Los investigadores baten el récord de transmisión óptica de datos

Un grupo de investigación que reúne a científicos de todo el mundo ha logrado un récord al demostrar un ancho de banda de transmisión óptica agregado capaz de funcionar a 37,6 THz y una velocidad de transmisión de datos de 402 terabits por segundo a través de una fibra óptica estándar disponible en el mercado. El récord anterior era de 321 Tbps, establecido el año pasado.

El trabajo, dirigido por el Laboratorio de Redes Fotónicas del Instituto Nacional de Tecnología de la Información y las Comunicaciones (NICT) de Japón, desarrolló el primer sistema de transmisión óptica que cubre todas las bandas de transmisión (OESCLU) de la ventana de bajas pérdidas de las fibras ópticas estándar. El sistema también combinaba varias tecnologías de amplificación, algunas desarrolladas para esta demostración, incluidos seis tipos de amplificadores de fibra óptica dopada y amplificación Raman discreta y distribuida. Además, los nuevos ecualizadores de ganancia óptica permitieron acceder a nuevas bandas de longitud de onda aún no utilizadas en los sistemas desplegados. Se espera que la tecnología recién desarrollada contribuya significativamente a ampliar la capacidad de comunicación de las infraestructuras de comunicaciones ópticas.

Los resultados del experimento fueron aceptados como ponencia en la 47ª Conferencia Internacional sobre Comunicación por Fibra Óptica (OFC 2024).

Para saber más

El uso de nuevas ventanas de transmisión en fibras ya desplegadas ofrece un beneficio potencial significativo a corto plazo como método para ampliar la vida de los sistemas de fibra existentes con capacidad de transmisión adicional sin grandes inversiones de capital asociadas al despliegue de nuevas fibras.

Sin embargo, alejarse de las regiones de menores pérdidas de las fibras de sílice estándar requiere nuevos esquemas de amplificación además del amplificador de fibra dopada con erbio (DFA). Hasta ahora, la transmisión en banda S/C/L se había explorado con diversas soluciones de amplificación. Además de los DFA de tulio (T-), se utilizaban amplificadores ópticos semiconductores (SOA), amplificación Raman distribuida y discreta, con velocidades de transmisión de datos máximas estimadas de 256 Tb/s utilizando un ancho de banda de casi 20 THz. En demostraciones de transmisión aún más amplias se utilizaron bismuto (B-DFAs) para la banda O y amplificadores Raman concentrados para canales de banda U para 119 Tb/s con un ancho de banda acumulado de 25 THz. También se utilizaron B-DFAs en banda E con amplificación Raman distribuida para la transmisión en banda E/S/C/L por encima de 27,8 THz con una velocidad de datos estimada inferior a 320 Tb/s.

En esta demostración, la transmisión densa multiplexada por división de longitud de onda se amplió para cubrir todas las bandas de transmisión principales en la ventana de bajas pérdidas de las fibras ópticas estándar y permitir más de 1.500 canales de transmisión paralelos dentro de un ancho de banda óptico agregado de 37,6 THz.

Más información sobre fibra óptica

Las fibras ópticas tienen pérdidas muy bajas durante la transmisión en comparación con los cables coaxiales y otros modelos eléctricos, pero es necesario compensar periódicamente la atenuación para transmitir a largas distancias. Esto suele hacerse mediante un amplificador óptico, que puede amplificar simultáneamente varios canales de longitud de onda.

Un método común de amplificación utiliza fibras dopadas con elementos raros. Añadiendo una pequeña cantidad de iones de elementos raros, como erbio, tulio o bismuto, al material básico de las fibras ópticas, se puede lograr la amplificación excitando estos iones con láseres de longitud de onda más corta.

Estos amplificadores aumentan considerablemente el alcance de transmisión de las fibras y permiten amplificar simultáneamente muchos canales de longitud de onda. Los sistemas de transmisión de banda ancha más recientes también han empleado amplificadores alternativos, como la amplificación Raman y los amplificadores ópticos semiconductores.