：直流电压表精度优于0.5%c）在测试小电流设备（电流<10A）时，采用直流电流表串入-48V电路的方式测试电流：在测试大电流设备（电流>10A）时，采用钳流表测试电流d）真有效值交流电流表精度优于1%：直流电流表精度优于0.5%e）峰值因数不小于5；
f）钳流表根据量程有不同的不确定度要求，在测试小电流设备（0～60.0A）时不确定度优于土1.5%土5dgt，在测试大电流设备（60.0A以上）时要求不确定度优于土2%土5dgt。直流设备的功耗测试，使用直流电压表、直流电流表或钳流表，分别测得电压U和电流，直流设备的功率（功耗）P=U×I。
交流设备的功耗测试，使用交流功率计，直接测得交流设备功率（功耗）。提供的测试仪表要求在校准有效期内，并提供相关校准报告。测试前，所有测试仪表需经过校准。8.2.能效测试方法
8.2.1测试配置
测试MSTP设备及业务板卡的能效参数，包括核心层设备、汇聚层设备和接入层设备，测试配置如7
YD/T2899-2015
图2所示。功耗测试在设备电源入口-48V输入点进行。对于只接入一路电源的设备，直接在该路电源输入点进行测试；对于同时接入主备用两路电源的设备，需同时对两路电源进行测试。直流电
源正极
直流电
电压表源负极
广铂流表或交
流功率计
GE/PE以
太网业务
MSTP设备
分析仪
E1业务分
图2MSTP设备及业务板卡能效测试示意8.2.2设备能效的测试方法
a）对于测试的MSTP设备，验证其设备型号和软件版本等设备相关属性，根据表1、表2和表3的配置模型，连接所有业务接口上的线缆和光收发模块，并按照图2测试配置连接电源、被测设备、钳流表或交流功率计和SDH/以太网网络性能分析仪，同种业务板卡端口串接。b）给被测设备上电，加载相应的软件版本并完成调试，配置业务使得设备全部业务开通，通过插拔交叉板卡验证业务正确配置。对于未使用的端口或模块，可以进入低功耗状态。对于SDH业务，测试信号的PRBS选择为223-1或更长，通道层信号结构选择为VC-4最大连续级联：对于以太网业务，测试信号选择64字节到1518字节的随机包长，90%流量。风扇可以进行自动调速。设备运行至少半个小时，确认设备稳定（5分钟内功耗变化不超过1%）后开始测试。c）测试设备在该模型下的功耗。业务运行无丢包，无误码，在进行功耗数据采集时，每个采集周期数据需要稳定观察3分钟以上，记录最大测试值，重复测试三次并取平均值。d）测试完毕后，关闭被测设备电源。e）计算设备在该模型下的带宽总和。f）根据公式（2）计算设备在该模型下的设备能效。8.2.3业务板卡能效的测试方法
a）根据配置模型，每种待测试业务板卡配置三块，连接所有业务接口上的线缆和光收发模块，同种业务板卡端口串接，并按照图2测试配置，连接电源、被测设备、钳流表或交流功率计和SDH/以太网网络性能分析仪。
b）给被测设备上电，加载相应的软件版本并完成调试，配置业务使得设备全部业务开通，被测业务板卡需加载业务进行测试，通过插拔交叉板卡验证业务正确配置。对于SDH业务，测试信号的PRBS选择为223一1或更长，通道层信号结构选择为VC-4最大连续级联；对于以太网业务，测试信号选择64字节到1518字节的随机包长，90%流量。设置风扇为固定转速，设备至少运行半个小时，确认设备稳定0o
（5分钟内功耗变化不超过1%）后开始测试。YD/T2899-2015
c）测试设备的总功耗P。业务运行无丢包，无误码，在进行功耗数据采集时，每个采集点数据需要稳定观察3分钟以上，记录最大测试值，重复测试三次并取平均值。d）拔掉其中一块业务板卡，恢复仪表连接，稳定运行5分钟后，业务运行无丢包、无误码，测试设备的功耗，重复测试三次并取平均值Pl。e）计算该业务板卡的功耗PPi。f）拔掉同种业务板卡的第二块板卡，恢复仪表连接，设备稳定运行5分钟后，业务运行无丢包、无误码，测试设备功耗。在进行功耗数据采集时，每个采集点数据需要稳定观察3分钟以上，记录最大测试值，重复测试三次并取平均值P2。g）拔掉同种业务板卡的第三块，设备稳定运行5分钟后，业务运行无丢包、无误码，测试设备功耗。在进行功耗数据采集时，每个采集点数据需要稳定观察3分钟以上，记录最大测试值，重复测试三次并取平均值P3。
h）计算得到该业务板卡的平均功耗（P-P）+（Pi-P2）+（P2-P3））/3=（P-P3）/3。i计算该业务板卡的带宽。
j）根据公式（6）计算该业务板卡的能效。k）其他业务板卡的能效测试方法相同。
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