CN104813709B - 控制通信装置的功率消耗模式 - Google Patents

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Abstract

一种用于通信网络的网络管理系统（NMS），该网络管理系统具有能够以用于提供不同的性能水平的不同的功率消耗模式操作的通信装置（60），具有路径计算装置（20），该路径计算装置被配置为基于关于在该网络中的业务负载的信息以及基于关于节点中的至少一个节点的通信装置的功率消耗模式的信息，来选择对于使用该通信装置的业务的路径。还提供了功率模式控制器（10），该功率模式控制器用于根据关于业务负载的信息以及根据关于所选择的路径的信息，来控制该通信装置的功率消耗模式。通过将路径计算与功率消耗模式的控制进行结合，能够降低该网络的整体功率消耗。能够提供从属功率模式控制器。

Description

控制通信装置的功率消耗模式
技术领域
本发明涉及用于通信网络的网络管理系统，涉及与网络管理系统结合使用的从属功率模式控制器，涉及用于控制功率消耗模式的控制器，涉及管理通信网络的对应方法，涉及控制功率消耗模式的对应方法，以及涉及对应的计算机程序。
背景技术
如在IETF文档“draft-ietf-eman-framework-05”中解释的，网络管理当前被分成在ISO电信管理网络模型中所定义的五个主要领域：故障，配置，账务，性能，和安全（FCAPS）[X.700]。从这个管理模型所缺失的是对能量管理的任何考虑，能量管理现在变得越来越重要。能量管理具有特定的挑战，在于：配电网络负责将能量供应给各种设备和组件，而分离的通信网络典型地用于监测和控制该配电网络。
这个EMAN框架文档定义了用于提供对于通信网络内或连接到通信网络的设备的能量管理的框架。该框架描述了如何从能量管理的视点来识别、分类、和提供对于通信网络内的设备的上下文。于是可以通过获得对于功率、能量、需求和功率质量的测量，对于能量管理来监测所识别的设备或在设备内的所识别的组件。可以通过提供被表示为一个或多个功率状态集的接口来监测或控制能量对象状态。
IETF EMAN框架还定义了对于设备的功率和能量监测的管理信息库（MIB）的子集。除了一般化的功率监测MIB的其它可能方面外，它还依照IEEE 1621、DMTF、ACPI和EMAN定义了“功率状态”。后者尝试提供用于建模设备的不同功率消耗水平的统一标准。
https://datatracker.ietf.org/doc/draft-ietf-eman-energy-monitoring-mib/
管理信息库（MIB）可以用于通信网络内或连接到通信网络的设备的能量管理。MIB模块可以提供对于能量管理的模型，能量管理包含监测联网的元素的功率状态和能量消耗。该MIB考虑了能量管理框架[EMAN-FRAMEWORK], 能量管理框架又基于对于能量管理的需求[EMAN-REQ]。
引导至本发明的方面的工作涉及ECONET项目，该项目从欧盟第七次框架纲领（FP7/2007-2013）得到了资助，遵守授予协定nO258454。ECONET协会开发的绿色摘要层旨在成为展示和控制绿色能力和功能性的标准和通用的接口，其可以用不同的硬件技术的网络设备的拓扑实现，朝着“通用”操作，监管和管理框架发展。
发明内容
本发明的实施例提供了改进的方法和装置。根据本发明的第一方面，提供了用于通信网络的网络管理系统，该网络具有节点，该节点包括能够以不同的功率消耗模式操作的通信装置，该不同的功率消耗模式提供在传送通信业务中的不同的性能水平。该网络管理系统具有路径计算装置，该路径计算装置被配置为基于关于在该网络中的业务负载的信息以及基于关于该节点中的至少一个节点的通信装置的功率消耗模式的信息，来选择对于使用该通信装置的业务的路径。还有耦合到路径计算装置的功率模式控制器，该功率模式控制器用于根据关于业务负载的信息以及根据关于所选择的路径的信息，来控制通信装置中的至少一个通信装置的功率消耗模式。
路径计算与功率消耗模式的控制的此类结合的效果是，与通信装置通过检测业务负载来控制它们自己的功率消耗模式的已知技术相比，对于给定业务量而言，降低了该网络的整体功率消耗。更具体地，这种改进可以起因于以下中的任何或全部：第一，因为此类结合能够对路径计算的结果而不是等待检测业务中的此类变化来做出反应，因此此类结合使得功率消耗模式控制能够更接近地和快速地匹配业务中的变化。第二，它可以使得对于给定通信装置的功率消耗模式控制能够对于在更宽的区域上的业务而不仅是对于本地可以检测的业务做出反应。第三，此类结合使得路径计算能够偏向于使用导致较低整体功率消耗的路径，虽然需要改变模式中的一些模式来获得这个效果。此外，因为功率模式控制器能够具有更多的业务信息和更及时的信息，因此很可能能够更快速地识别何时能够使通信装置进入更低功率模式，而没有由于当有更多的业务时再次提升功率中的延迟所导致的业务丢失的不应有的风险。因此可以再次节省功率。提及的传送业务旨在涵盖业务的交换或传送或接收或任何类型的处理。根据上下文，业务负载旨在涵盖在各自通信装置上的负载，或在一组通信装置上的负载或在网络上的整体负载或这些中的任何。
从多个方面，可以增加或可以放弃任何另外的特征，以及在以下更详细地阐述一些此类另外的特征。一个此类另外的特征是该路径计算装置被配置为从通信装置接收对于它们各自功率消耗模式的在传送该业务中的不同的性能水平的指示，以及被配置为根据此类指示来执行路径计算。这可以有助于使得路径计算装置能够使用较少的在从关于功率消耗模式的常规原始信息来确定性能水平中所涉及的延迟和计算开销，对于更低整体功率消耗来优化它的操作。此外，可以使得路径计算装置更容易与许多不同类型的通信装置一起工作。例如参见图2。
另一个此类另外特征是该功率模式控制器被配置为：响应于当各自通信装置检测到它的业务负载已经达到业务阈值时来自该各自通信装置的请求，来控制对于该通信装置中的至少一个通信装置的功率消耗模式。这可以有助于降低在该控制器和该通信装置之间的通信开销以及使得该通信装置能够更快速地做出反应而没有通信延迟。此外，它可以有助于使得该控制器能够被扩展以与许多通信装置一起工作而不需要太多的处理和通信资源。例如参见如3。
另一个此类另外特征是，对于减少的业务负载的情况，网络管理系统被配置为使得路径计算装置执行该路径计算以及功率模式控制器被配置为使得基于该路径计算来随后控制该功率消耗模式。因为基于关于业务负载的更多最新的信息来控制功率消耗模式，因此这可以使得整体功率消耗的更好的优化。例如参见图4。
另一个此类另外特征是，对于增加的业务负载的情况，网络管理系统被配置为使得功率模式控制器控制功率消耗模式以及路径计算装置被配置为基于该功率消耗模式随后执行路径计算。因为可以通过控制功率消耗模式来增加容量，以及该路径计算可以基于关于该业务的容量的更加最新的信息，因此这可以有助于更好的优化整体功率消耗。例如参见图4。
本发明的另一个方面提供了用于通信网络的从属功率模式控制器，该网络具有节点，该节点中的至少一个节点包括能够以不同的功率消耗模式操作的通信装置，该不同的功率消耗模式具有在传送通信业务中的不同的性能水平。该从属功率模式控制器具有用于与网络管理系统通信的接口，以及处理器，该处理器耦合到该接口以接收来自网络管理系统的功率消耗模式命令，以及被配置为基于业务负载以及基于所接收的功率消耗模式命令来确定对于该通信装置中的至少一个通信装置的功率消耗模式。该处理器还被配置为向各自通信装置输出所确定的功率消耗模式，以及向网络管理系统发送关于该通信装置中的那些通信装置的功率消耗模式的信息。这有助于使得能够获得对于第一方面的那些益处的对应益处，而不管该从属是分布式的还是集中式的还是部分分布式的和部分集中式的。集中式版本的示例是具有被嵌入在NMS内的从属功率模式控制器。在较高延迟等方面，这可能不是高效的，但是成本降低可以证明例如它在较小网络中是适当的。例如参见图5和图6。
另一个此类另外特征是接口，该接口被配置为向网络管理系统发送对于该通信装置中的各自通信装置的各自功率消耗模式的在传送该业务中的不同的性能水平的指示。这可以有助于使得网络管理系统能够使用较少的在从关于功率消耗模式的常规原始信息来确定性能水平中所涉及的延迟和计算开销，来优化对于更低整体功率消耗的它的操作。此外，它可以使得网络能够更容易容忍许多不同类型的通信装置。例如参见图7。
另一个此类另外特征是处理器，该处理器被配置为：检测对于该通信装置中的一个通信装置的业务负载何时达到业务阈值，以及向网络管理系统发送对于改变功率消耗模式的命令的请求。这可以有助于降低在从属功率模式控制器和网络管理系统之间的通信开销，以使得从属功率模式控制器能够更快速地做出反应而没有通信延迟。此外，它可以有助于使得该控制器能够被扩展以与许多通信装置一起工作而不需要太多的处理和通信资源。例如参见如8。
另一个此类另外特征是从属功率模式控制器，该从属功率模式控制器被配置为根据当前的功率消耗模式来设置业务阈值。这有助于降低在从属功率模式控制器和网络管理系统之间的通信开销，其能够例如降低成本或提高可靠性。例如参见图8。
另一个此类另外特征是业务阈值，该业务阈值包括至少较低的业务阈值，和/或较高的业务阈值，以及该处理器被配置为当业务负载达到该较低的业务阈值时发送对于较低功率消耗模式的请求，或当业务负载达到较高的业务阈值时发送对于较高功率消耗模式的请求。这可以有助于使得能够更加快速地降低功率消耗模式，以及从而节省功率。例如，参见图10。
本发明的另一个方面提供了用于通信网络的控制器，该网络具有节点，该节点中的至少一个节点包括能够以不同的功率消耗模式操作的通信装置，该不同的功率消耗模式具有在传送通信业务中的不同的性能水平。该控制器具有处理器，该处理器被配置为基于业务负载来确定对于该通信装置中的至少一个通信装置的功率消耗模式，以及将所确定的功率消耗模式输出给各自通信装置。提供了至网络管理系统的接口，该处理器被配置为使用该接口来发送关于该通信装置中的各自通信装置的功率消耗模式的信息，其中这个信息包括对于各自功率消耗模式的在传送该业务中的不同的性能水平的指示。这可以提供如以上阐述的对应的益处。参见图11和图12。
另一个此类另外特征是接口，该接口被配置为当业务负载达到业务阈值时向网络管理系统发送业务信息的更新。这可以有助于使得能够降低在从属功率控制器和网络管理系统之间的通信开销，其可以例如降低成本或提高可靠性。参见图8。
另一个此类另外特征是功率消耗模式中的至少一个功率消耗模式包括：当改变功率消耗模式时将执行的各自通信装置的电路部分的选择性重置的定义。例如，这可以有助于降低在从低功率模式唤醒中的延迟以及可以降低对邻居电路的影响。例如，这可以与时钟速度和供电电压的常规配置结合。例如，参见图19。
本发明的另一个方面提供了管理通信网络的对应方法，该方法具有以下步骤：基于关于在该网络中的业务的信息以及基于关于通信装置的功率消耗模式的信息，来选择对于使用该通信装置的业务的路径，以及根据关于该业务的信息以及关于对于该业务所选择的路径的信息，来控制该通信装置中的至少一个通信装置的功率消耗模式。这可以提供如以上阐述的对应益处。
本发明的另一个方面提供了在通信网络中控制功率消耗模式的对应方法，该方法具有以下步骤：接收来自网络管理系统的功率消耗模式命令，基于业务负载和基于所接收的功率消耗模式命令来确定对于通信装置中的至少一个通信装置的功率消耗模式，以及向各自通信装置输出所确定的功率消耗模式。还有以下步骤：向网络管理系统发送关于该通信装置中的那些通信装置的功率消耗模式的信息。这可以提供如以上阐述的对应益处。
本发明的另一个方面提供了在通信网络中控制功率消耗模式的对应方法，该方法具有以下步骤：基于业务负载来确定对于通信装置中的至少一个通信装置的功率消耗模式，将所确定的功率消耗模式输出给各自通信装置，以及向网络管理系统发送关于该通信装置中的各自通信装置的功率消耗模式的信息。被发送给网络管理系统的信息包括：对于它们各自功率消耗模式的在传送该业务中的不同的性能水平的指示。这可以提供如以上阐述的对应的益处。
本发明的另一个方面提供了在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序具有指令，当由计算机执行该指令时，该指令使得该计算机实现以上方法中的任何方法。
可以将另外特征中的任何特征结合在一起以及与许多方面中的任何方面结合。对于本领域的技术人员而言，尤其是通过与其它现有技术相比，其它效果和结果将是明显的。在不背离本发明的权利要求书的情况下，可以做出许多变型和修改。因此，应当清楚理解的是，本发明的形式仅是说明性的并且不旨在限制本发明的范围。
附图说明
现在将参照附图，通过示例来描述如何实施本发明，在附图中：
图1示出了根据本发明的实施例的具有PM控制和路径计算的NMS的示意图，
图2示出了使用性能信息的实施例的示意图，
图3示出了根据实施例的时间图，该时间图示出了使用基于阈值的请求的步骤，
图4示出了对于另一个实施例的时间图，该时间图示出了对于增加或越来减少的业务的不同的步骤排序，
图5示出了根据实施例的网络的示意图，该示意图示出从属功率模式控制器的示例，
图6示出了对于对应于图5的实施例的实施例的步骤的时间图，
图7示出了根据实施例的另一个时间图，该另一个时间图示出获得性能水平信息的另外特征以用于发送给NMS，
图8示出了另一个时间图，该另一个时间图示出了基于业务负载阈值基于来自从属功率模式控制器的请求来控制功率消耗模式，
图9示出了根据实施例的网络的示意图，该示意图示出了从属功率模式控制器的位置的各种示例，
图10示出了根据实施例的业务负载阈值如何能够随着时间而变化的时间图，
图11示出了根据另一个实施例的网络的示意图，该另一个实施例被布置为向NMS发送性能水平，
图12示出了时间图，该时间图示出了对于对应于图11的实施例的实施例的步骤，
图13示出了以具有电路卡的设备的形式的通信装置的示例，该电路卡可以具有不同的功率消耗模式，
图14和图15示出了根据实施例的具有事件的时间序列以及指示NMS和通信装置之间的信息流的功能图，
图16至图18示出了在不同时间的具有业务流的网络的一部分，该网络的一部分示出了与路由选择协调以提供功率消耗模式控制，以及
图19至图21示出了通信装置的示例，该通信装置被分割为分别提供选择性的重置、选择性的时钟控制和选择性的功率供应控制，以使得能够在不同的功率消耗模式中操作。
具体实施方式
将相对于特定实施例并且参照某些附图来描述本发明，但是本发明不局限于此而是仅由权利要求书来定义。所描述的附图仅是示例性的并且是非限制性的。在附图中，出于说明的目的，元素中的一些元素的尺寸可能被放大以及未按照比例来绘制。
缩写词
ACPI　　 高级配置与电源接口规范
DMTF 　　 桌面管理任务组
BPM　　 板电源管理
EA NMS – 　　能量感知NMS
EMAN　　 能量管理
EPIC　　 电-光IC
Eth 　　 以太网
GHG – 　　 温室气体排放
IP 　　 互联网协议
MIB　　 管理信息库
NMS　　 网络管理系统
OPEX – 　　 运行成本
OTN　　 光传送网
PLL – 　　 锁相环路
PM　　 功率模式
PMM – 　　 功率管理模型
PoE　　 以太网供电
QoS　　 服务质量
SDH　 　 同步数字体系
WDM　　 波分复用。
定义：
其中词语“包括”用在本说明书和权利要求书中，它不排除其它元素或步骤并且不应当被解释为限制于在其后所列出的构件。其中当提及单数名词时，例如“一个”或“一种”、“该”，使用不定冠词或定冠词，这包含多个该名词除非特定地阐明别的东西。
所描述的节点或网络的元素或部件可以包括：被编码在介质中的逻辑，该逻辑用于执行任何种类的信息处理。逻辑可以包括：被编码在磁盘或其它计算机可读介质中的软件和/或被编码在专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或其它处理器或硬件中的指令。
提及的节点可以涵盖任何种类的节点，不局限于所描述的类型，不局限于任何的集成水平，或大小或带宽或比特率等。它们可以涵盖交换节点或端点以及可以被并入具有其它功能的设备（诸如例如，日用品、多媒体设备、车辆或工厂设备）中。
提及的链路旨在涵盖任何种类的链路，不局限于有线或无线，不局限于那些任何特定协议或操作频率，或复用技术或类型。
提及的通信装置可以包含任何种类的此类装置，例如但不限于：路由器、交换机、诸如以太网供电（PoE）端点的端点、用于建立管理系统的协议网关、智能仪表、家庭能量网关、主机和服务器、传感器代理等。
提及的软件可以涵盖：在可以直接或间接在处理硬件上执行的任何语言中的任何类型的程序。
提及的处理器、硬件、处理硬件或电路可以涵盖以任何程度的集成的任何种类的逻辑或模拟电路，以及不局限于通用处理器、数字信号处理器、ASIC、FPGA、离散组件或逻辑等。提及的处理器旨在涵盖使用多处理器的实现方式，例如，该多处理器可以被集成在一起或共同位于相同的节点中或分布在不同的位置。
介绍
通过对实施例的介绍，将解释它们如何解决常规设计的一些问题。尽管业务负载随着时间而变化，但是现有的电信设备总是提供最大性能，以及因此即使在低负载期间也导致最大的消耗。至今，即使业务负载变化，但是电信设备已经被设计为以至于它们总是运行在全功率。
实施例特征的介绍
本文中提出的能量消耗减少技术基于在硬件中、在固件中以及在软件中的改进。将更详细地描述的一些关注点是：
提供电信装置，该电信装置具有功率消耗模式以使得它能够在外部控制定义的功率模式下改变它的功率消耗；
将功率模式定义为在装置上所启用/禁用的功能设置；
定义了能量感知控制平面，通过根据业务负载来设置装置的功率模式能够修改该装置的功率消耗；以及
提供业务路由选择，该业务路由选择是功率消耗感知的以及能够最小化在网络级别的整体功率消耗。
功率模式（还被称为功率消耗模式或功率管理模式），诸如低功率、快速睡眠、备用等，被并入在基本设计中，以及可以根据实际的业务负载水平来执行性能（以及因此功率消耗）的自适应。借助于本文中描述的方法，通过例如根据白天、特定区域服务（例如，度假村区域、商业区域）等的对于任何任意业务负载情况的动态性能和消耗的自适应，可以有更加能量高效的电信操作。
实施例涉及功率节省方法，该功率节省方法通过引入新颖的能量管理能力以将性能以及从而功率消耗动态地适应于实际业务负载，提供了高效的能力以降低轻度使用的通信装置的性能以节省所消耗的功率，该新颖的能量管理能力可以包含：多种低功率模式、空闲和备用逻辑状态。
为此，解释了适用于以任何电信网络元素（传送、接入、无线、路由器等）形式的各自类型的通信装置的技术、机制和控制标准，通过动态地将网络能力和资源适应于当前的业务负载和用户要求，该技术、机制和控制标准使得能够节省能量，同时确保端到端的服务质量。
功率消耗模式
典型地，在任何设计中在确定功率消耗中最重要的因素中的一些因素是系统时钟速度和系统供电电压。由设备所耗散的开关电源，即动态功率消耗表达式是：
P = C V2 f
动态功率耗散与操作电压的平方成比例以及与操作频率和负载电容成线性比例。因此通过降低时钟频率、动态功率消耗线性地降低，以及通过减少供电电压，可以获得指数降低。
注意：给定设备的总功率消耗被表示为P = C V2 f + V Istatic，其中Istatic是静态（例如，泄露）电流。静态电流的减少是例如通过使管芯缩小（例如，从45nm到28nm等）或当可以适用时，通过诸如电-光IC（EPIC）引入的其它技术改进，可以获得的仅技术步骤。注意：功率消耗越少意味着热输出越少，允许制冷风扇减低速度或关闭，减少噪音水平以及进一步降低整个系统功率消耗。
在能量感知控制层的控制下，可以借助于实际业务负载测量，接着检索对于减慢速度的资源的信息或者甚至当可能时关闭不必要的资源，来应用功率模式。
可以设想多个功率模式水平，诸如全功率/全性能、中间功率/中间性能、低功率/减少的性能、快速睡眠、深度睡眠、备用、关机，每个水平的特征在于增加的功率节省而且还在于减少的性能和增加的唤醒时间。
功率消耗模式示例
功率消耗模式定义、术语和粒度可以取决于产品类型。以下描述的模式中的任何模式可以应用在系统上、在卡上以及在单电路部分水平（例如，给定接口、引擎等）上，以及可以对它们中的一些进行扩展：例如，根据给定电路，多个低功率模式可以是可能的。模式的数量和类型可以是业务负载、潜在的功率节省和唤醒及时性的函数。两个主要类别可以被确定为：操作模式和睡眠模式。
操作模式
操作（或开启）模式是设备完全或部分地执行它的预定的任务的状态。可以由以下至少三个术语来对开启模式功率管理进行分类：
-开启-最大：具有应用所有的选项的操作状态（例如，最大时钟速度、最大供电电压、所有辅助功能开启，例如外部同步，等）。
-开启-正常：具有使得获得最大业务负载但是一些辅助功能（例如外部同步）被关闭的配置的操作状态。
-开启-低功率：具有减少的负载能力（例如，减少的供电电压、时钟、存储器组，等）的操作状态。可以能够设置若干开启-低功率模式，作为示例：9Gbps, 8Gbps, … 1Gbps等。
睡眠模式
睡眠模式是设备、卡或电路部分是不可操作（即，不能完全或部分地执行它的预定的任务）的状态。根据睡眠模式和实现方式，通过使用远程控制或另一个信号（例如，本地接收器或末端（tails）检测到一些业务），在给定的“唤醒时间”内，它准备恢复到操作模式。根据功率节省和唤醒及时性，睡眠模式可以是：
-快速睡眠：没有业务可以运行，但是电路的大部分是活动的，诸如接收器正在监听业务而传送器是关闭的，以及/或SW/HW复位应用于部分/整个电路。这个模式被堆放在仅在最低的开启-低功率模式之下。
深度睡眠：大多数电路是不活动的，诸如接收器和传送器都是关闭的，以及/或HW/SW复位应用于部分/整个电路。此外，减少的或零Vdd可以应用于电路的一些部件。
备用（或软关闭）：主要的设备部件经由远程控制或命令被关闭，但是某一最低限度的电路仍然开启（即，一种心跳模式，其中例如仅μP正在运行）。
电源关闭模式（或硬关机）：当设备连接到电源时，电源关闭模式具有几乎零功率消耗。电源关闭模式可以通过远程控制在整个卡上应用切断Vdd，但是可能要求一些非常少的残余功率来为电子开关供电。
能量感知NMS
这个方法使用能量感知管理实体，该能量感知管理实体能够借助于智能管理策略，控制进入和退出PMM状态来最小化P_active，以及最大化低功率模式的采用而不危害网络性能和QoS。
能量感知管理策略应当实现能量感知路由选择协议以通过尽可能多地填充某些通信如此以使得尽可能多的剩余资源进入低功率或睡眠模式，来最大化节省机会。
在节点或网络级别，能量感知NMS可以计算对于处于控制下的每个设备的最优业务路由选择和功率管理模式。
对于能量感知网络的最优工作，能量感知网络管理系统可以通过通过能量感知的视角来对业务进行路由选择，通过识别任何可替代的路径，以及通过控制处于控制下的能量感知设备的各种功率消耗模式的进入和退出，来对该业务进行控制。出于这个目的，EANMS应当知道网络拓扑和实际的业务负载，以及例如处于控制下的每个EA设备的每个功率管理状态的数据吞吐量、转变时间、延时和功率消耗，以便最大化功率节省而不影响QoS。例如，通过知道进入和退出某睡眠模式将花费多长时间，将会这样做以在适当的定时来做出业务路由选择而不危害QoS。
图1，具有PM控制和路径计算的实施例
图1示出了根据实施例的网络是示意图。NMS 30除了其它的东西外还具有功率模式控制器10和路径计算装置20。例如，这些可以被实现为运行在服务器或任何类型的处理器上的软件功能。该网络具有节点50，节点50具有用于处理在该网络中的通信业务的通信装置60。该通信装置可以是例如系统，或卡或电路，它们可以能够在不同功率消耗模式中进行操作，不同的功率消耗模式提供在传送通信业务中的不同的性能水平。功率消耗模式可以是依照IEEE 1621、DMTF、ACPI或EMAN的功率状态或任何其它种类的功率消耗模式。该节点可以专用于该网络，或可以被并入在具有其它功能的设备中，诸如例如，日用品，车辆，或工厂设备。
功率模式控制器被耦合以接收来自路径计算装置的路径选择信息，以及以接收来自该网络的节点50的诸如业务负载的业务信息。路径模式控制器被布置为将控制信号输出给通信装置以控制它的功率消耗模式。可以基于关于业务负载的信息以及根据关于所选择的路径的信息来实现这种控制。路径选择装置被耦合以接收来自通信装置的业务负载信息以及以接收来自功率模式控制器的关于该通信装置的功率消耗模式的信息。于是可以由路径计算装置基于业务负载信息和基于关于通信装置的功率消耗模式的信息，来做出对于新的业务需求的路径选择。路径选择可以使用适应于使用功率消耗模式信息的任何类型的路径选择算法，以及以下更详细地描述一个示例。如上所述，通过将路径计算与功率消耗模式的控制进行结合，与通信装置通过检测它们自己的业务负载来控制它们自己的功率消耗模式的已知技术相比，对于给定的业务量而言，可以降低网络的整体功率消耗。
图2示出了类似于图1的实施例的实施例，但是在这个实例中，路径计算装置另外接收对于通信装置中的任何通信装置的不同功率消耗模式的关于在传送业务中的不同的性能水平的信息。在一些情况下，可以由路径计算装置从关于功率消耗模式的原始信息来获得这个性能信息，但是一些代价是计算开销和延迟。此外，通过向路径计算装置提供此类性能信息，该路径计算装置可以更加独立于使用中的通信装置的类型，以及这可以使得它更容易管理具有许多不同类型和版本的通信装置的更大的网络。
图3，基于阈值的对于改变PM的请求
图3示出了根据诸如图1或图2的实施例或其它实施例的实施例的在对网络进行操作中的一些另外步骤的时间图。这是用于说明基于当通信装置检测到它的业务负载已经达到阈值时来自该通信装置的请求，来改变功率消耗模式的另外的特征。在图3中，左边栏示出了通信装置的动作，以及右边栏示出了功率模式控制器10的动作。
时间向下流逝。
在步骤100，功率模式控制器设置初始功率模式。在步骤110，通信装置设置业务阈值。在步骤120，在通信装置检测到业务负载，以及在步骤130将该业务负载与该阈值进行比较。如果它已经达到该阈值，则在步骤140，将请求发送给功率模式控制器以改变功率消耗模式。在步骤150，功率模式控制器通过改变功率消耗模式来进行响应。原则上，该阈值可以是上限或下限，在一些情况下，将有两个阈值以提供上限和下限。可以存在对于不同的功率消耗模式的不同阈值。
通过在通信装置来检测业务负载已经达到业务阈值，这可以使功率模式控制器摆脱定期轮询，以及从而有助于减少该控制器和通信装置之间的通信开销，以及减少在该控制器的计算开销。可以使得通信装置能够更加快速地进行反应而没有在轮询中所涉及的时延和通信延迟。此外，可以有助于使得该控制器能够被扩展以与许多通信装置一起工作而不需要太多的处理和通信资源。
图4，路径计算和PM控制的排序
图4示出了对于另一个实施例的时间图，该时间图示出了取决于业务负载是增加还是减少来决定制定路径计算和功率消耗模式控制的步骤的顺序的另外特征的示例。这可以被添加到图1或图2的实施例或任何其它实施例。在图4中，左边栏示出了通信装置的动作，居中栏示出了功率模式控制器10的动作，以及右边栏示出了路径计算装置的动作。时间向下流逝。
在步骤200，由路径计算装置检测到足以需要另外的容量的增加的整体业务负载。这个信息被传送给功率模式控制器，该功率模式控制器改变所选择的通信装置的功率消耗模式以增加性能以及因此提供更多的容量。在步骤220，在各自通信装置来实现这些改变。接着，在步骤230，路径计算装置使用所增加的容量来计算对于新的业务需求的新路径。在步骤240，使用通信装置来设置这些新路径。一些时间后，在步骤250，检测到减少的整体业务负载，足以存在对于通过改变功率消耗模式来节省功率消耗的范围。现在，有不同的步骤顺序。在步骤260，首先执行路径计算，以查看是否可以对业务进行重新路由以使得能够使一些部件的功率降低。接着，在步骤270，基于所重新路由的业务来执行功率消耗模式控制，以便可以使一些通信装置的功率降低到较低的功率模式。在步骤280，在该装置处实现这些功率模式改变以减少整体功率消耗。在一些情况下，可以使业务集中使用更少的通信装置，这可以涉及增加由一些装置所消耗的功率，如果使得能够在该网络的功率消耗中的整体降低，则这仍然是有用的。通过以上阐述的在功率消耗模式控制器和路径计算装置之间的协作使得这成为可能。
图5-9，从属模式功率控制器示例
图5示出了根据实施例的网络的示意图，示出了从属功率模式控制器的示例。从属功率模式控制器被示出为耦合在NMS 30和通信装置60之间中。它具有用于与NMS 30通信的接口320，以及处理器310，该处理器310耦合到该接口的以接收来自该NMS的功率消耗模式命令，以及被配置为基于业务负载和所接收的功率消耗模式命令来确定对于通信装置中的至少一个通信装置的功率消耗模式。从属功率控制器还被布置为将所确定的功率消耗模式输出给各自通信装置。关于通信装置中的各自通信装置的功率消耗模式的信息被发送给NMS。如上所述，通过将功率消耗模式的控制与NMS的操作结合，与通信装置通过检测它们自己的业务负载来控制它们自己的功率消耗模式的已知技术相比，对于给定业务量而言，降低了网络的整体功率消耗。NMS具有网络业务负载的广阔视野，以及跨域该网络的通信装置的功率消耗模式的广阔视野，以及因此能够有助于使得能够减少整体功率消耗。
图6示出了对于对应于图5的实施例的时间图，该时间图示出了从属功率模式控制器的操作。左边栏示出了通信装置的操作，居中栏示出了从属功率模式控制器的操作，以及右边栏示出了NMS的动作。时间向下流逝。在步骤400，NMS设置功率消耗模式以及将命令发送给从属功率模式控制器。在步骤410，从属功率模式检测业务负载，以及基于命令和基于业务负载来确定功率消耗模式。从属功率模式控制器可以负责一个通信装置或负责许多通信装置，如果负责许多通信装置，则可以对于个体装置，或对于一组装置来确定业务负载。可以在装置处确定业务负载并且将该业务负载发送给从属功率模式控制器。在步骤430，在通信装置处实现所决定的功率消耗模式。在步骤440，从属功率模式控制器于是可以通过向NMS发送关于功率消耗模式的信息来更新该NMS。该NMS可以使用这个信息作为输入以帮助决定关于对于其它通信装置的功率消耗模式，或作为至其它NMS功能（诸如例如，路径计算）的输入，或用于任何其它用途。
图7示出了另一个时间图，该时间图示出了获得用于发送给NMS的性能水平信息的另外特征。左边栏示出了通信装置的操作，居中栏示出了从属功率模式控制器的操作，以及右边栏示出了NMS的动作。时间向下流逝。步骤400至步骤430与图6中示出的那些步骤类似。在从属功率模式控制器通过向NMS发送关于功率消耗模式的信息来更新该NMS之前，在步骤450，该从属功率模式控制器获得对于当前功率消耗模式的性能水平信息。在步骤440中，这个信息可以作为关于功率消耗模式的信息的一部分被发送给NMS。这可以有助于使得该NMS能够使用较少的在从关于功率消耗模式的常规原始信息来确定性能水平中所涉及的延迟和计算开销，对于较低的整体功率消耗来优化它的操作。此外，可以使得该网络更容易容许许多不同类型的通信装置。因此，可以使得该NMS更加独立于使用中的通信装置的类型，以及这可以使得它更容易来管理具有许多不同类型和版本的通信装置的更大的网络。
图8示出了另一个时间图，该时间图示出了基于当从属功率模式控制器检测到它的业务负载已经达到阈值时来自该从属功率模式控制器的请求来控制功率消耗模式的另外特征。左边栏示出了通信装置的操作，居中栏示出了从属功率模式控制器的操作，以及右边栏示出了NMS的动作。时间向下流逝。
在步骤500，从属功率模式控制器根据当前的功率消耗模式将业务阈值设置在一种水平，使得当业务负载达到合适的水平时，从属功率模式控制器能够触发功率消耗模式中的改变。如上所述，可以存在较高阈值和较低阈值。在步骤410，由从属功率模式控制器检测业务负载，该业务负载是对于各自通信装置，或对于一组装置，以及可以在该装置处进行检测并且被发送给从属功率模式控制器。在步骤520，将该业务负载与该阈值进行比较，以及如果它已经达到该阈值，则发送对于功率消耗模式的改变的请求。
在步骤530，接收该请求，以及决定是改变路径还是改变功率消耗模式。如果决定改变功率消耗模式，则在步骤540，将对于此类改变的命令发送给从属功率模式控制器。在步骤550，将新的功率消耗模式发送给各自通信装置，以及在步骤560，在该通信装置中来接收并且实现该新的功率消耗模式。
存在以下非必需的步骤525：在已经检测到业务负载之后，或者在一些实施例中只有在达到该阈值的时候，将业务负载更新周期性地发送给NMS，以便减少通信和处理开销。存在以下步骤570：在已经改变功率消耗模式后设置新的阈值。
图9示出了根据实施例的网络示意图，该示意图示出了从属功率模式控制器的位置的各种示例。有三个不同的位置，以及在不同的示例中，从属模式控制器可以被放置在这些位置中的仅一个位置处或所示出的位置中的两个或三个位置中的任何位置处。最左边的从属功率模式控制器被示出为耦合在NMS 30和通信装置60之间中，但是位于NMS的位置处或在NMS中。居中的从属功率模式控制器被示出为耦合在NMS 30和通信装置60之间中，以及位于远离于该NMS和远离于具有通信装置的节点50的它自己的中间位置处。最右边的从属功率模式控制器被示出为耦合在NMS 30和通信装置60之间中，以及位于具有各自通信装置的节点50的位置处或在节点50中。
图10，随着时间而改变的阈值
图10示出了随着如从左向右流逝的时间的时间而变化的业务负载和阈值的图。业务负载被示出为被表示为在三个不同时刻处具有注水平面的桶。在第一时刻，该负载在较高阈值580（由深色旗帜示出）和较低阈值590（由浅色旗帜示出）之间。该桶的顶部是指示在业务负载容量方面的最大性能的功率模式（PMM）上限。较高阈值稍微低于该上限，以便有一些余量以给该控制器或NMS留有时间来采取动作，在第二时刻，业务负载已经增加足以使得触发增强容量的请求。作为响应，如由所增加的上限所示出的，已经改变了功率消耗模式。较高阈值和较低阈值也已经被改变为比先前更高。
在第三时刻，业务负载已经降低，因此已经发送用于降低功率消耗模式的请求，以及如由更低的PMM上限以及所降低的较高阈值和较低阈值所示出的，已经改变了该模式。
图11、12，控制器
图11示出根据另一个实施例的网络的示意图，该示意图示出了耦合到NMS并且被布置为将对于功率消耗模式的性能水平发送给该NMS的控制器的示例。它示出了该控制器具有处理器310，该处理器310被配置为基于业务负载来确定对于通信装置中的至少一个通信装置的功率消耗模式。可以将所确定的功率消耗模式输出给各自通信装置。向该NMS提供了接口320，接口320用于发送关于通信装置中的各自通信装置的功率消耗模式的信息。可以从该控制器将对于各自功率消耗模式的在传送该业务中的不同的性能水平的指示发送给NMS。
图12示出了对于图11的实施例的操作的对应的时间图。左边栏示出了通信装置的操作，居中栏示出了控制器301的操作，以及右边栏示出了NMS的动作。时间向下流逝。在步骤600，由控制器301检测业务负载。在步骤610，基于负载来确定功率消耗模式，已经将该功率消耗模式输出给通信装置。在步骤620，实现新的功率消耗模式。在步骤630，将包含对于该模式的性能水平指示的信息发送给NMS。在步骤640，NMS可以基于新的性能水平来执行诸如路径计算的管理。
图13，实施例通信装置示例
图13示出了以许多设备A、B、#的形式的通信装置的示例，每个设备具有许多电路卡，以及全部属于节点。对于该节点的通用部件是具有应用层和协议栈820的节点控制部件，该节点控制部件与具有应用层和协议栈810的每个设备上的对应的系统控制部件通信。设备A具有被更详细示出的电路，该电路包含线路卡A、B和#。线路卡A具有电路，该电路可以具有不同的功率消耗模式，该电路包含数字控制的DC/DC电源850，该电源850用于向其它电路输出供电线。还示出的是数字控制时钟860，以激光二极管LD 840的形式的传送器，以及用于数据处理和本地业务负载监测的电路870。风扇单元830具备借助于可以控制的供电电压的速度控制。在该卡的各种元素之间提供控制总线。
以上描述的控制器或从属模式控制器可以可选地被实现成在节点控制或系统控制部件上的应用层的一部分。这些部件能够通过通信线路（未示出）与NMS通信。它们能够通过节点控制或系统控制部件的协议栈与通信装置通信，实现以上描述的功率消耗模式控制方法。
图14、15，另一个实施例
图14和图15示出了根据实施例的具有从左向右流动的事件的时间序列的功能图。事件的序列也由数字0-5来指示。使用指示在NMS 30和以能量感知设备62的形式的通信装置之间的信息流的箭头来示出该功能。为了保证QoS，可以借助于以下过程来实现业务负载和PMM之间的协调。
能量感知NMS 30可以首先：
-运行能量感知“发现功能”（步骤710）
通过运行能量感知“发现功能”，该能量感知NMS通过对向的每个能量感知设备得到以下信息（步骤720）：
-获取支持的功率管理模式
-获取每个支持的PMM的预期的性能（最大业务吞吐量、时延、功率消耗、转变时间，即至睡眠的时间以及至唤醒的时间）
-获取每一个卡/接口的实际业务负载
-获取实际的（测量的）功率消耗（这是可选的，不严格要求）
能量感知NMS计算（步骤730）最优的能量感知业务路由选择和功率管理模式。按照每个元素或卡，能量感知NMS设置（如在图15中示出的，当减少性能时以以下顺序，当增加性能时以相反顺序）以下：
-设置业务路由选择，（730）以便能够通过应用可以使用的一组PMM来获得最大化能量节省。
-对于实际业务负载相应地设置PMM（步骤740）。例如，当低峰时段接近时，EA NMS可以首先对业务进行路由以对很少的资源进行填充，以及接着可以使剩余的资源进入睡眠；而当高峰时段接近时，首先它可以唤醒资源，以及接着它可以对业务进行路由以在可以使用的资源上分担负载。
能量感知设备能够借助于通用的北向接口与能量感知NMS，如与任何通用的网络管理实体，通信。注意的是，在能量感知过程之前，例如根据环境温度变化，和/或在能量感知过程之后，例如，关闭对应于被设置为关闭电源的卡的风扇，该设备的一些部件可以自发地决定低功率设置，诸如减少风扇托盘的速度，等。
信息模型示例
对于实施例的获取和设置的列表可以是如下：
获取卡类型 ← (例如，SDH, OTN, 1G, 100G, WDM, …)
获取卡配置 ← (主用, 备用, IEEE1588, 以太网, IP, …)
设置 PM_1 → On_Max (最大dc/dc; 最大时钟速度; …)
设置PM_2 → 例如，IEEE重置
设置PM_3 → 接口1 Tx_off
设置PM_4 → 接口2 Tx_off
…
设置PM_n → 接口n Tx_off
设置PM_o → Deep_Sleep (最小dc/dc; 时钟速度为零; …)
设置PM_p → Power_Off (BPM dc/dc关闭; …)
获取PM_1 ← 吞吐量; 功率; 时延
获取PM_2 ← 吞吐量; 功率; 时延
…
获取PM_p ← 吞吐量; 功率; 时延
获取实际业务负载 ← 元素 1
获取实际业务负载 ← 元素 2
…
获取实际业务负载 ← 元素 n
注意的是，如果例如小于x个业务路径是开启的，则板载μP或其它控制器可以自己决定进入自发的低功率设置，例如通过减少业务引擎时钟速度。对于多个电路共用的共用部件可以自发地决定低功率设置，例如减少风速托盘速度。
实际业务负载
对于旨在根据业务负载的动态自适应的任何方法的值得注意的问题是获取实际业务负载的高效过程；考虑到以下，这未必是简单的工作：
i)能量感知NMS能够对向大量网络元素
ii)业务负载获取过程应当尽可能迅速，最小化该获取和对应的PMM设置之间的时间，因此使得由于没有检测到业务负载变化导致的不一致的设置对QoS影响的风险无效。
iii)如果太频繁，则自上而下的循环轮询过程使得能量感知NMS存在过载的风险，然而如果太慢，则在业务负载收集和随之发生的PMM设置之间存在引入不可接受的延迟的风险（例如，诸如对于性能计数器，每15分钟的收集机制，风险将是保证QoS或总之能量节省机制的最佳效果太慢；而当对向非常大数量的元素时，仍然不能保证不使EA NMS过载）。
对于此类问题的解决方案如下：
i)当严格需要时，每个元素能够提供适当的业务负载状态的自发指示（自下而上）
ii)按照每个元素的每个PM，将存在定义的两个业务负载阈值，较高阈值和较低阈值，如此以区分实际业务负载是否与实际性能能力成线性，或者它是否正在危险地接近最大允许的能力，或者业务负载是否太低，即由过大的能力。
每个元素可以通过观察本地“分组计数器”，将结果与根据给定（实际的）PM设置所选择的本地存储的阈值进行比较，来自发地计算适当的业务负载状态（可以评估由EA NMS例如在发现阶段期间提供阈值水平更新能力的便利性或超时）。
根据阈值比较的输出，该元素可以：
i)一旦业务负载超过较高阈值（在图10中深色旗帜），则向EA NMS发送对于更高性能的PMM设置的紧急请求。
ii)一旦业务负载低于较低阈值（在图10中浅色旗帜），则向EA NMS发送对于更低性能的PMM设置的非紧急请求。
iii)一旦业务负载在这两个阈值之间，则不发送任何请求（不做任何事）。
EA NMS可以通过计算和提供新的（更高性能的）PM和/或重新分布业务的新的业务路由选择配置，来对紧急请求进行快速响应，如此来对关键元素进行卸载。
EA NMS可以通过计算和提供新的（更低性能的）PM和/或重新分布业务的新的业务路由选择配置，对非紧急请求使用较低的优先级进行响应，如此以适当地使用能力。
借助于这个方法，使能量感知NMS免于需要从任何对向的元素重复地询问实际业务负载。不管怎样，对于未预期的需求或对于负载分布的进一步细化，能量感知NMS可以维持以及时的方式来请求给定元素的业务负载的准确百分比的能力。在能量感知NMS暂时不可用的情况下，出于由于安全原因，可以该元素的本机控制来强制开启最大配置（即，最大性能）。一旦能量感知NMS恢复，则它将开始新的“发现功能”。
图16-18，EA业务路由选择实例
现在将参照示出三个节点网络部分的图16至18通过示例来更详细地论述路径计算装置的操作，当提到具有对于业务负载的动态性能自适应的能力的设备时，该操作利用EA业务路由选择。有三个节点A、B和C，它们由链路A-B、B-C和A-C链接。在这三个节点的能量感知网络示例中，按照每一步来监测相关的业务负载，逐步地减少节点A和节点B之间的业务（例如，如以上有关于图14和图15所论述的）。相应地设置操作功率消耗模式，直到达到可以以能够通过可替代的路径来路由的方式来管理的业务负载水平。一旦这些可替代的路径能够完全满足实际的业务负载，则在示例中的链路A-B可以采取越来越深的睡眠功率模式，诸如快速睡眠、深度睡眠或关闭电源。
这可以借助于实际业务与相对于每个节点或链路的最大吞吐量的设置的较低↓和较高↑的业务阈值的比较，通过集中在节点或网络级别的EA NMS或本地地通过设备（能量感知）控制来实现。
-图16示出了对于高性能的第一业务流的情况（在双链路中的A-B，A-C，B-C）：
-如果业务负载减少到第二业务流的情况，则如在图17中示出的，一旦与最大吞吐量相比，在两个A-B链路上的业务足够低，即低于“↓阈值<<最大吞吐量”（作为示例，可以在2G触发，假设链路最大吞吐量是10G），所有的活动业务将被路由到两个链路A-B中的仅一个链路，以及另一个链路进入第一睡眠模式，即快速睡眠状态。一个链路运行4G（在这个示例中，该链路最大为10G，假设根据4G业务的操作模式），另一个链路使用最迅速的唤醒时间来进行睡眠。注意的是，这个控制可以是本地的，而没有集中式的EA NMS的直接干预，应当仅使该集中式的EA NMS保持与正在发生的事情进行更新。
-如果业务A-B进一步降低（非常低峰的时间），则一旦业务A-B低于“↓阈值<<<最大吞吐量”（作为示例，可以在500Kbps触发，假设链路是10G），睡眠的链路可以进入更深的睡眠模式，例如深度睡眠状态。一个链路运行500Kbps（链路最大为10G），而另一个链路深度睡眠。
-如果业务A-C和业务B-C成比例地降低，则一旦业务A-C和B-C低于“↓阈值<<最大吞吐量”，（例如2G，假设链路是10G）运行最大10G中的2.5G，EA NMS将在节点A和节点B之间的所有活动业务（即，在这个示例中，在A-B上剩余的500Kbps业务）路由到节点C（集中式的EA NMS的任务是确保所路由的业务能够由接收的节点/链路来支撑）。现在，保持操作的链路A-B可以进入睡眠模式，进入快速睡眠模式，而睡眠的链路A-B可以进入最深的睡眠模式，例如关闭电源。
-如在图18中示出的，如果业务A-C和业务B-C进一步降低（例如，深夜、在海滨度假村的冬天时间，等），则一旦业务A-C和业务B-C低于“↓阈值<<<最大吞吐量”，（例如500Kbps，假设链路是10G）链路A-B可以分别进入深度睡眠和关闭电源模式，或者甚至两者都处于关闭电源，最大化功率消耗节省。
注意在突然的业务峰值的情况下，该方法如何能够胜任在业务余量和睡眠功率消耗模式之间的权衡以便保证QoS。
-当业务A-C和业务B-C增加（业务正在倾斜上升，诸如在早晨），则一旦业务A-C和/或业务B-C高于“↑阈值<<<最大吞吐量”，（作为示例，可以在1G触发，假设链路是10G），将强迫链路A-B中的一个链路进入例如快速睡眠而另一个链路可以停留在关闭电源中（见图17）。
-如果业务A-C和业务B-C进一步增加，则一旦业务A-C和/或业务B-C高于“↑阈值<<最大吞吐量”，现在EA NMS将对链路A-B中的一个链路设置在合适的操作模式，以及接着将节点A和节点B之间的所有活动业务路由回到操作链路A-B（作为示例，可以在4G触发，假设链路最大吞吐量是10G；集中式的EA NMS的任务是确保所路由的业务能够由接收节点/链路的操作模式来支撑）。睡眠的链路A-B将回到不那么深的睡眠模式，例如，深度睡眠。
-如果业务A-B进一步增加，则一旦业务A-B高于↑阈值<<<最大吞吐量（例如，1G，假设链路是10G），则在操作链路上将相应地设置操作模式，而将对于睡眠链路设置不那么深的睡眠模式，例如，快速睡眠状态。
-如在图16中示出的，一旦业务A-B进一步增加，一旦业务A-B高于↑阈值<<最大吞吐量，则将强制仍然睡眠的链路进入操作PM（作为示例，可以在4G触发，假设链路最大吞吐量是10G）。从现在开始，操作功率消耗模式转变将根据业务负载出现在给定阈值。
图19-21，功率消耗模式原语：重置、时钟、功率分割
根据本文中提出的方法的一些示例，功率消耗模式可以使用三种主要技术中的一个或多个技术：重置分割、时钟分割和缩放以及电源分割和缩放。根据可以使用的电路，它们可以应用于各种混合配置，以及现在将更详细地对它们进行解释。
图19，重置分割
重置功能可以是多种的，分割的（选择性重置），使得借助于专用的重置功能，在任何单个卡或子系统处也可以将选择性重置应用于给定卡的任何设备或单个区段。图19示出了设备A、B和C（分别为900、910和920），它们具有例如借助于专用线路的HW重置，和/或借助于由软件控制的专用功能的SW重置。在一个示例中，根据设备，电路部分（例如，传送器）的SW重置可以避免影响例如PLL同步或总线同步，其将同时通常受到重置之苦。因此，此类选择性重置可以加速唤醒时间以及减少对邻居设备的影响。而HW重置可以始终提供较低的功率消耗但是要求较长的唤醒时间。
图20，时钟分割和缩放
时钟分割和缩放是μP或网络处理器或任何其它可以应用引擎的时钟频率可以在运行中被动态地和选择性地调节的技术，节省功率以及减少由给定芯片所产生的热量。图20示出了设备A、B和C（分别为900、910和920）。每个设备可以具有它自己的专用时钟，该专用时钟源自多输出频率合成器（例如，数字控制振荡器、数值控制振荡器、预分频器等）。频率缩放减少处理器在给定时间量中可以发出的指令的数量，因此还减少了性能。
图21功率分割和缩放
可以使用由特定设计所允许的粒度来分割供电分配；识别在特定配置中可以被关闭的以及可以由减少的供电电压来支持的所有设备。图21示出了设备A、B和C（分别为900、910和920）。这些设备中的每个设备可以具有彼此分离和独立管理的供电线路。
因为芯片可以运行的频率与操作电压有关，所以动态电压缩放可以与频率缩放结合使用。根据给定的方程式，通过应用电压缩放获得的节省与所施加的电压步长的平方（即ΔV2）成比例，以及因此可以是特别重要的。
通过应用电路分割，在给定卡和/或设备和/或给定组件（FPGA等，因为本文中描述的技术也可以应用在内部芯片架构上）上创建了若干不同的“岛”或域。域可以与给定功能、接口、处理、单个芯片、电路部分等有关以及应当被裁剪以便以最低可能的频率速度与其它域分享最低可能数量的互连。在电压缩放的情况下，有时电平转换器可以被推荐用于域之间的连接。
结论
现今，功率消耗几乎独立于业务负载。直到今天，设计具有功率对负载的行为，该行为示出了根据业务负载的零或较差的功率消耗变化。使用所提出的能量感知设计方法，能够最大化依赖于业务负载的功率消耗以及增加显著的睡眠状态以进一步改进能量节省可能性。该方法允许动态地将网络性能适应于实际业务负载，从而最大化功率节省。借助于本文中描述的方法，可以获得在GHG排放方面以及在运行成本方面的显著节省。

Claims (17)

1.一种用于通信网络的网络管理系统，所述网络具有节点，所述节点中的至少一个节点包括能够以不同的功率消耗模式操作的通信装置，所述不同的功率消耗模式提供在传送通信业务中的不同的性能水平，所述网络管理系统具有：
路径计算装置，所述路径计算装置被配置为基于关于在所述网络中的业务负载的信息以及基于关于所述节点中的至少一个节点的所述通信装置的功率消耗模式的信息，来选择对于使用所述通信装置的业务的路径，以及
耦合到所述路径计算装置的功率模式控制器，所述功率模式控制器用于根据关于业务负载的信息以及根据关于所选择的路径的信息，来控制所述通信装置中的至少一个通信装置的功率消耗模式，以及
所述功率模式控制器被配置为响应于当各自通信装置检测到它的业务负载已经达到业务阈值时来自所述各自通信装置的对于不同功率消耗模式的请求，来控制对于所述通信装置中的至少一个通信装置的功率消耗模式。
2.根据权利要求1所述的网络管理系统，所述路径计算装置被配置为从所述通信装置接收对于它们各自功率消耗模式的在传送所述业务中的不同的性能水平的指示，以及被配置为根据此类指示来执行路径计算。
3.根据权利要求1或2所述的网络管理系统，其中对于减少的业务负载的情况，所述网络管理系统被配置为使得所述路径计算装置执行路径计算以及所述功率模式控制器被配置为使得基于所述路径计算来随后控制所述功率消耗模式。
4.根据权利要求1或2所述的网络管理系统，其中对于增加的业务负载的情况，所述网络管理系统被配置为使得所述功率模式控制器控制所述功率消耗模式以及所述路径计算装置被配置为基于所述功率消耗模式来随后执行路径计算。
5.一种用于通信网络的从属功率模式控制器，所述网络具有节点，所述节点中的至少一个节点包括能够以不同的功率消耗模式操作的通信装置，所述不同的功率消耗模式具有在传送通信业务中的不同的性能水平，所述网络还具有网络管理系统，所述从属功率模式控制器具有：
用于与所述网络管理系统通信的接口，以及
处理器，所述处理器耦合到所述接口以接收来自所述网络管理系统的功率消耗模式命令，以及被配置为基于所接收的功率消耗模式命令来确定对于所述通信装置中的至少一个通信装置的功率消耗模式，以及向各自通信装置输出所确定的功率消耗模式，以及所述处理器被配置为检测对于所述通信装置中的一个通信装置的业务负载何时达到业务阈值，以及向所述网络管理系统发送对于改变功率消耗模式的命令的请求。
6.根据权利要求5所述的从属功率模式控制器，所述接口被配置为向所述网络管理系统发送对于所述通信装置中的各自通信装置的各自功率消耗模式的在传送所述业务中的不同的性能水平的指示。
7.根据权利要求6所述的从属功率模式控制器，被配置为根据当前的功率消耗模式来设置所述业务阈值。
8.根据权利要求5或7所述的从属功率模式控制器，所述业务阈值至少包括较低的业务阈值和较高的业务阈值，以及所述处理器被配置为当所述业务负载达到所述较低的业务阈值时发送对于较低的功率消耗模式的请求，以及当所述业务负载达到较高的业务阈值时发送对于较高的功率消耗模式的请求。
9.一种用于通信网络的控制器，所述网络具有节点，所述节点中的至少一个节点包括能够以不同的功率消耗模式操作的通信装置，所述不同的功率消耗模式具有在传送通信业务中的不同的性能水平，所述网络还具有网络管理系统，所述控制器具有：
处理器，所述处理器被配置为基于业务负载来确定对于所述通信装置中的至少一个通信装置的功率消耗模式，以及将所确定的功率消耗模式输出给各自通信装置，以及
至所述网络管理系统的接口，所述处理器被配置为使用所述接口来发送关于所述通信装置中的所述至少一个通信装置的功率消耗模式的信息，
其中被发送给所述网络管理系统的所述信息包括对于各自功率消耗模式的在传送所述业务中的所述不同的性能水平的指示。
10.根据权利要求5至7和9中的任何一项所述的控制器，所述接口被配置为当所述业务负载达到业务阈值时向所述网络管理系统发送业务信息的更新。
11.根据权利要求5至7和9中的任何一项所述的控制器，所述功率消耗模式中的至少一个功率消耗模式包括：当改变功率消耗模式时将执行的各自通信装置的电路部分的选择性重置的定义。
12.一种管理通信网络的方法，所述网络具有节点，所述节点中的至少一个节点包括能够以不同的功率消耗模式操作的通信装置，所述不同的功率消耗模式具有在传送通信业务中的不同的性能水平，所述方法具有以下步骤：
基于关于在所述网络中的业务的信息以及基于关于所述通信装置的功率消耗模式的信息，来选择对于使用所述通信装置的业务的路径，以及
根据关于所述业务的信息以及关于对于所述业务所选择的路径的信息，来控制所述通信装置中的至少一个通信装置的功率消耗模式，还包括：
响应于当各自通信装置检测到它的业务负载已经达到业务阈值时来自所述各自通信装置的对于不同功率消耗模式的请求，来控制对于所述通信装置中的至少一个通信装置的功率消耗模式。
13.一种控制通信网络中的功率消耗模式的方法，所述网络具有节点，所述节点中的至少一个节点包括能够以不同的功率消耗模式操作的通信装置，所述不同的功率消耗模式具有在传送通信业务中的不同的性能水平，所述方法具有以下步骤：
接收来自网络管理系统的功率消耗模式命令，
基于所接收的功率消耗模式命令来确定对于所述通信装置中的至少一个通信装置的功率消耗模式，
将所确定的功率消耗模式输出给各自通信装置，以及
检测对于所述通信装置中的一个通信装置的业务负载何时达到业务阈值，以及向所述网络管理系统发送对于改变功率消耗模式的命令的请求。
14.一种在通信网络中控制功率消耗模式的方法，所述网络具有节点，所述节点中的至少一个节点包括能够以不同的功率消耗模式操作的通信装置，所述不同的功率消耗模式具有在传送通信业务中的不同的性能水平，所述方法具有以下步骤：
基于业务负载来确定对于所述通信装置中的至少一个通信装置的功率消耗模式，将所确定的功率消耗模式输出给各自通信装置，以及
向网络管理系统发送关于所述通信装置中的所述至少一个通信装置的功率消耗模式的信息，
其中被发送给所述网络管理系统的所述信息包括：对于它们各自功率消耗模式的在传送所述业务中的所述不同的性能水平的指示。
15.一种在通信装置中控制功率消耗模式的方法，所述通信装置能够以不同的功率消耗模式操作，所述不同的功率消耗模式具有在传送通信业务中的不同的性能水平，所述方法具有以下步骤：
从功率模式控制器接收功率消耗模式命令；
检测业务负载；
检测所述业务负载何时达到业务阈值，以及
当所述业务负载达到业务阈值时，发送请求到所述功率模式控制器以改变所述功率消耗模式。
16.一种在通信装置中控制功率消耗模式的设备，所述通信装置能够以不同的功率消耗模式操作，所述不同的功率消耗模式具有在传送通信业务中的不同的性能水平，所述设备包括：
用于从功率模式控制器接收功率消耗模式命令的部件；
用于检测业务负载的部件；
用于检测所述业务负载何时达到业务阈值的部件，以及
用于当所述业务负载达到业务阈值时，发送请求到所述功率模式控制器以改变所述功率消耗模式的部件。
17.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序具有指令，当由计算机执行所述指令时，所述指令使得所述计算机实现权利要求12、13、14或15中的任何一项的方法。
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