En un hito que podría reconfigurar el diseño de las redes de telecomunicaciones, investigadores han logrado una capacidad agregada de 430 Tbps sobre una fibra óptica considerada estándar, mediante técnicas de multiplexación por modos (MDM). Este avance demuestra que la infraestructura de fibra existente puede ofrecer rendimientos mucho mayores cuando se combinan enfoques de propagación modal, multiplexación en longitud de onda y procesamiento de señales de alta velocidad.

Qué es la multiplexación por modos y por qué importa

La multiplexación por modos es una estrategia que transmite múltiples señales a través de diferentes modos de propagación dentro de la misma fibra. Cuando se acompaña de otras técnicas como la multiplexación en longitud de onda (WDM) y un procesamiento digital de señales (DSP) avanzado, es posible aumentar significativamente la capacidad total de un enlace sin necesidad de reemplazar la fibra física. En redes modernas, donde el ancho de banda es un recurso crítico, MDm ofrece una vía para ampliar la capacidad disponible manteniendo la infraestructura existente.

Cómo se llevó a cabo el logro

El rendimiento de 430 Tbps se obtuvo en pruebas de laboratorio utilizando una fibra óptica multimodo, tratada como una plataforma estándar para telecomunicaciones. El equipo experimental empleó múltiples modos ortogonales para transportar señal simultáneamente, gestionando el acoplamiento entre modos y la distorsión intermodal (crosstalk) con técnicas de compensación y equalización avanzadas. A ello se sumó la multiplexación en longitud de onda para ampliar el espectro utilizado y un procesamiento digital de señales de alta velocidad en el receptor para separar y reconstruir las señales moduladas en cada modo. El resultado se obtuvo en condiciones controladas, simulando distancias de enlace relevantes para aplicaciones de red de telecomunicaciones.

Implicaciones para redes ultra rápidas

– Capacidad de red ampliada sin cambiar la fibra de base: este enfoque sugiere que la capacidad de la infraestructura óptica existente puede escalar notablemente mediante mejoras en el protocolo y el hardware de procesamiento, reduciendo la necesidad de reemplazar físicamente la infraestructura.
– Mayor densidad de canales: al aprovechar múltiples modos, un mismo tramo de fibra puede albergar una mayor cantidad de canales de datos, lo que mejora la eficiencia del espectro y la utilización de la fibra.
– Impacto en centros de datos y backhaul: las redes que conectan centros de datos y nodos de backbone podrían beneficiarse de enlaces más potentes y eficientes, favoreciendo servicios de baja latencia y alto rendimiento.
– Requisitos de hardware y software avanzados: para trasladar este rendimiento a redes operativas se requieren DSP de alta velocidad, algoritmos de control modal robustos y componentes de manejo de modo más precisos, además de soluciones de gestión y monitoreo que aseguren la estabilidad del enlace.
– Estándares y interoperabilidad: la adopción generalizada dependerá de la estandarización de perfiles de modos, interfaces y compatibilidad con las soluciones WDM existentes, así como de recomendaciones para manufactura y mantenimiento.

Desafíos y próximos pasos

– Robustez en campo: las pruebas de laboratorio deben evolucionar hacia despliegues en condiciones reales de red, donde las variaciones de temperatura, vibraciones y longitudes de enlace pueden afectar la propagación modal y el acoplamiento entre modos.
– Complejidad del procesamiento: el incremento en la cantidad de modos y canales eleva la demanda de potencia de cómputo y la complejidad del DSP, lo que plantea retos de eficiencia energética y costo.
– Gestión de crosstalk y disipación de pérdidas: mantener la separación entre modos en presencia de perturbaciones requiere soluciones de diseño de fibra, couplers y amplificadores adaptados.
– Viabilidad de despliegue: se necesitarán estrategias graduales de integración con infraestructuras existentes, pruebas de rendimiento a escala y rutas de implementación que consideren costos y fiabilidad.

Conclusión

Este logro de 430 Tbps en una fibra óptica considerada estándar pone de manifiesto que el potencial de capacidad de la fibra no está agotado. Al combinar multiplexación por modos con técnicas de WDM y procesamiento de señales avanzado, es posible abrir un camino hacia redes ultrarrápidas que aprovechen al máximo la infraestructura física ya instalada. Aunque quedan desafíos técnicos y de estandarización, la dirección es clara: la próxima generación de redes podría construir capacidades mucho mayores sobre la base de fibras existentes, con una transición que dependerá de la innovación en hardware, software y gobernanza de estándares.

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