El usuario, más cerca del Internet del futuro

Mucho ha pasado desde que una sala de UCLA enviara a un terminal de ordenador del Instituto de investigación de Stanford en Menlo Park (California) un mensaje con la palabra Login. No fue un camino sencillo. De hecho, a mitad del proceso el sistema que lo enviaba se averió y la consola solo recibió las dos primeras letras: Lo. Aunque se han dado grandes pasos, aún queda un largo recorrido, y muchos se preguntan cómo será la red en unos años. 

El proyecto ONOFRE-2, coordinado por la Universidad de Valladolid (UVA), en el que también han participado la Universidad Politécnica de Cartagena y la Fundaciò i2CAT Internet i Innovació Digital a Catalunya, avanza para descubrir el futuro. En concreto, ha analizado y propuesto técnicas de planificación y control de redes de telecomunicaciones que también tengan recursos de computación en el borde de la propia red, es decir, cerca de los usuarios finales. 

La razón es, según explica el profesor Ramón J. Durán Barroso, poder responder a los requerimientos de nuevos servicios relacionados con los vehículos conectados, las redes de energía inteligente, la realidad virtual y aumentada o los videojuegos, entre otros. «Muchos de estos servicios hacen un uso intensivo de tráfico de vídeo y de imágenes de alta definición, y, además, cada vez hay un mayor número de dispositivos conectados a las redes. Todo esto hace que las redes de telecomunicaciones deban aumentar el ancho de banda que ofrecen y gestionarlo eficientemente», añade Ignacio de Miguel Jiménez. 

A esto se le une la importancia de la latencia o el retardo máximo permitido para algunas aplicaciones. Pensemos, por ejemplo, en vehículos de conducción autónoma que adquieren datos a través de sus cámaras y otros sensores y que envían dicha información a un servidor en la nube. Ese servidor recoge los datos de múltiples vehículos, los procesa y toma decisiones para optimizar la circulación y evitar accidentes. La respuesta debe ser prácticamente inmediata, con muy bajo retardo, y eso hace que dicho procesamiento deba realizarse muy cerca del usuario final, muy cerca del vehículo. Es ahí donde entra la computación en el borde o en el extremo de la red (edge computing).

Para conseguir un sistema lo más eficiente posible, es clave abordar el diseño y la operación de la red y de los recursos de computación de forma conjunta y ese ha sido el principal campo de trabajo de ONOFRE-2.

En este sentido, los coordinadores de este proyecto consideran que los operadores de comunicaciones deben decidir, entre otras muchas cuestiones, qué equipamiento y qué cantidad de recursos deben colocar en distintos puntos de sus redes teniendo en cuenta aspectos como los habitantes en cada población y la demanda esperada. No hay que olvidar tampoco que, cuando los usuarios de esas redes desean acceder a un servicio de comunicaciones, es necesario determinar cuáles de todos los recursos disponibles se van a utilizar y configurarlos adecuadamente. 

Los avances del proyecto se han producido en esas líneas. Se han desarrollado herramientas y mecanismos de planificación de red (determinando dónde y cómo ubicar los recursos de comunicación y de cómputo), y mecanismos de operación de la red (asignando y configurando los recursos dinámicamente según evoluciona la demanda). Lo que se ha conseguido es una mayor eficiencia en el uso de los recursos de la red, esto es, al utilizar los mecanismos desarrollados, la red es capaz de transportar una mayor cantidad de tráfico manteniendo los niveles de calidad requeridos.

Durán Barroso sostiene que el número de servicios que hacen uso de las tecnologías cloud es cada vez mayor. Este hecho hace que el tráfico en las redes de comunicaciones siga incrementándose exponencialmente. A esto se suma el hecho de que algunas de las nuevas aplicaciones requieren utilizar estas tecnologías, pero asegurando un tiempo de respuesta suficientemente bajo como para ofrecer sus servicios, por ejemplo, vehículos autónomos, industria 4.0 o aplicaciones de salud. 

Para conseguir reducir esta latencia a la hora de la prestación de un servicio en la nube, es fundamental acercar los recursos de computación y almacenamiento hasta los usuarios finales dando lugar a lo que se conoce como edge computing. Sin embargo, esa descentralización hace que la gestión de las redes y de los recursos de computación sea cada vez más compleja. «El uso de las nuevas tecnologías de virtualización y las redes definidas por software habilitan el uso de dichos sistemas, pero requieren el uso de nuevos métodos de planificación y operación».

Además de la computación en el borde, el proyecto se basa en dos tecnologías que han cobrado un enorme interés en los últimos años y que suelen ir de la mano: la virtualización y las redes definidas por software. Juntas avanzan para abrir camino. En esta carrera la computación en la nube ofrece la capacidad de realizar cálculos muy complejos, sin embargo, los grandes centros de procesado de datos están, en general, alejados de los usuarios finales.

Llevar los datos hasta allí requiere un cierto tiempo. Para que nos hagamos una idea, los datos tardan un milisegundo en recorrer 200 kilómetros de fibra óptica. De esta forma, si queremos ofrecer servicios que sean sensibles al retardo, no queda más solución que acercar esos recursos de computación hacia los usuarios finales, esto es, una descentralización. Sin embargo, los profesores de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación de la Universidad de Valladolid informan de que dicha descentralización hace que la red sea muchísimo más compleja de operar y se requiere la propuesta de nuevos métodos. Gracias a los avances del proyecto, los operadores disponen de nuevas técnicas de planificación y control de sus redes para que los usuarios finales puedan disfrutar de nuevos servicios que reclamen más ancho de banda y menor latencia.

Los beneficiarios directos de esta iniciativa son los operadores de redes de telecomunicación y fabricantes de equipos de telecomunicaciones. De hecho, en el proyecto han colaborado empresas españolas como Telefónica I+D, Telnet-RI y E-Lighthouse Network Solutions, lo cual, además de ayudarles a orientar el proyecto, les ha permitido abrir la puerta a nuevos desarrollos y proyectos de colaboración.

Es más, avanzan que ya están inmersos en ONOFRE-3. Esta nueva etapa está siendo coordinada por la Universidad Politécnica de Cartagena, y al consorcio establecido en los proyectos anteriores se ha sumado también la Universidad de Murcia. En este tercer trabajo continuarán con la propuesta de gestión inteligente tanto de la red como los recursos de computación, pero ahora se van a centrar de manera más específica en casos de uso relacionados con los vehículos conectados y los sistemas de transporte inteligentes y cooperativos.