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Un equipo de ingenieros ha desarrollado una nueva tecnología de fibra óptica que promete aumentar el ancho de banda de Internet de forma espectacular y podría permitir a los proveedores de red ofrecer mayor conectividad y una disminución de la congestión para la transmisión de vídeos en ‘streaming’.

 

 

Descrita en la edición de este viernes de la revista ‘Science’, la tecnología se centra en rayos de luz láser con forma de rosca llamados vórtices ópticos, en los que la luz gira como un tornado mientras se mueve a lo largo de la trayectoria del haz y no en una línea recta.

 

Ampliamente estudiados en biología molecular, física atómica y óptica cuántica, los vórtices ópticos (también conocidos como impulso angular orbital, u OAM, en sus siglas en inglés) se pensaba que eran inestables en fibra, hasta que el profesor de la Universidad de Boston, en Estados Unidos, Siddharth Ramachandran diseñó recientemente una fibra óptica que puede propagarlos. Junto a Alan Willner, de la Universidad del Sur de California (USC) demostró no sólo la estabilidad de los haces de fibra óptica sino también su potencial para impulsar la banda ancha en Internet.

 

“Durante varias décadas desde que se utilizan las fibras ópticas, se ha supuesto que los rayos portadores de OAM son inherentemente inestables en las fibras”, dijo Ramachandran. “Nuestro descubrimiento del diseño de una clase en la que son estables tiene profundas implicaciones para una variedad de campos científicos y tecnológicos que han explotado las propiedades únicas de transporte de luz de OAM, incluyendo el uso de estos rayos para mejorar la capacidad de datos en las fibras”, añade.

 

“La fibra de Siddharth representa una innovación muy singular y valiosa. Fue genial trabajar juntos para demostrar la capacidad de tranmitir un enlace de un terabit por segundo”, dijo Willner, profesor de ingeniería eléctrica en la Escuela de Ingeniería Viterbi de la USC. Ramachandran y Willner colaboraron con OFS-Fitel, una empresa de fibra óptica en Dinamarca, y la Universidad de Tel Aviv (Israel) y fue financiado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa estadounidense.

 

Tradicionalmente, el ancho de banda se ha mejorado mediante el aumento del número de colores o longitudes de onda de datos de las señales portadoras, esencialmente rayos de unos y ceros, donde las señales se procesan de acuerdo con el color. Aumentar el número de colores ha funcionado bien desde la década de 1990, cuando se introdujo el método, pero ahora ese número alcanza límites físicos.

 

Una nueva estrategia para aumentar el ancho de banda es enviar la luz a través de una fibra a lo largo de trayectorias diferentes, o modalidades, cada uno con una memoria caché de datos desde un extremo de la fibra al otro. A diferencia de los colores, sin embargo, los flujos de datos de unos y ceros de diferentes modos se mezclan juntos; determinar qué secuencia de datos proviene de la fuente requiere de algoritmos de procesamiento de señales digitales computacionalmente intensivas y ávidas de energía.

 

El enfoque de Ramachandran y Willner combina ambas estrategias, el embalaje de varios colores en cada forma y el uso de múltiples modalidades. A diferencia de las fibras convencionales, las modalidades de OAM en estas fibras especialmente diseñadas pueden transportar flujos de datos a través de una fibra óptica, sin dejar de ser independiente en el extremo receptor.

 

En los experimentos que aparecen en el artículo de ‘Science’, Ramachandran creó una fibra OAM con cuatro modalidades (una fibra óptica tiene normalmente dos), y él y Willner mostró que para cada modalidad de OAM, se podrían enviar datos a través de una fibra de un kilómetro en diez colores diferentes, lo que resulta en una capacidad de transmisión de 1,6 terabits por segundo, el equivalente de la transmisión de ocho DVDs Blu-rayTM cada segundo.

 

Fuente: Cibersur