《国际信息工程先进技术译丛:绿色网络》深入浅出地介绍了绿色网络方面的内容,包括绿色网络的概念、模型、技术和协议。《国际信息工程先进技术译丛:绿色网络》共分为9章,分别讨论了网络基础设施的环境影响、绿色有线网络、绿色移动网络、绿色网络技术、认知无线电网络、自主绿色网络、绿色终端,并结合实际对绿色网络在工业领域中的应用进行了探索分析。
《国际信息工程先进技术译丛:绿色网络》概念明确、思路清晰、全面实用,可以使读者能够在较短时间内掌握绿色网络的知识体系。本书包含了大量最新的参考文献,呈现了绿色网络领域的最新进展,是该领域学生、研究者、工程师们的最佳参考资料。
1.氧化和腐蚀
随着时间的推移,任何裸露的电路都会因为氧化而降低电路质量。尤其是无线通信系统是通过电阻阻值精确计算来增加信噪比,减少丢包率。在室外,氧化现象由于温度、湿度、含盐度不受控制而更加普遍存在。为了防止氧化腐蚀,需要将电路隔离在密封的壳体内。若电路中有天线,要注意不导电以免产生法拉第效应,这可以避免天线其从其他地方接收信号。当然天线也可以在不影响通信的情况下裸露。在湿度很大的情况下,可以用热带清漆处理电路〔ELE〕。这种清漆是完全防水的,保护电路免受腐蚀。此外,除了保护其免受腐蚀和氧化,热带清漆还可以防止“金属晶须”的现象〔WH1〕。这种现象是金属表面有微型的晶须如锌或锡,其起因目前尚未可知,可能主要是物理压力作用产生的,如温度差异或者其他表面变形。然而,热带清漆的使用需要加热,在4~8h内达到大概900,来去除湿度痕迹〔ELE〕。由于这个步骤非常耗费能源,碳消耗和系统的最终成本都会增加,因此只适用于特别需要的情况。这些解决方案都是受限且被动的。
2.电磁辐射
现代社会,电磁辐射日益增多。通常是电流通过导线像天线一样辐射的结果。正如像电动机一样,这种辐射的产生是有意或者无意的。当这种辐射进入导体时,会产生电压,此电压会干扰已有的电压。若导体是电源电缆,过大的电压变化可能会导致自主系统计算错误。相反,如果导体是一条数据线,发送的那一刻电压会发生1到0或者0到1的转变。然而,这种辐射可能会因为周围环境中导体或者整个自主系统接地而停止。由此我们得出,根据法拉第定律,此系统或导体被屏蔽掉了。在有线数据传输的情况下,可以通过降低传输速度而降低错误概率,因此避免此种类型的辐射是很容易的。然而,这种保护增加了系统成本,需要更多的材料,造成的经济损失等同于相等的碳消耗。因此这些方案同样是受限且被动的。
3.电离辐射
除了电磁辐射,电路也受到电离辐射的影响。这种辐射可能源于人类活动——特别是核活动——但也可能来自宇宙。由于距地面超过60km处的电离层阻挡了宇宙辐射,我们受到较好的保护;然而诸如像距离地面330~410km的国际空间站,受这种电离辐射的危害很大。尽管这种辐射可以解释一些软件问题,但它在科学计算中常常被忽略。令人惊讶的是,尽管我们的社会越来越多地依赖于计算机才能正常运转,但是对它的研究并不多。这个问题已经被乐点网(LEP)所讽刺,这个网站还列举了微软的研究、电子投票机的错误等。“欧洲平台高度观测试验”(Altitude SEE Test European Platform,ASTEP)项目的目的是描述干扰并评估这些干扰发生的概率。这是一个由意法半导体公司、JBR&D公司和L2MP.cNRS实验室共同赞助的学术界和工业界联合项目。结果表明,这种辐射的影响主要是“位翻转”(一个位状态的变换),且0变1或者1变0的概率相同。研究同时表明,海拔和蚀刻宽度对这些翻转也产生一定影响。
……
译者序
作者中文版序
前言
第1章 网络基础设施的环境影响
1.1 引言
1.2 定义与度量
1.3 有线网络节点能耗状态
1.4 学术界和工业界的倡议
1.5 未来发展的视角和启示
1.6 参考文献
第一部分 迈向绿色网络
第2章 迈向绿色有线网络
2.1 引言
2.2 能量消耗模型
2.3 节能方案
2.3.1 传输层协议及应用
2.3.2 通信链路
2.4 节能路由问题
2.4.1 能量消耗模型
2.4.2 问题的形式化
2.4.3 实验结果
2.5 小结
2.6 参考文献
第3章 迈向绿色移动网络
3.1 引言
3.1.1 蜂窝无线网络的趋势:降低能耗
3.1.2 绿色蜂窝网络的定义和需求
3.2 绿色通信网络的进程和协议
3.2.1 无线接口技术
3.2.2 自适应通信量的网络行为
3.2.3 基于延迟的通信量聚合
3.2.4 存储、传输和中继转发
3.2.5 MS与BTS的组合优化
3.2.6 能源优化切换
3.2.7 基站间协同
3.2.8 无线接入网容量和网络核心节点的增加
3.3 绿色网络工程架构
3.3.1 中继和多跳
3.3.2 自组织网络
3.3.3 网络规划
3.3.4 微小区与多接入模式网络
3.3.5 全IP和扁平化架构
3.3.6 智能天线——减少基站数量
3.3.7 基站间协作
3.4 绿色网络的组成与结构
3.4.1 低功耗放大器
3.4.2 消除馈线和光纤网络
3.4.3 太阳能和风能
3.4.4 双收发机技术
3.4.5 冷却技术
3.5 小结
3.6 参考文献
第4章 绿色通信网络
4.1 引言
4.2 数据中心
4.3 无线通信网络
4.4 陆地通信网络
4.5 低功耗绿色网络
4.6 虚拟化在“绿色”技术中的角色
4.7 小结
4.8 参考文献
第二部分 迈向智能绿色网络和可持续终端
第5章 绿色通信网络中的认知无线电
5.1 引言
5.2 认知无线电:概念和标准
5.2.1 标准化的发展
5.2.2 研究项目和成果
5.3 认知无线电中的各种“绿色通信”定义
5.3.1 减少无线电频谱污染
5.3.2 减少个人暴露
5.3.3 减少设备能耗
5.4 认知无线电中的“清洁”方案
5.4.1 频谱和健康的解决方案
5.4.2 设备/设施层面的措施
5.4.3 通信参数的优化
5.4.4 未来研究途径及展望
5.5 应用案例:“智能建筑”
5.6 小结
5.7 参考文献
第6章 自主绿色网络
6.1 引言
6.2 自主网络
6.3 自我配置
6.3.1 绿色网络中自我配置的重要性
6.4 自我优化
6.4.1 绿色网络的自我优化
6.5 自我保护
6.5.1 管理政策保护
6.5.2 能源来源保护
6.5.3 通信保护
6.6 自我修复
6.6.1 无线传感器网络的应用
6.6.2 智能电网中的应用
6.7 小结
6.8 参考文献
第7章 可重构的绿色终端:迈向可持续电子设备
7.1 可持续电子设备
7.2 电子产品对环境的影响
7.2.1 电子产品的生命周期
7.2.2 微电子制造
7.2.3 电子产品的使用
7.2.4 电子废物
7.3 减量,再利用,再循环和重构
7.3.1 减量,再利用,再循环
7.3.2 基于FPGA的重构
7.4 可重构终端举例
7.5 小结
7.6 参考文献
第三部分 绿色网络工业应用的研究项目
第8章 移动网络基站睡眠模式:介绍及评价
8.1 动力
8.2 把宏小区基站置于睡眠模式
8.2.1 基站收发器的结构
8.2.2 BTS的能耗模型
8.2.3 将基站置于睡眠模式的准则
8.2.4 图解睡眠模式:2G/3G异构网络
8.2.5 睡眠模式的实施
8.3 微小区异构网络的睡眠模式
8.3.1 小型蜂窝小区的能量效率
8.3.2 将小型蜂窝基站置于睡眠模式
8.4 技术实施的总结和思考
8.5 参考文献
第9章 绿色网络之工业应用:智慧城市
9.1 简介
9.2 智慧城市和绿色网络
9.3 智慧城市相关技术
9.3.1 低功耗通信协议
9.3.2 无线传感器网络的应用
9.3.3 低能耗处理器
9.3.4 异类传感器的系统集成
9.4 小结
参考文献