Un equipo internacional de investigación, liderado por el Photonic Network Laboratory del National Institute of Information and Communications Technology (NICT) de Japón, ha logrado un hito impresionante en la transmisión de datos ópticos. Utilizando una fibra óptica comercial estándar, alcanzaron un ancho de banda de transmisión óptica de 37.6 THz y una tasa de datos de 402 terabits por segundo (Tbps). Este avance se logró mediante la implementación de un sistema de transmisión óptica que abarca todas las bandas de transmisión de la ventana de baja pérdida de las fibras ópticas estándar, combinando diversas tecnologías de amplificación, incluidas amplificadores ópticos de fibra dopada y amplificación Raman. Este logro promete expandir significativamente la capacidad de la infraestructura de comunicaciones ópticas para satisfacer la creciente demanda de servicios de datos.

Innovaciones en la Transmisión Óptica

El rápido crecimiento de internet y los servicios de datos ha impulsado la demanda de un mayor ancho de banda en las transmisiones ópticas. Para satisfacer esta necesidad, la tecnología de multiplexación por división de longitud de onda (WDM) multibanda ha ganado popularidad en la investigación. Utilizar nuevas ventanas espectrales en las fibras ópticas instaladas ofrece una ventaja significativa a corto plazo, al extender la vida útil de los sistemas de fibra existentes sin la necesidad de una gran inversión en la instalación de nuevas fibras.

Tecnología y Desarrollo

Para lograr este avance, el equipo del NICT construyó el primer sistema de transmisión óptica que cubre todas las bandas de transmisión (O, E, S, C, L, U) de la ventana de baja pérdida de las fibras ópticas estándar. Esto fue posible gracias a la combinación de varias tecnologías de amplificación, algunas desarrolladas específicamente para esta demostración. Estas incluyen seis tipos de amplificadores ópticos de fibra dopada y amplificación Raman, tanto discreta como distribuida. Además, se desarrollaron nuevos ecualizadores de ganancia óptica para acceder a nuevas bandas de longitud de onda que aún no se utilizan en los sistemas desplegados.

El resultado fue un sistema que permite la transmisión densa por división de longitud de onda (DWDM) en una fibra óptica estándar comercial, utilizando señales DWDM de amplio espectro que abarcan hasta 1,505 canales a lo largo de 275 nm (37.6 THz). La tasa de datos estimada después de 50 km de transmisión fue de 402 Tbps, superando el récord anterior en más de un 25% y aumentando el ancho de banda de transmisión agregada en un 35%.

Para poner esto en perspectiva, 402 Tbps equivalen a 402.000.000 megabits por segundo (Mbps), lo cual supera por mucho las velocidades de internet que disfrutamos en casa, que usualmente  alcanzan, en el mejor de los casos, los 1.000 Mbps.

Impacto y Futuro de las Comunicaciones Ópticas

Se espera que la tasa de datos requerida para los servicios de información “Beyond 5G” aumente enormemente. Las nuevas regiones de longitud de onda permiten que las redes de fibra óptica instaladas realicen transmisiones de mayor tasa de datos y extiendan la vida útil de los sistemas de red existentes. Además, estas nuevas bandas pueden abordar la creciente demanda de los servicios de comunicación de próxima generación al combinarse con nuevos tipos de fibras ópticas.

El trabajo fue presentado en la Conferencia de Comunicación por Fibra Óptica (OFC) 2024, el evento internacional más grande de comunicaciones ópticas, y fue seleccionado como un artículo post-deadline. Esta sesión especial destaca los logros más importantes de la investigación reciente y tuvo lugar el 28 de marzo de 2024 en el Centro de Convenciones de San Diego, California, EE. UU.

Perspectivas Futuras

El NICT continuará promoviendo la investigación y el desarrollo de nuevas tecnologías de amplificación, componentes y fibras para soportar nuevas ventanas de transmisión tanto para aplicaciones a corto como a largo plazo. Además, el NICT tiene como objetivo extender el alcance de transmisión de estos sistemas de alta capacidad y su compatibilidad con las fibras desplegadas en el campo.

Reflexiones adicionales

Este avance en la transmisión de datos ópticos no solo representa un hito técnico, sino que también tiene implicaciones prácticas significativas para la industria de las telecomunicaciones. Con el aumento exponencial del tráfico de datos, debido a servicios como el streaming de alta definición, la realidad virtual y las aplicaciones de Internet de las Cosas (IoT), la capacidad para manejar mayores volúmenes de datos es crucial. La posibilidad de utilizar fibras ópticas existentes para mejorar la capacidad de transmisión sin necesidad de grandes inversiones en nuevas infraestructuras es particularmente atractiva para los operadores de redes.

Además, la utilización de nuevas bandas de longitud de onda abre la puerta a futuros desarrollos en las comunicaciones ópticas, permitiendo una evolución continua de la tecnología para satisfacer las demandas futuras. Este tipo de innovación será fundamental para asegurar que las redes de comunicaciones puedan mantenerse al día con los avances tecnológicos y las expectativas de los usuarios.