Landashop

Hacia el “todo sobre IP”: la era Zettabyte

By
Updated: Abril 19, 2013

Según se desprende del informe Cisco Visual Networking Index (VNI) 2011-2016, que analiza el crecimiento y evolución del protocolo IP (Internet Protocol) a escala global y que es ampliamente consultado por proveedores de servicios, administraciones y expertos de la industria, el tráfico IP global generado a través de las redes mundiales se multiplicará por cuatro en 2016 con respecto al año 2011, hasta alcanzar un volumen de datos equivalente a 1,3 Zettabytes. Comenzará entonces la era Zettabyte. La primera pregunta que nos puede surgir al respecto es inmediata: ¿qué clase de unidad es ésta? Si la referenciamos a algún término algo más conocido, podemos decir que un Zettabyte es equivalente a un billón de Gigabytes. Pero como tampoco este dato es demasiado clarificador, lo intentaremos con una comparación. Podemos decir entonces que 1,3 Zettabytes es el volumen de datos almacenados en 260.000 millones de películas de alta definición de dos horas de duración cada una. Más aún, si un espectador quisiera visualizar todas ellas, debería permanecer de forma continua enfrente del televisor durante casi 60 millones de años.

Si rascamos un poco más en el citado informe podemos observar que, de cumplirse esta predicción, supondría una tasa de crecimiento interanual del 29 por ciento en este período a nivel mundial. En el caso particular de España, el incremento sería aún más acusado (crisis mediante) con una previsión de que el tráfico IP se multiplicará por 13 entre 2011 y 2016 hasta los 3,8 Exabytes anuales o, lo que es equivalente, 320 Petabytes mensuales, con una tasa de crecimiento interanual del 67 por ciento. Casi nada. Finalmente, podemos finalizar este mini bombardeo de datos con otra comparación abrumadora: en 2016 el tráfico IP medio a nivel mundial que circulará por las redes será el equivalente a que 278 millones de personas estuviesen viendo una película en alta definición en video-streaming (con una velocidad de descarga de 1,2 Mbps) de forma simultánea.

Evolución de la estructura de red clásica a un modelo horizontal facilita la convergencia e integración de cualquier tipo de tráfico en el denominado “Todo IP”

Figura 1. La evolución de la estructura de red clásica a un modelo horizontal facilita la convergencia e integración de cualquier tipo de tráfico en el denominado “Todo IP”.

 

Los factores del auge de la tecnología IP

En este escenario existen diversos factores clave que identifica dicho informe y de los que depende esta evolución en las comunicaciones sobre IP. Algunos de ellos, los principales, se exponen a continuación.

El número cada vez más elevado de dispositivos conectados a redes IP. La generalización y proliferación del uso de  “tablets”, “smartphones”, teléfonos móviles y otros dispositivos de última generación como videoconsolas está incrementando de forma acusada la demanda de conectividad. En 2016 se prevé que haya cerca de 18.900 millones de dispositivos conectados a una red IP a escala mundial (de los que 258 millones corresponderán a nuestro país), casi 2,5 conexiones por cada persona del planeta, frente a los 10.300 millones de dispositivos conectados en 2011. Además, el 40 por ciento de todos los dispositivos fijos y móviles conectados serán compatibles con IPv6, la evolución del estándar actual IPv4. Pero no sólo este tipo de dispositivos son los causantes de este incremento tan elevado. Las conexiones denominadas máquina a máquina (M2M, Machine-to-Machine), destinadas al intercambio de información entre dos máquinas de forma remota por cualquier tipo de red (fija o móvil) y sin intervención directa del ser humano, tendrán una notable presencia en nuestras redes digitales, como detallaremos más adelante. Esta creciente presencia de nuevos dispositivos multimedia tiene gran influencia en el uso que los usuarios hacen de las redes y, específicamente, de Internet, evidenciando una demanda cada vez mayor del uso de redes de acceso móviles e inalámbricas para la prestación de servicios. En este sentido, la previsión es que el tráfico global de datos móviles en Internet se multiplique por 18 a nivel mundial entre 2011 y 2016.

Más usuarios de Internet. Este es, quizás, el aspecto fundamental que propicia el auge en el desarrollo de nuevos servicios sobre IP. En 2016 se prevé que aproximadamente la mitad de la población mundial tendrá acceso a Internet y utilizará este servicio, casi duplicando al escaso 28% registrado en el año 2011.

Más vídeo y menos influencia del tráfico “tradicional” de datos debido a PCs. Para el año 2016, 1,2 millones de minutos de vídeo digital (el equivalente a más de dos años) cruzarán Internet cada segundo. Habrá 1.500 millones de usuarios de vídeo en Internet a escala global, el doble que los contabilizados hace un par de años. A este respecto, el tráfico generado por los PCs fijos tradicionales irá perdiendo peso poco a poco con respecto al incremento de tráfico generado por los nuevos dispositivos multimedia, gracias también a las nuevas técnicas de compresión y codificación de audio y vídeo digital. Y más aún, dentro de unos años una parte de este flujo será también debido a los televisores con conexión a la red (véase el SmartTV actual) y a las nuevas formas de distribución de contenidos audiovisuales.

Mayor velocidad y banda ancha fija. Se prevé que la velocidad media de banda ancha fija se multiplique casi por cuatro hasta los 34 Mbps de tasa media en 2016 a nivel mundial, siendo esta estimación de 40 Mbps en España.  Esto será posible, por una parte,  gracias a que las redes híbridas de fibra óptica y coaxial (HFC, Hybrid Fiber Coaxial) de los operadores de cable son hoy en día capaces de proporcionar estas tasas y más aún con el desarrollo del estándar DOCSIS 3.0 (que ofrece hasta 400 Mbps en sentido descendente y hasta 120 Mbps en ascendente para un terminal de abonado de última generación, con 8 portadoras). Pero, por otra parte, la evolución del sector de las redes de acceso fijas está ligada inexorablemente a la renovación de las mismas, dominadas hoy en día por la tecnología xDSL, a través de la introducción progresiva de redes de nueva generación basadas en fibra óptica hasta el usuario final. Estas redes, en sus diferentes arquitecturas FTTN, FTTC, FTTB o FTTH, aunque costosas si se comparan con las tecnologías inalámbricas son capaces de proporcionar anchos de banda por usuario superiores a 100 Mbps con tecnología GPON (Gigabit Passive Optical Network) y cubrir distancias de varias decenas de kilómetros.

Crecimiento de los accesos Wi-Fi. Para el año 2016 una parte muy importante del tráfico mundial que circula por Internet se habrá generado a través de conexiones inalámbricas correspondientes a alguno de los protocolos que conforman la suite de este estándar. Buena culpa de ello la tiene la evolución en cuanto al ancho de banda, prestaciones, velocidad y seguridad que proporcionan los últimos estándares Wi-Fi y, particularmente, la norma 802.11n. Esta versión del  protocolo utiliza técnicas MIMO (Multiple-Input, Multiple-Output) capaces de multiplexar diferentes flujos de datos para ofrecer velocidades máximas teóricas de hasta 600 Mbps con canales de 40 MHz, en configuraciones 4×4 y modulación 64-QAM. El testigo del estándar actual 11n lo recogerá el 802.11ac, evolución del anterior que previsiblemente verá la luz en un futuro muy próximo y que será capaz de superar por fin la barrera del Gbps. A través de esta tecnología inalámbrica los usuarios pueden beneficiarse del acceso compartido a Internet a altas tasas y los proveedores de servicio ven cómo su coste de se reduce de forma considerable con respecto al de otras tecnologías de acceso.

La evolución de la estructura de red clásica a un modelo horizontal facilita la convergencia e integración de cualquier tipo de tráfico en el denominado “Todo IP”

Figura 2. El mundo IP facilita la interconexión de los distintos tipos de redes de acceso de forma transparente para el usuario.

 

La convergencia de redes, pieza clave

En el escenario anteriormente descrito la evolución de las plataformas de comunicaciones ha sido y es fundamental a la hora de contribuir al uso cada vez mayor de las redes basadas en IP. En el contexto de las redes de telecomunicación, su transformación ha supuesto un cambio radical en el paradigma tecnológico que proporciona soporte a las redes actuales y futuras, evolucionando desde un modelo basado en conmutación de circuitos hacia uno basado en conmutación de paquetes (IP, por supuesto). Así, del modelo de redes superpuestas siguiendo el criterio de “una red, un servicio”, en donde cada servicio está estrechamente ligado a la infraestructura de red que lo proporciona, hemos pasado en pocos años al de una red multiservicio convergente. En esta red se integran diferentes tipos de servicio (con diferentes características y exigencias de transmisión) en una misma infraestructura, con unos protocolos comunes y bajo el amparo de técnicas y estándares de calidad de servicio (QoS, Quality of Service) y control cada vez más sofisticadas, capaces de proporcionar fiabilidad y seguridad en las comunicaciones entre usuarios.

El protocolo IP es la base sobre la que se construyen los nuevos servicios avanzados

Figura 3. El protocolo IP es la base sobre la que se construyen los nuevos servicios avanzados.

 

Los nuevos servicios All-IP

En este contexto de convergencia, el protocolo IP se consolida día a día en el papel de integrador de servicios debido, entre otros factores, a su capacidad de fragmentación de datagramas, lo que le permite abrazar de forma transparente cualquier tecnología subyacente en las capas de enlace y física, ya sea a través de medios cableados o inalámbricos. Además, las nuevas redes de alta capacidad basadas en IP soportan cada vez mayor cantidad de aplicaciones emergentes y con mayor demanda de ancho de banda por parte de los usuarios, gracias también al control que pueden ejercer sobre la QoS y los flujos de datos que por ellas circulan.

Como hemos introducido anteriormente, un incremento notable en el tráfico IP futuro se deberá sin lugar a dudas a las conexiones máquina a máquina o M2M que, junto con el despliegue de las nuevas redes de sensores inalámbricos (WSN, Wireless Sensor Networks), proporcionan el caldo de cultivo perfecto para el desembarco de nuevas aplicaciones de gran potencial y que mejorarán de forma notable la calidad de vida de las personas. Además de servicios ya consolidados como son el acceso a Internet, la voz digitalizada (VoIP) o la videoconferencia IP, algunos de estos nuevos servicios y aplicaciones que hacen uso de redes basadas en IP y que hemos recogido aquí bajo la denominación de All-IP, son los siguientes:

IPTV (IP Television). Es un sistema gestionado e interactivo de transmisión de aplicaciones multimedia (televisión, vídeo, audio, datos, etc.) sobre redes IP a través de conexiones de banda ancha, con soporte de QoS y seguridad. Es, por tanto, algo más que el vídeo en tiempo real a través de Internet, el VoD (Video On Demand) clásico o el WebTV. IPTV puede además contener otros servicios como son la publicidad personalizada, la visualización de catálogos y compra on-line (shopping), los juegos en red, los canales personales, etc.

Hogar inteligente (Home Automation). La conexión de los aparatos domésticos a la red IP, junto con elementos sensores y actuadores formando redes, va a permitir a los usuarios el control de los electrodomésticos, la iluminación, la calefacción, la videovigilancia o la seguridad del hogar, también de forma remota. Los denominados “hogares inteligentes” favorecen tanto el ahorro económico como la conservación del medio ambiente a través del ahorro energético, así como el disfrute de una vida con mayor comodidad.

Eficiencia energética en edificios. Análogamente al caso de los hogares, la creación de redes entre dispositivos que miden y transmiten magnitudes como temperatura, luminosidad, presencia, etc. puede ayudar a gestionar de forma más eficiente el consumo energético de los edificios y, por ende, a un desarrollo sostenible más cuidadoso con el medio ambiente.

Ciudades inteligentes (Smart Cities). Actualmente más de la mitad de la población mundial vive en ciudades y la tendencia es que esta proporción aumente considerablemente con el paso de los años. Por esa razón el siglo que nos contempla está destinado a ser el siglo de las ciudades. Éstas marcan de forma irremediable la calidad de vida de las personas que en ella viven y tienen un impacto determinante en el desarrollo social y económico de los países. Ante este escenario, cada vez es mayor la demanda de mejores procesos en los entornos urbanos, el desarrollo sostenible y la gestión eficiente de recursos. La introducción de nuevas redes y tecnologías de información y comunicaciones puede hacer evolucionar los modelos de gestión en las ciudades de tal forma que sean capaces de proporcionar a los ciudadanos servicios más avanzados, eficientes y, al mismo tiempo, más adaptados a sus necesidades. En este contexto, las comunicaciones M2M pueden aplicarse en innumerables situaciones relacionadas con la movilidad urbana, la eficiencia energética o la gestión sostenible de recursos, como pueden ser: la gestión inteligente de aparcamientos, la recogida eficiente de residuos, la creación de rutas de transporte optimizadas, el acceso a Internet de forma ubicua y sin importar la tecnología con que se efectúe, la monitorización y gestión óptima de flotas de autobuses, la videovigilancia IP, etc. En España, ayuntamientos como Santander, Valladolid, Palencia, Madrid, Sevilla, Málaga, Barcelona, Castellón o Pamplona, entre otros, han tomado ya algunas de estas iniciativas para mejorar los servicios que ofrecen a sus ciudadanos.

ITS (Intelligent Transport Systems). Estos sistemas aplican las nuevas tecnologías en la creación de nuevos servicios y redes de comunicaciones que mejoren la operación y seguridad de los sistemas de transporte. De esta forma, los vehículos pueden comunicarse entre sí y con la infraestructura fija (semáforos, balizas, señales, etc.) para coordinar acciones comunes en aras de una conducción más eficiente y segura. Algunas de estas aplicaciones son el control de la distancia de seguridad, la conducción automática, la prevención de colisiones en cruces o la comunicación de incidencias en la vía, entre otras.

Servicios remotos de salud, tele asistencia y tele enseñanza. Mediante estas aplicaciones se pueden mejorar los servicios de salud pública y de atención sanitaria proporcionando, por ejemplo, monitorización remota de pacientes o transmisión de imágenes de alta resolución en tiempo real en aplicaciones médicas para un mejor diagnóstico. Además de proporcionar ahorro de costes, estos servicios son particularmente importantes en zonas aisladas, de difícil acceso o que simplemente no dispongan del personal adecuado para llevarlas a cabo. De forma análoga, los servicios educativos pueden ser ofrecidos o complementados con material y personal docente ubicado en otros centros, permitiendo además la adecuación de contenidos y horarios a las necesidades de los usuarios.

Agricultura de precisión. La utilización de redes de sensores inalámbricos en la agricultura está basada en el despliegue de este tipo de redes para la recogida de información en tiempo real relativa a alguna de las variables monitorizadas, las cuales proporcionan información muy útil acerca del estado de los campos de cultivo. De este modo, se pueden realizar aplicaciones de insumos (agua, fertilizantes, productos fitosanitarios, etc.) según las necesidades del cultivo en cada zona, lo que repercute en una agricultura más eficiente, más económica y más respetuosa con el medio ambiente.

Servicios basados en localización (LBS, Location Based Services). También experimentarán un auge significativo en los próximos años. Se trata de aplicaciones ligadas a dispositivos IP móviles que utilizan información relativa a la localización del dispositivo para poder ofrecerle un determinado servicio o mejorar el actualmente que prestan. A través de este tipo de servicios se puede, por ejemplo, consultar información turística acerca del sitio que se está visitando, saber qué ruta ha seguido tu hijo para ir al colegio, proporcionar información sobre los establecimientos comerciales más cercanos, adquirir el horario de los espectáculos que tengan lugar en las inmediaciones, o saber en qué punto de la ruta se encuentra el autobús que estamos esperando.

Otros servicios de valor añadido. En la actualidad existen otros muchos servicios basados en IP que están experimentando un crecimiento considerable. Algunos de ellos son la prestación de soluciones avanzadas para redes de voz y datos, el alojamiento web tipo “Hosting” o “Housing”, los servicios de inteligencia de red, la prestación de servicios públicos avanzados a ciudadanos y empresas, o el comercio electrónico.

Autor: Francisco Javier Atero
Director de Ingeniería y Desarrollo de Landatel

Leave a Reply

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *