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Scalable And Flexible optical Architecture for Reconfigurable Infrastructure

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Las fibras ópticas multinúcleo programables se ocuparán de la emisión en continuo de películas y música durante la década de 2020

Los servicios de emisión en continuo como Neflix, Amazon Video y Spotify exigen grandes cantidades de ancho de banda en las redes de comunicaciones ópticas actuales. Para garantizar que en el futuro haya capacidad de datos suficiente disponible, el proyecto SAFARI desarrolló fibras ópticas multinúcleo, amplificadores de luz compatibles y nuevo hardware de red óptica programable capaces de ofrecer velocidades de petabits por segundo.

Economía digital

El volumen de tráfico de datos que atraviesa las redes de fibra óptica del mundo aumenta en más del 40 % anual a medida que aumenta sin cesar la popularidad de los servicios de emisión en continuo de audio y vídeo, que comportan un consumo elevado de datos. Para que las redes del futuro tengan capacidad para admitir este tráfico en continua expansión y gestionar aplicaciones emergentes que harán que aumente todavía más, desde automóviles conectados hasta vídeo HD móvil e Internet de los objetos, será necesario realizar mejoras radicales en las redes ópticas de larga distancia a mediados de la década de 2020. Un grupo de ingenieros ha llevado a cabo parte del trabajo fundamental esencial para este proceso en el marco de SAFARI, un proyecto colaborativo entre la Unión Europea y Japón. Toshi Morioka, de la Universidad Técnica de Dinamarca, coordinó la parte del proyecto correspondiente a la Unión Europea, mientras que el coordinador del proyecto Dr. Yutaka Miyamoto de NTT Corporation (Tokyo) hizo lo propio con la parte japonesa. Fotones a toda velocidad El parámetro que es más necesario mejorar de forma importante en las redes de transporte óptico (OTN) basadas en láseres es la capacidad de datos, es decir, el número de bits de datos que se pueden transportar por segundo codificados en haces láser. Las fibras ópticas individuales actuales funcionan a varias decenas de terabits por segundo, pero esto no será suficiente en el futuro. «Con el fin de afrontar la inmensa demanda de capacidad que llegará en el futuro, se necesitarán redes de transporte con una capacidad mucho mayor y velocidades de fibra escalables hasta petabits por segundo», explica Morioka. Para hacerlo realidad, los colaboradores de SAFARI han innovado en distintos frentes, tanto en el control de la red en general como en los componentes que transportan la luz, a fin de obtener los bloques de construcción de las futuras OTN que podrían impulsar sus velocidades desde los actuales 10^13 (decenas de terabits) a 10^15 (petabits) por segundo. La primera innovación de SAFARI fue desarrollar fibras ópticas multinúcleo superdensas con 30, 32 o 37 núcleos transportadores de luz en su interior en lugar del único núcleo que se utiliza actualmente. Según explica Morioka, lograron este récord mundial en número de núcleos después de encontrar el modo de evitar que la luz se fugase de un núcleo hacia otro, lo cual causaría interferencias en las señales que afectarían negativamente al ancho de banda. «Las fibras tienen un grado elevado de supresión de interferencias cruzadas», explica. En la matriz Al viajar a grandes distancias, de 1 000 km o más, la luz que atraviesa esta matriz compleja de núcleos pierde potencia y es necesario intensificarla a intervalos regulares. Para hacerlo utilizando la energía de forma eficiente, el equipo del proyecto desarrolló amplificadores de fibra óptica multinúcleo, a base de erbio e iterbio, que se pueden conectar directamente a la nueva fibra multinúcleo, lo cual permite realizar una transmisión a largas distancias compensando las pérdidas. «Hemos superado récords en el número de núcleos, y alcanzado una reducción en el consumo de potencia de los amplificadores ópticos en línea, lo cual aumentará la eficiencia energética de las OTN futuras», explica Morioka. Sin embargo, no todo se limita a las guías de ondas: los operadores de telecomunicaciones también deben poder asignar dinámicamente y optimizar recursos de red adicionales y, a la vez, mantener la calidad, para poder cubrir los grandes picos de demanda, como los que se producen cuando todo un país quiere ver el último episodio de «Juego de tronos» en vídeo en emisión continua a la vez. Así, NTT desarrolló hardware óptico programable que permite construir redes OTN muy flexibles, escalables y adaptables. Luz programable Se desarrolló y probó un banco de pruebas de SAFARI que incluía nuevos elementos ópticos que permiten añadir, bloquear, transmitir o redirigir haces de luz en una red de fibra de forma controlada por software. Esta red programable «se puede controlar y gestionar de forma adaptable para responder a la demanda de tráfico real desde una entidad central», explica Morioka. También se ha probado la capacidad de programación de la OTN en experimentos pensados para garantizar que sea adecuada para cubrir las necesidades de la transmisión mediante fibra multinúcleo en las redes del futuro. Puesto que no se espera que SAFARI se implemente hasta mediados de la década de 2020, no existen planes de comercialización inmediata de la tecnología. Sin embargo, gracias al éxito de este proyecto de investigación, los sectores europeo y japonés de las telecomunicaciones estarán listos cuando llegue el momento. «SAFARI proporcionó una tecnología líder en el mundo, un récord mundial y los primeros demostradores de red y experimentos de sistemas del mundo, así como propiedades intelectuales conjuntas y colaboraciones a largo plazo», concluye Morioka.

Palabras clave

SAFARI, transporte óptico, redes escalables, aplicaciones con un uso intenso del ancho de banda, óptica programable, fibra densa multinúcleo, Amazon, Spotify, Netflix, emisión en continuo

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