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Internet de ultra alta velocidad en el horizonte

La ultra-alta velocidad para transmisión de datos es posible sobre las redes de fibra óptica, el problema es la "última milla"para llegar a las casas. Será necesario la miniaturización y la integración de los componentes ópticos en una escala aún no vista. Los investigadores europeos pueden tener algunas de las respuestas.

El acceso de banda ancha ha transformado el potencial económico de Internet. Pero la tecnología ADSL que ofrece la banda ancha a los hogares mediante los tradicionales cables telefónicos de cobre está llegando a su límite de alrededor de 10 megabits por segundo. Si queremos una velocidad diez veces más rápido que tenemos que sustituir el cobre con fibra óptica.

La fibra óptica transporta las señales mediante la luz en lugar de electricidad. Se han utilizado en las telecomunicaciones durante muchos años, especialmente en los enlaces de largo recorrido, tales como cables transatlánticos y otras rutas troncales. El profesor Henri Benisty, del Instituto de Óptica de la Escuela de Estudios Superiores de París, los asemeja a las autopistas, con una gran afluencia de público pero con sólo un pequeño número de entradas y salidas. El problema ahora, dice, está en desarrollo del equivalente a las vías secundarias y los caminos de acceso para conectar la autopista a cualquier casa.

"El problema es si lo que se suele llamar la 'última milla', si será eléctrica u óptica. Óptica está ganando la atención, sobre todo en Japón, donde se acercan a diez millones los suscriptores con fibra al hogar".

Las economías de escala

El problema en la ampliación de redes ópticas a todos los hogares es que los componentes necesarios para la conmutación y enrutamiento de la distribución de las señales ópticas son caros, mucho más que en las redes electrónicas, y aún no es económico para producir en masa a la escala necesaria para cablear una ciudad.

"La miniaturisation y la integración son los elementos clave para reducir el costo y son difíciles en la óptica, a diferencia de la microelectrónica", dice el Prof Benisty que coordina la financiación de la UE en el proyecto FUNFOX."Probablemente usted tiene algunos cientos de millones de transistores en su ordenador, pero un chip óptico en la actualidad tiene, a lo sumo, unas pocas decenas de los dispositivos,en un gran chip de varios centímetros cuadrados. ”El precio de un único dispositivo empaquetado normalmente será de 200 €".

FUNFOX tiene por objeto reducir los costos mediante el diseño de circuitos integrados ópticos mucho más pequeños y más integrados que los componentes que se utilizan actualmente. Los nueve socios de seis países están construyendo en el trabajo realizado en los tres anteriores proyectos de la UE para aprovechar el potencial de los cristales fotónicos.

Los cristales fotónicos, desarrollados en la década de 1980, se pueden utilizar para controlar la luz de la misma manera como cristales semiconductores se pueden utilizar para el control de señales eléctricas. En particular, esto permitiría a los componentes ópticos que se integren en los pequeños chips planos.

De vaivén

FUNFOX abordará dos problemas básicos para el manejo de las tasas de datos de hasta varios gigabits por segundo: la transmisión de una señal en la fibra y la recepción en el otro extremo.

La luz utilizada en las fibras ópticas es generada por un láser. El problema es controlar la longitud de onda. Si la longitud de onda se desvía de su valor, quizás a través de los cambios de temperatura, la señal puede no ser recibida totalmente en el otro extremo de la fibra. Hasta ahora, esto ha requerido varios dispositivos, pero el equipo FUNFOX ha creado un único chip integrado incluyendo el láser en sí y un monitor que mide la longitud de onda y asegura que se mantiene estable, sin importar las condiciones ambientales.

Por supuesto, un emisor es poco sin un receptor, que es el segundo dispositivo construido por el equipo. Una sola fibra óptica puede transportar varias señales, cada una utilizando una longitud de onda de la luz ligeramente diferente, una técnica llamada multiplexación. Por lo tanto, el receptor - un demultiplexor - debe separar las longitudes de onda de modo que cada una pueda ser detectada por separado y convertido en una señal eléctrica. Al igual que antes, el equipo ha integrado todas las funciones en un solo chip por lo que la fibra viene en un lado del chip y las señales eléctricas salen por el otro.

Los chips FUNFOX son pequeños y más integrados en comparación con los dispositivos que están destinados a sustituir - más de 800 demultiplexores de cuatro canales podrían insertarse en un milímetro cuadrado!

Opciones tecnológicas

Estas dos innovaciones prometen chips ópticos baratos producidos en masa para implantar redes de telecomunicaciones a gran escala. Pero aún hay mucho trabajo por hacer para llevarlos al mercado. El socio industrial del grupo, Alcatel, compañía que se fusionó con Lucent EE.UU. el año pasado y, después de la reestructuración, todavía no está clara la forma en que el trabajo se llevarán adelante. Prof Benisty piensa que los dispositivos que han desarrollado podría ser comercializado en tres a seis años, si se pudiera encontrar un socio de fabricación.

Uno de los problemas es que las tecnologías ópticas son más diversas que la electrónica, y es difícil de prever qué tipo de tecnología prevalecerá en el futuro. "La tecnología de fibra óptica no es como la tecnología de microelectrónica, que no tiene una sola tendencia, como el silicio y su plan de trabajo compartido", explica el Profesor Benisty. "Se pueden utilizar diferentes materiales y que ha tenido siempre el problema de si hay que focalizarse en un determinado material o no. ”Un solo material no puede hacerlo todo en la óptica".

Los dispositivos FUNFOX están basados en chips de fosfuro de indio, mientras que otros investigadores están tratando de hacer cosas similares en el silicio o una combinación de ambos. Según el profesor Benisty, "nuestra gran baza es la capacidad de incorporar conocimientos de los bloques de construcción, la física y la integración de la tecnología".


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