Comunicaciones ópticas no guiadas de hasta 2,56 Tbit/s usando modulación OAM

Multiplexado (A) en el momento angular orbital (OAM) que permite alcanzar un ancho de banda de Tbit/s. Interferogramas (B) para haces con cuatro OAM diferentes, de izqda a dcha, OAM 4 , OAM 8 , OAM -8 y OAM 16.

En la década de los 1990 se descubrió una propiedad muy interesante de la propagación de ondas de luz, el momento angular orbital (OAM), que implica que la fase del frente de la onda de luz gira en el plano transversal a la dirección de propagación. Este giro o torsión permite codificar datos en un haz óptico que se puede enviar por el aire libre (comunicación óptica no guiada). El último récord ha sido la transmisión de datos a 2,56 terabits por segundo (Tbit/s) utilizando 32 canales. Un aspecto fascinante de OAM es que no hay límite teórico al número de canales ortogonales que se pueden multiplexar (limitado solo por consideraciones prácticas en los detectores y por los efectos de la turbulencia atmosférica), por lo que pronto se espera superar los 100 canales multiplexados. El gran problema a resolver en la tecnología OAM es su aplicación en comunicación óptica guiada, es decir, en fibra óptica; la fibra convencional no permite aprovechar esta tecnología. Nos lo cuentan Alan E. Willner, Jian Wang, Hao Huang, «A Different Angle on Light Communications,» Science 337: 655-656, 10 August 2012.

Técnicas ópticas para la transmisión de datos con un ancho de banda de decenas de Tbit/s (terabits por segundo)

Los que estudiamos hace muchos años la técnica de transmisión de datos por fibra óptica gracias al libro de Charles K. Kao no hemos dejado de sorprendernos por los avances logrados en las últimas décadas. La transmisión de datos con un ancho de banda de decenas Tbit/s (billones de bits por segundo) parecía imposible hace una década (igual que parecía imposible que Kao lograra el Premio Nobel de Física en 2009). Sin embargo, se ha logrado alcanzar este ancho de banda con todas las técnicas de transmisión óptica modernas, tanto WDM, como OFDM y TDM. El último récord de la técnica de transmisión WDM (multiplexado por división en la longitud de onda), del que yo tenga constancia, ha sido de 69 Tbit/s en una fibra especial con una longitud de 240 km; el sistema láser utilizado para inyectar la señal en la fibra tenía 432 canales independientes (es decir, se utilizaron 432 láseres de frecuencia (o color) diferente). La técnica WDM se puede combinar con la técnica OFDM (multiplexado ortogonal por división en la frecuencia) permitiendo alcanzar la friolera de 101,7 Tbit/s en una distancia de 165 km; se utilizaron 1480 canales ópticos (o portadoras) independentes gracias al uso de un sistema con 370 láseres independientes. Las técnicas WDM son caras porque requieren láseres caros; una solución son las técnicas TDM (multiplexado por división en el tiempo) que utilizan un único láser y que también pueden alcanzar anchos de banda de Tbit/s; el récord más reciente es de 10,2 Tb/s en una distancia de 29 km. Utilizando un único láser se puede generar un peine de frecuencias ópticas y aplicar una técnica mixta WDM y TDM, lo que ha permitido alcanzar los 32,5 Tbit/s en una distancia de 227 km (se utilizó un peine de frecuencias ópticas de 325 canales, equivalente a un sistema láser con dicho número de láseres independientes). Los interesados en más información sobre este récord pueden consultar el artículo de David Hillerkuss et al., «Single-laser 32.5 Tbit/s Nyquist WDM transmission,» ArXiv:1203.2516 (que ha sido enviado a la revista Optics Express).