Así ayuda Cisco a develar los misterios del Universo

Situado a 5.000 metros de latitud en el desierto de Atacama, sus 66 antenas de casi 15 metros de alto -los ojos de ALMA – operan día y noche para capturar las señales del Universo y poder explicar la constante transformación estelar. Sus bajas temperaturas, que pueden llegar a -25 °C, los fuertes vientos, la nieve, la poca humedad, el polvo y la falta de oxígeno convierten su funcionamiento en un desafío de alta complejidad, estatus que el personal de ALMA y su infraestructura de red tienen que soportar.

Para hacer frente a uno de los ambientes más extremos del planeta, se requiere una arquitectura de red digital robusta y confiable que pueda llevar todos los datos de las antenas al cerebro de ALMA; una supercomputadora capaz de procesar la información de las antenas en tiempo real, transformándolas en un flujo de datos coherente.

Las soluciones de Cisco están profundamente integradas dentro de las operaciones del ALMA, haciendo de Cisco una solución de extremo a extremo que ayuda al ALMA, el observatorio más grande del mundo, a cumplir su misión: revelar los misterios del Universo.

"Para que una operación única como la de ALMA funcione, es esencial que la infraestructura opere en condiciones extremas, pero con las mismas características y capacidades avanzadas como si estuviera en un entorno de oficina tradicional. Uno de los secretos para el éxito de Cisco es nuestra capacidad de personalizar nuestras soluciones para satisfacer las necesidades de diversas industrias, con necesidades especiales y condiciones únicas", explicó Mariana Portela, gerente de cuentas de Cisco Chile.

"ALMA, en palabras simples, es una fábrica que produce datos científicos y los entrega a la comunidad astronómica, pero para que esta cadena de suministro funcione, se necesita una columna vertebral confiable en la que podamos apoyar este proceso, es ahí donde Cisco juega un papel fundamental", dice Jorge Ibsen, Jefe del Departamento de Informática y Computación de ALMA . "Por más de 10 años hemos estado trabajando con las soluciones de Cisco y siempre nos han dado tecnología de vanguardia. Justo lo que necesita ALMA para generar grandes cantidades de datos científicos reutilizables. En la actualidad producimos alrededor de 200 terabytes (TB) por año, y se espera que el volumen de datos aumente significativamente en los próximos años en operaciones".

Revelando los misterios del universo

Para lograr revelar los misterios del universo, ALMA está utilizando switches Cisco Catalyst 6500 Core, capaces de trabajar a gran altura; permitiendo una gran confiabilidad en este ambiente extremo y con funcionalidades avanzadas. Este equipamiento crítico se instala en un centro de datos situado al interior del Edificio de Operaciones Técnicas de ALMA, ubicado a 5.000 metros de altura. El edificio cuenta con inyección de oxígeno, sistemas de refrigeración precisos y líneas eléctricas para garantizar las condiciones óptimas de funcionamiento, haciendo de este el centro de datos más alto del mundo.

Las antenas producen cientos de gigabytes (GB) de datos todos los días, los cuales son procesados en la supercomputadora de ALMA -denominado “Correlator” - y luego enviados al Centro de Operaciones (OSF) a 2.900m de altura, localizado a 28km de San Pedro de Atacama, en medio del desierto, a través de enlaces dedicados de fibra óptica. El OSF alberga un centro de datos, laboratorios de última tecnología, oficinas y dormitorios que permiten a más de 200 personas trabajar todos los días, con acceso a Internet confiable, conexiones Wi-Fi, videoconferencia, telefonía y telepresencia a través de equipos de red Cisco, proporcionando servicios vitales dada la lejanía de las instalaciones.

Es en la sala de control dentro del OSF, la parte neuronal para la toma de decisiones de ALMA, donde los astrónomos y operadores manejan todas las antenas para observar el universo y el lugar en el que se almacenan los datos capturados, actuando esencialmente como la memoria a corto plazo de ALMA. Para ello, ha sido necesario instalar un conjunto de servidores, unidades de almacenamiento y software muy especializado para el control de las 66 antenas. Sin embargo, un gran desafío se presentó para maximizar el rendimiento y funcionamiento del observatorio: algunos grupos de antenas necesitaban ser controlados y operados de manera independiente de los demás y debían actuar como líneas de producción paralelas. Ante esto, pensar en duplicar el hardware y el software de control resultaba demasiado caro, y la carga de trabajo para la reconfiguración de las mismas y cambiar todo el cableado óptico requerido para conectar adecuadamente cada antena individual es muy demandante.

Afortunadamente, los avances en industrias de red junto con la madurez de la tecnología de virtualización de Cisco, permitió al ALMA proporcionar una solución que permite la replicación de los servidores de control y software sin cambiar su definición de dirección de red. Esto sólo es posible con las capacidades de enrutamiento virtual y capacidades LAN de los switches de Cisco. La solución aporta una mayor eficiencia operativa a la hora de entregar la reconfiguración dinámica de las antenas y los switches, con el tiempo mínimo y ninguna intervención humana en el cableado. ALMA empujó la iniciativa de virtualización más allá, mediante la migración de los montajes en rack clásicos por servidores Cisco B22-M3, servidores Cisco UCS Blade y switches Cisco Nexus 5500, lo que permite estandarizar y consolidar los servidores de control y software, y reducir la complejidad en su ambiente. Las herramientas de administración avanzadas vienen con tableros de instrumentos simplificados, haciéndolos intuitivos para los usuarios de otros departamentos en la gestión de las antenas.

Los datos de las observaciones se envían finalmente a Santiago, donde se ubica el principal nodo recopilatorio del ALMA - la memoria a largo plazo del ALMA. Los datos se almacenan y procesan a través de redes de alta velocidad que utilizan switches Cisco Nexus. Después del procesamiento, los productos de datos finales se envían a los centros de apoyo del ALMA, lo que permite a la comunidad científica mundial hacer descubrimientos científicos impresionantes.

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