Un nuevo diseño de red evita la conversión de las señales ópticas en eléctricas
Un equipo de investigación del MIT ha creado un nuevo diseño de red que podría hacer que Internet funcionase 100 o incluso 1.000 veces más rápido con un menor coste energético. La clave está en routers que sólo acepten señales ópticas provenientes de una única dirección y las envíen en un solo sentido, sin necesidad de convertirlas en señales eléctricas. La posibilidad de intercambiar grandes cantidades de datos a velocidades de vértigo tendría enormes consecuencias en fenómenos en auge como el vídeo en Internet o la televisión de alta definición, entre otros. Por Elena Higueras.
Internet 100 veces más rápido. Fuente: MIT
El corazón de Internet es una red de alta capacidad de fibra óptica que abarca continentes. Pero mientras que las señales ópticas transmiten la información con mucha más eficacia que las señales eléctricas, son más difíciles de controlar. Los routers que dirigen el tráfico en Internet suelen convertir las señales ópticas en eléctricas para procesarlas y, a continuación, vuelven a transformarlas en señales ópticas para poder transmitirlas, un proceso que consume tiempo y energía.
Una de las razones por la que la transmisión óptica de datos es tan eficiente es que distintas longitudes de onda de la luz cargadas con diferentes informaciones pueden viajar sobre la misma fibra. Sin embargo, los problemas surgen cuando las señales ópticas procedentes de distintas direcciones llegan a un router al mismo tiempo. La conversión en señales eléctricas permite que el router guarde esos datos en la memoria hasta que pueda acceder a ellos.
Aunque la espera no es más que una cuestión de milisegundos, un grupo de investigadores del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) dirigido por Vincent Chan, profesor de Ingeniería Eléctrica e Informática, lleva años trabajando en un sistema que consiga eliminar este proceso de conversión ineficiente. Ahora, una nueva línea de estudio parece haber dado con la solución al problema. Según un comunicado del MIT, el equipo de Chan ha diseñado una nueva forma de organizar las redes ópticas que podría hacer que Internet fuese 100 o incluso 1.000 veces más rápido al tiempo que reduciría la cantidad de energía consumida.
Bautizado como "conmutación de flujo”, este enfoque funcionaría de la siguiente manera: entre los lugares que intercambian grandes volúmenes de datos, el sistema establecería una ruta de acceso a través de la red. Para ciertas longitudes de onda de la luz, los routers situados a lo largo de ese camino sólo podrían aceptar las señales que vienen de una única dirección y enviarlas en un solo sentido. Como no hay posibilidad de que las señales lleguen desde varias direcciones, nunca habría necesidad de almacenarlas en la memoria.
Ancho de banda variable
Hasta cierto punto, algo como esto ya sucede en la red actual. Una gran empresa de Internet como Facebook o Google, por ejemplo, mantiene grandes servidores web en algunos puntos diferentes de Estados Unidos. La cantidad de datos que intercambian estos servidores es tal que la empresa simplemente necesitaría alquilar una determinada longitud de onda a uno de los grupos de telecomunicaciones que mantiene las redes de fibra óptica del país. Así, ningún otro tráfico de Internet podría utilizar esa longitud de onda.
Sin embargo, en este caso, la asignación de ancho de banda entre los dos extremos es fija. Si por algún motivo los servidores de la empresa no intercambiasen tanta cantidad de datos, el ancho de banda se estaría desperdiciando. Y viceversa, si los servidores movieran una gran cantidad de datos, podrían superar la capacidad del enlace.
Una de las razones por la que la transmisión óptica de datos es tan eficiente es que distintas longitudes de onda de la luz cargadas con diferentes informaciones pueden viajar sobre la misma fibra. Sin embargo, los problemas surgen cuando las señales ópticas procedentes de distintas direcciones llegan a un router al mismo tiempo. La conversión en señales eléctricas permite que el router guarde esos datos en la memoria hasta que pueda acceder a ellos.
Aunque la espera no es más que una cuestión de milisegundos, un grupo de investigadores del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) dirigido por Vincent Chan, profesor de Ingeniería Eléctrica e Informática, lleva años trabajando en un sistema que consiga eliminar este proceso de conversión ineficiente. Ahora, una nueva línea de estudio parece haber dado con la solución al problema. Según un comunicado del MIT, el equipo de Chan ha diseñado una nueva forma de organizar las redes ópticas que podría hacer que Internet fuese 100 o incluso 1.000 veces más rápido al tiempo que reduciría la cantidad de energía consumida.
Bautizado como "conmutación de flujo”, este enfoque funcionaría de la siguiente manera: entre los lugares que intercambian grandes volúmenes de datos, el sistema establecería una ruta de acceso a través de la red. Para ciertas longitudes de onda de la luz, los routers situados a lo largo de ese camino sólo podrían aceptar las señales que vienen de una única dirección y enviarlas en un solo sentido. Como no hay posibilidad de que las señales lleguen desde varias direcciones, nunca habría necesidad de almacenarlas en la memoria.
Ancho de banda variable
Hasta cierto punto, algo como esto ya sucede en la red actual. Una gran empresa de Internet como Facebook o Google, por ejemplo, mantiene grandes servidores web en algunos puntos diferentes de Estados Unidos. La cantidad de datos que intercambian estos servidores es tal que la empresa simplemente necesitaría alquilar una determinada longitud de onda a uno de los grupos de telecomunicaciones que mantiene las redes de fibra óptica del país. Así, ningún otro tráfico de Internet podría utilizar esa longitud de onda.
Sin embargo, en este caso, la asignación de ancho de banda entre los dos extremos es fija. Si por algún motivo los servidores de la empresa no intercambiasen tanta cantidad de datos, el ancho de banda se estaría desperdiciando. Y viceversa, si los servidores movieran una gran cantidad de datos, podrían superar la capacidad del enlace.
El equipo de Chan ha pasado del papel a la acción montando una pequeña red óptica experimental que recorre la costa este de EEUU. En ella han observado que su diseño puede aumentar la velocidad de transmisión de datos de las redes ópticas en un rango de 100 a 1.000 veces. Pero además, han demostrado que incluso con un aumento de 100 veces en las tasas de datos, su sistema podría reducir el consumo de energía de la red. Las conclusiones del estudio serán presentadas en la Conferencia de la optoelectrónica y Comunicaciones (0EC 2010), que se celebrará en Japón del 5 al 9 de julio.
Vídeo web y televisión de alta definición
Algunos industriales, sin embargo, ven en los costes económicos ligados a este proyecto un escollo demasiado difícil de superar. Gerstel Ori, ingeniero de Cisco Systems, el mayor fabricante de equipos de enrutamiento de la red, por ejemplo, considera que aunque la técnica de conmutación de flujo es más práctica que otras ya existentes como la conmutación de explosión o la conmutación de paquetes ópticos, el principal obstáculo para su adopción es el gran desembolso económico que conlleva.
Y es que implementar el sistema de Chan significaría reemplazar los routers de la red actual con los nuevos que no tienen que convertir las señales ópticas en señales eléctricas. En su opinión, no está tan claro que exista la demanda suficiente de una red más rápida para justificar ese gasto: "La conmutación de flujo funciona bastante bien para una demanda muy grande -si hay usuarios que necesitan mucho ancho de banda y quieren poco retardo-, pero la mayoría de los clientes no están en ese segmento hoy en día".
A esto el padre del invento replica que la explosión de la popularidad del vídeo en Internet y la televisión de alta definición en los últimos años podría hacer viable su proyecto. “Si estas dos tendencias convergen, la conmutación de flujo puede tener sentido financiero. La alta resolución a 120 fotogramas por segundo significa un montón de datos", sentencia Chan.
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