- Yi Zhang, Pulak Chowdhury, Massimo Tornatore, and Biswanath Mukherjee
Introducción
El paper habla acerca de un estudio sobre las actividades más relevantes para minimizar el consumo de energía en las redes de telecomunicaciones, haciendo énfasis en las redes ópticas. Investigan oportunidades para minimización del uso de energía permitidas por tecnologías ópticas, y clasifican los distintos acercamientos sobre diferentes dominios de redes, principalmente: core, metro y redes de acceso.
La ICT (Information and Communication Technology, Tecnologías de Comunicación e Información) es una de las ramas más prometedoras para buscar la conservación de energía. Es ampliamente usada en la vida diaria de la sociedad y contribuye de cierta manera a reducir el impacto en la naturaleza (por ejemplo las videoconferencias que evitan que las personas salgan en sus autos, reduciendo la contaminación ligeramente).
Sin embargo, existe un problema, el consumo de energía de tanto computadoras como equipo de redes que se ha convertido en una parte significante del consumo de energía en todo el mundo. Se puede decir que a como incrementa la cobertura de la ICT, incrementa el consumo de energía. En el 2009, consumía 8% del total de electricidad en el mundo, por lo que es necesario pensar en nuevos paradigmas de redes para que estas puedan mantener el mismo nivel de funcionalidad, ahorrando energía. El paper se enfoca en las redes ópticas, ya que son usadas ampliamente debido a su alta velocidad, gran capacidad y actualmente constituyen la infraestructura básica en el mundo. Se han investigado diferentes características de las redes, como su optimización y capacidad de sobrevivencia (cuando un nodo se cae, la pérdida es grande porque el flujo que pasaba por ella es grande), pero hasta ahora el concepto de una red óptica eficiente energéticamente es nuevo.
La minimización del consumo de energía en redes ópticas puede ser dirigida en 4 niveles: componente, transmisión, red, aplicación.
La minimización del consumo de energía en redes ópticas puede ser dirigida en 4 niveles: componente, transmisión, red, aplicación.
- A nivel de componente, componentes de procesamiento ópticos altamente integrados como buffers ópticos, tejidos de conmutación, y convertidores de longitud de onda están siendo desarrollados, lo que reducirá el consumo de energía.
- A nivel de transmisión fibras de baja atenuación y dispersión, transmisores y receptores ópticos eficientes energéticamente que mejoran la transmisión y eficiencia de energía también están siendo producidos.
- A nivel de red, mecanismos de asignación de recursos, green routing, etc están siendo implementados.
- A nivel de aplicación, mecanismos para conectividad eficiente energicamente como proxying y cloud computing están siendo desarrollados.
El paper se concentra en el nivel de red.
Apagado selectivo de elementos de una red
Un mayor acercamiento para ahorrar energía en las redes core consiste en seleccionar elemenentos de una red que estén inactivos cuando haya poca carga de tráfico, para poder apagarlos, manteniendo aún las funciones vitales de la red para poder seguir soportando el tráfico restante.
En éste contexto, un nodo puede apagarse cuando:
Diseño de redes eficientes energéticamente
Otra forma posible de conseguir eficiencia con la energía es planear arquitecturas específicamente para ahorrar energía desde sus fases de diseño. En el paper, se proponen heurísticas para minimizar el consumo de energía y equipo de redes. Se consideran dos formas de implementar redes IP sobre WDM, lightpath con bypass y sin bypass. Sin bypass, todos los pasos de luz incidentes a un nodo deben ser terminados, es decir, todos los datos que llevan los pasos de luz son procesados y desviados por routers IP. Con bypass, permite el tráfico IP cuyo destino es no el nodo intermediario, para directamente pasar por el router intermediario.
Los resultados demuestran que el lightpath bypass ahorra más energía que sin bypass, derivando del hecho de que el número de routers IP puede ser disminuido mientras se use el esquema con bypass en el diseño de una red core eficiente con la energía.
Reenvío de paquetes IP energéticamente eficientes
El reenvío de paquetes consciente de la energía ha sido propuesto para disminuir el consumo de energía en la capa IP. En trabajos similares, se ha demostrado que el tamaño de los paquetes IP impacta el consumo de energía en los routers. Para un escenario con un bit rate constante, entre más pequeños sean los paquetes IP que transfieren los routers, más energía se consume. Por lo tanto, se pueden diseñar nuevos esquemas de reenvío de paquetes IP para ser eficientes en el consumo de energía.
Sin embargo, existe una compensación entre el retardo de conmutación de paquetes y reenvío de paquetes IP energéticamente eficientes.
Un mayor acercamiento para ahorrar energía en las redes core consiste en seleccionar elemenentos de una red que estén inactivos cuando haya poca carga de tráfico, para poder apagarlos, manteniendo aún las funciones vitales de la red para poder seguir soportando el tráfico restante.
En éste contexto, un nodo puede apagarse cuando:
- Cuando esté totalmente inactivo.
- Cuando el tráfico baja más de un cierto umbral, dejando la responsabilidad para desviar el tráfico restante a las capas superiores.
- Después de desviar pro activamente el tráfico hacia otras rutas, para poder evitar disrupciones de tráfico.
Desafortunadamente, la mayoría de elementos en una red core no puede simplemente ser apagada sin afectar el desempeño de la red. Apagar un nodo intermediario puede causar un desvió sobre una ruta mas larga, lo que puede causar delay extra, congestión, etc. Por lo cual la posibilidad de apagar nodos o conexiones debe ser evaluada cuidadosamente bajo restricciones de conectividad y QoS (Quality of Service, Calidad de Servicio).
Diseño de redes eficientes energéticamente
Otra forma posible de conseguir eficiencia con la energía es planear arquitecturas específicamente para ahorrar energía desde sus fases de diseño. En el paper, se proponen heurísticas para minimizar el consumo de energía y equipo de redes. Se consideran dos formas de implementar redes IP sobre WDM, lightpath con bypass y sin bypass. Sin bypass, todos los pasos de luz incidentes a un nodo deben ser terminados, es decir, todos los datos que llevan los pasos de luz son procesados y desviados por routers IP. Con bypass, permite el tráfico IP cuyo destino es no el nodo intermediario, para directamente pasar por el router intermediario.
Los resultados demuestran que el lightpath bypass ahorra más energía que sin bypass, derivando del hecho de que el número de routers IP puede ser disminuido mientras se use el esquema con bypass en el diseño de una red core eficiente con la energía.
Reenvío de paquetes IP energéticamente eficientes
El reenvío de paquetes consciente de la energía ha sido propuesto para disminuir el consumo de energía en la capa IP. En trabajos similares, se ha demostrado que el tamaño de los paquetes IP impacta el consumo de energía en los routers. Para un escenario con un bit rate constante, entre más pequeños sean los paquetes IP que transfieren los routers, más energía se consume. Por lo tanto, se pueden diseñar nuevos esquemas de reenvío de paquetes IP para ser eficientes en el consumo de energía.
Sin embargo, existe una compensación entre el retardo de conmutación de paquetes y reenvío de paquetes IP energéticamente eficientes.
Green Routing
En las redes core, el ruteo consciente de la energía es propuesto como un nuevo esquema de ruteo, que utiliza el consumo de energía del equipo de la red como función objetivo para optimizar. Algunos autores proponen un esquema de ruteo consciente de la energía que considera reconfiguración de tarjeta de línea en routers IP. Comparado con el tradicional camino más corto, se espera que este esquema ahorre una gran cantidad de energía. Esto debido a que las tarjetas de línea y chasis son las que consumen la mayor cantidad de energía en las redes core.
Crítica
El paper hace énfasis en el área de redes y telecomunicaciones como un área cuyo gasto de energía ha ido incrementando con los años de manera drástica, y que debe ser una de las que más énfasis se debe hacer para ahorrar energía. Principalmente se concentra en el área de las redes ópticas.
Menciona mecanismos para ahorrar energía, algunos en forma de nuevo hardware, cambiando equipos viejos por nuevos que usen de forma eficiente la energía.
Otros manejando el apagado y encendido de los equipos de forma consciente, verificando aquellos que no están muy activos para apagarlos, ahorrando energía en el proceso.
También se menciona la creación de nuevos esquemas, topologías y demás que puedan ayudar a reducir la cantidad de routers, o una transferencia más eficiente de paquetes, todo eso para reducir el consumo de energía.
En las redes core, el ruteo consciente de la energía es propuesto como un nuevo esquema de ruteo, que utiliza el consumo de energía del equipo de la red como función objetivo para optimizar. Algunos autores proponen un esquema de ruteo consciente de la energía que considera reconfiguración de tarjeta de línea en routers IP. Comparado con el tradicional camino más corto, se espera que este esquema ahorre una gran cantidad de energía. Esto debido a que las tarjetas de línea y chasis son las que consumen la mayor cantidad de energía en las redes core.
Crítica
El paper hace énfasis en el área de redes y telecomunicaciones como un área cuyo gasto de energía ha ido incrementando con los años de manera drástica, y que debe ser una de las que más énfasis se debe hacer para ahorrar energía. Principalmente se concentra en el área de las redes ópticas.
Menciona mecanismos para ahorrar energía, algunos en forma de nuevo hardware, cambiando equipos viejos por nuevos que usen de forma eficiente la energía.
Otros manejando el apagado y encendido de los equipos de forma consciente, verificando aquellos que no están muy activos para apagarlos, ahorrando energía en el proceso.
También se menciona la creación de nuevos esquemas, topologías y demás que puedan ayudar a reducir la cantidad de routers, o una transferencia más eficiente de paquetes, todo eso para reducir el consumo de energía.
Referencia:
En tu formato de referencia al final sigue faltando el dato sobre en qué fue publicado (memorias de qué congreso o en qué revista). El resto está bien. Si sigue el problema en la próxima, quitaré un punto. 7 pts.
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