Durante los últimos años, el incremento del consumo de energía derivado del uso de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC) ha atraído la atención desde dos puntos de vista distintos: el medioambiental y el económico. Por un lado, son responsables de la generación de alrededor de un 2-4% de las emisiones de dióxido de carbono (CO2) a la atmósfera a nivel mundial, mientras que por el otro, su consumo de energía se acerca al 10% de la energía eléctrica mundial y presenta una tendencia al alza, lo que se traduce en un elevado coste económico.Las redes de comunicaciones representan un gran porcentaje de estos valores. Sin embargo, son una de las áreas más prometedoras en las que conseguir una reducción significativa del consumo de energía global y, por ende, de las emisiones de CO2 para preservar el entorno contra el temido cambio climático.Aunque tradicionalmente los fabricantes e ingenieros de red se han centrado en maximizar el rendimiento de las redes comunicaciones, en la actualidad se propone una aproximación diferente que consiste en considerar criterios de eficiencia energética. De entre las distintas estrategias que existen para reducir el consumo de energía de las redes de comunicaciones, el trabajo realizado en esta tesis se centra en proponer un diseño de enlaces y de grupos de agregación de enlaces o Link Aggregation Groups (LAG) energéticamente eficientes que se traduzca en un ahorro de energía significativo en las redes que los incorporen.Inicialmente se definen una serie de conceptos que permiten caracterizar de forma genérica el consumo de energía de un determinado enlace: nivel de energía, función de energía y distribución de energía. Mediante la aplicación de dos técnicas que se basan en la desactivación temporal de componentes y en la adaptación de la velocidad a la que éstos trabajan, se ha realizado una propuesta en la que se utilizan meta-heurísticas basadas en la computación bio-inspirada para evaluar la posible reducción del consumo de energía de la red.Tras un conjunto de simulaciones sobre topologías de red reales de distinto tamaño para las que se explota la variación de la carga de tráfico a lo largo del día, se obtienen una serie de resultados que demuestran que no es necesario que los fabricantes construyan tarjetas de línea que soporten un elevado número de modos de operación distintos para conseguir un ahorro significativo de energía. En concreto, basta con que dispongan de 4 modos de operación como máximo para lograr mejorar en gran medida la eficiencia energética de una red.Una vez evaluada la propuesta relacionada con el diseño de tarjetas de línea energéticamente eficientes, el problema se generaliza y extiende su ámbito de aplicación a los LAG. Partiendo de las definiciones iniciales que caracterizan el consumo energético de un determinado enlace, se define el concepto de función de energía equivalente de un LAG y se procede a su cálculo mediante la utilización de programación lineal. Esta función permite, dada una carga de tráfico concreta, configurar un LAG de modo que su consumo de energía sea el mínimo necesario para poder satisfacerla. En base a la evaluación llevada a cabo, se realizan una serie de recomendaciones destinadas por un lado a los fabricantes de tarjetas de línea para que puedan construir tarjetas que sean a la vez energéticamente eficientes y dispongan de un compromiso con respecto a la complejidad de su fabricación y, por otro, a los administradores de red en relación a la formación y configuración de LAG cuando sus diseños de red así lo requieran para que éstos sean energéticamente eficientes y el consumo de la red se vea reducido. Los resultados obtenidos sobre un enlace real para el que también se explota la variación de la carga de tráfico a lo largo del día demuestran que desde el punto de vista de la eficiencia energética es más interesante considerar LAG con un número mayor de enlaces agregados antes que disponer de LAG cuyos enlaces implementen distinta tecnología.La información extraída de las conclusiones de esta tesis puede resultar de interés tanto a fabricantes de tarjetas de línea como a administradores de red que deseen incorporar características de eficiencia energética en sus respectivos ámbitos de aplicación.
