Alcatel-Lucent Politecnico Milano e Fondazione Politecnico ‘studiano’ le nuove reti per far colloquiare Watt e bit
Cloud, virtualizzazione, smart grid, big data. Nuove tecnologie stanno trasformando il modo in cui in tutto il mondo si accede alle informazioni, si plasmano nuovi e vecchi servizi, mentre applicazioni solo qualche anno fa di pertinenza di nicchie di utenti professionali e sofisticati oggi sono adottate da centinaia di milioni, presto miliardi, di utilizzatori. Nello stesso tempo, le tecnologie digitali sono insieme parte del problema e soluzione nei nuovi paradigmi energetici: fattore di maggiori consumi ma anche chiave decisiva per ridurli.
Di queste prospettive si è parlato in una giornata di studio – “ICT Green in Italy” – che si è tenuta presso l’Aula Magna del Politecnico di Milano, organizzata da Alcatel-Lucent Italia in collaborazione con il Dipartimento di Elettronica e Informazione del Politecnico di Milano, la Fondazione Politecnico di Milano e l’Alcatel-Lucent Technical Academy (ALTA), con la partecipazione di docenti, ricercatori e studenti di realtà accademiche di punta, esperti di Alcatel-Lucent e degli operatori di telecomunicazioni. Il “verdetto” è chiaro: mai come oggi la sensibilità verso i vincoli energetici è chiara, sotto il doppio profilo dei costi e della sostenibilità ambientale; nello stesso tempo, le tecnologie promettono risultati clamorosi, grazie anche ad una più intensa collaborazione su scala nazionale e internazionale. Con questo spirito, hanno sottolineato il direttore generale del Politecnico Graziano Dragoni e il manager dei Sistemi e Architetture della ricerca ottica di Alcatel-Lucent Giorgio Parladori, si profilano le nuove iniziative di partnership multi-livello.
GreenTouch: laboratori di tutto il mondo per ridurre mille volte i consumi
Delle realtà presenti al workshop, Alcatel-Lucent, Fondazione Politecnico di Milano e Politecnico di Torino sono tra l’altro partner in GreenTouch, l’iniziativa che riunisce aziende, università e laboratori pubblici e privati di tutto il mondo, con l’obiettivo di una drastica riduzione dei consumi energetici nelle reti di telecomunicazione nei prossimi anni. GreenTouch, che ha avuto tra i soci fondatori i Bell Labs di Alcatel-Lucent, “patria” di migliaia di brevetti e di sette premi Nobel, ha un obiettivo ambizioso, cioè individuare le tecnologie per migliorare di mille volte l’efficienza energetica dell’ICT entro il 2015, e anche una necessità oggettiva, cioè far fronte alla crescita esponenziale del traffico dati, come ha sottolineato Guillaume Declerck, direttore Marketing&Strategy di Alcatel-Lucent Italia. Le soluzioni – è stato mostrato al workshop milanese – sono frutto di una collaborazione sui diversi piani: dall’architettura dei sistemi informatici, dove consolidamento e cloud sono le parole chiave, a quella delle reti, fino alle tecnologie fotoniche e a quelle per ottimizzare la gestione stessa delle reti, con le smart grid. Non solo: anche una delle strade più importanti e risolutive, quella delle energie rinnovabili, si dimostra praticabile solo a condizione di avere a disposizione efficaci sistemi di controllo delle reti elettriche. “Watt e bit” sono insomma destinati a confrontarsi e a collaborare sempre più strettamente.
Le nuove frontiere della ricerca
All’impegno della sfida corrisponde anche l’originalità delle soluzioni, come ha sottolineato, tra gli intervenuti, Antonio Capone, docente del Politecnico di Milano, che ha illustrato recenti contributi maturati proprio nell’ambito dell’iniziativa GreenTouch, miranti a separare nelle reti mobili il traffico dati, decisamente più oneroso in termini energetici, dal traffico di segnalamento. La gestione dinamica delle antenne e dei siti, permettendo di regolare la potenza impiegata in funzione del traffico e in modo più direzionale è tra le strategie allo studio per migliorare ulteriormente il bilancio energetico di apparati e reti.
Accanto alle sfide delle reti mobili, illustrate da ricercatori del Politecnico di Torino e di TiLab (il centro ricerche di Telecom Italia), non poteva mancare il confronto sui nuovi trend delle reti a banda larga fisse e alle tecnologie fotoniche. I programmi di ricerca a quest’ultimo riguardo, illustrati dal professor Mario Martinelli, del Politecnico di Milano, che proprio nelle reti ottiche collabora con i laboratori italiani di Alcatel-Lucent, segnano continui progressi tanto nelle reti di trasporto quanto in quelle di accesso. Nelle reti sottomarine, che uniscono ogni ‘angolo’ del mondo, ha sottolineato il professor Martinelli, si è assistito a progressi dell’ordine del 20 per cento all’anno e, grazie all’introduzione delle fibre ottiche a partire dagli anni ‘80 e alle tecniche di multiplazione ottica (WDM), è stato possibile ridurre di un milione di volte il budget energetico per bit per km trasportato. Una vasta gamma di tecnologie ottiche ed elettroniche si profila ora per portare ulteriori progressi nell’efficienza energetica delle reti di trasporto e d’accesso, estendendosi anche alle tecnologie adottate nei data center, che assumono un ruolo sempre più vitale nell’ottica del cloud.
Il cloud energetico: dove non tramonta mai il sole
Così, se il cloud computing si basa sul presupposto della virtualizzazione delle risorse informatiche, con utenti in grado di accedere ad esse e alle applicazioni in modo flessibile e ‘on demand’, da qualunque località, sfruttando le possibilità offerte da reti ad altissime prestazioni, perché non cogliere l’opportunità di spostare le stesse risorse computazionali in funzione del costo variabile dell’energia da Paese a Paese nell’arco delle 24 ore? Un brillante studio presentato da studenti e ricercatori del Politecnico ha dimostrato come una misura di questo tipo potrebbe abbattere anche di oltre il 30 per cento il costo della bolletta energetica di grandi organizzazioni informatiche operanti su scala globale per cloud pubblici e privati. Scenari di questo genere, tra l’altro, alimentano i recentissimi annunci di Alcatel-Lucent in materia di cloud ad altissime prestazioni, basati su avanzati software di ‘orchestrazione’ e gestione delle risorse, switch e router ad altissime prestazioni, in grado di adattare il loro funzionamento e i livelli di servizio in funzione delle applicazioni.
Virtualizzazione delle reti, con conseguente migliore capacità di gestione delle risorse e progressi nella fotonica possono generare l’effetto combinato e moltiplicato che nel trasporto su strada è ottenibile, rispettivamente, con un drastico miglioramento del traffico (minori code, ingorghi, tempi di percorrenza) e la riduzione dei consumi specifici dei motori. Un tipico esempio a quest’ultimo riguardo vede ancora impegnata la ricerca italiana di Alcatel-Lucent: da questi sono usciti i componenti chiave dell’ottica coerente, oggi a 100 Gigabit al secondo, domani a 400 G/bits: più velocità, più distanza, meno apparati, meno consumi. Le nuove prospettive – illustrate da Pasquale D’Onofrio, dei laboratori Optics dell’azienda a Vimercate, uno dei punti d’eccellenza mondiale della progettazione – passano per modelli di virtualizzazione della rete ottica e trovano riscontri anche in progetti collaborativi internazionale. E’ il caso di Geysers, acronimo di Generized architecture for dYnamic infrastructure SERviceS: un programma triennale (2010 – 2013) sostenuto dall’Unione Europea che vede la partecipazione di laboratori e centri di ricerca pubblici e privati di mezza Europa (Italia, Spagna, Francia, Gran Bretagna, Belgio, Olanda, Germania, Polonia). Obiettivo: nuove tecnologie per un’offerta di “infrastrutture come servizio” (IaaS) basata sulla composizione dinamica delle risorse di rete, con la massima flessibilità e fluidità, grazie anche a concetti come quello di “rete definita dal software” (SDN): un sistema di reti e sottoreti definite da regole software tali da ‘astrarre’ gli aspetti fisici per plasmare le infrastrutture secondo necessità e domanda in base alla domanda del mercato.
La richiesta di traffico dati cresce a ritmi esponenziali, perché più utenti restano collegati più a lungo per scambiare ciascuno molte più informazioni di ieri. L’accelerazione di questi anni, riguardante anche le reti mobili, è solo un’anticipazione rispetto a quanto si vedrà in un futuro assai prossimo. In pochissimi anni, i kilobyte sono diventati megabyte e quindi gigabyte (per esempio per il download di film) scaricati anche in un sol giorno. Sono questi numeri a indicare come sia indispensabile migliorare drasticamente l’efficienza delle reti in termini energetici, se non si vuole che il consumo complessivo dell’ICT, oggi stimato attorno al 2 per cento dei consumi elettrici complessivi, cresca fuori controllo. Il lato positivo della medaglia, tuttavia, è che proprio la pervasività delle reti di comunicazione è la premessa per un sensibile incremento di efficienza delle reti elettriche, sul fronte degli impieghi e su quello degli approvvigionamenti.
Necessità di standard comuni per l’evoluzione delle reti: verso le Smart Grid
Moderni sistemi di comunicazione – ha rilevato nel corso dell’incontro Vittorio Trecordi, docente del Politecnico di Milano – sono la premessa per un impiego più ‘smart’ delle risorse energetiche a tutto campo con vantaggi quali: ottimizzazione dei consumi domestici, gestione flessibile e bilanciata dei consumi urbani, compresa la possibilità di utilizzare sistemi di accumulo, riduzione delle emissioni. Il risultato, ha sottolineato, “è un Ict non più ancillare ma organico al processo dell’energia”. Un immediato riscontro si ha nell’utilizzo delle fonti energetiche alternative. Sole e vento non si possono comandare, ma l’immissione dell’energia prodotta deve avvenire in un quadro programmato, pena il rischio di “distacchi” e di conseguente black-out. Se si vuole evitare di assistere al fenomeno, spesso visibile in Germania e sempre più anche in Italia, di parchi eolici fermi per rischio congestione, occorre una organizzazione ordinata di prelievi e conferimenti nell’ambito di una rete caratterizzata da un grado di distribuzione e quindi di colloquio tra moltissimi punti di produzione, dispacciamento e, in prospettiva, accumulo.
Far colloquiare sistemi di automazione, spesso proprietari, e sistemi Ict, ha avvertito Trecordi, non sarà facile. “La standardizzazione sarà sempre più una necessità di cui tener conto, anche su scala internazionale”, ha aggiunto l’esperto. Analogo richiamo alla necessità della standardizzazione giunge anche da Flavio Cucchietti, di Telecom Italia Innovation: “L’Ict può concorrere in innumerevoli modi al contenimento dei consumi energetici, abilitando nuovi stili di vita, per esempio con il telelavoro, riducendo i consumi degli apparati di rete ma anche, e in misura significativa, nelle smart grid”.
Proprio nel campo delle reti energetiche intelligenti, Alcatel-Lucent può mettere a disposizione tecnologie e competenze maturate con autorevoli clienti internazionali, come ha osservato Vincenzo Lecchi. Non solo velocità, ma anche flessibilità di configurazione, sicurezza, fortissima riduzione dei tempi di latenza e quindi dei ritardi di risposta sono tra le caratteristiche di questa rete di nuova generazione. Le soluzioni sviluppate da Alcatel-Lucent puntano sulla convergenza delle reti IP, sulla possibilità di soddisfare tutte le richieste in termini di latenza, a supporto di esigenze particolarmente stringenti come non solo gli SCADA ma anche le teleprotezioni. Con un sistema di Smart Grid Management consapevole delle esigenze di comunicazione dei singoli nodi energetici, gli utenti hanno a disposizione uno strumento importante per la gestione delle reti energetiche. La convergenza delle reti di comunicazione e della rete energetica è il valore aggiunto di un sistema in grado di offrire sicurezza, prestazioni e aprire la strada a nuovi indirizzi creativi.
