Microsoft revoluciona las comunicaciones y transmite Internet a través del vacío

Científicos de la Universidad de Southampton, junto con especialistas de Microsoft, han presentado un nuevo tipo de cable óptico que podría cambiar el futuro de las telecomunicaciones globales. Se trata de fibras de núcleo hueco (hollow-core fiber, HCF), donde la luz no circula por un núcleo de cuarzo como en las líneas tradicionales, sino por un canal de aire rodeado por una delgada cubierta de vidrio. En teoría, este principio permite una mayor velocidad de transmisión, ya que la luz viaja más rápido en el aire que en el vidrio. Pero durante décadas los ingenieros no lograron llevarlo a la práctica: los parámetros seguían siendo peores que los de los sistemas clásicos y las estructuras resultaban demasiado complejas para su explotación.

En el nuevo trabajo los investigadores alcanzaron un resultado récord: la atenuación fue de apenas 0,091 dB por kilómetro a una longitud de onda de 1550 nm. Para comparar, las mejores líneas de cuarzo muestran un mínimo cercano a 0,14 dB/km. Además, la tecnología mantiene valores estables del orden de 0,2 dB/km en una banda amplia de 66 THz y permite acelerar la transmisión de información aproximadamente en un 45 por ciento. Esto significa que la señal podrá recorrer distancias considerablemente mayores sin amplificadores, y que las redes serán más rápidas y económicas.

Los autores subrayan que esos bajos valores son posibles en el rango espectral desde 700 hasta más de 2400 nm. Esto abre la puerta a elegir la banda de trabajo más adecuada según las capacidades de la optoelectrónica y los métodos de amplificación empleados. De hecho, existe la posibilidad de abaratar el coste por bit y de utilizar tramos del espectro antes inaccesibles para la comunicación con pérdidas mínimas.

El factor clave fue la mejora de la propia estructura. Los desarrolladores minimizaron tres fuentes principales de atenuación: la fuga de luz hacia el exterior, la dispersión en la superficie y el efecto de las microcurvaturas. Para comprobar las hipótesis se fabricaron muestras de hasta 15 km de longitud que confirmaron los cálculos teóricos. El nuevo cable pertenece a la clase nested antiresonant nodeless hollow-core fiber (DNANF): en el centro hay un canal de aire rodeado por una rejilla de vidrio multicapa que confina y guía el flujo de luz.

Según los especialistas, en el futuro será posible reducir la atenuación aún más —posiblemente hasta 0,01 dB/km—. Además, la arquitectura podrá adaptarse a diferentes bandas de trabajo manteniendo pérdidas extremadamente bajas. Incluso los valores actuales abren la vía a la creación de líneas de comunicación submarinas con tramos mayores sin repetidores, así como a su aplicación en instalaciones láser de alta potencia y en sensorística de alta precisión.

Con el aumento de la producción, la mejora de la estabilidad geométrica y la eliminación de gases residuales en el canal central, la tecnología DNANF tiene todas las posibilidades de convertirse en la base de la próxima generación de sistemas de telecomunicaciones.