En el mundo de las telecomunicaciones, la innovación no se detiene. Cada año se baten récords que parecían imposibles apenas una década atrás. Uno de los más recientes, y quizás más trascendentales, ha sido logrado por un equipo internacional de investigadores liderado por el Laboratorio de Redes Fotónicas del Instituto Nacional de Tecnología de la Información y las Comunicaciones (NICT) de Japón: han conseguido transmitir datos a una velocidad de 1,02 petabits por segundo a lo largo de 1.808 kilómetros utilizando una nueva generación de fibra óptica multinúcleo.

Este avance no solo representa una hazaña técnica sin precedentes, sino que también abre la puerta a una nueva era en la conectividad de alta capacidad, con implicaciones directas para infraestructuras de red a gran escala y la futura expansión de servicios digitales avanzados.

La fibra multinúcleo: un diseño para el futuro

La clave de este hito reside en una fibra óptica especialmente diseñada con 19 núcleos. A diferencia de las fibras ópticas convencionales, que contienen un solo núcleo por donde viajan los pulsos de luz, las fibras multinúcleo permiten la transmisión simultánea de múltiples señales independientes, multiplicando la capacidad sin aumentar el diámetro del cable.

Lo más destacable de esta fibra es que mantiene el diámetro estándar de revestimiento de 0,125 mm, lo que la hace compatible con la infraestructura ya existente. Este detalle es crucial, ya que la adopción masiva de nuevas tecnologías suele estar limitada por la necesidad de reemplazar o adaptar sistemas preinstalados. Aquí, en cambio, se plantea una evolución natural de la red.

Superando las barreras de la distancia

Aunque ya se habían logrado velocidades superiores al petabit por segundo utilizando fibras multinúcleo, estos experimentos estaban limitados a distancias relativamente cortas, muy por debajo de los 1.000 km. El verdadero logro de este experimento ha sido demostrar que se puede mantener un volumen masivo de transmisión a largas distancias sin degradación significativa de la señal.

Para lograrlo, los investigadores diseñaron un sistema de transmisión avanzado que incluyó una serie de bucles de recirculación de señal y una innovadora tecnología de amplificación óptica. Las señales recorrieron un trayecto equivalente a 1.808 km, aproximadamente la distancia entre Berlín y Nápoles, manteniendo una integridad de datos que permite pensar en aplicaciones comerciales reales a gran escala.

Tecnología MIMO y procesamiento digital avanzado

Uno de los grandes retos de la fibra multinúcleo es la interferencia entre las señales que viajan por los distintos núcleos. Para contrarrestar este problema, el equipo implementó una sofisticada solución basada en procesamiento digital de señales MIMO (Multiple-Input Multiple-Output). Esta tecnología, habitual en redes móviles avanzadas, se adapta aquí al contexto óptico para filtrar interferencias y optimizar la recuperación de datos en el receptor.

Cada núcleo transmitía señales moduladas en formato 16QAM, distribuidas en un total de 180 longitudes de onda dentro de las bandas C y L. Gracias a un sistema de amplificación dividido por bandas y un receptor multicanal, fue posible capturar y procesar simultáneamente las señales de todos los núcleos, alcanzando un rendimiento nunca antes visto.

Comparativa con avances previos

Este récord supera ampliamente los anteriores logros en la industria. Por ejemplo, una marca anterior de 0,138 petabits por segundo se consiguió utilizando una fibra de solo cuatro núcleos, pero con una distancia muchísimo mayor, de más de 12.000 km. En ese caso, fue necesario operar fuera de las bandas de frecuencia más comunes para las redes comerciales, lo que comprometía su viabilidad práctica.

En comparación, el experimento actual se mantiene dentro de parámetros compatibles con infraestructuras reales y utiliza materiales y frecuencias alineados con los estándares del sector, lo que refuerza su aplicabilidad inmediata.

Aplicaciones y desafíos de esta tecnología

Esta nueva generación de fibras ópticas multinúcleo no solo promete incrementar exponencialmente la capacidad de las redes troncales que conectan grandes centros urbanos o servidores de datos, sino también mejorar la eficiencia energética de las transmisiones, al reducir la necesidad de múltiples cables paralelos.

Sin embargo, no está exenta de desafíos. Entre los principales obstáculos para su implementación generalizada se encuentran:

• El coste y la complejidad de producción de fibras multinúcleo con baja pérdida y uniformidad de propagación.
• La necesidad de desarrollar repetidores ópticos y sistemas de amplificación adaptados a este tipo de arquitectura.
• El ajuste de algoritmos de procesamiento MIMO para lograr eficiencia en tiempo real y bajo consumo energético.

Empresas como Sumitomo Electric, que participó en este proyecto diseñando y fabricando la fibra utilizada, ya están trabajando en mejorar la disposición y geometría de los núcleos para reducir aún más las pérdidas y facilitar su fabricación en masa.

Proyección de futuro: hacia redes de ultra alta capacidad

La demostración de que se pueden transmitir más de un petabit por segundo a largas distancias es un paso firme hacia la construcción de redes ópticas de ultra alta capacidad, preparadas para absorber el crecimiento del tráfico de datos que traerán la inteligencia artificial, el metaverso, los gemelos digitales y el Internet de las Cosas a escala global.

Se estima que para 2030, la demanda de tráfico de datos se habrá multiplicado por diez. Tecnologías como la fibra óptica multinúcleo permitirán satisfacer esta demanda sin comprometer la eficiencia, la latencia ni la sostenibilidad ambiental, uno de los grandes temas que empieza a ganar peso en las telecomunicaciones.

Este nuevo récord no es solo una cifra impresionante; representa un hito tecnológico con profundas implicaciones para el futuro de la conectividad global. La capacidad de transmitir más de un petabit por segundo a casi 2.000 kilómetros con fibra óptica compatible con infraestructuras actuales marca el inicio de una nueva era en las comunicaciones ópticas. Una era donde el ancho de banda dejará de ser una limitación y se convertirá en una plataforma para la innovación continua.