Se prevé que el tráfico de datos móviles se multiplique varios cientos o incluso miles de veces de ahora al año 2020, cuando está programada la introducción en el mercado de los nuevos estándares de telecomunicaciones 5G.
Ello ha motivado una actividad vertiginosa destinada a hallar técnicas nuevas para las redes de telecomunicaciones que permitan absorber ese crecimiento masivo, y a través de un proyecto de investigación apoyado por la Unión Europea ya se ha ideado una solución ultrarrápida que se basa en una tecnología de transmisión óptica.
LIGHTNESS, una iniciativa impulsada por entidades comerciales que inició su andadura en 2012 y cuya finalidad consiste en reforzar las tecnologías europeas para la conexión de centros de procesamiento de datos (CPD) a fin de adelantarse al tráfico cada vez más intenso que pasará por ellos. Con esa finalidad, el proyecto hace uso de la transmisión óptica sobre señal eléctrica (optical over electrical transmission), que ofrece más potencia y velocidad y una mejor relación coste-eficacia.
“La infraestructura que desarrollamos deberá poder aplicarse a mayor escala para adaptarse al 5G, algo que no podrán cumplir los actuales conmutadores Ethernet agrupados”, señala Matteo Biancani, de Interoute, proveedor de servicios de telecomunicaciones y en la nube que, además, dirige este proyecto. “Ciertamente, con vistas a hacer frente a la demanda prevista para el futuro, la escalabilidad es la piedra de toque de este proyecto”.
Transmisión de datos a la velocidad de la luz
Ya las redes 4G y 3G actuales están sometidas a una demanda intensa en cuanto a transmisión muy voluminosa de datos y tiempos de respuesta muy breves; ello se debe al uso creciente de la informática de alto rendimiento y también de aplicaciones de almacenamiento en la nube y del lado del servidor (server side). Por tanto, la labor realizada en LIGHTNESS posee relevancia inmediata, aparte de servir como preparativo ante la llegada de las tecnologías 5G.
El propósito principal de LIGHTNESS ha sido diseñar técnicas innovadoras de transmisión y conmutación fotónicas con las que establecer interconexiones de alto rendimiento y coste bajo entre CPD y en el seno de los mismos. En concreto, varias universidades y centros de investigación de España, Países Bajos y Reino Unido que participan en el proyecto han ensayado la conmutación óptica de circuitos (Optical Circuit Switching, OCS) y la conmutación óptica de paquetes (Optical Packet Switching, OPS) en bancos de pruebas especiales. Estos bancos simulan los entornos de red internos al CPD y comprueban si la tecnología cumple los requisitos de las aplicaciones que ya se vislumbran, es decir, un ancho de banda ultraelevado y una latencia de red baja.
Con la escalabilidad por premisa, se han llevado a cabo múltiples estudios y simulaciones con los que evaluar las ventajas de la arquitectura de LIGHTNESS en despliegues a muy gran escala, utilizando simultáneamente más de un centenar de canales de longitud de onda diferentes, generando así capacidades de ancho de banda de muchos terabits/segundo en cada conexión de fibra. El uso conjunto de las tecnologías OCS y OPS representa la opción más prometedora para la conmutación de flujos de datos inmensos, literalmente, a la velocidad de la luz.
Tasas de 40 a 100 gigabits por segundo
En los bancos de pruebas, los investigadores de LIGHTNESS desarrollaron un conmutador óptico de paquetes (Optical Packet Switch, OPS) que proporciona realmente la latencia del orden de nanosegundos que las redes precisarán para atender las necesidades previsibles de los usuarios móviles. También ensayaron un conmutador «Top-of-Rack» (ToR) que se emplea para conectar bastidores de equipos de almacenamiento a la red OPS/OCS del CPD, de modo que se agrega todo el tráfico de flujos de datos tanto de corta como de larga duración. El equipo de LIGHTNESS ha probado satisfactoriamente estas operaciones a unas velocidades nunca vistas en redes, de entre 40 y 100 gigabits por segundo.
Despliegue en redes de CPD para 2018
El equipo del proyecto ya expuso algunos de sus prototipos el año pasado en el Congreso europeo sobre redes y comunicaciones de París, donde LIGHTNESS ganó el premio al mejor expositor y exhibió su nueva red ODCN (Optical Data Centre Network) definida para software.
“Los prototipos del hardware y software de LIGHTNESS están listos para su implantación total. Actualmente están sometidos a una evaluación y validación experimentales en el banco de pruebas del propio proyecto. Para septiembre de 2015 está programada una exhibición completa del diseño en Valencia, con motivo del Congreso europeo de comunicaciones ópticas. Estamos construyendo equipos destinados a su implantación en las redes de nuestro CPD y la labor de producción llegará a su punto álgido en un plazo de dos a tres años”, apunta Matteo.
LIGHTNESS es un Proyecto Específico de Investigación Focalizado que ha recibido una inversión de 2,44 millones de euros en virtud del Séptimo Programa Marco de la UE. Cuenta con la participación de siete socios de Italia, Países Bajos, España y Reino Unido y finalizará en octubre de este año.