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Reportaje - Banda ancha, un giga por segundo para todos

Un trabajo realizado por científicos europeos ha allanado el camino que conduce a las redes de banda ancha de velocidad ultra alta para muchos habitantes de Europa. Estos investigadores han desarrollado una tecnología capaz de suministrar de forma rentable hasta 1 gigabit por segundo (Gb/s) tanto hasta la puerta de casa como dentro de la red doméstica.

Economía digital

Hasta el momento, las redes de 1 Gb/s se han limitado a países como Suecia, que cuenta con una infraestructura de telecomunicaciones muy avanzada. Sin embargo, la investigación realizada por científicos europeos facilitará que otros países puedan establecer sus propias redes de alta velocidad. La velocidad adicional es necesaria para las aplicaciones de datos emergentes y servirá para proporcionar servicios como la televisión de súper alta definición, el vídeo bajo demanda, los juegos de nueva generación y los servicios de diagnóstico médico y los cuidados para la gente mayor a distancia. «Servicios como las redes de almacenaje globales o locales, la videoconferencia de alta definición y la computación interconectada en red requieren redes de alta velocidad», explicó el Dr. Mikhail Popov, coordinador del proyecto ALPHA («Arquitecturas para una conexión fotónica flexible en redes domésticas y de acceso»). «En algunas aplicaciones, como por ejemplo el diagnóstico médico interactivo en línea, no se puede emplear la compresión de datos, así que es necesaria una velocidad que permita la transmisión sin procesamiento para que estos servicios funcionen correctamente. En última instancia, puede ser necesario disponer de más de 1 Gb/s para cada usuario con una alta calidad de servicio», continuó. ALPHA fue un proyecto de gran ambición que se mantuvo activo durante 39 meses dedicado al estudio de los cuellos de botella de las redes de alta velocidad en las redes de acceso (las que conducen la banda ancha hasta el abonado), y en las redes del interior de edificios de viviendas y oficinas. Los científicos del proyecto buscaron definir nuevos modelos y estándares de red para obtener velocidades vertiginosas con el mínimo coste posible y las vías más lógicas de actualización. El trabajo del proyecto incluyó bancos de pruebas y validaciones para demostrar que las propuestas de ALPHA son capaces de dar servicio al espectacular crecimiento de la demanda de ancho de banda. «Más allá de la necesidad de contar con un gran ancho de banda, la solución también debe facilitar su implementación y mantenimiento, una escalabilidad asequible y la prestación calidad de servicio en la red», indicó el Dr. Popov. ALPHA fue una empresa de grandes dimensiones, con 17 socios y un presupuesto total de más de 16 millones de euros (alrededor de dos tercios de ellos aportados por la Comisión Europea). El proyecto se ocupó tanto del acceso futuro como de las redes en el interior de edificios para uso doméstico y oficinas, e investigó infraestructuras especiales que diesen servicio a un entorno heterogéneo con una combinación de tecnologías con cables e inalámbricas. Un campo inmenso Este campo de investigación es inmenso. Existen docenas de tecnologías y de sistemas que las ponen en práctica, repartidos por todo el recorrido de la banda ancha, desde las redes troncales y de área metropolitana hasta las conexiones de punto de abonado doméstico. Cada una de las tecnologías implicadas en estos sistemas dispone de soluciones técnicas potencialmente antagónicas, cada una de ellas con sus ventajas e inconvenientes. Y todas estas soluciones evolucionan rápidamente. Tomemos como ejemplo las redes ópticas activas y pasivas (AON y PON), que constituyen el corazón físico del trabajo de ALPHA. Las AON usan la conmutación activada eléctricamente para gestionar la distribución de la señal, mientras que las PON utilizan divisores ópticos. Las PON son eficientes y fiables gracias a que sobre el terreno sólo requieren una infraestructura simple de fibra pasiva, pero tienen un alcance menor que el de las AON y aislar un fallo en una red PON puede resultar difícil. Las transmisiones de datos también se pueden ver ralentizadas durante un pico de carga, debido a que el ancho de banda no está dedicado a suscriptores individuales, sino dividido entre varios. Las AON se basan en tecnología Ethernet, lo cual facilita la interoperabilidad entre proveedores. Los suscriptores pueden elegir el hardware que les proporcione la velocidad de transmisión de datos adecuada y ampliar el sistema a medida que lo necesitan sin necesidad de reestructurar la red. Sin embargo, el despliegue de las AON puede ser más costoso que el de las PON. Por otra parte, cabe tener en cuenta la fibra óptica en sí misma. Existen varios tipos, de vidrio monomodal, de vidrio multimodal y de plástico, cada uno de ellos con sus propias ventajas. Existen enrutadores, conmutadores, multiplexores, amplificadores y docenas de elementos que gestionan el ancho de banda desde la red troncal hasta el usuario final. Además, existen distintas redes, cada una de ellas con sus restricciones y exigencias. La red troncal de telecomunicaciones se conecta a la red de área metropolitana (MAN), que a su vez se divide en redes de acceso local (LAN), que se conectan a los hogares u oficinas. A continuación, las LAN se conectan a los dispositivos individuales dentro de los edificios. Para redondear la cuestión, toda la red debe cumplir con los estándares y las normas europeos e internacionales. Y, además, hay varias entidades de normalización a tener en cuenta en relación con la banda ancha, incluyendo el IEEE y la Unión Internacional de Telecomunicaciones. A pesar de estos retos, ALPHA alcanzó sus objetivos, definiendo, integrando y validando la amplia gama de tecnologías necesarias para hacer realidad las redes de banda ancha de ultra alta velocidad para redes de acceso y dominios domésticos. Realmente, resulta imposible entrar en los detalles de toda la labor realizada por el proyecto en este artículo. Multiplexación asombrosa No obstante, un muy buen ejemplo es el trabajo realizado en relación con la multiplexación, la técnica que se usa para difundir varios flujos de datos a través de una única línea. La multiplexación será un factor esencial en toda red futura porque usa los cables físicos de la forma más eficiente posible. La multiplexación por división de longitudes de onda (WDM) funciona usando luz de distintas longitudes de onda o colores, para crear flujos separados y, con ello, aumentar la capacidad de la línea. Se considera que WDM es la tecnología del futuro, pero a los precios actuales resulta demasiado costosa. La multiplexación por división de tiempos (TDM) resulta más asequible porque se realiza mediante dispositivos electrónicos. Divide los flujos de datos en el tiempo, con cada flujo difundiéndose en una ranura específica de tiempo. De modo que el equipo de ALPHA desarrolló un sistema de multiplexación híbrido WDM/TDM que proporciona 10 Gb/s sobre una red óptica pasiva. Esta tecnología de ALPHA es apta para redes de acceso, que proporcionan conexiones de banda ancha para hogares y oficinas. La solución de ALPHA es compatible incluso con la transmisión de radio por fibra, una tecnología que se ocupa de compatibilizar la banda ancha móvil con redes con cables. El sistema multiplexor es una tecnología determinante para que la evolución de las redes resulte rentable. En ambos casos mejora las características disponibles actualmente y allana el camino para la siguiente generación de banda ancha. No obstante, ésta es sólo una pequeña parte del trabajo de ALPHA. El equipo del proyecto consiguió registrar por primera vez en el mundo velocidades de 20 Gb/s en tiempo real gracias a un nuevo módem que usa la «multiplexación por división en frecuencias ortogonales» (OOFMD), técnica que crea múltiples flujos de datos mediante la modulación del tono. Se trata de un método de transmisión útil y popular porque es capaz de funcionar en condiciones de canal difíciles, como en casos de atenuación o de interferencias. El consorcio trabajó en una «calidad de servicio plug 'n' play universal» (UpnP QoS) y en una «conmutación de etiquetas multiprotocolo generalizada» (GMPLS), lo cual incorpora garantías de servicio a las redes domésticas y de acceso. El proyecto también desarrolló un módem de bajo coste para transmisiones en el orden de los gigabits destinado a redes domésticas que funciona con fibras ópticas de plástico, una pieza esencial de tecnología que permitiría a los usuarios descargar una película en calidad DVD en tan sólo 60 segundos. Actualmente estas velocidades sólo están disponibles en pocos lugares en todo el mundo, pero gracias a la arquitectura y las soluciones de transmisión desarrolladas por ALPHA será mucho más fácil poder actualizar otras redes. en conjunto, el proyecto ha tenido un impacto notable. El trabajo realizado ha dado lugar a 9 solicitudes de patente, 77 publicaciones en revistas sometidas a arbitraje y más de 200 participaciones en conferencias. El equipo también ha contribuido significativamente a actividades de normalización. El proyecto ALPHA recibió financiación del Séptimo Programa Marco de la Unión Europea para investigación en tecnologías de la información y de la comunicación (ICT), dentro del tema «Red del futuro». Enlaces útiles: - Proyecto «Arquitecturas para una conexión fotónica flexible en redes domésticas y de acceso» - Registro de datos del proyecto ALPHA en CORDIS Artículos relacionados: - La economía europea de los servicios electrónicos, a toda máquina - Europa en el MODO correcto para la Internet del futuro - Todos los dispositivos de Internet móvil bajo el mismo techo - El Consejo de Competitividad da un impulso a la agenda de investigación