Redes de fibra a la velocidad del rayo
Las tecnologías ávidas de datos, como los servicios de vídeo a la carta, juegos para varios jugadores en tiempo real, aplicaciones de almacenamiento en servidores y en la nube, y realidad aumentada y virtual inminente, están generando una demanda de una alta transferencia de datos y tiempos de respuesta rápidos. Para adaptarse al aumento constante del tráfico de datos, las tecnologías de conmutación de datos requieren una gran capacidad de conmutación y un mayor ancho de banda de interconexión. Los investigadores que trabajaron en el proyecto SwIFT, financiado con fondos europeos, abordaron este desafío con entusiasmo. En una primicia internacional, desvelaron un novedoso mecanismo de conmutación en un chip fotónico accionado por minúsculas gotas que podría llegar a cambiar drásticamente el futuro de las telecomunicaciones y las comunicaciones de datos. Combinando la fotónica con la microfluídica SwIFT se basó en la tecnología fotónica de silicio, en rápida expansión y que recientemente ha demostrado ser una interesante plataforma para los conmutadores ópticos. En ellos, la luz se confina estrechamente en guías de ondas de silicio a causa de su alto índice de refracción. «Este estrecho confinamiento permite la creación de circuitos ópticos de alta densidad y muy compactos. Los procesos de alto rendimiento a escala de las obleas que proporciona la fotónica de silicio ofrecen la posibilidad de crear componentes de conmutadores compactos, fiables y sofisticados que pueden fabricarse a un coste relativamente bajo en grandes cantidades», comenta el coordinador del proyecto, Jan Watté. SwIFT ha ido un paso más allá, introduciendo un cambio de paradigma en el ámbito de los conmutadores ópticos. En el núcleo del concepto de conmutador óptico que ha introducido el proyecto estaba la combinación de la fotónica de silicio con la fluídica. El haz de luz que entra en el cuadro de conmutación en el clip fotónico de silicio se puede conmutar de una guía de onda a otra en función de la posición de las gotas que cubren la estructura de guía de onda del chip. «Los diferentes índices de refracción de los dos líquidos inmiscibles que empleamos pueden influir considerablemente en la propagación de la luz guiada en el componente óptico integrado subyacente», añade Watté. «Nuestro enfoque nos permite desarrollar gotas que puedan reposar en dos estados. Cuando se supera un determinado umbral, el campo eléctrico aplicado permite a la gota superar las barreras mecánicas que la mantienen en una determinada posición y desplazarse a otro microentorno, donde permanece estable», continúa Watté. La principal ventaja del enfoque microfluídico es que, en ausencia de un campo eléctrico, la gota permanece donde está y, así, el interruptor recuerda la configuración de alguna manera. Este es exactamente el concepto que se encuentra en la base de un interruptor óptico no volátil. Los interruptores ópticos no volátiles controlados por gotas minúsculas se adaptan a aplicaciones en que una conmutación continua de múltiples señales ópticas resulta igual de importante que la velocidad de conmutación. Tales componentes permiten un funcionamiento en banda ancha con una velocidad de conmutación del orden de los milisegundos. Esto puede resultar muy útil para gestionar la infraestructura de fibra en redes de acceso, donde suele ser necesario conmutar simultáneamente varias bandas de longitud de onda. El objetivo de SwIFT era ampliar los límites de las tecnologías fotónicas y fluídicas para demostrar su efecto en un interruptor óptico con cientos de puertos. Más rápidos, más baratos, más pequeños Los interruptores ópticos que suelen emplearse en redes de fibra son voluminosos y caros. No obstante, la nueva tecnología de conmutación de fibra óptica puede reducir el gasto en energía en las telecomunicaciones y automatizar procesos manuales, permitiendo a los operarios utilizar software para conectar y reconectar cables. «Por lo que sabemos, es la primera vez que se emplea un interruptor óptico no volátil que combina la fotónica de silicio con la microfluídica», señala Watté. Este interruptor de telecomunicaciones óptico, de múltiples puertos, de bajo coste y compacto para la gestión remota de la fibra debería incrementar significativamente las velocidades de transmisión de datos de la fibra óptica.
Palabras clave
SwIFT, conmutador óptico, fluídica, gota, fotónica de silicio, no volátil, telecomunicaciones, compacto, red de fibra
