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邬贺铨:移动互联网需高效节能网络支撑
http://www.edu.cn   2010-08-17 作者:

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  (PPT展示)这是中国互联网国际干线带宽,中国互联网增长很快。今年6月份和去年同期比国际在线带宽增长33.5%,国内带宽差不多增长200%。尽管如此我们国家内地网民平均拥有带宽每个网民只有2.34兆,不及香港十分之一。我们的宽带化尽管发展非常快,但是对网民来讲带宽还是很低的韩国已经做出了规划2012年在家里上固定网要达到1个G,无线上网要达到10兆。尽管如此我们感受到从70年代上网只有100K,现在基本到G了。互联网上网有频谱资源不够、安全性挑战、扩展性挑战等等。

  这是路由表,互联网容量上发展并没有受到金融危机的影响。路由表的转发条目数2005年只有15万条,2010年到了30万条,路由表数字的增加意味着路由越来越复杂。这个图可以看到线路是虚线,红线是业务的增加,蓝线是路由器容量的增加。现在核心路由器的技术进步适应不了业务的增加。路由器里有很多高速寄存器对查表、缓存都是十分重要的,目前路由器带宽目前只能做到四年增加3.7倍,18个月翻一番,而业务流量每年翻一番。

  寄存器的发展速度决定了路由器容量增长的速度。存储器带宽越高能耗越大。所以说路由器容量增长跟不上流量增长的需要,IP峰值增长12个月加倍,而路由器增长18个月加倍。有人说不用路由器用光交换,现在没有合适的光能源,光的分组交换取代路由器还是可望而不可及的。光的交换目前没有理想的状态,路由器能不能做的更大一点?单个路由器做不上去,我们把路由器做多点可以吗?路由器增加面临着网络扁平化的问题。

  互联网面临节能减排的挑战

  信息技术本身是有效能的帮助节能降耗,信息技术能够帮助全世界减少二氧化碳排放15%到40%。日本利用信息技术2010年二氧化碳比90年减少6%,欧盟认为通过流量管理可以帮助交通运输提升效率17%。信息技术自身环保问题不容忽视,信息产业现在已经成为全世界第五大耗能产业,二氧化碳排放占全世界排放2.5%。这个数字跟全世界航空运输业相当,等于在全世界马路上走的汽车二氧化碳排放的十分之一。

  尽管这个量绝对值和相对值,相对于信息技术和传输的GDP贡献7%不算大,但是今后几年信息技术的能耗会年增5%。美国信息技术产品能耗占到电力消耗15%,意大利电信现在已经是意大利第二大耗能企业,2008年中国电信耗电将近71亿,中国联通耗电61亿度,60多亿度,中国三个供应商加起来一年耗电141亿度,一年电费就是121亿人民币。

  而且现在每年还在增长,中国移动每年业务增长需要耗电13.5亿,信息技术里有PC占了28千万兆瓦、通信网络和互联网占22千兆瓦、数据中心占26千兆瓦,如果是全生命管理的话,到生产环节还有耗能,从全生命耗能来讲PC占的比例最高,而运行里PC占的耗能也是最高的。典型运营商能耗里接入网占一半,移动通信将近占四分之一,还有运行维护和操作系统、数据中心等也要占四分之一。

  通讯网里哪种能耗最高呢?就是路由器,它的能耗随着接入增加而增加,接入和带宽基本是不成比例的,干线传输能耗增加比较缓慢。所以通信网在互联网里主要的能耗是路由器决定了总能耗的增加。

  新路由器在业务流量从2006年到2025年流量将增加190倍,流量增加190倍能耗增加13倍。在接入的核心的路由器能耗由吞吐器决定,基本是三分之二的关系,比如说思科的大容量路由器现在是1.2T,功耗15千瓦,10年以后增加1000倍,路由器假如做出来就是1.2个P,流量增加1000倍,按三分之二算功耗增加100倍,也要做到1.5兆。全国大概有1000个这样的路由器,就需要1.5万个功率,这相当于一个核电站。十年来互联网容量增加一千倍的话,能耗增加一百倍。

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