China, Rusia y Estados Unidos han unido fuerzas para construir y administrar una red de fibra óptica que cubre el Hemisferio Norte, creando un sistema de banda ancha similar a la Internet, para vincular a científicos, educadores y estudiantes del mundo entero. La Red Mundial de Aplicaciones Avanzadas (GLORIAD, http://www.gloriad.org) ), con sede en la Universidad de Tennessee y el Laboratorio Nacional de Energía en Oak Ridge, que depende del Departamento de Recursos Energéticos de Estados Unidos, está financiada por agencias gubernamentales de los tres países y ofrece asociaciones con las infraestructuras de investigación y educación más avanzadas del mundo, en Canadá, República de Corea, Holanda y cinco países escandinavos.

Greg Cole es investigador principal del programa de la Fundación Nacional de Ciencias que estableció GLORIAD y también del programa NaukaNet, predecesor de la red, con un financiamiento de 9,5 millones de dólares (1998-2009). Dirigió (con Natasha Bulashova, ahora coinvestigadora principal de GLORIAD), el Programa de la Red Cívica Estadounidense-Rusa, financiada por la Fundación Ford, y dirigió otras infraestructuras de red entre Estados Unidos y Rusia y programas de desarrollo de la comunidad financiados por organizaciones tales como la OTAN, el Departamento de Estado de Estados Unidos, la Fundación Eurasia, Sun Mycrosistems y otros.

GLORIAD es resultado de una exitosa iniciativa estadounidense-rusa, financiada por Estados Unidos y Rusia en 1997, para establecer la primera Internet de alto desempeño entre las comunidades científicas estadounidenses y rusas. El proyecto MirNET (rebautizado más tarde NaukaNet) fue un esfuerzo de colaboración entre la Fundación Nacional de la Ciencia de Estados Unidos (NSF), la Universidad de Tennessee y la Academia de Ciencias, el ministerio de Industria, Ciencia y Tecnología y el Centro de Investigaciones/Instituto Kurchatov, de Rusia.

La idea fue conectar instituciones de investigación y educación en Estados Unidos a través de un importante punto de enlace en Chicago, llamado STAR TAP - denominado ahora StartLight — con una instalación similar en Moscú, que conectara casi todas las instituciones de investigaciones y educación en Rusia. Al establecer un circuito de fibra óptica a través del Océano Atlántico, Europa y América del Norte, conectando terminales en Chicago y Moscú, vinculamos entre sí, por primera vez, a la mayoría de las instituciones investigadoras y educativas importantes de los dos países.

A lo largo de los años se ampliaron las asociaciones entre científicos estadounidenses y rusos y la red creció espectacularmente. En 2003 recibimos de la NSF permiso para tender otra conexión con Rusia, esta vez a través del Océano Pacífico y , lo que tiene gran importancia, a través de la República Popular de China. Encontramos asociados conectados en Hong Kong con nuestros asociados de la Academia de Ciencias de China, luego conectaron el circuito de Hong Kong a través de Pekín hasta la frontera rusa cerca de Khabarovsk. Nuestros asociados rusos extendieron su red hasta Khabarovsk, y por primera vez Rusia y China traspusieron su frontera común con un circuito de telecomunicaciones. En ese punto se completó el círculo en el Hemisferio Norte.

A principios de 2004, la red estaba en operaciones. Posteriormente ese año la NSF y nuestros patrocinadores rusos y chinos acordaron financiar nuestro nuevo programa de cinco años llamado GLORIAD, que amplió la capacidad de servicio circular en torno a la tierra y puso en funcionamiento una nueva arquitectura para una Internet avanzada. La nueva arquitectura nos permitió ofrecer circuitos dedicados a colaboradores científicos individuales que podían usar durante horas, días o meses, además de los servicios compartidos - como el correo electrónico y las videoconferencias - que seguimos ofreciendo.

En los años recientes las aplicaciones científicas han crecido hasta el punto en que algunos grupos necesitan, por un tiempo breve, el equivalente de su propia Internet - ya sea para mover una cantidad de datos o para asegurar una experiencia de calidad para emitir, por ejemplo, un haz de vídeo de alta definición o para operar a distancia un microscopio electrónico. La Internet compartida sirve para aplicaciones como el correo electrónico, donde el tiempo y la calidad no son factores críticos. Pero si uno opera a distancia un microscopio electrónico, necesita una respuesta instantánea. Esa es una de las razones por las que estamos construyendo en GLORIAD lo que llamamos una estructura híbrida, que nos permite ofrecer a los científicos circuitos dedicados a un tema específico, junto con una Internet compartida para su correo electrónico y sus aplicaciones en la Web.

El siguiente paso en el desarrollo de GLORIAD fue agregar el Instituto de Ciencia y Tecnología de la Información de la República de Corea como nuestro cuarto miembro principal. Los coreanos se sumaron al proyecto en 2005 y diseñaron y financiaron, gracias al ministerio de Ciencia y Tecnología de ese país, un circuito de 10 gigabytes que va desde Hong Kong, en China, hasta Daejeon, en la República de Corea, y Seattle, en el estado de Washington. Es el primer componente diseñado por GLORAD para ofrecer servicios híbridos. Nuestra meta es contar con una red que opere en torno a la tierra a razón de 10 gigabytes por segundo y para ello avanzamos un paso a la vez. Por ejemplo, con 10 gigabytes por segundo podríamos dar apoyo a 25.000 vídeoconferencias simultáneamente, o a un millón de llamadas telefónicas por la Internet. Hoy día, entre Estados Unidos y China y entre Estados Unidos y Rusia, podemos dar apoyo a alrededor de una cuarta parte de eso.

La mayor aplicación individual activa en GLORIAD en este momento es una conexión entre un instituto de física de alta energía en Italia y una instalación de detección de rayos cósmicos en las alturas de las montañas de Tibet, operada por la Academia de Ciencias de China. Se recopila una enorme cantidad de datos para ser analizados por científicos en Italia y China. Ese flujo de tráfico se mueve 24 horas por día. En la hora que acaba de transcurrir, mientras escribo este artículo, han recorrido entre esos sitios unos de 4 gibabits de datos

Nuestra segunda aplicación en orden de importancia, en este momento, es la transferencia de datos desde una división de la NASA, Ingeniería para Sistemas Complejos, a la Academia de Ciencias de China. Vemos una gran cantidad de investigación sobre ciencia espacial, particularmente las imágenes de satélites y los datos de ciencias atmosféricas. Las ciencias atmosféricas — científicos del clima y pronosticadores del tiempo - se cuentan entre los que hacen uso más frecuente de la red. Estos usuarios incluyen el Centro Nacional para la Investigación Atmosférica, en Colorado, la Academia de Ciencias de China en Pekín y el Centro Hidrometeorológico de Rusia, en Moscú.

Recientemente nos reunimos con nuestros socios de GLORIAD en Moscú, donde nos enteramos de interesantes aplicaciones en telemedicina. Nuestros asociados rusos han desarrollado equipos que utilizan datos del equipo de imágenes de resonancia magnética para crear modelos tridimensionales en polímero, en tamaño natural, de órganos de pacientes, incluso el cerebro. Eso requiere una cantidad enorme de datos. Estos modelos se usan luego para hacer análisis y preparar planes quirúrgicos apropiados.

Estos son apenas unos cuantos ejemplos de las aplicaciones que habitualmente no pueden hacerse en la Internet, ni siquiera con una conexión de banda ancha. La Internet no tiene la calidad o el rendimiento que necesitan nuestras comunidades científicas.

Uno de los problemas con los que lidiamos es la seguridad en el espacio cibernético; todos los países involucrados en GLORIAD tratan de colaborar en esa ocupación. Hemos desarrollado algunas aplicaciones interesantes que nos permiten observar el uso de la red y desarrollamos ciertas capacidades para vigilar el abuso de la red. Un problema que a veces tenemos son los ataques con servicios rechazados, en los cuales la gente orquesta la inundación simultánea de un sitio electrónico, digamos desde Moscú, con datos de muchos sitios de todo el mundo, paralizando en esencia el sitio. Los sitios reciben tantos datos que los aparatos de computación no pueden funcionar. Hay muchos ejemplos de cómo la gente usa las redes de manera inapropiada y una parte importante de nuestro esfuerzo en Estados Unidos es investigar y poner en práctica salvaguardias contra estos abusos.

A lo largo del desarrollo del proyecto el uso de la red se ha limitado a las comunidades investigadoras y educativas. La mayoría de nuestros clientes son investigadores universitarios, pero la mayor parte de nuestro tráfico procede de laboratorios nacionales y otras instalaciones de investigación financiadas con fondos federales, entre ellas la NASA, el Departamento de Recursos Energéticos, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica y los Institutos Nacionales de la Salud.

Más de la mitad de nuestro tráfico actual con Rusia y China proviene de instalaciones financiadas con dinero federal, donde se encuentran los grandes archivos de datos. La mayor parte del tráfico se dirige y proviene de nuestros asociados internacionales - Rusia, China, Corea del Sur y ahora Holanda, Canadá y los países escandinavos. Con la red llamada NORDUnet, nuestros asociados recientes son Dinamarca, Suecia, Noruega, Finlandia e Islandia. NORDUNet es uno de los grupos de redes más innovadores del mundo. El grupo está involucrado desde el principio en el desarrollo de la Internet internacional y ha aplicado innovaciones para el desarrollo de los servicios avanzados por Internet. Ahora contribuirá a GLORIAD con una longitud de onda (un circuito de 10 gigabytes por segundo) que irá desde Holanda a través de Europa y tan cerca de la frontera rusa como sea posible.

En cierto sentido, la red se trata de dos cosas. Una es conectar computadoras e instrumentación para permitirl a los científicos compartir ideas y datos, y la otra es mejorar nuestra capacidad de comunicarnos.

Una cosa es segura con GLORIAD, no importa cuan rápido obremos para aumentar la capacidad y los servicios de la red, que los diferentes grupos científicos ya han avanzado con más rapidez. Vemos que cada mes se transfieren muchos tetrabites con datos (1.000 billones de bites) y para un futuro no muy distante esperamos los petabites (1 trillón de bites). Es para nosotros un verdadero reto, pero un reto magnífico.