La computadora del futuro será tan rápida como la luz

- Los expertos intentan construir máquinas enteramente ópticas En lugar de transportar electricidad, funcionarán gracias a millones de láseres microscópicos
- Cuál es el estado actual de estos trabajos


Hasta ahora, las computadoras se conectan a tomacorriente. Y tienen microprocesadores del tamaño de la punta de los dedos, con 16 millones de circuitos en su corazón. Aunque en las dos próximas décadas las cosas pueden cambiar. La miniaturización de los microchips (que hasta ahora sirvió para aumentar la velocidad en el procesamiento de los datos) no puede seguir indefinidamente. En 20 años, el achique provocará que los microchips y sus componentes alcancen la escala atómica.Por eso, científicos de América y Europa buscan que las computadoras del futuro ya no funcionen en base a electricidad. Su meta (y su sueño) es que la máquina del siglo veintiuno se alimente pura y exclusivamente de luz.Para ganar en rapidez y potencia, los nuevos circuitos integrados no transportarían chorros de electrones, sino partículas de luz (fotones). La velocidad de transmisión de datos más alta que existe hasta el momento es la velocidad de la luz, y la de un electrón es muy inferior a ella, explicó David DiVicenzo, del Centro de Investigaciones de la empresa IBM, a la revista Scientific American.Es que los haces luminosos pueden recorrer las distancias que separan uno y otro interruptor a una velocidad de 300 mil kilómetros por segundo.Por eso, cada placa madre de las computadoras ópticas estará formada por miles de láseres microscópicos o fuentes luminosas. Cada uno de los cuales envía y recibe mensajes a medida que se enciende y apaga millones de veces.Las ventajas de usar luz para transportar información dentro de la computadora no se limita al aumento de la velocidad. Además de ser más rápidos que la electricidad, los fotones tienen la ventaja de poder cruzarse sin provocar un cortocircuito. Con los electrones no sucede lo mismo: dos alambres de cobre que se encuentran inesperadamente serán la causa segura de un apagón en toda la casa.Esa capacidad de convivencia y buena vecindad estará directamente relacionada con la cantidad de datos que la computadora podrá procesar cada vez. Al poder ir y venir por el mismo canal en direcciones opuestas, la información circulante aumenta considerablemente. Problemas de chispazos aparte, la electricidad tiene otros inconvenientes: los electrones son propensos a acumular calor. Por eso, las computadoras vienen con un miniventilador que refresca la máquina, y la protege del recalentamiento. Manteniéndola a salvo de fundirse en el instante menos pensado. Al menos en teoría, las computadoras ópticas podrán superar muchas de estas dificultades.Aunque el premio mayor sería dar con una computadora capaz de funcionar totalmente a base de luz, los expertos se conforman (por el momento) con fabricar pequeñas partes que puedan ensamblarse y terminar en una dream machine o máquina de los sueños, con todo lo que tiene que tener, incluidos los periféricos como lectores de CD-ROM y escáneres.Hace poco más de 4 años, un grupo de investigadores de la Universidad de Colorado, en los Estados Unidos, construyó un prototipo capaz de almacenar y procesar la información utilizando haces de luz láser circulando alrededor de una fibra óptica, en vez de electrones. Todavía muy primitivo, el modelo puede procesar información por sí mismo, sin depender de una computadora electrónica que proporcione instrucciones y provea datos desde afuera.Indomable, una de las principales contras de la luz es que no puede ir de un circuito a otro dentro de un mismo chip, sin un mecanismo que la confine. Para solucionarlo, investigadores de la Universidad de Illinois y del Instituto de Tecnología de Zurich lograron armar el año pasado cables ópticos o waveguides, capaces de guiar a los fotones aun en caminos curvos .De todos los elementos aislados que ingenieros y expertos en computación construyeron hasta ahora, los interruptores o llaves de encendido y apagado (switchs) fueron los más complicados de lograr. E, incluso, los que precisaron mayor desarrollo.Aunque no significa que los científicos puedan empezar a producir y comercializar switchs ópticos ahora mismo, científicos que trabajan en la Universidad de Cambridge se las ingeniaron. Y lograron prender y apagar un interruptor a través de pulsos de luz láser. Pero si fabricar circuitos totalmente ópticos es muy difícil, a los ingenieros les queda un camino alternativo: hacer que chips de silicio y chips de luz congenien en un mismo espacio, por mitades. En un futuro cercano, al menos, las computadoras ópticas deberán conformarse con ser sistemas híbridos, medio electrónicos, medio ópticos, admite John Walkup, director del Laboratorio de Sistemas Opticos de la Universidad Tecnológica de Texas, en Estados Unidos.La cuestión es que ambos tipos de microprocesadores son muy diferentes, de manera que integrarlos en una estructura única resulta complicado y... caro.Internet, por su parte, no quedará al margen de los desarrollos. Expertos del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts), están desarrollando un hardware para redes que funciona gracias a láseres capaces de transmitir 100 mil millones de pulsos por segundo.

Tendencias tecnológicas y del mercado

Las principales tendencias del mercado de sistemas de interconexión de redes son las siguientes:
• Tendencias de encaminamiento
El mercado está en expansión, cada vez hay más ofertas de productos y además estos incorporan nuevas facilidades de encaminamiento. Tanto los fabricantes de concentradores como los de multiplexores están incorporando en sus productos capacidades de encaminamiento, unos con redes de área metropolitana y extensa, y otros incorporando facilidades de interconexión de RALs.
• Equipos de interconexión a bajo coste
Los fabricantes están presentando equipos de bajo coste que permiten la interconexión de dependencias remotas. Las soluciones de encaminamiento son de diversos tipos: integradas en servidores de red, en concentradores, en pequeños equipos router, etc. Todos estos productos son fáciles de gestionar, operar y mantener.
• Routers multiprotocolo
Estos dispositivos han permitido a los usuarios transportar protocolos diferentes sobre la misma infraestructura de red, lo cual permitiría ahorrar en costes de la infraestructura de transmisión y una potencial mejora de la interoperabilidad.
• Interconexión de LAN/WAN bajo Switchers
Los conmutadores han evolucionado rápidamente dotándose de altas capacidades y velocidad de proceso. Pensados para soportar conmutación ATM (Asynchronous Transfer Mode, Modo de Transferencia Asíncrono) bajo una arquitectura punto a punto, han logrado gran implantación como mecanismo de interconexión de redes de área local heterogéneas, Token Ring y Ethernet en un mismo dominio. Esto se consigue dado que el conmutador permite la segmentación de la red en subredes conectadas a cada uno de sus puertos que puede gestionar de manera independiente.
• Capacidad de gestión
Los fabricantes están dotando a sus dispositivos de interconexión con mayores capacidades de gestión que permitan la monitorización de la red mediante estaciones de gestión y control de los dispositivos de la red, enviando comandos por la red desde la estación de gestión hasta el dispositivo de la red para cambiar/inicializar su configuración.
Análisis de las necesidades del comprador
Las razones para proceder a la adquisición de sistemas de interconexión de redes pueden estar determinadas por diferentes factores. Es labor del responsable de compras la realización de un análisis de necesidades existentes dentro de su organización que permita determinar las necesidades actuales y futuras de los usuarios y las limitaciones o restricciones que ha de plantearse respecto al dimensionamiento de la red y de los dispositivos de interconexión. Es necesario tener en cuenta y analizar en profundidad los costes y beneficios asociados para obtener argumentos de peso en la toma de decisiones.
En la fase de análisis de necesidades, fase inicial del proceso de adquisición, hay que tener en cuenta todos aquellos requisitos, limitaciones y restricciones que afecten, entre otros, a los siguientes puntos:
• Ventajas de la interconexión de redes
Hay que determinar si algunas de las ventajas que proporciona la interconexión de redes es aplicable a las necesidades de la organización. La interconexión de redes proporcionan diferentes ventajas:
o Compartición de recursos dispersos o de otras redes.
o Extensión de la red y aumento de la cobertura geográfica.
o Segmentación de una red.
o Separación entre redes.
o Conversión de protocolos.
Antes de segmentar una red es recomendable realizar un estudio de flujos de datos, porque puede suceder que al realizar la partición en segmentos se aumente el tráfico en los segmentos en vez de disminuirlo.
• Número de redes que van a ser conectadas y topología de las redes
El conocimiento del número de redes a interconectar y las características específicas de cada uno de ellas, permitirá dimensionar correctamente tanto la estructura de la red final como los elementos necesarios para realizar la interconexión.
También se han de analizar las necesidades de adquisición de nuevas redes o infraestructura de red para poder dar soporte a la futura red.
Es necesario delimitar claramente el tipo de redes existentes (Ethernet, TokenRing, FDDI, etc), su topología (estrella, bus, anillo, etc), su distribución espacial en el entorno de operación (localización y distancias). Es recomendable realizar planos del entorno en cuestión.
• Características del entorno físico de operación
La interconexión de redes exige por lo general el tendido de cableado en las dependencias por las que se extienden las redes y ello es una labor cuya complejidad, impacto y coste depende de varios factores. Entre éstos habrá que considerar el área cubierta por las redes y por su interconexión (ubicaciones, departamentos y edificios a interconectar), sus topologías, las peculiaridades constructivas de los locales o edificios, y otras cuestiones que pueden afectar no sólo al coste sino incluso a la viabilidad de la implantación de la interconexión de redes.
• Estimación del coste de adquisición, operación y mantenimiento
El coste de adquisición de dispositivos de interconexión de red tiene varios componentes, directos e indirectos. Todos ellos han de ser tenidos en cuenta si se quiere realizar una previsión razonable de fondos. Los principales factores de coste son los siguientes:
Dispositivos físicos de la red: medio de transmisión, elementos de conexión de los nodos, etc.
Dispositivos lógicos de la red: sistemas de gestión, control y mantenimiento.
Instalación: acondicionamiento de locales, canalización, tendido de cables, conexión de dispositivos, etc.
Costes indirectos: redimensionamiento de nodos pasivos y activos, elementos complementarios, etc.
En ningún caso debe despreciarse a priori la importancia de ningún tipo de costes.
El responsable público de adquisición deberá de disponer de una estrategia de redes perfectamente elaborada para poder satisfacer las necesidades que se puedan plantear en un futuro. Cuando una red está instalada, ésta crece de forma continuada, aumentando en equipos anteriormente no considerados y llegando a lugares no contemplados, soportando nuevas aplicaciones..., lo cual demandará capacidades no imperativas inicialmente
Factores relevantes en el proceso de adquisición
En la definición del objeto del contrato y los requisitos inherentes al mismo, así como en la valoración y comparación de ofertas de los licitadores pueden intervenir muchos factores y de muy diversa índole.
Es de suma importancia que todos los factores relevantes que intervienen en el proceso de contratación queden debidamente recogidos en el pliego de prescripciones técnicas que regule el contrato. Así mismo, es conveniente que las soluciones ofertadas por los licitadores sean recogidas en los cuestionarios disponibles a tal efecto:
De empresa
Económicos
Técnicos particulares
No obstante y a título orientativo en este apartado se hace mención de aquellos factores, que entre los anteriores, pueden intervenir en el proceso de adquisición de equipos y sistemas de interconexión de redes y cuyo seguimiento debe efectuarse exhaustivamente:
• Número de puertas disponibles
Cuando se decide seleccionar un dispositivo de interconexión no sólo hay que tener en cuenta el número de puertas necesarias; hay que pensar en el crecimiento futuro. Interesa dejar un número de puertas disponibles para tener siempre capacidad de crecimiento. Es importante definir un tanto por ciento de puertas libres respecto a las utilizadas. Este porcentaje varía de una implantación a otra y normalmente está condicionado también por el coste de los dispositivos. Algunos de los dispositivos necesitan conexión remota o local de consola, por lo que habrá que tener en cuenta que el dispositivo presente esta característica.
• Gestión disponible
SNMP
CMIP
CMOT
La complejidad de las redes impone la necesidad de utilizar sistemas de gestión capaces de controlar, administrar y monitorizar las redes y los dispositivos de interconexión. Los routers son dispositivos que necesitan que se realicen funciones de gestión. En los otros dispositivos es recomendable que tengan esta facilidad.
Es conveniente analizar si la gestión del dispositivo ofertada es propietaria o es abierta, tendiendo siempre a la última opción.
Pruebas de aceptación final
En función de los elementos técnicos que intervienen y del alcance abarcado, se definen distintos tipos de pruebas sobre los siguientes entornos de una red de datos:
1º) Operativa de Red:
Se distingue entre lo que es un funcionamiento normal de la red y el funcionamiento o reacción de ésta ante los diversos fallos que puedan producirse. Entendiendo por funcionamiento normal, aquél en el que los equipos y la red se encuentran en óptimas condiciones.
Funcionamiento normal.
Se realizarán las comprobaciones de las siguientes funcionalidades:
o Comunicaciones entre Puertos.
 Comprobar las comunicaciones a través de una red.
 Comprobar las comunicaciones con redes externas.
 Comprobar la existencia de derechos de acceso a los distintos puertos de las tarjetas de los diferentes equipos.
o Configuraciones dinámicas.
 Comprobar que las inserciones o extracciones de tarjetas de una red, no afectan al funcionamiento de la misma.
 Comprobar que la extracción o inserción de una tarjeta router, no afecta al funcionamiento de las redes locales conectadas a ese router.
 Comprobar que un cambio en la configuración de una tarjeta, no afecta al funcionamiento del resto de la red.
Funcionamiento ante fallos.
Se realizarán pruebas destinadas a la comprobación de cómo reacciona la red, en el caso de que se produzcan fallos en distintos elementos de la misma.
o Comprobar que las redes siguen funcionando aisladamente, después de la caída de un ramal.
o Comprobar el funcionamiento de las redes ante la caída de una tarjeta de un equipo.
2ª) Gestión de Red
Funcionamiento propio del sistema de gestión:
o Comprobar el funcionamiento de la red ante la caída del sistema de gestión.
o Comprobar que existe un control de accesos al sistema de gestión de red, con distintos niveles de seguridad.
Monitorización de la red.
o Comprobar que el sistema de monitorización gráfica responde en tiempo real a los eventos que ocurren en la red.
o Comprobar que se pueden visualizar distintos niveles dentro de la topología de la red.
Tratamiento de alarmas.
o Comprobar que el fallo, y posterior recuperación de elementos de la red, provoca las alarmas adecuadas.
o Comprobar la existencia de herramientas de prueba remota.
o Comprobar la existencia de distintos niveles de alarmas, y que pueden ser definidas por el usuario.
Informes y estadísticas.
Analizar con las herramientas disponibles la actividad de la red y la creación de informes sobre la misma.