Un equipo de investigadores ha desarrollado dos componentes nuevos que podrían contribuir a que Europa resuelva varios retos acuciantes en el ámbito de la comunicación, concretamente en la investigación sobre amplificadores ópticos.
El equipo, financiado con fondos europeos y cuyos integrantes proceden de Dinamarca, Grecia, Irlanda, Japón, Suecia, Suiza y Reino Unido, desarrolló un amplificador de ruido ultra bajo y un regenerador óptico para señales codificadas en la fase. Estos avances podrían mejorar la capacidad de transmisión y la eficiencia energética de ciertas redes de comunicación óptica.
El equipo explica en la revista Nature Photonics cómo se construyeron estos sistemas de transmisión nuevos. El estudio recibió apoyo económico por valor de 2 698 947 euros por medio del proyecto PHASORS («Sistemas de amplificador sensible a la fase y regeneradores ópticos y sus aplicaciones»), financiado a través del tema «Tecnologías de la información y la comunicación» (TIC) del Séptimo Programa Marco (7PM).
Eliminar completamente el ruido es el objetivo primordial de la investigación sobre amplificación óptica, pues de este modo se podría mejorar de forma significativa el rendimiento de una larga serie de aplicaciones como la comunicación óptica (basada en fibra o en espacio libre), la espectroscopia y la detección óptica y la detección de fotones.
Por el momento la transmisión de datos mediante redes ópticas se encuentra limitada por el «ruido de fase», que son fluctuaciones rápidas, cortas y aleatorias en la fase de una señal que afectan a la calidad de la información enviada. Ello provoca errores de transmisión de datos e interferencias cuando la señal interactúa con otras señales en longitudes de onda diferentes.
Los científicos encargados de este estudio se plantearon poner a prueba la teoría que afirma que se puede lograr amplificación lineal sin ruido de forma no determinista o sensible a la fase. La amplificación lineal sin ruido presenta una probabilidad reducida de éxito y no es práctica para las aplicaciones más comunes, pero los científicos han puesto sus miras en los amplificadores sensibles a la fase (PSA), capaces de lograr una amplificación práctica, determinista y sin ruidos. Hoy en día todos los amplificadores ópticos comerciales siguen sin ser sensibles a la fase.
Los científicos desarrollaron un amplificador óptico capaz de amplificar luz con un ruido extremadamente bajo. Concretamente consiguieron reducir la cantidad de ruido hasta un decibelio mediante un «amplificador paramétrico de fibra óptica sensible a la fase». En los amplificadores de fibra dopada con erbio tradicionales, el ruido suele alcanzar como poco los tres decibelios, lo que resta fiabilidad y continuidad a la señal.
El equipo entiende que sus innovadores descubrimientos podrían aplicarse con facilidad a distintos fines, como los sistemas de comunicación óptica de alta capacidad. «Es el amplificador óptico definitivo. Permite la conexión de ciudades, países y continentes con mayor eficiencia al situar los nodos de amplificación a intervalos mucho más espaciados. La señal también puede modularse con mayor efectividad. Además, la amplificación es compatible con cualquier tipo de formato de modulación, con transmisores láser tradicionales, y puede disponer de una gran ancho de banda que amplía su compatibilidad a muchos láseres de distintas longitudes de onda», aseguró el profesor Peter Andrekson de la Universidad Tecnológica Chalmers, uno de los autores de la investigación.
El segundo logro del proyecto PHASORS, que estuvo en marcha desde 2008 hasta junio de este año, fue un subsistema de regeneración óptica que elimina la interferencia en señales binarias de alta velocidad codificadas en la fase. A diferencia de dispositivos anteriores, este elimina el ruido de fase directamente sin necesidad de realizar conversiones a una señal electrónica, proceso que reduce en cierto modo la velocidad de los procesos.
Además de en el ámbito de las telecomunicaciones, estos dispositivos nuevos podrían desempeñar funciones importantes en varias disciplinas como la detección óptica y la metrología.
El objetivo general del proyecto PHASORS fue contribuir al desarrollo y la utilización de tecnología de PSA basada en fibra en redes troncales de banda ancha de 40 Gbps. De este modo pretendía asegurar que Europa permanezca al frente de este campo de desarrollo tecnológico relativamente nuevo.
Para más información:
Universidad Tecnológica Chalmers:
http://www.chalmers.se/en/Pages/default.aspx
Fuente: Cordis
