Luz trenzada, la sustitución de la fibra óptica
La luz trenzada es un sistema de transmisión inalámbrico que podría encabezar la próxima generación de telecomunicaciones dejando así obsoleta la fibra óptica.
Vivimos constantemente rodeados de sistemas de comunicación y de información como las redes inalámbricas WiFi o el esperado 5G, destacando que todas ellas tienen fallos, ya sea por falta de cobertura o capacidad de transmisión de datos, quizás lo que más detestamos es la lentitud a la hora de cargar un contenido.
Por ello, tendemos a recurrir a un mayor ancho de banda como ofrece la tecnología de fibra óptica, aunque presente las dificultades en la instalación o las interferencias. El consumo de datos está a la orden del día, y se buscan nuevas fórmulas que mejoren el rendimiento de nuestras redes.
Un equipo internacional de ingenieros de telecomunicaciones ha dado un paso importante respecto a la transmisión de datos inalámbricos de alta capacidad. El uso de la luz trenzada, como los propios investigadores denominan, podría hacer que la fibra óptica quedase obsoleta.
El informe titulado “Propagación en espacio libre de campos ópticos estructurados de alta dimensión en un entorno urbano” fue publicado el pasado jueves en la revista Science Advances y explica cómo el momento angular óptico (OAM) podría superar las dificultades actuales de interferencias usando la luz trenzada en los espacios abiertos.
¿De qué hablamos al mencionar la luz trenzada?
Los tipos de redes convencionales utilizan fotones para transportar la información en forma de unos y ceros (código binario). Gracias al momento óptico angular se dota a los fotones de un determinado número de giros entrelazados, lo que permite a los fotones portar datos adicionales. Si antes solo eran capaces de transmitir unos y ceros, ahora, gracias a la luz trenzada, será posible incorporar letras junto al código binario.
Estos ingenieros de telecomunicaciones han podido “trenzar” los fotones haciéndoles pasar a través de un tipo de holograma parecido al de una tarjeta de crédito, otorgando así a cada fotón un giro determinado. Este fenómeno es conocido como momento angular óptico. La capacidad de los fotones trenzados para portar información adicional supone evolucionar las telecomunicaciones hacia un ancho de banda mayor que la fibra óptica.
El Dr. Martin Lavery, director del Grupo de Investigación de Fotónica Estructurada de la Universidad de Glasgow y autor principal del trabajo de investigación, ha querido explicarnos que en una época en la que nuestro consumo global de datos está creciendo exponencialmente, existe una presión por descubrir nuevos métodos de transporte de información que puedan mantenerse al día con la gran aceptación de datos en todo el mundo.
La investigación de la posible próxima generación de las telecomunicaciones por redes inalámbricas la comenzó el Dr. Lavery junto a un equipo formado por científicos del Instituto Max Planck para la Ciencia de la Luz y el Instituto de Óptica (Alemania), de la Universidad de Otago (Nueva Zelanda), de Ottawa (Canadá) y de Rochester (Reino Unido).
Problemas de interferencias y estudio de la luz trenzada.
Esta técnica de momento angular óptico ya había sido empleada para transmitir datos a través de cables, pero a la hora de realizar dicha función a través de espacios abiertos ha supuesto un reto mucho mayor para los investigadores.
Los cambios en la presión atmosférica dispersan la luz y hacen que se desordene la información de los giros. El grupo de ingenieros de telecomunicaciones examinaron los efectos y la intensidad de OAM que transportaba la luz trenzada en un entorno urbano para evaluar la viabilidad de este método de transferencia de información cuántica.
Los experimentos se realizaron en Erlangen, Alemania. Este espacio contaba con 1.6 Km de longitud, atravesaba campos y calles con edificios de gran altura para simular con precisión un entorno urbano y las turbulencias atmosféricas que puedan interrumpir la transferencia de información de manera real.
El hecho de realizar esta serie de pruebas dentro de dicho contexto ha revelado nuevos desafíos que deberán superarse antes de que el sistema pueda comercializarse. Los estudios anteriormente realizados habían indicado la viabilidad de los sistemas de comunicación OAM, pero no habían caracterizado los efectos frente a condiciones climatológicas adversas en la fase de propagación de luz.
El Dr. Martin Lavery ha declarado que la luz trenzada es una solución que puede proporcionarnos el ancho de banda de la fibra óptica, pero sin necesidad del cableado físico, por lo que se presenta como una alternativa más económica y accesible a las conexiones de fibra óptica enterradas.
La atmósfera turbulenta utilizada en este experimento reveló la fragilidad de la tecnología, particularmente para aquellos requisitos que serían esenciales para realizar las transferencias de datos de gran ancho de banda.
Pero el Dr. Lavery no quiere darse por vencido y agregó que con estos nuevos desarrollos podemos volver a pensar nuestros enfoques y remodelar los canales y requisitos de los sistemas de óptica adaptativa, asegurando que cada vez están más cerca de desarrollar comunicaciones OAM en un entorno real.
Estos hallazgos permiten al equipo internacional de investigadores abordar los nuevos desafíos que presenta el nuevo método de telecomunicaciones óptica para ser capaces de realizar este tipo de transferencias de información mediante redes inalámbricas en el espacio libre, como el caso de la luz trenzada, y que pretendan reemplazar a la fibra óptica como modo funcional de comunicación en entornos urbanos y sistemas de telecomunicación.
