{"id":76427,"date":"2002-11-01T00:00:00","date_gmt":"2002-11-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2002\/11\/01\/con-la-fuerza-de-la-fibra\/"},"modified":"2015-02-02T17:05:05","modified_gmt":"2015-02-02T19:05:05","slug":"con-la-fuerza-de-la-fibra","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/con-la-fuerza-de-la-fibra\/","title":{"rendered":"Con la fuerza de la fibra"},"content":{"rendered":"
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MIGUEL BOYAYAN<\/span>Transmisi\u00f3n v\u00eda luz: la fibra \u00f3ptica ofrece un espacio que a\u00fan debe ser aprovechadoMIGUEL BOYAYAN<\/span><\/p><\/div>\n

Cuando tecleamos un n\u00famero de tel\u00e9fono o enviamos un\u00a0e-mail<\/em>, nunca nos imaginamos el camino que hace nuestra llamado hasta un barrio vecino o a una ciudad distante. La transmisi\u00f3n de un punto a otro siempre fue realizada y continua si\u00e9ndolo mediante el uso equipos, cables y m\u00e1s recientemente fibra \u00f3ptica, todos igualmente fuera del alcance de nuestros ojos. Por tal motivo el seguirle los pasos a las transformaciones tecnol\u00f3gicas de las redes de telecomunicaciones en los \u00faltimos a\u00f1os no ha sido tarea f\u00e1cil para los no iniciados. La m\u00e1s importante revoluci\u00f3n empez\u00f3 en los a\u00f1os 70, cuando apareci\u00f3 la fibra \u00f3ptica. Desde entonces, todo aquello que se relaciona con este medio de transmisi\u00f3n continua acicateando a los investigadores del \u00e1rea.<\/p>\n

Al permitir la instalaci\u00f3n de un cable de un di\u00e1metro un poco mayor al de un cabello en lugar de centenas de cables de cobre, y transmitiendo a trav\u00e9s de la luz, las fibras crearon otras necesidades tecnol\u00f3gicas. Una de las grandes batallas que libran los profesionales de este sector actualmente en todo el mundo consiste en obtener amplificadores capaces de cumplir con los requerimientos derivados del incremento del n\u00famero de tel\u00e9fonos fijos, la aparici\u00f3n del fax, los celulares, las redes de datos e Internet. Los amplificadores, instalado principalmente entre ciudades y en las conexiones internacionales, reciben en un determinado trayecto – de entre 20 y 100 kil\u00f3metros -, las se\u00f1ales de l\u00e1ser que recorren el interior de las fibras. Y recuperan la onda luminosa, que pierde potencia en el transcurso de la transmisi\u00f3n.<\/p>\n

El desarrollo de nuevos amplificadores es indispensable para aumentar la capacidad y la velocidad del sistema de telecomunicaciones, y disminuir los costos de instalaci\u00f3n de nuevas redes. Con estas metas, cuatro laboratorios en todo el planeta est\u00e1n comprometidos en una carrera tecnol\u00f3gica para producir un nuevo tipo de amplificador \u00f3ptico, denominado\u00a0Fiber Optic Parametric Amplifier<\/em> (Fopa) o amplificador param\u00e9trico de fibra \u00f3ptica. Uno de estos laboratorios est\u00e1 en el Instituto de F\u00edsica (IF) de la Universidad Estadualde Campinas (Unicamp), que forma parte del Centro de Investigaci\u00f3n en \u00d3ptica y Fot\u00f3nica (CePOF) financiado por la FAPESP. Los otros son los Laboratorios Bell, de la empresa Lucent, el de la Universidad de Stanford, Estados Unidos, y el de la Universidad de Tecnolog\u00eda Chalmers, de Suecia.<\/p>\n

El Fopa podr\u00e1 aumentar decenas de veces la capacidad de transmisi\u00f3n de una fibra \u00f3ptica. Actualmente, en las conexiones de larga distancia, la transmisi\u00f3n se realiza en la franja de longitud de onda situada entre 1,53 y 1,56 micrones o micr\u00f3metros (\u00b5m), en la regi\u00f3n del infrarrojo, en donde la fibra registra p\u00e9rdidas m\u00ednimas. Pero la capacidad de esa fibra oscila entre 1,10 y 1,75 \u00b5m. La fina estructura de la misma tambi\u00e9n posee la capacidad de transmitir m\u00e1s de 100 terabits por segundo (Tb\/s; un terabit es igual a mil gigabits).<\/p>\n

La actual transmisi\u00f3n se efect\u00faa a 4 Tb\/s como m\u00e1ximo. A modo de comparaci\u00f3n, esta velocidad de transmisi\u00f3n (t\u00e9cnicamente llamada tasa de transmisi\u00f3n, porque la velocidad es siempre la de la luz) es suficiente para comprender 62 millones de llamados telef\u00f3nicos (de 64 kilobits por segundo -kb\/s) al mismo tiempo o, mirando hacia el futuro, cerca de mil canales de televisi\u00f3n digital simult\u00e1neos, o el texto completo de todos los libros de la mayor biblioteca del mundo, tambi\u00e9n en apenas un segundo. Por lo tanto, entre 100 Tb\/s y 4 Tb\/s existe a\u00fan mucho espacio por aprovecharse en una fibra \u00f3ptica.<\/p>\n

Aumento de la banda
\n<\/strong>En el laboratorio, el Fopa est\u00e1 consiguiendo transmitir a 10 Tb\/s. “Nuestra intenci\u00f3n es llegar a 40 \u00f3 50 Tb\/s”, informa el profesor Hugo Fragnito, coordinador del segmento del CePOF en la Unicamp (los otros se encuentran en el Instituto de F\u00edsica de la Universidad de S\u00e3o Paulo en S\u00e3o Carlos, y en el Instituto de Investigaciones Energ\u00e9ticas y Nucleares – Ipen, sigla en portugu\u00e9s). Con el Fopa ser\u00e1 posible trabajar en otras franjas, en el espectro ubicado entre 1,1 y 1,75 \u00b5m. “El Fopa logra amplificar en anchos de banda (de frecuencias) mayores que el amplificador dopado con erbio -un elemento qu\u00edmico calificado como tierra rara- utilizado actualmente. “El param\u00e9trico es igual o mejor que el erbio en varias regiones del espectro de transmisi\u00f3n”.<\/p>\n

El amplificador de erbio o\u00a0Erbium Doped Fiber Amplifier<\/em> (EDFA), ya hab\u00eda provocado una revoluci\u00f3n tecnol\u00f3gica a partir de 1990. El erbio, anunciado en 1987, bajo la forma de un prototipo elaborado conjuntamente por las empresas British Telecom, DuPont y la Universidad de Southampton, Gran Breta\u00f1a, mostr\u00f3 tener muchas ventajas con relaci\u00f3n al repetidor electr\u00f3nico utilizado desde el principio en fibra \u00f3ptica, el 3R (de regenerador, reformatador y retemporizador). “Con el erbio la velocidad de transmisi\u00f3n se elev\u00f3 de 1 Gb\/s a 4 Tb\/s”, dice Fragnito.<\/p>\n

Otro factor importante fue la disminuci\u00f3n de los costos de instalaci\u00f3n de las redes. El precio de un amplificador cay\u00f3 de 500 mil d\u00f3lares a 30 mil d\u00f3lares. El “milagro” de ese elemento qu\u00edmico llamado erbio consiste en que sus iones absorben la luz de un l\u00e1ser llamado l\u00e1ser de bombeo, con longitud de onda de 0,98 \u00b5m o en 1,48 \u00b5m y (amplifican) la luz del l\u00e1ser de se\u00f1al (que realiza la transmisi\u00f3n) en la franja que va de 1,53 a 1,56 \u00b5m. La revoluci\u00f3n provocada por este tipo de amplificador tambi\u00e9n se fortaleci\u00f3 con la adopci\u00f3n del sistema Wavelength Division Multiplexing (WDM) o Multiplexaci\u00f3n por Divisi\u00f3n de Longitud de Onda. El erbio hizo posible el WDM, que en lugar de utilizar una fibra para cada l\u00e1ser de se\u00f1al, como en el sistema antiguo, permite que varios l\u00e1seres puedan transmitirse a trav\u00e9s de la misma fibra \u00f3ptica. De esta forma, la multiplexaci\u00f3n permite que diversas bandas de transmisi\u00f3n (cada una de ellas transportandodecenas de millones de llamadas al mismo tiempo)puedan ser enviadas por una \u00fanica fibra \u00f3ptica.<\/p>\n

El Fopa no requiere erbio y puede operar en cualquier longitud de onda. En la amplificaci\u00f3n param\u00e9trica se aprovechan los efectos que cualquier materia exhibe cuando es iluminada con alta intensidad, mediante la transferencia de energ\u00eda de un l\u00e1ser a otro. “Los efectos de la alta intensidad de la luz en el interior de la fibra generalmente distorsionan las se\u00f1ales de transmisi\u00f3n”, dice Fragnito. El secreto del Fopa consiste aprovechar esos efectos para mejor y no para peor. Para ello, \u00e9ste transfiere la energ\u00eda de un l\u00e1ser de bombeo, dispuesto dentro de la fibra, al l\u00e1ser de transmisi\u00f3n, amplificando la se\u00f1al.<\/p>\n

“Podemos colocar uno o dos l\u00e1seres de bombeo en cada fibra para obtener una mayor amplificaci\u00f3n y un mayor ancho de banda”, afirma Jos\u00e9 Manuel Ch\u00e1vez, posdoctorando del laboratorio de fibra \u00f3ptica del IF de la Unicamp. “Con el Fopa logramos aprovechar mejor la inmensa capacidad de transmisi\u00f3n de la fibra”, dice Fragnito. Los beneficios del Fopa no tienen todav\u00eda un plazo estipulado para salir al mercado. Para ello se requieren muchas pruebas y ajustes a\u00fan.<\/p>\n

Otra innovaci\u00f3n surgida de la Facultad de Ingenier\u00eda El\u00e9ctrica y Computaci\u00f3n de la Unicamp, que tambi\u00e9n forma parte del CePOF, est\u00e1 relacionada con otro tipo de amplificador. Se trata del amplificador \u00f3ptico semiconductor, o\u00a0Semiconductor Optical Amplifier<\/em> (SOA), fabricado por la empresa Alcatel, solamente para uso en laboratorios. Este equipamiento efect\u00faa la amplificaci\u00f3n del l\u00e1ser mediante un chip y ser\u00eda usado en las redes de telecomunicaciones en \u00e1reas metropolitanas. “Para este amplificador desarrollamos un reductor de tiempo del interruptor electro\u00f3ptico que conecta y desconecta el SOA”, dice el profesor Evandro Conforti. La reducci\u00f3n fue de diez veces, de 2 milmillon\u00e9simas de segundo \u00f3 2 nanosegundos (el tiempo de otros sistemas utilizados actualmente en las redes de Internet) a 0,2 nanosegundos. Este tipo de reducci\u00f3n del tiempo facilita y ofrece una mayor capacidad al sistema para recibir y enviar la luz de l\u00e1ser con las transmisiones.<\/p>\n

Todo \u00f3ptico
\n<\/strong>La nueva t\u00e9cnica cont\u00f3 con la coautor\u00eda del alumno de doctorado Cristiano Gallep, que gan\u00f3 un premio en Estados Unidos con este trabajo, y se encuentra en proceso de patentado en el \u00e1mbito del N\u00facleo de Patentes y Licencias de Tecnolog\u00eda (Nuplitec), de la FAPESP. “A\u00fan no han aparecido interesados, pero nosotros confiamos en el potencial de este sistema para mejorar los futuros amplificadores \u00f3pticos”, afirma Conforti. “Especialmente si dentro de algunos a\u00f1os se adoptan sistemas totalmente \u00f3pticos, ya no existir\u00e1, como hoy en d\u00eda, la conversi\u00f3n de la se\u00f1al el\u00e9ctrica (de los cables de cobre) en se\u00f1ales de l\u00e1ser”. Si esto sucede, la transmisi\u00f3n de un\u00a0e-mail<\/em>, por ejemplo, saldr\u00eda de la computadora en forma de luz y as\u00ed llegar\u00eda al servidor, y de all\u00ed ir\u00eda a la otra computadora, siempre corriendo a trav\u00e9s de la fibra \u00f3ptica. Un futuro en el cual el\u00a0e-mail<\/em> se convertir\u00e1 en\u00a0o-mail<\/em> (de \u00f3ptica) y ser\u00e1n necesarios amplificadores \u00f3pticos eficientes, de banda ancha y muy r\u00e1pidos. Un futuro que ya se encuentra en fase de producci\u00f3n.<\/p>\n

Alumnos en la mira de todo el mundo
\n<\/em>Dos alumnos del Centro de Investigaci\u00f3n en \u00d3ptica y Fot\u00f3nica (CePOF) de la Unicamp fueron premiados en concursos internacionales vinculados a asociaciones de \u00f3ptica de nivel mundial. El primero de \u00e9stos fue Paulo Dainese, maestrando del Instituto de F\u00edsica (IF). Dainese recibi\u00f3 en octubre en la Sociedad Americana de \u00d3ptica (OSA) el premio al mejor Chapter, designaci\u00f3n para grupos de estudiantes que desarrollan trabajos cient\u00edficos y de difusi\u00f3n de la \u00f3ptica. Bajo la direcci\u00f3n del profesor Hugo Fragnito, Dainese encabeza el grupo brasile\u00f1o integrado por 25 estudiantes que gan\u00f3 la disputa de este a\u00f1o entre otros 26 equipos de Estados Unidos, Sud\u00e1frica, Canad\u00e1, B\u00e9lgica e Inglaterra. La OSA es una sociedad cient\u00edfica que re\u00fane a 13 mil miembros, entre investigadores, ingenieros y t\u00e9cnicos de 70 pa\u00edses.<\/em><\/p>\n

Los estudiantes de la Unicamp mostraron, durante la reuni\u00f3n anual de la OSA llevada a cabo en Orlando, Estados Unidos, varios eventos organizados por ellos, tales como los Talleres de \u00d3ptica para profesores secundarios y una Escuela de \u00d3ptica Aplicada para posgraduandos y estudiantes que est\u00e1n terminando su carrera de grado. Tambi\u00e9n informaron sobre un Programa de Visitas a industrias de la regi\u00f3n, como forma de mostrar las actividades de investigaci\u00f3n de la Unicamp y abrir las puertas a futuras relaciones de trabajo. \u201cLos alumnos van a la industria y establecen un contacto que puede significarles una contrataci\u00f3n para o una pasant\u00eda\u201d, explica Dainese. Los estudiantes tambi\u00e9n dictaron cursos para los t\u00e9cnicos que trabajan en la Unicamp. \u201cEllos aprenden a operar en los gabinetes y el significado de nuestros experimentos\u201d. El premio para el grupo fue de mil d\u00f3lares.<\/em><\/p>\n

En noviembre ser\u00e1 el momento de Cristiano Gallep, estudiante de doctorado de la Facultad de Ingenier\u00eda El\u00e9ctrica y Computaci\u00f3n, que ir\u00e1 a Glasgow, Escocia. Gallep recibir\u00e1 una beca de estudios de la Sociedad de L\u00e1seres y Electro\u00f3ptica (Leos), por valor de 5 mil d\u00f3lares. Bajo la direcci\u00f3n del profesor Evandro Conforti, Gallep desarroll\u00f3 un nuevo tipo de interruptor para amplificadores \u00f3pticos (lea el reportaje).<\/em><\/p>\n

El Proyecto<\/strong>
\nCentro de Investigaci\u00f3n en \u00d3ptica y Fot\u00f3nica (CePOF) de la Unicamp<\/em>
\nModalidad<\/strong>
\nCentros de Investigaci\u00f3n, Innovaci\u00f3n y Difusi\u00f3n (Cepids)
\nCoordinador<\/strong>
\nHugo Fragnito – Instituto de F\u00edsica de la Unicamp
\nInversi\u00f3n<\/strong>
\nR$ 1 mill\u00f3n por a\u00f1o<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Investigadores de la Unicamp desarrollan amplificadores \u00f3pticos de \u00faltima generaci\u00f3n que incrementar\u00e1n la capacidad de las transmisiones de telefon\u00eda e Internet","protected":false},"author":10,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[],"coauthors":[97],"class_list":["post-76427","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/76427","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/10"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=76427"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/76427\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=76427"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=76427"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=76427"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=76427"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}