Un consorcio japonés de socios de investigación conjunta, entre los que se encuentran el Instituto Nacional de Informática (NII), Nippon Telegraph and Telephone Corporation (NTT), Nippon Telegraph and Telephone East Corporation (NTT EAST) y Fujitsu Limited, ha anunciado que han construido el enlace de transmisión más largo del mundo a 1,2 Tbps por longitud de onda óptica y que han logrado la transmisión de pleno rendimiento y la transferencia de datos de mayor capacidad del mundo a más de 1 Tbps utilizando un par de servidores de propósito general de 1 socket el 17 de octubre de 2023.

Esta prueba de campo se llevó a cabo utilizando la fibra óptica comercial de NTT EAST, la tecnología y los dispositivos de procesamiento digital de señales de NTT, el sistema de transmisión óptica de próxima generación 1FINITY Ultra Optical System de Fujitsu, y el protocolo de transferencia de archivos de conexión masiva múltiple (MMCFTP (1)), un protocolo de transferencia de archivos desarrollado por NII.

Este logro abre la puerta a una gran variedad de servicios de comunicación de alta velocidad y gran capacidad, incluidas las redes de comunicación académicas, al tiempo que contribuye a reducir los costes y el consumo de energía. El grupo de investigación utilizará este logro para seguir avanzando en las redes de comunicación académicas y promover la investigación y el desarrollo hacia la realización de la Red Óptica e Inalámbrica Innovadora (IOWN (2)).

Antecedentes
En los últimos años, el tráfico de comunicaciones ha aumentado rápidamente debido al desarrollo de los servicios 5G, big data, IA, computación en la nube, etc., y es necesario seguir aumentando la velocidad y la capacidad de las redes de comunicaciones.

En los últimos años, el tráfico de comunicaciones ha aumentado rápidamente debido al desarrollo de los servicios 5G, big data, IA, computación en la nube, etc., y es necesario seguir aumentando la velocidad y la capacidad de las redes de comunicaciones.

Desde abril de 2022, por ejemplo, NII ha estado operando SINET6 (3), una red de información académica que conecta todas las prefecturas de Japón con líneas de 400 Gbps, excluyendo Okinawa que se conecta con 200G. SINET6 también conecta Japón y Estados Unidos con líneas de 200 Gbps. Sin embargo, la demanda de SINET6 ha ido aumentando rápidamente, por ejemplo, la transferencia de datos se acerca a los 400 Gbps, y a medida que las líneas de acceso para universidades e instituciones de investigación se han ido haciendo más rápidas (actualmente 15 líneas de 400 Gbps, 88 líneas de 100 Gbps, 884 líneas de 10 Gbps, etc.). Así pues, se desea seguir ampliando la capacidad para alcanzar más de 400 Gbps.

Al mismo tiempo, NTT pretende hacer realidad la Red Totalmente Fotónica (All-Photonics Network, APN) en el marco de la iniciativa IOWN en torno a 2030. NTT también pretende multiplicar por 125 la capacidad de transmisión introduciendo tecnología basada en la fotónica en la APN para conseguir una transmisión con un consumo de energía abrumadoramente bajo, alta calidad, alta capacidad y bajo retardo, algo difícil con la tecnología actual basada en la electrónica.

Para lograr estos objetivos, el NII está trabajando en una tecnología de transferencia de archivos de alto rendimiento que maximiza el uso de circuitos de alta capacidad. Fujitsu y NTT también están desarrollando circuitos de procesamiento de señales digitales coherentes y dispositivos de fusión fotoeléctrica que pueden ofrecer la mayor capacidad de transmisión óptica del mundo, de 1,2 Tbps por longitud de onda óptica, así como sistemas de transmisión óptica.

En esta prueba de campo, el grupo de investigación combinó los resultados del desarrollo tecnológico de cada organización y demostró la transmisión más larga del mundo a 1,2 Tbps por longitud de onda óptica y la transferencia de datos.

Resumen de las pruebas de campo
En octubre de 2023, el grupo de investigación construyó un entorno de red de transmisión óptica capaz de transmitir 1,2 Tbps por longitud de onda óptica entre Tokio y la prefectura de Kanagawa en Japón y realizó 2 tipos de pruebas de campo.

Prueba de campo 1

El grupo de investigación construyó una red que comienza en Chiyoda-ku, Tokio, y una fibra óptica da la vuelta en Yokohama, prefectura de Kanagawa, y confirmó que es posible la transmisión de 1,2 Tbps por longitud de onda óptica (Figura 1). El rendimiento total de la señal de 1,2 Tbps fue verificado por un comprobador de la prueba. Es la primera vez en el mundo que se transmite una señal óptica de 1,2 Tbps por longitud de onda óptica a más de 336 km utilizando fibra óptica comercial. El papel de cada organización en este ensayo es el siguiente:

NTT: desarrolló la tecnología de procesamiento digital de señales más avanzada del mundo, un chip que implementa la tecnología OTUCn (4) capaz de multiplexar hasta 3 Gigabit Ethernet (400 GbE) y uno de los dispositivos ópticos más grandes del mundo con una banda de respuesta óptico-eléctrica (Figura 2).

Fujitsu: desarrolló un transpondedor (5) que puede alcanzar una velocidad de transmisión de 1,2 Tbps por longitud de onda óptica a 150 Gbaud utilizando un chip desarrollado con Fujitsu y otros, liderados por NTT.

NTT EAST: desarrolla una red óptica de prueba utilizando fibra óptica comercial.

Prueba de campo 2

El grupo de investigación transfirió datos mediante MMCFTP utilizando un par de servidores de 1 socket de propósito general de NII en un entorno que transmite 1,2 Tbps (Figura 3). Como resultado de la prueba, se transfirieron con éxito datos de gran capacidad de unos 47 Tbytes a una velocidad de transferencia de datos de 1.034 Gbps. A una velocidad de transferencia de datos de 1.034 Gbps, un disco Blu-ray con una capacidad típica de 25 GBytes puede transferirse en unos 0,2 segundos. 47 Tbytes de datos equivalen aproximadamente a los contenidos en 1.880 discos Blu-ray y pueden transferirse en unos 376 segundos.

Planes de futuro

NII está apoyando el desarrollo de la investigación y la educación japonesas en todo el país mediante el desarrollo de SINET, la infraestructura de red de mayor rendimiento del mundo, y continuará persiguiendo sus ventajas de ultra-alta velocidad, alta capacidad y baja latencia. Además, NII también proporcionará ampliamente MMCFTP a los usuarios de SINET para realizar una distribución de datos eficiente y mejorar la practicidad.

NTT pretende seguir avanzando en el desarrollo de la APN IOWN, que permite una transmisión con un consumo de energía abrumadoramente bajo, una alta capacidad y un bajo retardo, mediante el desarrollo de un sistema de transmisión óptica de gran capacidad que utilice estos resultados.

NTT EAST seguirá estudiando la realización de servicios de comunicación de alta velocidad y gran capacidad utilizando sistemas de transmisión óptica de gran capacidad.

Fujitsu seguirá desarrollando tecnologías para aumentar la capacidad y reducir el consumo de energía de los sistemas de transmisión óptica basándose en los resultados de esta demostración, y contribuirá a la realización de una sociedad sostenible junto con sus clientes y socios.

Notas

- 1] MMCFTP :
Protocolo de transferencia de archivos que utiliza un gran número de conexiones TCP al mismo tiempo cuando se transfieren grandes volúmenes de datos. Ajusta dinámicamente el número de conexiones TCP en función de las condiciones de la red, como la cantidad de retardo y la tasa de pérdida de paquetes, logrando así una transferencia de datos estable y ultrarrápida. Admite la transferencia multirruta (transferencia de un único dato (archivo) utilizando varias rutas simultáneamente), y en esta prueba se realizaron transferencias simultáneas en 12 rutas.
- 2] IOWN:
La red IOWN (Innovative Optical and Wireless Network) es una iniciativa de redes e infraestructuras de procesamiento de la información que incluye terminales capaces de proporcionar comunicaciones de alta velocidad y gran capacidad utilizando tecnología innovadora centrada en la óptica, así como enormes recursos computacionales. Con ello se pretende superar las limitaciones de la infraestructura existente con tecnologías innovadoras, optimizar al individuo con el todo basándose en toda la información disponible y crear una sociedad rica y tolerante con la diversidad. https://www.rd.ntt/e/iown/
- 3] SINET6:
Red dedicada al mundo académico para el uso conjunto de grandes instalaciones de investigación, el fortalecimiento de la cooperación en cada campo de investigación, la cooperación internacional con países de todo el mundo, la difusión de información académica y el intercambio de big data, la mejora de la calidad de la educación universitaria, la revitalización regional, el establecimiento de bases basadas en el conocimiento para universidades regionales y la cooperación entre la industria y la universidad. Los nodos (puntos de conexión a la red) están instalados en todas las prefecturas y conectados mediante líneas de 400 Gbps (excluida Okinawa que se conecta con 200G) para prestar servicios a más de 1.000 universidades, institutos de investigación, etc.
- 4] Tecnología OTUCn:
Tecnología que da cabida a servicios de más de 100 Gbps (como las señales Ethernet de ultra alta velocidad) y transmite datos de forma fiable a través de una red óptica.
- 5] Transpondedor:
Dispositivo capaz de transmitir y recibir señales ópticas.