La cantidad de datos que fluye a través de Internet ha explotado en la última década. Ya sea que las personas estén viendo videos de gatos, transmitiendo películas o subiendo fotos de vacaciones a los sitios de redes sociales, exigen un rendimiento aún mayor de las redes ópticas que sonfundamento físico de la World Wide Web.
Sin embargo, el camino hacia una Internet aún más rápida se ha visto obstaculizado por el consumo de energía y el costo por componente óptico, dijo Wei Shi, profesor asistente de la Universidad Laval en Québec, Canadá. Shi y sus colegas han diseñado un filtro sintonizable, un componente importantede redes ópticas de alta capacidad, eso debería ahorrar tanto dinero como energía porque puede integrarse fácilmente en un chip fotónico.
El rendimiento del dispositivo es comparable a los mejores sistemas de mesa, pero a una fracción del tamaño y el costo. El rango de ajuste del filtro, que es una medida de qué tan bien el dispositivo puede ajustarse a las fluctuantes demandas de datos, es el más ampliodemostrado en un chip de silicio. Además, el dispositivo tiene un rango espectral libre ilimitado, lo que significa que puede operar en cualquier rango de frecuencias y muestra excelentes métricas de rendimiento en otras medidas estándar de calidad del filtro, incluyendo pérdida de inserción muy baja y en bandaondulaciones, baja diafonía y pequeña variación de retraso.
"El aspecto más emocionante es que estos resultados récord se lograron en la plataforma fotónica de silicio", dijo Shi. "Esto indica que el filtro se puede integrar fácilmente con otros componentes bien desarrollados para un sistema integrado novedoso. Es como encontrarla pieza faltante en un rompecabezas "
Habilitación de redes flexibles
El espectro óptico es un recurso limitado: a medida que el tráfico de Internet ha aumentado dramáticamente, el ancho de banda se ha vuelto más valioso. Para maximizar la potencia y la rentabilidad de la comunicación, las redes ópticas deben poder asignar de manera flexible el ancho de banda, dando a cada cliente solo lo quenecesita en un momento dado.
"En comparación con las redes tradicionales donde las asignaciones de recursos ópticos están predeterminadas y fijas, las redes flexibles permiten volúmenes de datos de órdenes de magnitud más altos por portador óptico y en todo el espectro", dijo Shi.
Las redes flexibles requieren filtros sintonizables. Los filtros aíslan un canal de comunicación específico de todos los demás y los filtros sintonizables le dan al controlador de red la libertad de seleccionar la frecuencia y el ancho de banda para cada canal y cambiarlos sobre la marcha.
El filtro sintonizable que Shi y sus colegas diseñaron y probaron tiene un alcance de sintonización de 670 GHz, mucho mayor que el alcance de aproximadamente 100 GHz que han logrado otros filtros basados en silicio. Los investigadores creen que con una modificación adicional el alcance de sintonización de su dispositivo puede serincluso más extendido, a 1 THz.
El dispositivo funciona mediante nanoestructuras periódicas, 10.000 veces más pequeñas que el ancho de un cabello humano, para separar las diferentes frecuencias de luz entre sí. La sintonización del filtro se logra con microcalentadores en el chip de silicio que controlan la temperatura local, que a su vez afecta las nanoestructuras y las frecuencias que separan.
El amplio rango de sintonización significa que el filtro puede manejar un volumen de datos muy grande transportado por un solo operador, y puede adaptarse rápidamente a los cambios dinámicos en las necesidades del cliente. El dispositivo también tiene una huella compacta y está construido sobre una nanofotónica compatible con CMOSplataforma integrada. CMOS es la tecnología utilizada por la industria informática para hacer circuitos integrados, y debido a que las técnicas están tan bien optimizadas, los chips compatibles con CMOS tienen un costo potencialmente muy bajo.
En el futuro, los investigadores planean integrar el filtro sintonizable con otros componentes en el mismo chip para probar la red óptica flexible a escala de chip.
"Las redes ópticas de mayor capacidad afectan a los consumidores en gran medida", dijo Shi. La próxima generación de tecnología de Internet podría significar videos que se transmiten en 3D o 360 grados y grandes cantidades de almacenamiento de datos en la nube a bajo precio ". Piense en las mejoras para"Servicios de Internet en los últimos 10 años", agregó Shi. "Ahora podemos llamarnos fácilmente con video, enviar archivos grandes casi instantáneamente y generar el suministro de noticias de sus 1000 amigos y suscripciones en milisegundos. Esto es solo el comienzo".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por La sociedad óptica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :