(57)【要約】  通信ネットワークにおけるエネルギー評価のための方法および装置。ネットワークは、いくつかの異なる部分、たとえばネットワークエレメントまたはサブネットワークからなる場合があり、これらは別々に評価され得る。本明細書に記載の方法によって、アイドル時消費電力および増分消費電力を決定し組み合わせて、総消費電力割り当てを形成することができる。このようにして、ネットワークリソースを共有する各サービスに対して、場合によってはネットワーク事業者に対しても、公正な割り当てを提供することができる。
2017511642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワークにおいて消費電力を割り当てるためのエネルギー評価方法であって、
ネットワークの少なくとも一部分における増分消費電力についての少なくとも１つのサービスへの割り当てを計算することと、
ネットワークの少なくとも一部分におけるアイドル時消費電力についての少なくとも１つのサービスへの割り当てを計算することと、
増分消費電力およびアイドル時消費電力に応じて、少なくとも１つのネットワーク部分における総消費電力についての少なくとも１つのサービスへの割り当てを計算することと
を備える、エネルギー評価方法。
【請求項２】
少なくとも１つのネットワーク部分が複数のネットワーク部分を含み、総消費電力についての割り当てを計算することが、複数のネットワーク部分についての総消費電力を計算することを備える、請求項１に記載のエネルギー評価方法。
【請求項３】
複数のネットワーク部分が、少なくとも１つのサービスにより使用される通信ネットワークの全ての部分を含む、請求項２に記載のエネルギー評価方法。
【請求項４】
少なくとも１つのサービスについての総消費電力を報告することをさらに備え、少なくとも１つのサービスについての総消費電力が、複数のネットワーク部分の各々についての計算された総消費電力値の総和を少なくとも含む、請求項２に記載のエネルギー評価方法。
【請求項５】
ネットワークの少なくとも一部分についてＥの値を決定することをさらに備え、Ｅが、ネットワーク部分についてのスループットの増加に伴うアイドル時消費電力Ｐｍｉｎを超える消費電力の増分増加を表す線の傾きである、請求項１に記載のエネルギー評価方法。
【請求項６】
ネットワークの少なくとも一部分についてＥの値を決定することが、Ｅ＝０であると決定することを備える、請求項５に記載のエネルギー評価方法。
【請求項７】
ネットワークの少なくとも一部分についてＥの値を決定することが、最大スループットＣｍａｘにおけるネットワーク部分の総消費電力Ｐｍａｘのある割合としてＥを計算することを備える、請求項５に記載のエネルギー評価方法。
【請求項８】
少なくとも１つのサービスについての増分消費電力に関する割り当てを計算することが、ネットワークエレメントを経由するサービスのスループット寄与Ｃｊについての値とＥとの積に従って増分消費電力に関する割り当てを計算することを備える、請求項１に記載のエネルギー評価方法。
【請求項９】
少なくとも１つのネットワーク部分がネットワークエレメントである、請求項１に記載のエネルギー評価方法。
【請求項１０】
少なくとも１つのネットワーク部分がサブネットワークである、請求項１に記載のエネルギー評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔと題され、２０１４年３月１２日に出願され、その内容全体が引用により本明細書に組み込まれている米国仮特許出願第６１／９５１，８３３号に関し、その優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、一般的には通信ネットワークの分野に関し、より詳細には、ネットワークを用いた１つまたは複数のサービスへの消費電力の割り当てを含む、ネットワークの全部または一部分のエネルギー評価のための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
通信ネットワークは、ネットワークデータトラフィックをあるデバイスから別のデバイスまたはいくつかのデバイスへ、いくつかの中間デバイス、多くの場合多数の中間デバイスを介して、既存のまたは新たな通信プロトコルに従って搬送する。そのようなネットワークはより大きくなりかつ普及しており、多種多様なサービスプロバイダにより使用されている。通信ネットワークは非常に普及しており広く用いられているので、それらの動作に必要なエネルギーは、いくつかの懸念の理由となっている。１つの側面では、この懸念は、不必要な消費電力を削減することに焦点を合わせており、別の側面では、広報活動または規制の目的で実際のまたは予想される消費量を定量化することに焦点を合わせている。事業者は、自身のカーボンフットプリントを決定し削減することに関心がある。当然ながら、事業者は、可能な限り正確なエネルギー評価を得ることに関心がある。ネットワークを使用するサービスは、何らかの特にいくつかのサービスが同一のネットワークを使用する場合に、この評価が公正であることに関心がある。サービスプロバイダは、他者に正しく請求されるべきいくらかの電力消費量によって請求されないことを保証することを望んでいる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エネルギー評価は一見すると単純なように見えるが、始めてみるといくつかの複雑さを呈する。上述の複雑にする要因の１つは、いくつかのサービスが、所与の通信ネットワークのリソースの一部または全部を共有し得るということである。各サービスまたはサービスプロバイダに消費電力（または予想される消費電力）を公正に割り当てることは、特に１つのサービスになされる変更が他のサービスに付与される割り当てに影響し得る場合に、現実には難しい場合がある。本明細書に記載されるのは、これらおよび他の懸念に対処することを目的とするエネルギー評価を行う方法である。
【０００５】
既存のものまたは可能なものとして本明細書に記載された任意の技法または方式は、本発明についての背景として提示されているが、これによって、これらの技法および方式がこれまで商業化されていたまたは本発明者ら以外の者に知られていたと認めるものではないことに留意されたい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、通信ネットワークについてのエネルギー評価の方法を教示する。一態様では、通信ネットワークにおいて消費電力を割り当てるためのエネルギー評価方法が教示され、方法は、ネットワークの少なくとも一部分における増分消費電力についての少なくとも１つのサービスへの割り当てを計算することと、ネットワークの少なくとも一部分におけるアイドル時消費電力についての少なくとも１つのサービスへの割り当てを計算することと、増分消費電力およびアイドル時消費電力に応じて、少なくとも１つのネットワーク部分における総消費電力についての少なくとも１つのサービスへの割り当てを計算することとを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのネットワーク部分は複数のネットワーク部分を含み、総消費電力についての割り当てを計算することは、複数のネットワーク部分についての総消費電力を計算することを備える。複数のネットワーク部分は、少なくとも１つのサービスにより使用される通信ネットワークの全ての部分を含むことができる。いくつかの好ましい実施形態では、ネットワーク事業者への割り当てを含むことができる。ネットワーク部分は、たとえば、ネットワークエレメントまたはサブネットワークとすることができる。
【０００７】
実施形態は、少なくとも１つのサービスについての総消費電力を報告することをさらに含むことができ、少なくとも１つのサービスについての総消費電力が、複数のネットワーク部分の各々についての計算された総消費電力値の総和を少なくとも含む。好ましい実施形態では、消費電力値は、割り当てテーブルまたは類似の保管場所に格納される。
【０００８】
実施形態は、ネットワークの少なくとも一部分についてＥの値を決定することをさらに含むことができ、Ｅは、ネットワーク部分についてのスループットの増加に伴うアイドル時消費電力Ｐｍｉｎを超える消費電力の増分増加を表す線の傾きである。いくつかの実装では、これは、Ｅ＝０であると決定することを含むことができる。その他では、最大スループットＣｍａｘにおけるネットワーク部分の総消費電力Ｐｍａｘのある割合としてＥを計算すること。さらにその他では、Ｅはデフォルト値であると決定される。Ｅの値は、所与のネットワーク部分を使用する全てのサービスに適用することができるが、いくつかの実施形態では、１つまたは複数のサービスに対して別々のＥの値を決定することができる。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのサービスについての増分消費電力を計算することは、ネットワークエレメントを経由するサービスのスループット寄与Ｃｊについての値とＥとの積に従って増分消費電力に関する割り当てを計算することを備える。
【０００９】
他の態様では、本開示は、エネルギー評価装置であって、装置のコンポーネントを制御するためのプロセッサと、実行された場合に、本明細書に記載のエネルギー評価方法の１つまたは複数を装置に実施させるプログラム命令およびデータを記憶するためのメモリとを含む、エネルギー評価装置を教示する。装置は、消費電力割り当てを計算するための消費電力計算器と、結果を格納するための割り当てテーブルとを含むことができる。ネットワークインターフェースも存在することができる。
【００１０】
さらなる態様が、部分的に、以下の詳細な説明、図面および任意の請求項に記載され、部分的に、詳細な説明から導かれ、または本発明の実践によって学ぶことができる。前述の概略的な説明および以下の詳細な説明の両方が、単に例示的であって説明的なものにすぎず、開示された本発明を限定するものではないことを理解されたい。
【００１１】
以下の詳細な説明を添付の図面と併せて参照することで、本発明のより完全な理解が得られるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】スループットＣに対する所与のネットワークエレメントの消費電力Ｐの依存関係を示すグラフである。
【図２】エネルギー評価を行うこの方法が実装され得る通信ネットワークを示す簡易概略図である。
【図３】エネルギー評価を行うこの方法が実装され得る別の通信ネットワークを示す簡易概略図である。
【図４】本発明の一実施形態によるエネルギー評価の方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態によるエネルギー評価装置を示す簡易ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本開示は、通信ネットワークまたはその一部分においてサービスにより使用されるエネルギーを評価することを対象とし、特に、ネットワークまたはネットワークの一部分を共有する様々なサービスの個別のエネルギー消費を評価するのに有用である。
【００１４】
図２は、エネルギー評価を行うこの方法が実装され得る通信ネットワーク１００を示す簡易概略図である。ネットワーク１００は、エッジノード１０５、１１０、１１５、１２０、１２５、および１３０を含む。エッジノード１０５、１１０、および１１５は、たとえば、ルータ、スイッチ、ブリッジなどとすることができ、ここで顧客または加入者がネットワーク１００に接続される。エッジノード１２０、１２５、および１３０は、たとえば、ルータ、スイッチ、ブリッジなどの機器とすることができ、これらは他の通信ネットワークへのゲートウェイとして機能する。本明細書では、ネットワークノードが「エレメント」と呼ばれることもあることに留意されたい。
【００１５】
この例示では、ネットワーク１００のコア１５０は、図２で雲として表現されたネットワーク１５５、ネットワーク１６０、およびネットワーク１６５を含む。この例示におけるネットワーク１５０、１５５、および１６０の各々は、ここでは別途図示されていないいくつかの個々の相互接続されたノードを含むことができる。
【００１６】
実際の実装では、ネットワーク１００を用いて、たとえば、エッジノード１０５、１１０、および１１５に接続された加入者が、互いと通信し、また、同じくネットワーク１００と通信可能であるか、またはエッジノード１２０、１２５、および１３０の１つがアクセスを提供する他のネットワークと通信可能である他のデバイス（図示せず）と通信することを可能にすることができる。図２のネットワーク１００の構成が例示的であることが意図されており、多数の他の構成が可能であることに留意されたい。
【００１７】
本明細書に記載のエネルギー評価方法および装置は、ネットワーク１００、またはその一部分、たとえばネットワーク１６０に適用することができる。しかしながら、本明細書では便宜上、評価中のネットワークまたはその一部分は、特定の実施形態においてより具体的な命名法が有益である場合を除いて、単に「ネットワーク」と呼ばれる。各ネットワークは、いくつかの個別の要素、たとえばエッジノード、スイッチ、ルータなどにより形成されると推定される。
【００１８】
ネットワークエレメントにより消費される電力は、グラフィカルに表現することができる。図１は、スループットＣに対する所与のネットワークエレメントの消費電力Ｐの依存関係を示すグラフである。図１において、Ｐｍｉｎは、ネットワークエレメントによりアイドル状態において、すなわちデータトラフィックがそれを通じて処理されていない状態で、すなわちＣ＝０の場合に、消費される電力を表す。そして、Ｐｍａｘは、問題となっているネットワークエレメントにより、最大スループットＣｍａｘを経験する際に消費される電力を表す。Ｃｍａｘは、機器の実際的な限界を決定することで、たとえばベンダの仕様または表示（ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｓ）を参照することで、定めることができる。
【００１９】
図２において、ＰＴｏｔは、アイドル時電力と、スループットＣＴｏｔを経験する際に消費される追加電力との両方を含む、ネットワークエレメントの消費電力を表す。ほぼ全てのネットワーク機器、たとえば、ＣＰＥ（顧客宅内機器：ｃｏｎｓｕｍｅｒ  ｐｒｅｍｉｓｅｓ  ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、モバイル基地局、ルータ、スイッチ、クロスコネクトなどの消費電力プロファイルが、図２の形状により正確に記述できることに留意されたい。この電力プロファイルは、アイドル時電力（Ｐｍｉｎ）と、トラフィックのスループットがゼロからＣｍａｘまで増加するにつれて消費される電力の増分の線形増加とからなる。
【００２０】
本明細書に記載の解決方法を用いて、ネットワークエレメント（またはネットワークの他の定義された部分）を用いる１つまたは複数のサービスに、総消費電力のシェアを割り当て、ネットワークエレメント（または他のネットワーク部分）の集合体から、ネットワークにより消費されるまたは消費が予想される電力のシェアを割り当てるのに使用することができる。もちろん、エレメントまたは他のネットワーク部分を伝播するサービスが１つしかない場合、割り当ては、単純にそのエレメントの消費電力全体をそのサービスに割り当てることになり得る。
【００２１】
しかしながら、いくつかの実施形態では、消費電力割り当ての一部分はネットワーク事業者に対してもなされ得ることに留意されたい（後述されるように）。消費される電力は、実際のものでもよく、またはたとえば事業者により定められた契約上のパラメータまたは限度などに基づく予測値でもよいことにも留意されたい。
【００２２】
本解決方法は、複数のサービスがネットワークのリソース、たとえば個々のエレメントを共有し、割り当て処理がより困難になる場合に、最も有利である。これは、たとえばメトロまたはコアネットワークを用いるサービスに関して当てはまることが多い。各サービスが、必ずではないが、特定のサービスプロバイダに関連し得ることに留意されたい。
【００２３】
サービスは、必ずではないが、ネットワークの全ての部分を使用することができる。図２において、たとえば、サービス経路が大まかに示されている。ここでは、サービス経路は、エッジノード１１０を、ネットワーク１５５を介してエッジノード１３０と接続し、ネットワーク１６０および１６５を介してエッジノード１２５と接続する。もちろん、他のサービス経路が他の実施形態において可能である。しかしながら、サービスにより実際に使用されるまたは実装が予想されるネットワーク部分を用いてエネルギー評価を行うことが好ましい。
【００２４】
本解決方法の実施形態によるエネルギー評価の処理が、ここで説明される。いくつかの実施形態では、所与のエレメントの総消費電力ＰＴｏｔが、そのエレメントを使用するサービスに割り当てられる。ネットワークエレメントを伝播するトラフィックを各々有するＮ個のサービスが存在する場合、第ｊのサービスの消費電力Ｐｊは：
【数１】
2017511642.tif 000003
により計算することができる。
【００２５】
同様に、エレメントを経由する総トラフィックスループットは、各サービス（またはサービスプロバイダ）のトラフィックスループットＣｊの総和として表すことができる：
【数２】
2017511642.tif 000004
【００２６】
この実施形態では、エレメントにより経験される総スループットにＣｊのトラフィックだけ寄与する所与のサービスｊに起因する（Ｐｍｉｎを上回る）増分消費電力は：
Ｐｉｎｃ，ｊ＝ＥＣｊ  （３）
と表すことができる。
【００２７】
式（３）のＥの計算は以下で説明されるが、まず、ネットワークエレメントへのアイドル時電力Ｐｍｉｎのシェアの割り当てについての解法が説明される。アイドル時電力Ｐｍｉｎは固定であり、結果として、この電力の複数のサービスへの割り当ては、エレメントを共有するサービスの数と、各サービスのトラフィックとに応じて変化する。たとえば、各サービスに関するトラフィックの割合に基づく単純な割り当ては：
【数３】
2017511642.tif 000005
となる。
【００２８】
この割り当ては、単純で直接的であるが、１つのサービスプロバイダがトラフィックを変更することを決定した場合、これにより、そのエレメントを使用する他の全てのサービスプロバイダの消費電力が変化することになるという欠点がある。この変動は、評価されるサービスプロバイダにとって害になる場合があるので、他の方法が好ましい。好ましい実施形態の説明は、以下である。
【００２９】
一般的に言えば、全てのネットワーク機器は通常、その最大スループット未満で動作し、すなわち、ＣＴｏｔ＜Ｃｍａｘである。この理由は、トラフィックの急増が生じた場合に、トラフィックの急増が、エレメントが対処できるよりも大きい（すなわち、Ｃｍａｘより大きい）ことによってトラフィック（たとえばデータパケット）が失われないことをネットワーク事業者が保証しなければならないためである。トラフィックが失われないことを保証するために、ネットワーク事業者は、その機器をＣｍａｘの所定の割合未満で動作させることができる。エレメントを経由する総許容可能トラフィックは、ＵｍａｘＣｍａｘとして与えることができ、ここでＵｍａｘ＜１である。Ｕｍａｘの値は通常、ネットワーク事業者のポリシー決定により決定される。これは、あるネットワークエレメントについて：
【数４】
2017511642.tif 000006
であることを意味する。
【００３０】
評価の好ましい実施形態では、いくらかのトラフィックがネットワーク事業者に割り当てられる。一実施形態では、この割り当ては総容量ＣＴｏｔに基づくことができ、ＣＴｏｔはＵｍａｘＣｍａｘに等しく：
【数５】
2017511642.tif 000007
により与えられ、ここでＣＯｐｅｒａｔｏｒはネットワーク事業者に割り当てられるトラフィックであり、エレメントを経由するスループットＣＯｐｅｒａｔｏｒは：
【数６】
2017511642.tif 000008
と表すことができる。
【００３１】
この割り当てにおいて、ネットワーク事業者は、エレメントを経由する総計のサービスプロバイダのトラフィックと、エレメントが搬送可能な最大トラフィックとの「差を拾得（ｐｉｃｋ  ｕｐ）」し、結果として、アイドル時電力の各サービスプロバイダのエネルギー割り当ては、他のサービスプロバイダに起因するいかなるトラフィック変化にも無関係となる。
【００３２】
この実施形態では、各サービスプロバイダに割り当てられるアイドル時消費電力は：
【数７】
2017511642.tif 000009
となる。
【００３３】
上述のように、この割り当ては、他のサービスまたはサービスプロバイダによるトラフィック負荷の変化と共に変化することはない。
【００３４】
この実施形態では、アイドル時消費電力の一部分もまた、以下のようにネットワーク事業者に割り当てられる：
【数８】
2017511642.tif 000010
【００３５】
他の実施形態では、トラフィック関連の消費電力が、最大スループットＣｍａｘに基づいてネットワーク事業者に割り当てられる。この場合、アイドル時電力の割り当てはＣＴｏｔの値に基づいており、ＣＴｏｔはＣｍａｘに等しく：
【数９】
2017511642.tif 000011
により与えられる。
【００３６】
この実施形態では、ネットワーク事業者は、実際には、ＣＴｏｔとネットワークエレメントの最大容量Ｃｍａｘとの差を拾得する。各サービスについてのネットワークエレメントにおけるアイドル時消費電力は：
【数１０】
2017511642.tif 000012
により与えられる。
【００３７】
この実施形態では、事業者に割り当てられるアイドル時消費電力は：
【数１１】
2017511642.tif 000013
により決定される。
【００３８】
明らかなはずであるように、上述の実施形態は両方共、アイドル時電力の消費量は、どこかの当事者に完全に割り当てられる。どちらの場合でも、割り当ての一部はネットワーク事業者に対するものであることに留意されたい。この割り当ては、エレメントを経由する総トラフィック（ΣｊＣｊ）に応じて変化することになる。消費電力の削減が奨励される状況では、ネットワーク事業者が含まれる。最後に、２つの代替例の間の選択は実装によって変化し、後者ではＵｍａｘを決定する必要はないが、いずれも現在好ましくないことに留意されたい。
【００３９】
これを例外として、通常の場合、測定されるかまたは別の方法で確認される必要があるパラメータは、以下である：
Ｐｍａｘ：これは、ネットワークエレメントの構成から決定することができる。このデータは、測定によって、または機器ベンダにより提供されることで、ネットワーク事業者が簡単に入手できる。
Ｐｍｉｎ：これは、ネットワークエレメントのアイドル時電力である。この場合もやはり、このデータは、測定によって、または機器ベンダにより提供されることで、ネットワーク事業者が簡単に入手できる。
Ｃｍａｘ：これは、ネットワークエレメントの構成から決定することができる。このデータは、機器ベンダからネットワーク事業者が簡単に入手することができる。
Ｕｍａｘ：これは、使用される場合、ネットワーク事業者により採用されるポリシー決定およびネットワーク設計規則により設定することができる。Ｕｍａｘは、電力割り当てを行うための装置におけるデフォルト値に設定することができる。ネットワークエレメントごとに、またはエレメントのタイプごとに、単一のＵｍａｘ値、または値のセットを用いることができる。
考慮中のサービスについてのＣｊ：これは、サービスプロバイダのトラフィック要件の仕様により提供することができる。たとえば、サービスプロバイダは、所与のサービスのためにＸビット／秒の接続を有することがある。この場合、トラフィック割り当ては、Ｘビット／秒であると推定することができる。Ｃｊは、他の場合では、測定により決定することができ、たとえば、サービスプロバイダの相互接続点から発せられるトラフィックを監視してトラフィックログを提供することができる。そして、このデータを用いて、サービスの期間にわたるＣｊの値を提供することができる。
ネットワークエレメントについてのＥ：これは、図１に描かれた線の傾きである。いくつかの実装では、Ｅはトラフィックのタイプならびに量に依存し得ることに留意されたい。この場合、Ｅｊを（必ずではないが）サービスごとに決定することができる。これが行われる場合、サービスｊに適用される決定においてＥの代わりにＥｊを使用することができる。
【００４０】
Ｅの決定は、典型的には、ネットワークエレメントのタイプに依存する。多数のネットワークエレメントは、Ｅ＝０またはＥ≒０を有する。これらの場合、サービスの消費電力は、実質的には、上で論じたようにそのサービスへのアイドル時消費電力の割り当てにより決定され、その理由は、増分消費電力の割り当てもゼロとみなせるためである。
【００４１】
他の場合、Ｅ≠０である。この場合、Ｅは、たとえば、ネットワークエレメントの消費電力およびトラフィック負荷の直接測定を用いて決定することができる。これには、典型的には、電力メータをエレメントに取り付けて消費電力を記録し、エレメントに関するトラフィックログにアクセスすることが必要となる。直接測定を用いることが現実的でない場合、Ｅは機器のタイプの知識から近似することができる。現在のルータおよびスイッチの多くは、Ｐｍｉｎ≒０．８から０．９Ｐｍａｘを有する。このおおよその割合がわかると、Ｅ≒０．１から０．２Ｐｍａｘ／Ｃｍａｘが得られる。いくつかの実施形態では、Ｅの決定は、そのような近似を含むか、または代わりに、デフォルト値、たとえばＥｄｅｆａｕｌｔ＝０．１５Ｐｍａｘ／Ｃｍａｘの受諾を含むことができる。
【００４２】
Ｅがトラフィックに強く依存する、すなわち、エレメントを通過するトラフィックのタイプに応じて変化し得る実装では、第ｊのサービスに消費電力を割り当てる際に使用するためのＥｊを計算することが望ましい場合がある。これは、典型的な動作条件下であっても増分電力が総消費電力計算において支配的となる程度まで、機器のアイドル時電力が大幅に削減される実装においても適用することができる。
【００４３】
たとえば、行われた実験から、ネットワークエレメントの総消費電力は、いくつかの場合では：
【数１２】
2017511642.tif 000014
の形で書くことができる。
【００４４】
この形は、異なるサービスが異なるタイプのトラフィックを生成するという事実を認識したものである。たとえばパケットサイズ（ＮＰｋｔ，ｊ）およびパケットレート（ＣＰｋｔ，ｊ）は、たとえば、ダウンロードおよび格納ビデオサービス、リアルタイム視聴ビデオサービス、ＶＯＩＰ、電子メールなど、サービスによって異なる。
【００４５】
ＰＴｏｔに関するこの式（１３）では、パラメータＥｊは、パケットあたりのエネルギーを単位とし、ＣＰｋｔ，ｊは、秒あたりのパケットを単位とする。Ｅｊは、ネットワークエレメントが第ｊのサービスについて処理するパケットごとに消費する、パケットあたりの総エネルギーである。ＣＰｋｔ，ｊは、そのサービスについてのパケットレートである。ＣＰｋｔ，ｊの値は、上記で導入されたＣｊの値に対応し、同様に決定される。
【００４６】
一実施形態では、Ｅｊは、
Ｅｊ＝Ｅｐｒｏｃ＋ＥＳ＆ＦＮｐｋｔ，ｊ  （１４）
により与えられる。
【００４７】
この実施形態では、ＮＰｋｔ，ｊの値は、たとえば：ａ）測定、ｂ）所与のサービスについてのパケット長の知識、およびｃ）ネットワークエレメントのトラフィックログの使用、を含む複数の手段によって決定することができる。これらの各々は、比較的単純であり、ＮＰｋｔ，ｊを決定するのに必要な情報を提供することになる。
【００４８】
ＥＰｒｏｃおよびＥＳ＆Ｆの項を評価するには、ネットワークエレメントにおける測定が必要となる。いくつかの場合、これには、ネットワークエレメントを「オフライン」にして測定を行う必要がある。あるいは、製造工程の一部として、機器を測定してＥＰｒｏｃおよびＥＳ＆Ｆを決定することができる。この場合、これらの値は、機器ベンダにより公表されることになる。この状況で必要となる測定を行うのは簡単ではないので、この実施形態は現在好ましくない。もちろん、これらの状況におけるＥの値は、代わりに、他の実施形態に関連して上記で説明されたように決定することができる。
【００４９】
図４は、本発明の一実施形態によるエネルギー評価の方法３００を示すフローチャートである。「開始」において、必要なコンポーネントが利用可能であって、少なくともこの実施形態（たとえば図５参照）に従って動作可能であることが仮定される。そして、処理は、ネットワークの少なくとも一部分を選択することから開始する（ステップ３０５）。このネットワーク部分は、たとえば、ネットワークエレメント、もしくは場合によってはネットワークエレメントの集合体、またはサブネットワークとすることができる。
【００５０】
図４の実施形態では、このネットワーク部分について、たとえば本明細書に記載の方法の１つに従って、Ｅの値が決定される（ステップ３１０）。Ｅは増分電力割り当てにおいて使用されるので、そのような割り当てが必要と考えられない場合、Ｅは単にゼロに設定できることに留意されたい。いくつかの実施形態では、このステップは単に省略することができる。また、上述のように、適用可能な場合、各サービスについての別個のＥｊを、所望であれば決定することができる。
【００５１】
この実施形態では、次いで、選択されたネットワーク部分に関連する増分消費電力の割り当てが計算され（ステップ３１５）、サービスに割り当てられるネットワーク部分についてのアイドル時電力の部分も計算される（ステップ３２０）。これらの計算は、たとえば本明細書に記載の様々な方法に従って行うことができる。何らかの理由で、増分電力またはアイドル時電力が含まれる必要がない場合、もちろん、対応するステップを省略することができる。また、ネットワークの一部分が１つのサービスまたはサービスプロバイダにより独占的に使用される場合、そのサービスに、（事業者の配分の考慮の有無にかかわらず）増分消費電力もしくはアイドル時消費電力またはその両方の一部分もしくは全部を割り当てることができる。
【００５２】
図４の実施形態では、次いで、ネットワーク部分についてのサービスｊの総消費電力割り当てを計算することができる。この実施形態では、計算は、このネットワーク部分についてサービスｊに割り当てられる増分電力およびアイドル時電力を含む。上記で与えられた説明を踏まえると、サービスｊによる消費電力の割り当ては、Ｕｍａｘが考慮されるか否かに応じて、以下の１つとして表すことができる：
【数１３】
2017511642.tif 000015
【００５３】
図４の実施形態では、割り当てを追跡するために、この時点で割り当てテーブル（たとえば、図５に示された割り当てテーブル４１５）にポピュレートすることができる（ステップ３３０）。そして、所望のネットワーク部分の全てが分析されたかどうかについて決定がなされる（ステップ３３５）。好ましい実施形態では、所望のネットワーク部分は、一部のネットワーク部分が含まれる必要がない場合があるので、ネットワーク事業者により決定することができる。図４の実施形態では、ステップ３５５においてさらなるネットワーク部分が検査されるべきであると決定された場合に、処理はステップ３１０に戻り、別のネットワーク部分に対する電力の割り当てを決定する。
【００５４】
この実施形態において、他方、ステップ３３５における決定が、検査される必要があるさらなるネットワーク部分がないということである場合、処理は、各ネットワーク部分になされた割り当てに基づいて、サービスｊに対する総電力割り当ての計算（ステップ３４５）に進む。ネットワーク部分がサービスｊにより独占的に使用される（他のサービスと共有されない）場合、総消費電力割り当てへのそれらの寄与もまた、ステップ３４５の計算に含まれるべきであることに留意されたい（図４には示されていない）。図４には示されていないが、ネットワーク事業者に対する電力割り当てもまた、（本明細書の他の場所で説明されたように）この時点で計算し、割り当てテーブルに記録することができることに留意されたい。
【００５５】
次いで、割り当ての結果は、ネットワーク事業者またはその他に報告することができる（ステップ３５０）。そして処理は、必要であれば、たとえば異なるサービスまたはサービスプロバイアへの消費電力割り当てのために、続行する。
【００５６】
図４に示された動作のシーケンスが一例示的実施形態を表し、何らかの変形が可能であることに留意されたい。たとえば、追加の動作を、図４に示された動作に追加することができ、いくつかの実装では、例示された動作の１つまたは複数。加えて、方法の動作は、確定したシーケンスが特定の実施形態に挙げられていない限り、任意の論理的に一貫した順序で送信し受信することができる。
【００５７】
上述の実施形態の一部は、「ボトムアップ」の手法として説明されている場合があり、その理由は、それらがネットワーク機器の消費電力の計算を含み、これを集約してネットワークの消費電力を決定するためである。代替的実施形態では、ボトムアップの手法の代わりに（または場合によってはこれに加えて）、「トップダウン」の手法を用いることができる。これらの代替的実施形態は、場合によっては精度が劣る評価を許容する必要があり得るが、より少ないデータ収集を必要とするネットワークエネルギー評価を提供する。様々な実施形態によるトップダウンの手法がここで説明される。
【００５８】
全てのネットワーク機器の電力プロファイルは図１によってよく近似されているので、ネットワーク全体の消費電力のトラフィックへの依存関係は、同じ形を有することになる。総ネットワーク電力プロファイルは、アイドル時電力Ｐｍｉｎ、増分Ｅ、および最大スループットＣｍａｘからなる。ほとんどのネットワーク機器はＰｍｉｎ≒０．９Ｐｍａｘを有するので、ネットワークもこの近似を満たすと予想される。
【００５９】
図３に示されたように搬送するネットワーク２００を考慮されたい。図３は、エネルギー評価を行うこの方法が実装され得る通信ネットワーク２００を示す簡易概略図である。ネットワーク２００は、図２に示されたネットワーク１００と類似しているが、必ずしも同一ではないことに留意されたい。
【００６０】
図３の実施形態では、ネットワーク２５５、２６０、および２６５はそれぞれ、評価のためにサブネットワークＢ、Ｃ、およびＤとして指定されている。これらのサブネットワークは、エッジデバイス１０５、１１０、および１１５を含むサブネットワークＡと、ここではエッジデバイス２２０、２２５、および２３０を含むサブネットワークＢとの間で、いくつかのラベル付けされたインターフェースを介してトラフィックを搬送する。図３に暗示されるように、各エッジデバイスは、これらの複数のインターフェースを介してそれぞれのネットワークと通信できることに留意されたい。もちろん、ここで示されたデバイスの数およびインターフェースの構成は例示的であって、特定の実装により変動し得る。
【００６１】
ネットワークを経由するサービスデータトラフィックの１つまたは複数の経路が知られている場合、経路に沿った各ネットワークエレメントの詳細を抽出することができ、エネルギー評価をボトムアップ手法を用いて実施することができる。しかしながら、これは当てはまらないことが多く、したがってトップダウンの代替例となる。そのような代替的実施形態では、サービス経路が確認可能でない場合、サービストラフィックの分配がほぼ均等であると仮定される。その場合、ネットワークの消費電力は、３つのコアサブネットワークの各々について、Ｐｍｉｎ、Ｐｍａｘ、ＥおよびＣｍａｘの平均または累積値に基づき得る。
【００６２】
図３を参照すると、この実施形態では、サブネットワークＡへのトラフィックが、たとえば、ネットワーク事業者による帯域幅ＣＡ，ｊの特定のサービスプロバイダｊへの契約された提供によって、知られていると仮定される。サブネットワークＡにおけるサービスＣｊに起因する消費電力は、
【数１４】
2017511642.tif 000016
であり、ここで、サブネットワークＡについて、ＰＡ，ｍｉｎは総アイドル時消費電力であり、ＣＡ，ｍａｘは配備された総最大スループット容量であり、ＵＡ，ｍａｘは最大利用率であり、ＥＡ＝（ＰＡ，ｍａｘ−ＰＡ，ｍｉｎ）／ＣＡ，ｍａｘであり、ＰＡ，ｍａｘはＣＡ，ｍａｘに対する消費電力である。
【００６３】
この実施形態では、
【数１５】
2017511642.tif 000017
であるので、ネットワーク事業者Ａに、式（１８）：
【数１６】
2017511642.tif 000018
の消費電力を割り当てることができる。
【００６４】
図４の実施形態では、サービストラフィックＣｊは、サブネットワークＥに渡す前に、３つのサブネットワークＢ、Ｃ、およびＤに分散される。この場合、エッジネットワークＥにより出力される総トラフィックは、サブネットワークＡの入力トラフィックＣｊに等しい。さらに、ネットワーク事業者Ｂ、Ｃ、Ｄ、およびＥに割り当てられるアイドル時消費電力は、式（１７）を用いて、事業者Ａのパラメータを事業者Ｂ、Ｃ、Ｄ、およびＥのパラメータで置き換えることによって決定することができる。
【００６５】
サブネットワークＢ、Ｃ、およびＤの各々を経由するサービスＣｊの割合が知られている場合、各サブネットワークについてのサービスの総消費電力は、これらの割合を用いて計算することができ：
【数１７】
2017511642.tif 000019
ここで∞Ｂ＋∞Ｃ＋∞Ｄ＝１は、それぞれのサブネットワークを経由するトラフィックＣｊの割合である。
【００６６】
これらの割合が知られていない場合、ここでは、サブネットワークＢ、Ｃ、およびＤへのサービストラフィックＣｊの割り当ては、ネットワーク間の相互接続容量ＣＡ−Ｂ、ＣＡ−Ｃ、ＣＡ−Ｄ、またはそれらの個々の最大容量（ＣＢ，ｍａｘ，ＣＣ，ｍａｘ，ＣＤ，ｍａｘ）に基づいて近似することができる。これらの代替例の間の選択は、実装に応じて変えることができ、たとえば利用可能なデータおよび近似の妥当性などに基づくことができる。
【００６７】
トップダウンの手法において相互接続容量を用いる一実施形態では、各サブネットワークに対する電力割り当ては：
【数１８】
2017511642.tif 000020
により計算することができ、ここで、
【数１９】
2017511642.tif 000021
である。
【００６８】
トップダウンの手法において最大容量を用いる一実施形態では、各サブネットワークに対する電力割り当ては：
【数２０】
2017511642.tif 000022
により計算することができ、ここで、
【数２１】
2017511642.tif 000023
である。
【００６９】
図４のサブネットワーク分割のためのトップダウンの実施形態の計算において、相互接続容量または最大容量のいずれが用いられるかにかかわらず、サブネットワークＥに割り当てられる消費電力は：
【数２２】
2017511642.tif 000024
となり、サービスｊに割り当てられる総消費電力は：
Ｐｊ＝ＰＡ，ｊ＋ＰＢ，ｊ＋ＰＣ，ｊ＋ＰＤ，ｊ＋ＰＥ，ｊ  （２５）
により与えられる。
【００７０】
トップダウンの手法は、サービスｊにより使用されるネットワークまたはサブネットワークについての電力値および容量値が入手可能であるまたは計算されることを必要とすることに留意されたい。それにもかかわらず、ボトムアップ手法よりも少ない入力データを必要とするが、予想される精度損失ではある。トップダウンの手法もしくはボトムアップの手法またはその両方の組み合わせを用いて、エネルギー評価を行って、ネットワークを用いる様々なサービスに消費電力値を割り当てることができる。
【００７１】
記載された動作のシーケンスが例示的実施形態を表し、本発明の趣旨の範囲内で何らかの変形が可能であることにも留意されたい。実用的な実装では、たとえば、ほとんどのネットワークスイッチおよびルータの中で最もエネルギーを消費する機器に注目すべきであることにも留意されたい。データ収集および計算を容易にするために、通常は比較的少ない電力を消費する機器、たとえば一部のクロスコネクトまたはマルチプレクサは、精度に大きく影響することなく無視できることが多い。
【００７２】
図５は、本発明の一実施形態によるエネルギー評価装置４００を示す簡易ブロック図である。この実施形態では、装置４００は、プロセッサ４０５およびメモリデバイス４１０を含む。この実施形態におけるメモリデバイス４１０は、場合によっては記憶されたプログラム命令に従って動作し得る物理的な記憶デバイスである。いずれの場合でも、この実施形態では、メモリ４１０は、単に伝播する信号ではないという意味で、非一時的である（これは、図示されない他の実施形態では当てはまらないことはある）。メモリ４１０は、とりわけ、データ、ならびにプロセッサ４０５により実行するための記憶されるプログラム命令を記憶するために使用される。
【００７３】
図４に独立して示されているのは、たとえば、（図２および図３に示された）通信ネットワーク１００または２００の部分と、評価されるサービスとの識別情報、ならびに消費電力計算器４２０により本開示に従ってなされる実際の消費電力割り当てを格納するための割り当てテーブル４１５である。ネットワークインターフェース４２５は、データおよび命令を受信し結果を報告するために、たとえば、通信ネットワーク１００もしくは２００またはその両方、あるいは他のネットワークまたはデバイスと通信するために存在する。
【００７４】
この実施形態では、プロセッサ４０５、消費電力計算器４２０、およびネットワークインターフェース４２５は、ハードウェア、もしくは記憶されたプログラム命令を実装するハードウェア、またはその両方で実装される。
【００７５】
図５は、一実施形態の選択されたコンポーネントを例示しており、いくつかの変形例が上記で説明されている。列挙された本発明の特許請求の範囲から逸脱することなく、他の変形例が可能である。これらの実施形態の一部において、例示されたコンポーネントは、互いと統合するか、またはサブコンポーネントに分割することができる。デバイス管理サーバに追加のコンポーネントが存在することが多く、場合によっては少ないこともある。例示のコンポーネントは、上述の機能に加えて他の機能を実施することもできる。
【００７６】
本発明の複数の実施形態が添付の図面に示され、前述の詳細な説明で説明されているが、本発明が、開示された実施形態に限定されず、以下の特許請求の範囲に示され記載された本発明から逸脱することなく、多数の再構成、修正および代替が可能であることは理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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