Estudios recientes han demostrado que la energía consumida por las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) ha crecido en la actualidad hasta alcanzar una cuota significativa del consumo energético mundial. Esta constatación ha dado lugar al surgimiento de un gran interés en materia de eficiencia energética por parte de los operadores de las redes de telecomunicaciones, los proveedores de servicios de Internet así como los proveedores de contenidos.
Los ahorros de energía consumida por los data centers pueden traducirse en una contribución directa a los resultados de una compañía, proporcionando asimismo amplios beneficios en los ámbitos de responsabilidad social corporativa y medio ambiente.
Con este objetivo en mente, el Institute IMDEA Networks y la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) han lanzado un nuevo programa financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación y dirigido al diseño de algoritmos y técnicas que permitan reducir el consumo energético de los sistemas de comunicación, sin perjudicar por ello, de manera significativa, a la calidad del servicio.
El programa, denominado Energy Efficient Networks (Redes con eficiencia energética), utilizará un enfoque multinivel (cross-layer) que incluya algoritmos y técnicas que se aplicarán en capas de enlace, de transporte de red y de aplicación. Se llevará a cabo desde enero de 2012 hasta diciembre de 2014.
La investigación tendrá lugar a dos niveles: por un lado, en las capas de enlace, red y transporte; y por otro lado, en la capa de aplicación. En lo que respecta a la capa de red, los investigadores definirán tanto el consumo energético como los modelos de tráfico para los elementos de red en configuraciones tales como las redes LAN, WAN y los data centers, lo cual les permitirá buscar mejoras que resulten de aplicación para diferentes modelos de uso. Las aplicaciones tales como la distribución de contenidos abarcan todos estos ámbitos, por lo que este tipo de optimización conjunta debería conducir a resultados aún mejores.
Los investigadores crearán técnicas de diseño tales como algoritmos de enrutamiento y programación (routing and scheduling) para minimizar el consumo energético global, analizando además el rendimiento de los sistemas desarrollados y evaluándolos mediante experimentos en banco de pruebas y simulaciones. Las técnicas resultantes también serán evaluadas con respecto a cómo pueden ahorrar energía en áreas que no estén conectadas a una red, tales como el manejo de electrodomésticos o la recarga de vehículos eléctricos, que conllevan desafíos similares a los retos a los que nos enfrentamos en el mundo de las comunicaciones.
El proyecto también se centrará en la capa de aplicación, empleando una variedad de técnicas teóricas, de simulación y de medición de Internet, prestándole además una especial atención a las aplicaciones de distribución de contenido, dado que éstas aglutinan la mayor parte del actual tráfico de Internet. En este ámbito, el proyecto se ha marcado tres objetivos relacionados: el diseño de algoritmos de programación de distribución de contenido que minimicen la merma de energía; el diseño de un cliente entre pares (P2P) con eficiencia energética; y la implementación del cliente P2P en un prototipo que se pondrá a disposición del público.
Los investigadores analizarán el balance rendimiento/consumo energético de las distintas infraestructuras de distribución de contenido para los Contenidos Generados por los Usuarios (User Generated Content o UGC) – como por ejemplo, la entrega centralizada vs. P2P – utilizando rastros de datos reales de aplicaciones conocidas como YouTube y redes sociales como Facebook y Twitter. Basándose en los resultados de este estudio, los investigadores diseñarán una nueva arquitectura de distribución de contenido para reducir el despilfarro de energía de la distribución de UGC.
El proyecto Energy Efficient Networks forma parte del compromiso más amplio por parte del Institute IMDEA Networks hacia la investigación centrada en la resolución de problemas reales de nuestro mundo y la mejora del bienestar social. El proyecto se suma, asimismo, a la extensa investigación en materia de eficiencia energética del Instituto, incluyendo la próxima conferencia e-Energy 2012, así como a la especial atención que se le está prestando a los sistemas de TIC más eficientes y la utilización de las TICs para fomentar una mayor reducción del consumo energético.
Cabe mencionar, asimismo, uno de los proyectos de investigación, actualmente en curso en el Instituto, que se denomina Green Network (Red ecológica). Dicho proyecto, que se está llevando a cabo con la colaboración de varias instituciones en España, Estados Unidos y China, gira en torno a las teorías y técnicas existentes para reducir el consumo energético mundial a nivel de la red.
IMDEA Networks también participa activamente en el proyecto TREND (Towards Real Energy-Efficient Network Design) (Hacia el Diseño de una Red Real con Eficiencia Energética), una Red Europea de Excelencia sobre Redes con Eficiencia Energética. TREND es un lugar de encuentro para los actores más relevantes del networking europeo, incluyendo fabricantes, operadores y centros de investigación, que gira en torno al diseño de futuras redes sostenibles, escalables y con eficiencia energética.