Publicado en la revista Nature Communications, estos hallazgos tienen el potencial no solo de acelerar los próximos 25 años de la capacidad de telecomunicaciones de Australia, sino también la posibilidad de que esta tecnología de producción local se despliegue en todo el mundo.

A la luz de las presiones que se están ejerciendo en la infraestructura de Internet del mundo, recientemente destacadas por las políticas de aislamiento como resultado de la COVID-19, el equipo de investigación liderado por el Dr. Bill Corcoran (Monash), el distinguido Profesor Arnan Mitchell (RMIT) y el Profesor David Moss (Swinburne) pudieron lograr una velocidad de datos de 44,2 Terabits por segundo (Tbps) desde una sola fuente de luz.

Esta tecnología tiene la capacidad de soportar las conexiones de Internet de alta velocidad de 1,8 millones de hogares en Melbourne, Australia, al mismo tiempo, y miles de millones en todo el mundo durante los períodos pico.

Las demostraciones de esta magnitud generalmente se limitan a un laboratorio. Pero, para este estudio, los investigadores lograron estas velocidades rápidas utilizando la infraestructura de comunicaciones existente, donde pudieron probar de manera eficiente la carga de la red.

Utilizaron un nuevo dispositivo que reemplaza 80 láseres con una sola pieza de equipo conocida como micro-peine, que es más pequeño y liviano que el hardware de telecomunicaciones existente. Fue plantado y sometido a pruebas de carga utilizando la infraestructura existente, que refleja la utilizada por la NBN.

Es la primera vez que se utiliza un micro-peine en una prueba de campo y posee la mayor cantidad de datos producidos a partir de un solo chip óptico.

«Actualmente estamos recibiendo un adelanto de cómo se mantendrá la infraestructura para Internet en dos o tres años, debido al número sin precedentes de personas que usan Internet para trabajar a distancia, socializar y transmitir. Realmente nos está mostrando que necesitamos ser capaces de escalar la capacidad de nuestras conexiones a Internet», dijo el Dr. Bill Corcoran, coautor principal del estudio y profesor de Ingeniería de Sistemas Eléctricos e Informáticos en la Universidad de Monash.

«Lo que nuestra investigación demuestra es la capacidad de las fibras que ya tenemos en el suelo, gracias al proyecto NBN, para ser la columna vertebral de las redes de comunicaciones ahora y en el futuro. Hemos desarrollado algo que es escalable para satisfacer necesidades futuras.

«Y no solo estamos hablando de Netflix, sino de la escala más amplia para la que usamos nuestras redes de comunicación. Estos datos se pueden utilizar para automóviles autónomos y transporte futuro y pueden ayudar a las industrias de medicina, educación, finanzas y comercio electrónico, además de permitirnos leer con nuestros nietos desde kilómetros de distancia.»

Para ilustrar el impacto que tienen los micro peines ópticos en la optimización de los sistemas de comunicación, los investigadores instalaron 76,6 km de fibras ópticas ‘oscuras’ entre el Campus de la Ciudad de Melbourne de RMIT y el Campus de Clayton de la Universidad de Monash. Las fibras ópticas fueron suministradas por la Red de Investigación Académica de Australia.

Dentro de estas fibras, los investigadores colocaron el micro-peine, contribuido por la Universidad de Swinburne, como parte de una amplia colaboración internacional, que actúa como un arco iris compuesto por cientos de láseres infrarrojos de alta calidad de un solo chip. Cada «láser» tiene la capacidad de ser utilizado como un canal de comunicaciones separado.

Los investigadores pudieron enviar datos máximos por cada canal, simulando el uso máximo de Internet, a través de 4THz de ancho de banda.

El distinguido profesor Mitchell dijo que alcanzar la velocidad de datos óptima de 44,2 Tbps mostró el potencial de la infraestructura australiana existente. La ambición futura del proyecto es ampliar los transmisores actuales de cientos de gigabytes por segundo a decenas de terabytes por segundo sin aumentar el tamaño, el peso o el costo.

«A largo plazo, esperamos crear chips fotónicos integrados que permitan lograr este tipo de velocidad de datos a través de enlaces de fibra óptica existentes con un costo mínimo», dijo el distinguido profesor Mitchell.

«Inicialmente, estos serían atractivos para comunicaciones de ultra alta velocidad entre centros de datos. Sin embargo, podríamos imaginar que esta tecnología se vuelve lo suficientemente compacta y de bajo costo como para que pueda ser implementada para uso comercial por el público en general en ciudades de todo el mundo.»

El profesor Moss, Director del Centro de Ciencias Ópticas de la Universidad de Swinburne, dijo: «En los 10 años desde que co-inventé chips de micro peines, se han convertido en un campo de investigación enormemente importante.

«Es realmente emocionante ver que su capacidad en telecomunicaciones de fibra óptica de ancho de banda ultra alto está dando sus frutos. Este trabajo representa un récord mundial de ancho de banda a través de una sola fibra óptica desde una única fuente de chip, y representa un enorme avance para parte de la red que realiza la carga más pesada. Los micro-peines ofrecen una enorme promesa para satisfacer la insaciable demanda mundial de ancho de banda.»