En un hospital de Tokio en un futuro no muy lejano, un médico manipula suavemente un endoscopio para sondear los órganos internos de su paciente, confiando en la tecnología de diagnóstico impulsada por inteligencia artificial del dispositivo no solo para grabar un video de la operación, sino también para documentar el procedimiento e incluso señalar posibles tumores en tiempo real.
Por más futurista que suene este escenario, el avance tecnológico más radical no sería el dispositivo en sí (que ya está siendo desarrollado por la empresa japonesa Olympus), sino la tecnología de comunicaciones en la que se basará.
El servicio presupone la disponibilidad de una conexión a Internet lo suficientemente rápida y confiable para transmitir vídeos 4K y permitir interacciones entre el médico y la IA sin retrasos ni interrupciones durante toda la duración de la cirugía.
La solución, según el operador de telecomunicaciones japonés NTT, es ligera: más específicamente, transmitir datos ópticamente por toda la red, desde el servidor del centro de datos hasta el dispositivo en la mano del usuario.
El sonido, las imágenes y el vídeo se transmiten actualmente en forma de señales eléctricas, pero se atenúan rápidamente (o pierden intensidad) en cables de cobre porque gran parte de la energía se transforma en calor. El problema se agrava a medida que se utilizan bandas de frecuencia más altas para grandes cantidades de datos.
NTT afirma que su unidad totalmente óptica, denominada Red Óptica e Inalámbrica Innovadora (IOWN), podría reducir el consumo de energía de las redes de telecomunicaciones a una centésima parte del nivel actual, al tiempo que aumenta la capacidad de datos 125 veces.
Ese potencial podría ser crucial dada la inminente crisis energética en el sector de la IA. La demanda de electricidad se ha disparado gracias al auge de la inteligencia artificial, y en particular de la IA generativa, lo que ha presionado a los proveedores de energía y ha convertido la transición hacia la neutralidad de carbono en un desafío aún mayor. La consultora McKinsey predijo en septiembre que el consumo mundial de electricidad se duplicará entre 2023 y 2050 en escenarios más lentos y casi se triplicará en escenarios más rápidos, como con una adopción más acelerada de vehículos eléctricos.
Esto hace que la visión fotónica de NTT sea “más importante que nunca”, según Kirk Boodry, analista de telecomunicaciones de Astris Advisory. “Se necesitarán cantidades masivas de centros de datos, y estos necesitarán una enorme capacidad energética”, afirmó. “Cualquier tecnología que permita reducir el consumo energético en este mundo es fundamental”.
Pero IOWN se enfrenta a sus propios obstáculos tecnológicos. La luz tiene una longitud de onda mayor que la del proceso de diseño de chips informáticos de vanguardia, que son tan diminutos como de 2 a 3 nanómetros. Sin embargo, existe un límite en la pequeña capacidad de fabricación de guías de onda. Es necesario crear dispositivos lo suficientemente pequeños como para conectarse a unidades centrales de procesamiento (CPU) y unidades de procesamiento gráfico (GPU), pero que, a la vez, puedan convertir la electricidad en luz.
“El desafío aumenta cuanto más nos acercamos al borde [de la red]”, afirmó Boodry. “Instalar un dispositivo que convierta eficientemente las señales de luz en electricidad en un teléfono inteligente o una tableta es mucho más difícil que hacerlo en una computadora o en el rack de servidores de un centro de datos”, añadió. “El desafío radica, en parte, en la miniaturización”.
Un desafío aún mayor es la comercialización: lograr que todos los actores, desde las operadoras de telecomunicaciones hasta los fabricantes de equipos y dispositivos y los operadores de centros de datos, se transfieran a la óptica no es tarea fácil. “Es una tecnología disruptiva”, afirma Boodry. “Todo lo que se está construyendo ahora tiene que ser reemplazado”.
A pesar de estos obstáculos, NTT está deseoso de demostrar que IOWN puede aplicarse a problemas del mundo real. En un proyecto de demostración reciente, la tecnología permitió a un médico operar un robot quirúrgico a distancia, lo que subraya su potencial como solución a la escasez de médicos en las zonas rurales de Japón.
Otras industrias que utilizan centros de datos para servicios de misión crítica ya están mostrando interés en IOWN.
Las transacciones financieras en el sector financiero, por ejemplo, deben registrarse y ser recuperables en cualquier momento. Estos datos también deben transferirse a centros de datos de respaldo para mitigar riesgos de incendios o desastres naturales. La transmisión óptica total podría minimizar el riesgo de transferencias defectuosas o incompletas gracias a su capacidad para transferir grandes volúmenes de datos con extrema rapidez.
Japón es un importante centro de tecnología óptica, con empresas como Olympus, Sony, Canon y Fujifilm impulsando avances en este campo. NTT lleva investigando en este campo desde la década de 1960, antes de la expansión de la fibra óptica, según Yosuke Aragane, director de la oficina de desarrollo IOWN de NTT.
“La gran cantidad de ingenieros ópticos en Japón ha impulsado a las empresas a centrarse en la tecnología óptica”, afirmó Aragane. Una red nacional de proveedores de materiales, componentes y semiconductores de fibra óptica también ha facilitado el desarrollo de tecnologías como IOWN, añadió.
Anteriormente un monopolio estatal de telecomunicaciones, NTT es conocido por su sólida trayectoria en I+D, incluyendo el pionero servicio de internet móvil i-mode, lanzado en 1999, pero no por su éxito en la comercialización. Su historial en la monetización de innovaciones como i-mode y su adopción internacional se considera generalmente deficiente.
En 1999, NTT era la empresa más valiosa del mundo. Hoy, ocupa el puesto 220. Y si bien el Nikkei Stock Average ha subido aproximadamente un 50% desde principios de 2023, las acciones de NTT se han mantenido prácticamente sin cambios durante el mismo período.
IOWN podría ayudar a la empresa a sacudirse su reputación de fracasos en la comercialización, así como a poner a Japan Inc. nuevamente en la carrera de la innovación global.
NTT afirma que la tecnología se implementará en cuatro etapas. La primera fase, que comenzó el año pasado, busca que la transmisión a larga distancia sea completamente óptica, incluyendo enrutadores en los puntos de distribución. Con la tecnología convencional, las señales luminosas deben convertirse en electricidad y volver a convertirse en luz en cada punto de distribución, donde se separan y se reenvían a los destinos previstos, lo que provoca retrasos y pérdidas de energía.
La segunda etapa, que se dará a conocer en la Expo 2025 en Osaka en abril, verá la red óptica extendida al interior de los servidores del centro de datos, con estructuras conocidas como guías de ondas que reemplazarán los cables de cobre para la conexión entre las GPU y otros dispositivos.
En la tercera fase, que comenzará en 2028, se introducirán guías de ondas en las placas de circuitos, conectando la luz entre los procesadores y la memoria. En la cuarta fase, prevista para 2032, las guías de ondas se integrarán en los propios chips, conectando diversas piezas dentro del encapsulado.
“El desafío es que las tecnologías innovadoras podrían parecer muy riesgosas para los usuarios conservadores”, dijo Masahisa Kawashima, director de tecnología IOWN de NTT y presidente del grupo de trabajo de tecnología en el Foro Global IOWN, un grupo creado para atraer apoyo para la visión de óptica total.
Este mes, en Barcelona, el foro instaló un stand en el evento de telecomunicaciones Mobile World Congress, donde presentó su tecnología y expuso sus casos de uso. Tras la amarga experiencia de no poder comercializar tecnología pionera en el pasado, NTT se centra tanto en establecer alianzas como en desarrollar la tecnología.
“Nuestro objetivo es que los líderes de la industria acepten nuestra solución”, dijo Kawashima. “Una vez que lo logremos, probablemente el mercado también lo hará”.
Hasta el momento, más de 150 empresas y organizaciones se han unido al foro, incluidos operadores de telecomunicaciones como SK Telecom, Orange, Telefónica y Chunghwa Telecom; fabricantes de equipos Ericsson, Nokia y Pegatron; hiperescaladores de centros de datos como Google y Microsoft; y fabricantes de dispositivos como Samsung Electronics, Nvidia e Intel.
“La idea principal del Foro Global IOWN es impulsar la adopción y el eventual despliegue de todas las redes ópticas”, afirma Gonzalo Camarillo, ejecutivo de Ericsson y presidente del comité directivo de marketing del foro. “Necesitamos socios de todas las geografías y sectores”.
Uno de los mercados prioritarios es India, donde NTT es el mayor proveedor de servicios de centros de datos. Para ampliar su liderazgo, el director ejecutivo, Akira Shimada, asistirá a un evento en Bombay el 17 de marzo para lanzar una conexión totalmente fotónica entre centros de datos.
La medida está en línea con la política general de la compañía de generar crecimiento en áreas fuera del negocio tradicional de telecomunicaciones, que además de los servicios de centros de datos incluye inversión en línea, cómics en línea, transmisión de video y servicios de transformación digital.
NTT subrayó su compromiso con IOWN con la creación en 2023 de NTT Innovative Devices para fabricar componentes esenciales para la tecnología, como un dispositivo para convertir electricidad en luz y una placa de circuito con guías de ondas que conectan varios componentes.
Sin embargo, a pesar del énfasis de NTT en la cooperación y las alianzas, también podría enfrentarse a una fuerte competencia en la carrera hacia los sistemas totalmente fotónicos. En diciembre, IBM, miembro del Foro Global IOWN, anunció el desarrollo de un nuevo módulo de guía de ondas para conectividad óptica de alta velocidad, que permite comunicaciones más rápidas dentro del centro de datos que con cables eléctricos de cobre, minimiza el tiempo de inactividad de la GPU y acelera el procesamiento de la IA. Esta tecnología puede reducir el consumo de energía más de cinco veces y entrenar un modelo de lenguaje extenso hasta cinco veces más rápido, según IBM.
“No me importa que cualquier otra empresa entre en este mercado para vender su solución”, dijo Kawashima de NTT, añadiendo que el mercado crecerá a medida que se involucren más actores.
Camarillo coincidió. “Se trata de construir un ecosistema. Cuando se construye un ecosistema, no se busca obtener la tajada más grande del pastel. Se busca que crezca todo el pastel”, dijo, señalando que esto aplica a cualquier esfuerzo por crear un estándar industrial, no solo a IOWN. “Si tenemos una tajada del pastel y luego alguien más se lleva una más grande, no hay problema”.
