Comunicaciones ópticas con diez veces más ancho de banda

El uso cada vez mayor de inteligencia artificial por la gente, la creciente popularidad de los servicios de streaming y la proliferación de nuevos dispositivos inteligentes, todo lo cual consume mucho ancho de banda en internet, son algunos de los factores que impulsan la duplicación del tráfico de datos pronosticada para 2030. Este aumento está incrementando la demanda de sistemas de comunicación capaces de gestionar grandes cantidades de información.

En la actualidad, los sistemas de comunicación ópticos se emplean en internet, en telecomunicaciones y en otros servicios que requieren una gran cantidad de datos. Estos sistemas utilizan la luz para transmitir información a larga distancia. Los datos se transmiten mediante pulsos láser que viajan a gran velocidad a través de fibras ópticas, compuestas por finas hebras de vidrio.

Para garantizar que la información mantenga una alta calidad y no se vea afectada por el “ruido”, los amplificadores ópticos son esenciales. La capacidad de transmisión de datos de un sistema de comunicación óptica viene determinada en gran medida por el ancho de banda del amplificador, que se refiere a la gama de longitudes de onda de luz que puede manejar.

Los amplificadores utilizados actualmente en los sistemas de comunicación óptica tienen un ancho de banda de unos 30 nanómetros.

Unos científicos han ideado un nuevo amplificador con un ancho de banda de 300 nanómetros, lo que le permitiría transmitir diez veces más datos por segundo que los amplificadores convencionales de los sistemas de fibra óptica.

El logro es obra de un equipo integrado, entre otros, por Ping Zhao y Peter Andrekson, de la Universidad Chalmers de Tecnología en Suecia.

El nuevo amplificador, fabricado con nitruro de silicio, posee varias guías de ondas, en forma de espiral e interconectadas, que dirigen la luz con eficacia y mínimas pérdidas. Un diseño geométrico optimizado también contribuye al aumento de eficacia y a varias ventajas técnicas adicionales. La innovación clave de este amplificador es su capacidad para multiplicar por diez el ancho de banda y, al mismo tiempo, reducir el ruido con más eficacia que cualquier otro tipo de amplificador. Esta capacidad le permite amplificar señales muy débiles, como las utilizadas en telecomunicaciones espaciales.

Además, los investigadores han conseguido miniaturizar el sistema para que quepa en un chip de mide unos pocos centímetros de extremo a extremo.

El nuevo amplificador mide solo unos centímetros, pero puede procesar cantidades de datos por segundo diez veces mayores que la que manejan los actuales sistemas de comunicación óptica. (Imagen: Chalmers University of Technology / Vijay Shekhawat)

Zhao, Andrekson y sus colegas exponen los detalles técnicos de su nuevo amplificador en la revista académica Nature, bajo el título “Ultra-broadband optical amplification using nonlinear integrated waveguides”. (Fuente: NCYT de Amazings)