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Telecomunicaciones

En la senda de la luz

La transmisión transcontinental de un film con altísima definición inaugura la línea de fibra óptica de 10 gigabits para la internet académica

MARIO LADEIRA/FILELas luces del cine y la fotónica coincidieron en la presentación simultánea de un film digital transmitido en súper alta definición, en tiempo real, desde São Paulo hacia San Diego, en California, Estados Unidos, y Yokohama, en Japón. El experimento marcó la inauguración de la línea de fibra óptica con capacidad de transmisión, vía Internet, de 10 gigabits por segundo (Gbps) hacia el exterior y que pasa a servir para la comunidad académica de São Paulo. El evento se realizó en el marco del 10º Festival Internacional de Lenguaje Electrónico (File), durante los días 30 y 31 de julio, en el teatro de Sesi, en la avenida Paulista. La película Enquanto a noite não chega, con dirección de Beto Souza, es el primer largometraje producido en Brasil originalmente en 4K, tecnología de video equivalente a cuatro veces la resolución de la TV digital de alta definición utilizada en todo el mundo, o 24 veces en relación con la TV abierta tradicional.  En la tecnología 4K no se echa de menos la película del cine, dice la profesora Jane de Almeida, del posgrado en Educación, Arte e Historia de la Cultura de la Universidad Presbiteriana Mackenzie, quien coordinó el evento junto con el profesor Eunézio Antônio de Souza, del Laboratorio de Fotónica de la misma institución. El experimento, inédito en el Hemisferio Sur del planeta, también contó con una conferencia en tiempo real proyectada en la pantalla del teatro entre investigadores brasileños de Mackenzie y del exterior, del Centro para la Investigación en Computación y Artes (CRCA, su sigla en inglés) y el Instituto para Telecomunicaciones e Información Tecnológica (Calit2) de la Universidad de California en San Diego (UCSD), y del Instituto de Investigación para Medios Digitales y Contenidos (DMC) de la Universidad de Keio, en Tokio.

En la transmisión, el film y las imágenes de los investigadores fueron transformados en fotones por medio de láser y transportados vía fibra óptica desde el teatro en São Paulo hasta las universidades del exterior, sin pasar por ningún cable de cobre o similar. Por cada punto se realizaron conexiones de 1,5 Gbps, ida y vuelta, sumando 3 Gbps. Trabajamos al límite de la tecnología con equipamientos ópticos y cinematográficos, dice el profesor Souza, conocido en el ambiente académico como Thoroh. En un archivo digital 4K, cada frame de la película, equivalente a un cuadro de la película fotográfica de los filmes tradicionales, posee 8 millones de pixeles (4.096 x 2.160 pixeles), frente a los 2 millones de la mejor tecnología televisiva actual (1.920 x 1.080), aunque todavía no existen pantallas comerciales o de demostración para TV 4K, sólo proyectos.  Para un film digital se necesitan 30 frames por segundo. Ese tamaño descomunal de datos sólo podría pasar por una conexión con banda de transmisión equivalente, y muy superior a los actuales estándares comerciales. Para transmitir el filme utilizamos una banda de 3,5 Gbps en la transmisión, equivalente a la capacidad de 3.500 hogares conectados a Internet con 1 megabit por segundo (Mbps), dice el profesor Thoroh. Su laboratorio forma parte de la red KyaTera, la estructura de cables de fibra óptica que interconecta los centros de investigación paulistas entre São Paulo, Campinas y São Carlos, con 20 Gbps, dentro del Programa Tecnología de la Información en el Desarrollo de Internet Avanzada (Tidia) de la FAPESP. El evento en 4K, durante el mes de julio, sirvió como un ejercicio para que la red KyaTera se conecte durante este año, en forma definitiva, con un enlace internacional.

KyaTera ampliada Esa red funcionó hasta ahora para uso entre investigadores de universidades paulistas en experimentos en el área de la fotónica, protocolos de redes y aplicaciones para uso de equipamientos que requieren banda ancha de transmisión (lea en revista Pesquisa FAPESP, edición nº 139). Con los investigadores de la red KyaTera conectados a la red académica, denominada Internet 2 (la 1 es la comercial), ellos podrán establecer rápidas conexiones con otros investigadores en el mundo. Eso ya es posible, tal como quedo evidenciado con la transmisión 4K, pero requiere la intervención de muchas personas para lograr el ruteo en el camino. La idea es que ellos puedan hacer eso automáticamente en el futuro porque los investigadores de KyaTera serán los principales usuarios de ese link de 10 Gbps, dice el profesor Hugo Fragnito, de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp) y coordinador del proyecto KyaTera.

MACKENZIELa contratación y la administración de conexiones con el exterior, y también la provisión de internet para universidades y centros de investigación paulistas, son utilizadas desde hace 20 años por la red Ansp, sigla de Academic Network at São Paulo, o red académica del estado de São Paulo, financiadas por la FAPESP. La conexión de 10 Gbps es un convenio ampliado entre la Ansp y la Fundación Nacional de Ciencia, NSF, por su sigla en inglés, de Estados Unidos, que crearon en 2005 la Western Hemisphere Research and Education Networks-Links Interconnecting Latin America (Whren-Lila), para proveer una conexión de fibra óptica entre São Paulo y Miami, inicialmente de 2,5 Gbps. El nuevo canal de fibra óptica iluminado por luz láser fue alquilado a Latin American Nautilus, una empresa instaladora de cables con varias fibras instaladas a los largo de la costa brasileña, del Caribe y de América Central hasta Miami. Desde allá, la transmisión sigue por vías igualmente rápidas dentro del territorio norteamericano o se dirige a Europa y Asia. La conexión de 10 Gbps costará 3 millones de dólares anuales, siendo 1,4 millones de dólares aportados por NSF y el resto por la FAPESP, dice el profesor Luíz Fernandez Lopez, coordinador de la red Ansp y del Tidia.

Las transmisiones vía internet convencionales o especiales, tal como fue el caso del film y la videoconferencia realizadas en julio, salen de Brasil por un cable de fibra óptica desde el municipio de Praia Grande, en el litoral sur paulista, y arriban a Miami por una vía submarina cercana a la costa. En Florida, el cable se conecta al International Exchange Point for Research y al Education Networking in Miami, denominado Ampath, que funciona como punto de intercambio de tráfico (PTT) conocido también como Network Access Point (NAP) entre las redes académicas y educativas de Estados Unidos e internacionales, que también poseen conexiones con la internet comercial. Los PTTs consisten en uno o más equipamientos denominados ruteadores [routers], donde los proveedores de internet se conectan, bajo la forma de acuerdos multilaterales, para que los e-mails intercambiados, por ejemplo en ese caso, entre un investigador de la Mackenzie y otro de la Universidad de California, puedan ser entregados. A partir de ese PTT de Miami, la Ansp posee acuerdos con otras redes conectadas a la Ampath, que proveen el acceso al resto del mundo, como en el caso de la Internet2, una red experimental en internet de alta velocidad formada por más de 200 universidades, 70 empresas, 45 agencias gubernamentales norteamericanas y 50 organizaciones internacionales.

Los acuerdos de intercambio de tráfico con base en Miami también incluyen el acceso a la Atlantic Wave, mantenida por entidades de investigación y educativas del sudeste norteamericano, y proveedora del acceso a 40 Gbps para las redes europeas y federales de Estados Unidos; la National Lambda Rail, una red nacional norteamericana conformada por universidades y compañías tecnológicas, que provee infraestructura para la investigación y experimentación; Florida Lambda Rail, de instituciones del estado de Florida, y la Pacific Wave, que realiza conexiones con redes asiáticas y de Oceanía, a 10 Gbps. Otro acuerdo está establecido con la red Corporation for Education Network Initiatives in California (Cenic), solventada por instituciones de investigación del estado de California.

EDUARDO CESARCon la transmisión a 10 Gbps, la Ansp comenzó su participación efectiva en el Global Lambda Integrated Facility (Glif), una organización mundial y virtual que promueve la integración de redes o lambdas (las varias longitudes de onda emitidas por los láser, también denominados colores), para soporte de experimentos científicos, aparte de promover el intercambio de experiencias entre ingenieros de redes que trabajan en ese segmento. La Glif es como un club o consorcio, en el que no es necesario abonar ninguna tasa para el intercambio de informaciones entre redes académicas que trabajan con 10 Gbps, dice Lopez. La entidad cuenta como participantes a centros de investigación tales como el Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (Cem), internet2, Fermilab, la red académica Janet del Reino Unido y la Asociación Transeuropea de Redes de Investigación y Educación (Terena). En Brasil, la Red Nacional de Enseñanza e Investigación, RNP, ligada al Ministerio de Ciencia y Tecnología, provee la estructura de redes de investigación y funciona como proveedor de internet, fuera del área de la Ansp, para las universidades y demás instituciones de investigación y educativas del país. La RNP, que también participó de la elaboración de las transmisiones con la tecnología 4K, espera para fines del corriente año la conexión de otros 10 Gbps para Miami, mediante cable submarino de fibra óptica perteneciente a la empresa Global Crossing conectado en la ciudad de Río de Janeiro. De esta manera, la red académica brasileña contará con una conexión compartida con el exterior de 20 Gbps para internet.

Pero antes de que una conexión de internet de la red académica salga por Santos y llegue a Miami y a todas las redes mundiales, realiza un paso obligatorio por el PTT de São Paulo, considerado por el Glif, uno de los 18 puntos de tráfico de redes académicas del mundo. Denominado aún como NAP de Brasil, este puerto sirve para el intercambio de tráfico y es administrado por la empresa Terremark, la misma que administra el NAP de Miami. El PTT paulista se encuentra instalado desde 2004 en el municipio de Baruerí, en la Región Metropolitana de São Paulo, como parte de un acuerdo entre la FAPESP que operó el PTT académico y comercial de la Internet brasileña desde 1998 hasta 2004 en su propia sede y la empresa estadounidense.

Conectado al mundo
Para concretar la transmisión del film y de la conferencia, fue necesario reservar conexiones sin tráfico a lo largo de las líneas de internet dentro de Estados Unidos. Se reservó una conexión de 10 Gbps entre Miami y Los Angeles, en California, de la C Wave, una red experimental de la empresa Cisco que forma parte de la National Lambda Rail. Desde Los Angeles a San Diego se utilizó un enlace de la Cenic. Desde ahí, la señal fue transmitida hasta Tokio, mediante un cable que atraviesa el océano pacífico donde opera la Red Japonesa Gigabit II. Por el lado de São Paulo, parte de la red también debió ser preparada y reservada. Se utilizaron conexiones entre el PTT instalado en Baruerí y la USP, a 10 Gbps, y, hasta Mackenzie, se utilizó una red especial de fibras de la empresa Telefónica, que por un convenio firmado en 2007 y renovado este año, puede ser utilizada por la red del Tidia. Utilizamos una fibra en desuso, lo cual significa que ella no tenía el láser en funcionamiento, dice el profesor Thoroh. La conexión del láser a la fibra y transmitir los 10 Gbps fue posible mediante el préstamo de equipamientos ópticos de transmisión por parte de la Universidad de São Paulo y de la empresa Foundry, así como láser y amplificadores de la empresa Padtec, de Campinas, en São Paulo. Otro acuerdo con Telefónica para el evento surtió de fibra óptica empleada, con la misma velocidad, para la conexión del edificio del Laboratorio de Fotónica de Mackenzie hasta el edificio de la Federación de las industrias del estado de São Paulo (Fiesp), donde está ubicado el teatro.

Ese tipo de emprendimiento tecnológico internacional sólo había sido realizado entre Estados Unidos, Europa y Japón. En Brasil, la idea partió de la profesora Jane. En la File de 2008, junto con investigadores de la UCSD, proyectamos algunas películas en 4K y el próximo paso sería transmitir los filmes, dice jane. Durante este año entrevisté al profesor Thoroh, conociendo su trabajo en la red KyaTera, para conocer la posibilidad de transmisión del filme para Estados Unidos. Y a él le interesó el problema. Los dos estudiaron entonces el equipamiento, el filme y la transmisión. Fue un trabajo enorme, dice Thoroh. El proyector y las cámaras, que todavía se venden por encomienda, fueron prestados por Sony.

Para la transmisión del film, fue necesario que investigadores de la UCSD llevasen al evento dos proveedores de la marca Zaxel con capacidad de memoria de 4 terabytes (TB) cada uno. El film pesa alrededor de 5 TB, el equivalente a mil discos de DVD comunes, de 4,7 gigabytes. La película de 70 minutos está basada en la novela Enquanto a noite não chega, del escritor gaúcho [de Río Grande do Sul] Josué Guimaraes (1921-1986. La narración remite a una pareja de ancianos, Don Eleutério y Doña Conceição, quienes viven en una ciudad abandonada esperando la muerte. Aparte de ellos, sólo el sepulturero permanece para poder enterrarlos y largarse hacia otra ciudad. Pero lo inevitable sucede, el sepulturero muere antes que la pareja. Beto Souza realizó una película con paisajes extensos y colores bucólicos. Hay un momento en el que la pareja intentó nostálgicamente ver un film en una película con las imágenes deterioradas, describe Jane. En el contexto de nuestra transmisión, ese tema evoca conexiones inmediatas con el fin del film tradicional que muere demasiado tarde. Eso es porque se habla mucho al respecto de la demora de Hollywood para sustituir la película, analiza. El arte se modifica con las nuevas tecnologías. Luego de 1915, el film en película se estabilizó, pero la tecnología 4K puede modificar el cine.

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