José Jiménez Delgado de Telefónica I+D

El desarrollo de los servicios y redes del futuro requiere una visión clara y global. Descubra por qué en este interesante artículo.

El desarrollo de Internet se ha caracterizado, muchas veces, por la falta de un plan establecido. Sin embargo, cada vez es más necesaria una visión global para coordinar mejor los esfuerzos. Sólo de esta forma podremos afrontar los retos que suponen las nuevas redes y podremos construir los nuevos servicios.

Las redes del futuro van a poner un gran énfasis en la reducción de costes y en la extensión de las comunicaciones móviles. Por su parte, las aplicaciones van a estar cada vez más en la red (concepto “cloud”), con una clara tendencia hacia la personalización y a prestar una mayor importancia a la seguridad.

Pero lo más importante es que es necesaria una visión de sistema que permita diseñar los servicios de forma unificada con las redes que los soportan. En este sentido uno de los conceptos unificadores más interesante es el de las “ciudades inteligentes”, que gracias a las ICT, dan servicios al ciudadano y respetan el medio ambiente.

Los retos de las nuevas telecomunicaciones

La sociedad está evolucionando hacia lo que se denomina “era digital” o sociedad de la información. Los motores de este cambio son, por un lado, las inquietudes y necesidades de comunicación de las personas, pero además, están apareciendo nuevos retos, como los derivados por una mayor conciencia medio ambiental y la necesidad de preservar y mejorar el entorno, racionalizando el uso de los recursos energéticos. Cada vez son necesarias nuevas soluciones que permitan reducir la necesidad de viajes en avión, controlar el consumo energético, reducir congestión de tráfico rodado. Todo esto, incrementando el bienestar social, la salud, el conocimiento y la cultura y mejorando la participación en la sociedad y en su gobierno.

Todo ello implica que las redes de Telecomunicaciones y los servicios deban ser mucho más eficaces y, por otra parte, para poder llegar a todos, deben disponer de unas interfaces de relación más sencillas e intuitivas. En muchos casos, esto significa la transmisión de mayor información, muchas veces en forma de video.

Por otra parte, en los últimos años se están desarrollando cada vez más servicios de video bajo demanda, Televisión de alta definición (HDTV High definition Television o en 3 dimensiones (3DTV). Particularmente interesante es la gran explosión de servicios en el móvil que ha dado lugar al “Smartphone” que ha convertido este dispositivo en un elemento en el que la voz ya no es el elemento esencial sino que permiten utilizar nuevas aplicaciones, que muchas veces dependen del lugar donde las solicitemos y con una fuerte componente de información grafica. Las nuevas redes de sensores, que ya están empezando a desplegarse, implican una forma nueva de realizar las comunicaciones.

La respuesta de la industria

Para responder a estas necesidades, muchas organizaciones han puesto en marcha planes estratégicos que tratan de definir cuáles son los objetivos de desarrollos de sus redes de telecomunicaciones y servicios. Estos planes se comparten con las Administraciones para, juntos, establecer estrategias de desarrollo de programas de innovación. Este es, por ejemplo, el caso del programa Celtic, que se estableció en el año 2003 entre los principales fabricantes y operadores de Telecomunicaciones europeos y que ha propuesto recientemente una ampliación de sus actividades y cuyo plan estratégico sirve de guía en este artículo. El objetivo de este plan es proporcionar una visión general, de sistema, de las comunicaciones y desarrollar sus distintos elementos constructivos básicos.

El nuevo plan que propone esta organización pone un gran énfasis en los elementos de interdisciplinariedad. Ya no se trata, exclusivamente, de ofrecer una conexión permanente (“always connected” o incluso “best connected”) sino que se requiere una integración de servicios que tenga en cuenta la situación para ofrecer los servicios adecuados y con el menor consumo energético, con el objetivo de llegar a la ciudad inteligente conectada (“smart intelligent city”)

Áreas de trabajo

De acuerdo con el principio de interdisciplinariedad antes mencionado, las fronteras tradicionales entre redes, plataformas de servicios y aplicaciones cada vez están más desdibujadas y es precisa una visión de conjunto. Por eso, el plan de trabajo incluye no solo elementos de red e infraestructuras, como redes móviles, redes ópticas, eficiencia energética y redes, sino también elementos de arquitectura, como redes autonómicas, y, sobre todo, propone considerar las redes conjuntamente con nuevas aplicaciones, incluyendo servicios extremo a extremo (“end to end”) relacionados con el hogar y la empresa digital, la ciudad conectada, seguridad física y de información. A esto hay que añadir elementos relacionados con modelos de negocio y de los comportamientos de los usuarios.

Para facilitar el análisis, el programa de trabajo distingue entre dos tipos de aspectos: “Conéctate” (“Get Connected”) que considera los aspectos de infraestructura y conectividad y “Cuando te conectas” (“While Connected”) que considera los servicios extremo a extremo y los modelos de negocio.
Fig1
Conéctate. Los retos de las redes

Una de las mayores dificultades para el despliegue de las nuevas redes reside en que el protocolo Internet fue diseñado para las aplicaciones de red fija y no se tuvieron en cuenta las características del canal radio, que es el que, cada vez más, se utiliza para el transporte de las aplicaciones y servicios. Por ello, el gran objetivo es ahora desarrollar redes móviles con alta calidad de servicios, que tengan, además, una mayor flexibilidad y capacidad (ancho de banda) de tal forma que las aplicaciones del futuro no estén limitadas, como ocurre en la actualidad, por las carencias del canal radioeléctrico. El desarrollo de las “femtocelulas” (estaciones de base muy pequeño tamaño, pero con altas prestaciones) puede ser un elemento esencial para lograr soluciones muy baratas y efectivas.

Por otra parte, sigue siendo necesario un esfuerzo en el desarrollo de soluciones más económicas también para los accesos de fibra, para permitir nuevos despliegues que permitan la extensión de los servicios de video que precisan sistemas con anchos de banda mucho más elevados que los que están actualmente disponibles.

Todo ello, sin olvidar los elementos de sistema, como son los aspectos de seguridad, confiablidad y de protección de activos digitales (DRM) que diferencian esta nueva concepción de sistema frente a las soluciones aisladas anteriores.
Fig2
Por otra parte, en los próximos años se espera un gran crecimiento de las redes dedicadas a conectar sensores con maquinas. Es lo que se denomina la “Internet de las cosas”. Estas redes deben plantearse de otra manera a las redes convencionales, prestando especial atención a aspectos relacionados con la reducción del consumo energético y nuevas arquitecturas de red como son las redes “content aware” y con auto aprendizaje.
Fig 3
El objetivo es pasar de las redes actuales, que solo ofrecen conectividad a unas redes que ofrezcan de forma coordinada:

* Conectividad
* Almacenamiento
* Procesado

Cuando te conectas. Diseñando nuevos servicios

Este apartado considera cuales van a ser las nuevas aplicaciones tanto para el ciudadano digital como para las maquinas y sensores. Por un lado, como se indica en la figura, hay que comenzar a diseñar los servicios digitales del ciudadano: identidad digital, escuela, hogar y ciudad digital. En el desarrollo de estos nuevos servicios, los usuarios son cada vez más miembros de redes sociales y están integrados en comunidades virtuales. Para ellos Internet no es un elemento de comunicación, sino un conjunto de amigos y conocidos con los que se relacionan. “Internet is the people”.
Fig 4
Estos nuevos servicios precisan de un conjunto de nuevos habilitadores. Entre ellos, los más significativos pueden ser:

Plataformas de prestación de servicios

Actualmente, las plataformas de servicio utilizan modelos de cliente servidor que deben evolucionar para incluir la posibilidad de que los servicios puedan ser prestados por terceras partes. Los nuevos paradigmas apuntan hacia operadores denominados Telco 2.0. En este tipo de modelos, los prestadores de servicios no son siempre los operadores de la red, sino que empresas ajenas puedan acceder incluso a algunos de los recursos de red del operador utilizando tecnologías como (Ajax, JavaScript, PHP, etc.) para crear servicios mucho más avanzados que combinen información de muy diversas fuentes.

Semántica

Para dotar de más inteligencia a la red y hacer más fácil el diseño y la utilización de nuevos servicios, es necesario identificar los contenidos que están disponibles, cuando y en qué condiciones. La semántica, es una rama de la informática que se propone realizar esta labor. De esta manera, puede convertirse en el “elemento unificador” o pegamento que permite construir los nuevos servicios de forma rápida y fácil.

Servicios en la nube (cloud)

Este nuevo concepto es algo complejo y a él se han dedicado algunos artículos en este boletín. Esencialmente trata de romper la relación univoca existente actualmente entre procesadores y servicios. De esta forma, los servicios pueden desplegarse en un conjunto de ordenadores variable, dependiendo de los requerimientos. Además, para los usuarios significa también la posibilidad de utilizar los servicios de red dependiendo de sus necesidades y pagando sólo cuando se accede a ellos.

Plataformas de información de sensores

Como se ha indicado, se espera que gran parte de las nuevas redes se dediquen a recibir y procesar información de sensores y elementos de medida. No se trata, como antes, de disponer de una gran capacidad para transmitir voz, ahora hay que enviar cantidades de información que pueden ser muy pequeñas, aunque muy dispersas. Esto implica no sólo otras arquitecturas de red, sino también mejorar la forma en la que se combina y trata esta información. Esto se logra por medio de unos sistemas –plataformas- que integran la información de diversos sensores y las combinan y procesan. De esta forma, se gana en eficiencia y facilidad de utilización

Nuevos interfaces y Procesado de video

Este es otro de los elementos clave, si queremos extender el uso de las nuevas aplicaciones. El éxito de un servicio depende en gran medida en lo fácil que sea de usar y en lo atractivo que resulta. Se trata de diseñar:

* Interfaces más intuitivas y sencillas para terminales con poca capacidad grafica.
* Interfaces inversivos, incluso con capacidad 3D en los que la frontera entre el mundo real y virtual se difumina.
* Interfaces diseñados por el propio usuario a su medida, (widgets, gadgets, mashup)

Tanto para el segundo tipo de interfaces como para aquellos servicios que tengan un contenido video, será necesario mejorar los algoritmos de compresión y de transmisión de la señal de video, incluyendo soluciones 3D, y con una mayor integración entre el mundo real y virtual.

Maquinas de búsqueda y personalización

Cada vez más, la información no proviene de unos pocas fuentes como bibliotecas o periódicos, sino que son los propios usuarios los que la ponen a disposición de otros internautas, utilizando aplicaciones como blogs, podcasts, YouTube and Flickr. Lógicamente, ante esta dispersión de fuentes, los problemas de encontrar y ordenar son cada vez más complejos. Se precisan maquinas de búsqueda mucho más inteligentes y potentes. El hecho se complica porque, en muchos casos la información no es textual sino de imagen, donde es mucho más difícil localizar contenidos. Por otra parte, como se ha señalado, en muchos casos ha de ser contextualizada según la situación de la persona (¡o máquina!) que la requiera.

Por otra parte, a medida que las personas utilizan más las redes para comunicarse entre ellos y acceder a los servicios, ponen a disposición de los proveedores de servicio una gran cantidad de información que estos pueden utilizar para mejorar las características del servicio, por medio de una oferta de más personalizada. Naturalmente, estas posibilidades tienen que tener en cuenta los requerimientos de privacidad y, en muchos casos, solo pueden utilizarse de manera agregada.

La consideración de patrones de uso permite la detección de patrones de uso que pueden ser útiles más allá de nuevos servicios comerciales: planificación urbana, organización de tráfico rodado, planes de contingencia ante posibles emergencias,… Todos estos elementos dan lugar al concepto de “ciudad inteligente” en el que las información es de los usuarios se combinan para lograr que la ciudad se adapte y les pueda ofrecer servicios mucho mejores.

Seguridad y confianza

Aunque se ponga en el último lugar de la lista, este elemento es fundamental y debe estar integrado en todos los anteriores. Los nuevos escenarios donde se van a prestar los servicios (hogar, empresa,..) ofrecen posibilidades muy interesantes pero, para que la información sea útil a los usuarios, estos deben proporcionar datos personales sobre gustos, localización, personalidad, etc. que pueden ser utilizados con otros fines. Es necesario tener en cuenta este factor y hacer que las aplicaciones sean fiables y seguras. La seguridad, para ser efectiva, atañe al diseño de todos los elementos: desde la red, las interfaces, las aplicaciones… es un ejemplo más de la necesidad de una concepción de sistema.

Conclusión: la ciudad inteligente

El análisis anterior muestra que la concepción de los servicios y redes del futuro precisan de una clara visión de sistema. No basta entender las distintas partes y conseguir soluciones más efectivas y económicas sino que, sobre todo, es precisa una visión global en la que lo conciba como un todo.

Aunque esta concepción puede dar lugar a muchos tipos de servicios, el concepto de “smart city” o ciudad inteligente es uno de los más atractivos y puede servir como elemento aglutinador. En este concepto las redes de telecomunicaciones constituyen el sistema nervioso que transmite información personalizada a los ciudadanos y les presta los servicios que desean, cuando desean y de la forma que precisan, manteniendo su independencia y privacidad. Al mismo tiempo, es capaz de adaptarse y mantener una relación armónica con el medio ambiente, consumiendo solo la energía que necesita y reduciendo el impacto medio ambiental, por medio de la medida y adaptación de la energía utilizando soluciones de “smart grid” o red eléctrica inteligente y adaptativa.

Para lograrlo, es preciso diseñar planes a largo plazo, en los que estén implicados todas las entidades: desde municipios y regiones hasta proveedores de servicios de agua, gas, control de tráfico,… las Telecomunicaciones y la informática son el elemento unificador que pueden convertirlos en realidad.

Referencias

* Celtic-Plus: why a follow-up of the Celtic programme is needed. November 2009.
* Strategic Research Agenda: Staying ahead with SET. eMobility Mobile and Wireless Communications Technology Platform, December 2008.
* Strategic Applications Agenda. eMobility Mobile and Wireless Communications Technology Platform, July 2009.
* Strategic Research Agenda. NEM “Networked and Electronic Media” European Technology Platform, September 2008.
* Strategic Research Agenda: NESSI Roadmap, Strategic NESSI Input for FP7 Work Programme 2009-2010. NESSI, February 2009.
* ISI Strategic Research Agenda. ISI, the Integral Satcom Initiative, January 2006.
* Strategic Research Agenda 2009. EPoSS European Technology Platform on Smart Systems Integration.
* Revising Europe’s ICT Strategy. ISTAG (Information Society Technologies Advisory Group), February 2009, European Commission.
* Future Internet 2020. Visions of an Industry Expert Group. May 2009, European Commission, DG Information Society & Media, Directorate for Converged Networks and Services
* Future Internet: The Cross-ETP Vision Document. eMobility, NEM, Nessi, ISI, EPoSS, January 2009.
* A public-private partnership on the Future Internet. Communication from the Commission to the European Parliament, the Council, the European Economic and Social Committee and the Committee of Regions. COM(2009) 479 Final, 28 October 2009.
* Draft Report of the Task Force on Interdisciplinary Research Activities applicable to the Future Internet. DG InfSo Task Force on the Future Internet Content, European Commission, July 2009.
* ICT 2020: Research for Innovations. Federal Ministry of Education and Research, Germany, 2007.
* National R+D Plan Structure and activity lines (2008-2011). Telefonica, presentation based on the National Science and Technology Strategy Plan (Spain).
* People – Economy – Environment: Priorities for the Future. Tekes Strategy Focus Areas. Tekes, Finland.
* Future Internet Programme Plan. ICT SHOK, Finland.
* Technologies clé 2010. Ministère de l’Économie, des Finances et de l’Industrie, France, 2006.
* Diversity & Inclusion: Networking of the Future, New-Generation Network Vision. NICT (National Institute of Information and Communications Technology), Japan.