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在光因特网中提高电路交换的范围 摩西祖克曼，院士，IEEE电子工程学系，香港城市大学香港九龙，香港特区，中华人民共和国电话：（852）2784 4243，传真：（852）2788 7791，电子邮件：m.zu @ .hk—24个月翻一番。按照罗伯茨的说法，类似的指数增长将会出现在互联网中。例如：在1969年到1982年间每21个月网络流量增加一倍，由于网络的发展和TCP∕IP协议的引进，它每9个月增加一倍。并且在互联网泡沫产生之前的1997年到2000年以每6个月翻一番的速度增长。相同的速度出现在1997年到2000年间路由器∕交换机出现的时间。在随后的每12个月翻一番的强劲增长速度与市场和技术的推动是分不开的。在1995年之前主机的数量每15个月翻一番。然后，在1995年到2000年之间主机数量从16万增长到304万。然后主机的销售额在2000年[4]增长到了160亿美元，普及率超过世界总人口的20%。考虑到未来的主机可能会成为类型传感器或是摄像机之类的东西，所以，主机的增长还有可能会继续下去。最近，思科的白皮书[5]表明，虽然互联网的增长出现了某些放缓和相对惊人的泡沫，但是，近年互联网的迅速增长有可能会持续。我们提出了一些估计，全球的IP流量将会到2012年时增加两倍。到2012年时互联网的规模将会是2002年的75倍。互联网的流量在2012年的每个月产生27艾字节的流量，相当于每个月产生70亿的DVD。总共的IP流量在2007年间增长了57%，并且，在2008年将会增长62%。各种形式的视频（电视，视频点播，互联网，和P2P）将会占到2012年总流量的90%。在2012年之后的互联网服务将会包含很多的“老鼠”和“大象”，像：环境中传感器的普及，HD-TV和虚拟现实。因此，摩尔对互联网定律的预测将会和将来的互联网用户的数量和网络的总流量相关。 3.绿色网络的意义 在互联网设计时需要考虑的是日益重要的设计成本和能源的消耗，以及对环境的影响[6]-[14]。大家都知道，环境，全球变暖和温室效应主导了现在的媒体。我们知道他们正成为一个重大的社会，经济和政治问题。一个鲜为人知的事实是，人们正关注着互联网正日益消耗着这么多是能源，我们最终可能受到限制不是因为光学和我们的电子技术能力，而是我们是能源消费。当前，互联网的能源消耗，不包含家用设备，调制解调器和数据中心，随着用户数量的增加，预计将会消耗到0.5%的宽带总量。另外，正如塔克[9]指出的，如果访问率超过高水平的100M∕S，网络的能量消耗将会上升到总耗电量的1-10%。 在如此高的比例下，大部分的能量都是被路由器消耗掉，而不是网络本身。 大家都知道（例如，[6]）表头的处理和查每个数据包所在的表的巨大能量消耗，并且，随着路由器大量使用，我们必须使路由器的使用量减少，否则，这将意味着巨大的能量消耗。正如武科维奇所说，传统的热技术是建立在冷风制作的基础上，这非常接近他们的能源极限。包含冷却微∕宏热管和液体冷却的新技术将会得到实施。这意味着在不久的将来互联网的增长将会遭遇瓶颈[9]，特别是我们考虑到网络流量的巨大增长。 有一个方法能够减少能源的消耗和在处理数据包的过程中减少表的查找和表头的处理。特别是电路交换，如果在数据溢出时使用全部抛弃的技术，和分组交换比起来消耗的能量可能更为保守（无论是电子或是光学）。 4.交通，使用率，技术和“回到未来” 根据思科的白皮书[5],在2012年实时的视频将会成为互联网最大的消费。这就意味着我们在2012年将会有一个类似70年代时我们曾有过的一个网络。那时在我们的网络中实时的语音通信将会成为服务的主导，而且，网络上也会有其他的一些数据流。在70年代，我们的网络是一个基于较高的电路交换为基础的网络。在80和90年代的互联网被设计成为非实时的通信，网络信息的传输成本很高。在这种情况下，报文交换成为可能。数据包在路由器中排队，并有效的利用传输线路。这种情况到现在得到了改变。信息传输的成本跟以前比起来已经成为很小的一部分。因此，我们可以更有效的利用电路交换的原则，来传输实时的信息，我们甚至可以得到某种程度的资源浪费。这意味着，在某种程度上，这有利于把“回到未来”变为某种基于电路交换的更重要的角色。当然，我们不期望这样一个场景，互联网变成了像电话网络连接的电路，变成了一个端到端的电路交换的网络。为每一个电子邮件设置一个独立的电路是没有意义的。然而，使用端到端的电路来传输大量的数据和应用程序或是充分利用整个波长为足够的时间相关联的做法是合理的。用这种方法来进行大量的数据传输，关联，例如，网格计算[15]-[21]，电影下载，或者是IPTV[6],这将不需要加载对每个包进行单独处理的IP路由器。可以支持端到端的电路交换的大型交易系统，是用数据流交换计算。是先对数