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La rápida evolución de las aplicaciones con uso intensivo de datos, como la inteligencia artificial (IA), el aprendizaje automático y la computación de alto rendimiento, exige soluciones de red innovadoras que ofrezcan gran ancho de banda, baja latencia y eficiencia energética. La Conmutación de Circuitos Ópticos (OCS) es la solución ideal para satisfacer estas necesidades en centros de datos y clústeres de IA. Para acelerar su adopción y garantizar una integración fluida en las arquitecturas de red modernas, la Comunidad OCP creó el Subproyecto OCS dentro del Proyecto de Redes OCP.
La misión del Subproyecto OCS es estandarizar y promover la Conmutación de Circuitos Ópticos (OCS) como una solución abierta, escalable y eficiente para las redes de próxima generación. Mediante la creación de especificaciones abiertas, la integración de OCS con las Redes Definidas por Software (SDN) y el fomento de la interoperabilidad, buscamos aprovechar al máximo el potencial de OCS para centros de datos, clústeres de IA y más, en línea con la visión de OCP de apertura, escalabilidad, eficiencia e innovación impulsada por la comunidad.
La industria que demanda tecnología de conmutación de circuitos ópticos (OCS)
La Fundación del Proyecto de Computación Abierta (OCP), la organización sin fines de lucro que ofrece innovaciones a gran escala, anunció la creación de un nuevo Subproyecto de Conmutación de Circuitos Ópticos (OCS). Este Subproyecto facilitará la colaboración entre tecnologías OCS abiertas para satisfacer las crecientes demandas de conectividad de alto ancho de banda, baja latencia y eficiencia energética en aplicaciones con uso intensivo de datos, como la inteligencia artificial. Será codirigido por voluntarios de iPronics y Lumentum, miembros de OCP, y entre los participantes iniciales se encuentran Coherent, Google, Lumotive, Microsoft, nEye, NVIDIA, Oriole Networks y POLATIS (HUBER+SUHNER).
A diferencia de la conmutación eléctrica tradicional, OCS aprovecha la tecnología fotónica para enrutar datos ópticamente, lo que reduce el consumo de energía y mejora la fiabilidad de las cargas de trabajo de IA a gran escala. A medida que los clústeres de IA escalan para satisfacer las demandas computacionales de la IA generativa y los modelos de lenguaje de gran tamaño (LLM), OCS proporciona una solución escalable y sostenible para gestionar el enorme volumen de datos requerido, garantizando una integración fluida con cualquier protocolo de red y, al mismo tiempo, compatible con las mismas API de redes definidas por software y marcos de gestión, afirmó Peter Roorda, director general de conmutación de Lumentum.
Los centros de datos de IA y la infraestructura moderna utilizan una combinación de interconexiones optoelectrónicas electrónicas e híbridas, adaptadas a diferentes cargas de trabajo y regiones. Añadir conmutadores de circuitos ópticos compactos y de rápida reconfiguración a estas herramientas optimiza los recursos, aumenta el rendimiento y reduce los costes. El Proyecto Open Compute ofrece una oportunidad única para democratizar el acceso e impulsar el desarrollo de soluciones abiertas y escalables que satisfagan las cambiantes necesidades del mercado y definan el futuro de la informática, afirmó Daniel Pérez-López, cofundador y director de tecnología de iPronics.
“Google utiliza ampliamente la tecnología de Conmutación de Circuitos Ópticos (OCS) en nuestros centros de datos como parte de nuestras arquitecturas de red Jupiter/IA, a través de nuestra iniciativa Proyecto Apollo, dentro de nuestros sistemas TPU para lograr un rendimiento superior y un coste total de propiedad (CTP). Nos complace colaborar con expertos del sector en OCP para definir interfaces de software (basadas en gNMI, gNOI, gNSI y OpenConfig) que permitan que la tecnología OCS se escale aún más en todo el ecosistema de forma interoperable”, afirmó Ryohei Urata, ingeniero principal de Google Cloud.
El subproyecto OCS se presentará por primera vez en la Cumbre OCP APAC, del 5 al 6 de agosto de 2025 en Taipéi, Taiwán. Esto se llevará a cabo en el área de Redes de Comunicación Óptica, coorganizada por OCP y el Foro Global IOWN.
Los miembros del Foro Global IOWN están muy entusiasmados con la creación del Subproyecto OCP OCS. Una infraestructura óptica no solo logra una transmisión de datos de alto ancho de banda, baja latencia y eficiencia energética, sino que también extiende su vida útil y contribuye a la sostenibilidad. Para lograrlo, se requiere un sólido ecosistema de implementadores de productos, desarrolladores de software y usuarios. OCP será un socio clave para el desarrollo de dicho ecosistema, afirmó Masahisa Kawashima, presidente del Grupo de Trabajo de Tecnología del Foro Global IOWN.
(a) Red de conmutación de circuitos ópticos (OCS). (b) Red de conmutación de paquetes electrónicos (por ejemplo, Ethernet).
Aplicación de la técnica de conmutación de circuitos ópticos
La fotónica se considera una alternativa para los centros de datos de IA. Como resultado, existe una gran innovación en este espacio, ya que empresas como grandes proveedores y startups vanguardistas buscan desarrollar. A continuación, se presentan algunos ejemplos interesantes.
A finales de marzo, iPronics anunció el lanzamiento de ONE-32, considerado el primer producto de conmutación de circuitos ópticos (OCS) basado en fotónica de silicio. La conmutación de circuitos ópticos utiliza señales ópticas para establecer rutas de comunicación directa entre terminales, eliminando la necesidad de conversiones ópticas a eléctricas y ópticas, y reduciendo la latencia y el consumo de energía.
iPronics afirma que el ONE-32, que aprovecha una plataforma de fotónica de silicio CMOS (semiconductor complementario de óxido metálico), reducirá el consumo de energía del conmutador hasta en un 50 %. El director ejecutivo de iPronics, Christian Dupont, afirmó que el ONE-32 «libera todo el potencial de las redes ópticas para los centros de datos».
Esa misma semana, Lumentum anunció que su sistema de conmutación óptica (OCS) R300 estaba siendo probado por múltiples clientes de hiperescala. El R300 se basa en la tecnología de conmutación óptica MEMS (sistemas microelectromecánicos). La compañía afirma que este producto se suma a su amplia cartera de soluciones fotónicas innovadoras que aumentan la escalabilidad de los centros de datos de IA.
NVIDIA, por su parte, afirma estar innovando al integrar la fotónica de silicio directamente con sus circuitos integrados de conmutación NVIDIA Quantum y Spectrum. Los sistemas de conmutación de fotónica de silicio de la compañía, denominados fotónica de silicio coempaquetada, ofrecen un consumo energético 3,5 veces menor, menor latencia y una resiliencia de red significativamente mejorada en comparación con los transceptores ópticos enchufables tradicionales. “Este es el comienzo de una nueva era donde la eficiencia se une al rendimiento, acelerando los avances en IA y transformando el panorama de los centros de datos para las generaciones venideras”, escribió la compañía en una visión que se alinea con los debates actuales de la industria en torno a la fabricación de silicio, incluyendo una próxima charla en Microelectronics UK los días 24 y 25 de septiembre de 2025, donde expertos explorarán estas posibilidades emergentes en profundidad.
El mismo día del lanzamiento de iPronics, Lightmatter hizo dos anuncios. La compañía anunció el lanzamiento de Passage M1000 y L200. Diseñado para las XPU de próxima generación (una unidad de procesamiento que incluye varias arquitecturas) y los conmutadores, este último busca ofrecer los elementos esenciales de la óptica coempaquetada, integrando óptica y electrónica para reducir el consumo y aumentar el ancho de banda en las redes de datos.
“Las interconexiones de los centros de datos de IA se enfrentan a crecientes desafíos de ancho de banda y consumo”, afirmó Andrew Schmitt, fundador y analista director de Cignal AI. “La óptica coempaquetada (integrar la óptica directamente en las XPU y los conmutadores) es la solución inevitable”.
A finales de marzo, iPronics anunció el lanzamiento de ONE-32, considerado el primer producto de conmutación de circuitos ópticos (OCS) basado en fotónica de silicio. La conmutación de circuitos ópticos utiliza señales ópticas para establecer rutas de comunicación directa entre terminales, eliminando la necesidad de conversiones ópticas a eléctricas y ópticas, y reduciendo la latencia y el consumo de energía.
iPronics afirma que el ONE-32, que aprovecha una plataforma de fotónica de silicio CMOS (semiconductor complementario de óxido metálico), reducirá el consumo de energía del conmutador hasta en un 50 %. El director ejecutivo de iPronics, Christian Dupont, afirmó que el ONE-32 «libera todo el potencial de las redes ópticas para los centros de datos».
Esa misma semana, Lumentum anunció que su sistema de conmutación óptica (OCS) R300 estaba siendo probado por múltiples clientes de hiperescala. El R300 se basa en la tecnología de conmutación óptica MEMS (sistemas microelectromecánicos). La compañía afirma que este producto se suma a su amplia cartera de soluciones fotónicas innovadoras que aumentan la escalabilidad de los centros de datos de IA.
NVIDIA, por su parte, afirma estar innovando al integrar la fotónica de silicio directamente con sus circuitos integrados de conmutación NVIDIA Quantum y Spectrum. Los sistemas de conmutación de fotónica de silicio de la compañía, denominados fotónica de silicio coempaquetada, ofrecen un consumo energético 3,5 veces menor, menor latencia y una resiliencia de red significativamente mejorada en comparación con los transceptores ópticos enchufables tradicionales. “Este es el comienzo de una nueva era donde la eficiencia se une al rendimiento, acelerando los avances en IA y transformando el panorama de los centros de datos para las generaciones venideras”, escribió la compañía en una visión que se alinea con los debates actuales de la industria en torno a la fabricación de silicio, incluyendo una próxima charla en Microelectronics UK los días 24 y 25 de septiembre de 2025, donde expertos explorarán estas posibilidades emergentes en profundidad.
El mismo día del lanzamiento de iPronics, Lightmatter hizo dos anuncios. La compañía anunció el lanzamiento de Passage M1000 y L200. Diseñado para las XPU de próxima generación (una unidad de procesamiento que incluye varias arquitecturas) y los conmutadores, este último busca ofrecer los elementos esenciales de la óptica coempaquetada, integrando óptica y electrónica para reducir el consumo y aumentar el ancho de banda en las redes de datos.
“Las interconexiones de los centros de datos de IA se enfrentan a crecientes desafíos de ancho de banda y consumo”, afirmó Andrew Schmitt, fundador y analista director de Cignal AI. “La óptica coempaquetada (integrar la óptica directamente en las XPU y los conmutadores) es la solución inevitable”.
Relaciones de OCS con las técnicas convencionales
Componentes principales de OCS
Conmutadores ópticos: Los conmutadores ópticos son la columna vertebral de los OCS. Son dispositivos que pueden enrutar señales ópticas de un puerto a otro sin convertirlas en señales eléctricas. Existen diferentes tipos de conmutadores ópticos, como los conmutadores de sistemas microelectromecánicos (MEMS) , los de cristal líquido y los termoópticos. Cada tipo tiene sus propias ventajas y se selecciona en función de los requisitos específicos de la red.
Multiplexación por División de Longitud de Onda (WDM): WDM es una técnica que multiplexa múltiples señales ópticas en una sola fibra óptica mediante el uso de diferentes longitudes de onda de luz. Esto permite la transmisión simultánea de múltiples flujos de datos a través de una sola fibra óptica, lo que aumenta significativamente la capacidad de la red.
Amplificadores ópticos: Los amplificadores ópticos se utilizan para aumentar la intensidad de las señales ópticas a medida que viajan por la red. Esto es crucial para mantener la integridad de la señal a largas distancias y garantizar que los datos lleguen a su destino sin degradación.
Fibermart se centra en la investigación, el desarrollo, el diseño y la fabricación de productos y servicios de conectividad de fibra para entidades privadas, empresas, operadores, proveedores de servicios de internet (ISP) y proveedores de red. Nos comprometemos con el alto rendimiento y la innovación, manteniéndonos al día con el desarrollo para ofrecer el soporte técnico y de hardware más avanzado.
Ventajas de OCS
Baja latencia: al eliminar las conversiones OEO, OCS reduce la latencia asociada con la transmisión de datos, lo que lo hace ideal para aplicaciones que requieren procesamiento de datos en tiempo real.
Alto ancho de banda: OCS puede manejar flujos de datos de alto ancho de banda de manera eficiente, lo que lo hace adecuado para aplicaciones como transmisión de video, computación en la nube e interconexiones de centros de datos.
Eficiencia energética: El OCS consume menos energía que la conmutación electrónica, ya que elimina la necesidad de conversiones OEO que consumen mucha energía. Esto lo convierte en una opción ecológica para los operadores de red.
Escalabilidad: Las redes OCS se pueden escalar fácilmente para adaptarse al creciente tráfico de datos añadiendo más conmutadores ópticos y fibras. Esta escalabilidad es esencial para satisfacer las crecientes demandas de las redes modernas.
Resumen
La Conmutación de Circuitos Ópticos (OCS) es una tecnología revolucionaria que mejora el rendimiento y la eficiencia de las redes ópticas. Al permitir la reconfiguración dinámica de los circuitos ópticos, la OCS reduce la latencia, ahorra energía y facilita la transmisión de datos de gran ancho de banda. A medida que crece la demanda de redes más rápidas y eficientes, la OCS desempeñará un papel crucial en el futuro de las telecomunicaciones.
(Fuentes del Proyecto Open Computer, MICROELECTRONICS UK, organizado por Fibermart, Fiber-Mart.com)
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