Emisor de infrarrojos para transmitir datos de forma inalámbrica Omicrono
Adiós al internet por fibra óptica: el sistema de infrarrojos que llevará la conexión rápida a todos los rincones del planeta
Para llevar conexión de alta velocidad a todo el mundo sin las limitaciones de la fibra óptica, este experimento ha conseguido un nuevo récord.
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El mundo está conectado por una gran red de cables de fibra óptica, una gran telaraña que envía información a una enorme velocidad por cables submarinos y terrestres de un punto a otro. Las limitaciones de esta red física han impulsado proyectos como la constelación de satélites Starlink, impulsada por Elon Musk, para llevar conexión y datos a cualquier rincón del planeta. ¿Cómo se dibuja el futuro si la velocidad y capacidad de la fibra óptica se trasladara a una tecnología inalámbrica?
Un equipo de investigadores de Países Bajos ha conseguido un hito múltiple: la transmisión inalámbrica más rápida jamás demostrada a gran distancia en un entorno urbano. El gran conjunto de datos se ha transmitido a una distancia de 4,6 km gracias a un nuevo sistema emisor de infrarrojos.
Para ponerlo en contexto, en 2023 un equipo de ingenieros japoneses consiguió registrar una velocidad de transmisión de 22,9 petabits por segundo con un nuevo diseño de fibra óptica. Mientras, el equipo de la TU/e ha sido capaz de transmitir a una velocidad de 5,7 terabits por segundo, lo que equivale a transmitir de forma simultánea 1,9 millones de series de Netflix en calidad HD.
Pulsos de luz
La fibra óptica es el rival a batir, los cables de vidrio de esta tecnología transmiten datos con pulsos de luz consiguiendo enviar información de forma más rápida, confiable y segura. Sus cualidades superan tanto al cobre como a la transmisión inalámbrica al ser capaz de transportar enormes cantidades de datos a velocidades cercanas a la de la luz. Además, la fibra óptica es menos susceptible a interferencias y ofrece mayor seguridad.
Sus desventajas están en el alto coste de instalación y las limitaciones espaciales que tiene su condición física. Por ello, numerosos proyectos buscan una alternativa que ofrezca mayor libertad como la transmisión inalámbrica por infrarrojos.
La flecha roja indica la posición de la antena óptica receptora a 4,6 km de distancia Omicrono
La luz infrarroja puede transmitir hasta 500 veces más datos en comparación con las redes que dependen de las ondas de radio por tener longitudes de onda mucho más cortas. Cuantos más ciclos de onda por segundo presenta el espectro electromagnético de un tipo de luz, la frecuencia será más alta y contará con un ancho de banda mucho mayor.
Por estas cualidades, la comunicación inalámbrica por infrarrojos ofrece un potencial interesante para alcanzar altas velocidades en la transmisión de datos, similar a las de la fibra óptica y con la flexibilidad de los sistemas de comunicación por el aire. Otras tecnologías inalámbricas que muy posiblemente este usando para leer este artículo como son el WiFi o el 5G se mueven por ondas de radio, que se caracteriza por longitudes de onda relativamente largas.
Vincent van Vliet trabajando en el laboratorio Omicrono
Partiendo de esta base, el nuevo récord se ha conseguido en la TU/e, Universidad Tecnológica de Eindhoven, utilizando antenas ópticas avanzadas de Aircision, una empresa derivada de TNO que desarrolla productos para sistemas inalámbricos ópticos de ultraalta capacidad.
El proyecto utilizó un nuevo sistema de pruebas llamado Reid Photonloop, que ahora está instalado permanentemente en Eindhoven. Este invento permite a los científicos experimentar con el envío de múltiples longitudes de onda de luz en un solo haz, un método utilizado a menudo en cables de fibra óptica pero que ahora se prueba en el aire por primera vez a esta escala.
Un extremo del Reid Photonloop se encuentra en la azotea del edificio Flux del campus de la TU/e, que alberga los departamentos de Ingeniería Eléctrica, Física Aplicada y Educación Científica. El otro extremo del banco de pruebas, a 4,6 kilómetros de distancia, al otro lado de la ciudad de Eindhoven, se encuentra en la azotea del edificio 37 del Campus de Alta Tecnología.
Comunicarse con el espacio
El mundo se enfrenta a un futuro en el que crece a marchas forzadas la demanda de conexiones ultrarrápidas y disponibles por todas partes. Las ciudades se llenan de dispositivos conectados, desde sensores pequeños, hasta vehículos conectados y cada vez más autónomos. Como solución, se proponen inmensas constelaciones de satélites o nuevas conexiónes terrestres. Por ejemplo, Google lleva años desarrollando un sistema de comunicación inalámbrica por infrarrojos que podría rivalizar con Starlink.
Alphabet asegura que el sistema puede transmitir datos a 20 gigabits por segundo a lo largo de 20 km y utilizando la energía de una bombilla (40 vatios). Con esta tecnología, la startup ha creado un enlace láser de 5 km sobre el río Congo entre Brazzaville y Kinshasa en la capital de la República Democrática del Congo.
Aunque no solo en la Tierra será necesario dar apoyo o sustituir a la actual red de fibra óptica, para la futura colonización del espacio esta tecnología inalámbrica también es necesaria. La NASA envió y recibió por primera vez un mensaje láser a una distancia de 16 kilómetros del planeta.
La prueba se llevó a cabo en 2023 con la nave Psyche, que emitió un láser de infrarrojos codificado con información precisa sobre su posición. El destinatario de la señal era una baliza del Telescopio Hale, que se sitúa en el Observatorio Palomar de Caltech (California, Estados Unidos).
Este ensayo se celebró como la más lejana de las comunicaciones ópticas hasta la fecha. Experimentos como este persiguen desarrollar una nueva red de comunicaciones inalámbrica, dentro y fuera de la Tierra. La NASA aseguró, en su momento, que sería posible tener una comunicación de banda ancha más allá de la Luna, teniendo en cuenta que esta se encuentra a 384.000 kilómetros de distancia.
