Una nueva tecnología de fibra óptica podría aliviar la congestión de Internet

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.