Avance clave en la transmisión óptica de datos digitales

La transmisión inalámbrica de datos mediante luz ha venido afrontando desde siempre el problema de los obstáculos entre emisor y receptor.

El problema es bien conocido: la luz es sensible a cualquier forma de obstáculo, incluso a los muy pequeños. Piense, por ejemplo, en cómo vemos los objetos cuando miramos a través de una ventana esmerilada o simplemente cuando se nos empañan las gafas. El efecto es bastante similar en un haz de luz que transporta flujos de datos en sistemas inalámbricos ópticos: la información, aunque sigue estando presente, queda completamente distorsionada y es extremadamente difícil de recuperar.

Un estudio realizado por expertos del Politécnico de Milán en Italia, la Escuela Superior Santa Anna de Pisa en Italia, la Universidad de Glasgow en el Reino Unido y la de Stanford en Estados Unidos, ha permitido crear chips fotónicos que calculan matemáticamente la forma óptima de la luz para atravesar del mejor modo posible cualquier entorno, aunque sea desconocido o cambie con el tiempo.

Los dispositivos desarrollados en esta investigación son pequeños chips de silicio que sirven de transceptores inteligentes: trabajando por parejas, pueden "calcular" de forma automática e independiente qué forma debe tener un haz de luz para atravesar un entorno genérico con la máxima eficacia. Y eso no es todo: también pueden generar múltiples haces superpuestos, cada uno con su propia forma, y dirigirlos sin que interfieran entre sí; de este modo, la capacidad de transmisión aumenta enormemente, tal y como requieren los sistemas inalámbricos de próxima generación. 

Recreación artística del concepto de chip transceptor. (Imagen: Politecnico di Milano)

"Nuestros chips son procesadores matemáticos que realizan cálculos con luz de forma muy rápida y eficaz, casi sin consumo de energía. Los haces ópticos se generan mediante sencillas operaciones algebraicas, esencialmente sumas y multiplicaciones, realizadas directamente sobre las señales luminosas y transmitidas por microantenas directamente integradas en los chips. Esta tecnología ofrece muchas ventajas: procesamiento extremadamente sencillo, gran eficiencia energética y un enorme ancho de banda que supera los 5000 GHz", explica Francesco Morichetti, Jefe del Laboratorio de Dispositivos Fotónicos del Politécnico de Milán.

El estudio se titula “Determining the optimal communication channels of arbitrary optical systems using integrated photonic processors”. Y se ha publicado en la revista académica Nature Photonics. (Fuente: NCYT de Amazings)