Universidad Nacional Autónoma de México
Dirección General de Servicios de Cómputo Académico
Año 7 Núm. 74, Publicación Mensual, 27 de Noviembre de 2008

ARTÍCULOS

 

Año 7, Número 69, Mayo de 2008

Redes de alta velocidad: en el desarrollo científico y tecnológico
Liliana Hernández Cervantes, Alfredo Santillán González, Alejandro González Ponce

En las últimas dos décadas, Internet ha modificado de forma sustancial el trabajo en ciencia y tecnología a nivel mundial. En un principio, la mayoría del ancho de banda de la red estaba ocupado por aplicaciones sencillas que requerían pocos recursos, como las páginas web y el correo electrónico, sin embargo, con el tiempo y la generación de nuevas tecnologías de cómputo y telecomunicaciones, se han requerido mayores recursos de red para soportar aplicaciones computacionales derivadas, principalmente, del uso de equipos de cómputo de alto rendimiento (supercomputadoras), de la generación y distribución de grandes volúmenes de información en diferentes lugares (almacenamiento masivo), de manipular herramientas de dispositivos electrónicos o de instrumentos de manera remota, transmitir audio y video en tiempo real, etcétera. Es decir, emplear redes de alta velocidad como una herramienta tecnológica contemporánea es indispensable para el quehacer científico.

Internet ha cambiado la forma de hacer ciencia al facilitar las colaboraciones e intercambio de grandes volúmenes de datos entre diferentes grupos de investigación en diversas universidades ubicadas alrededor del mundo. Debido a que Internet se hizo público y su crecimiento fue muy acelerado, se desarrolló un nuevo concepto de red que se utilizaría como una alternativa al Internet comercial, un nuevo Internet dedicado a la ciencia, con redes de alta velocidad enfocadas a la transmisión, manejo y distribución de grandes volúmenes de información entre científicos, para permitir el intercambio y colaboración de investigación y educación entre diferentes instituciones, dando origen al consorcio llamado Internet2.

Dada la importancia que tiene Internet2, algunos países han definido sus propios anchos de banda en sus redes, adquiriendo sus propias fibras ópticas (dark fibers), lo cual les permite crear redes de alta velocidad que van desde uno a 10 gigabits o incluso superiores, usando técnicas como DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing), que permite aumentar la capacidad de transporte de las redes existentes mediante multiplexores. DWDM combina multitud de canales ópticos sobre una misma fibra, de tal modo que pueden ser amplificados y transmitidos de forma simultánea; y cada uno de estos canales, a distinta longitud de onda, puede transmitir señales de diferentes velocidades y formatos.

Gracias a la existencia de estas redes de alta velocidad, es posible desarrollar proyectos en diferentes áreas científicas que involucren el procesamiento, almacenamiento, transmisión, manipulación de datos o desarrollo de aplicaciones en tiempo real.

En el área del cómputo de alto desempeño, por ejemplo, las redes de alta velocidad son necesarias para la operación, mantenimiento, administración y uso de supercomputadoras, por lo que representan una poderosa herramienta que permite a los científicos llevar a cabo billones de cálculos matemáticos por segundo y procesar de forma simultánea grandes volúmenes de información como Terabytes (1024 veces un Gigabyte) o Pentabytes (1024 veces un Terabyte). También, la importancia de su uso radica en la posibilidad de interconectar varios centros de supercómputo a nivel mundial, con objeto de ejecutar alguna aplicación en diferentes equipos de cómputo, compuestos de varios procesadores o cluster, y realizar cómputo distribuido, tecnología conocida con el nombre de GRID y que ha sido punta de lanza para nuevas líneas de investigación científica en áreas como la astronomía, la biología, las ciencias de la atmósfera, la física de altas energías, la geofísica, la ingeniería, la medicina, la química, entre otras.

Si de almacenamiento masivo se trata, las redes de alta velocidad son indispensables, pues representan lo que para nosotros sería el sistema nervioso central, esto es, son las responsables de interconectar y hacer circular la información de los grandes bancos de datos asociados a proyectos científicos de gran envergadura a nivel mundial. En el caso de la astronomía, por ejemplo, existen telescopios espaciales y terrestres que realizan un barrido continuo de ciertas regiones del cielo en diferentes longitudes de onda, donde la cantidad de información obtenida es de decenas de Terabytes, lo que implica un enorme reto ya que se tienen que aplicar y, en algunos casos, desarrollar diversas técnicas computacionales para almacenar y procesar toda esta información.

Lo mismo sucede al referirse a los diversos proyectos asociados a bases de datos con información genética, los cuales también generan enormes volúmenes de información y han motivado el desarrollo de distintas herramientas para su gestión y análisis. En suma, en este momento, todas las áreas del conocimiento científico son generadoras de información que tiene que almacenarse y compartirse con los diferentes centros de investigación alrededor del mundo, lo cual solo es posible gracias al uso de redes de alta velocidad.

En relación con la transmisión de audio y video en tiempo real, se piensa en primera instancia en las videoconferencias, las cuales implican el envío de manera síncrona (bidireccional) de audio y video a través de la red, quizás una de las aplicaciones de red que mayor uso tiene alrededor del mundo, sin embargo, juegan un papel importante en la investigación ya que fomentan el trabajo entre personas geográficamente distantes y una mayor integración entre grupos de desarrollo e investigación. Por ejemplo, cuando varias asociaciones de patólogos en la Universidad de Pensylvania experimentan con un sistema de transmisión de video sobre redes de alta velocidad llamado DVTS (Digital Video Transport System), que transmite video y audio de alta calidad a una velocidad de 30Mbps, con la finalidad de realizar consultas en hospitales remotos, que no cuentan con patólogos o, en su caso, ofrecen una segunda opinión. También el uso de videoconferencias sobre redes de alta velocidad permite impulsar la educación a distancia.

En suma, las redes de alta velocidad han propiciado un desarrollo vertiginoso en varias áreas del conocimiento humano, lo que trae como consecuencia beneficios científicos y tecnológicos, que han coadyuvado al mejoramiento de nuestra calidad de vida.

Para mayor información:

-“How the Internet came to be” Vinton Cerf, en “The Online User’s Encyclopedia”, Adoba, B. Addison-Wesley, noviembre 1993.

http://apps.internet2.edu/dvts.html

http://www.cudi.edu.mx/

http://www.enterate.unam.mx/Articulos/2005/agosto/internet.htm

http://www.enterate.unam.mx/Articulos/2004/noviembre/internet2.htm

http://www.es.net/

http://www.internet2.edu/

http://www.nisn.nasa.gov/

http://www.nren.nasa.gov/

 

Inicio | Contacto |