Crean dispositivo para mejorar servicios ópticos como Internet

En el Instituto de Ingeniería (II) se desarrolla un dispositivo que realiza operaciones lógico-matemáticas y cuya principal área de aplicación serían los sistemas de comunicaciones ópticos de alta velocidad. Su uso permitiría transmitir información a mayor velocidad y mejorar la prestación de servicios cada vez más demandantes, como aquellos ofrecidos por Internet, además de aumentar el número de usuarios de la propia red.

Con esta innovación, una compuerta lógica fotónica reconfigurable, que se encuentra en proceso de patente, “el aumento en la velocidad de procesamiento sería notoria, pues los sistemas actuales (con tecnología electrónica) alcanzan velocidades de operación de hasta 40 gigabits por segundo, y con la tecnología óptica que proponemos podría incrementarse a 80 y hasta 160 gigabits por segundo”, explicó Irving Rendón Salgado, egresado del doctorado de la entidad universitaria.

El coautor del desarrollo, junto con el investigador del II, Ramón Gutiérrez Castrejón, indicó que una compuerta es un dispositivo que hace una operación lógica-matemática.

Realiza operaciones básicas, sólo que en lugar de utilizar números que tengan como base 10 (del 0 al 9) se usan números binarios, 0 y 1. Pero, como ocurre con la aritmética, en la que a partir de sumas y restas podemos efectuar operaciones más complejas, como el cálculo de integrales o derivadas, en este caso, a partir de su interconexión se pueden construir circuitos lógicos más sofisticados, como los que ofrece la tecnología electrónica actual. “Los televisores, los celulares o las computadoras tienen detrás la interconexión de miles de compuertas lógicas, la cuales fungen como la unidad básica de procesamiento”.

En Internet gran parte de la información se transfiere mediante una fibra óptica, ya que su alta capacidad permite hacer enlaces a grandes distancias y a una gran velocidad. Sin embargo, para realizar las labores de procesamiento, es necesaria la conversión de un flujo de fotones o pulsos ópticos, a otro de electrones, y ya que se tiene el procesamiento en el dominio electrónico, convertir de nueva cuenta esos electrones en fotones. Así ocurre a lo largo de todo el sistema de comunicaciones. Por tanto, el procesamiento de datos empleando la tecnología electrónica requiere el uso de transductores ópticoelectrónico-ópticos, capaces de ejecutar el cambio de dominio.

La compuerta lógica creada por los universitarios opera directamente a través de una secuencia de pulsos ópticos o fotones, por lo que una de sus ventajas sobre los sistemas convencionales es que no se produce la conversión o cambio del dominio óptico al electrónico y viceversa.

Eso, añadió Rendón, tiene una serie de beneficios adicionales. Uno, es la reducción de costos, porque ya no será necesario emplear transductores; otro, es la reducción de la latencia, es decir, del retardo temporal que tiene una señal al momento de transmitirse, “como puede apreciarse cuando se hacen enlaces televisivos desde lugares lejanos”. Ese retraso temporal, que también se produce por la conversión de dominio, desaparecería.

Pero la compuerta lógica fotónica también tiene otras funciones, esenciales para los sistemas de comunicaciones ópticos. “Por ejemplo, cuando enviamos un paquete de información, a éste se le asocia una cierta longitud de onda; es como si lo transmitiéramos empleando el color rojo, pero cuando llega a un nodo o router, nos percatamos que ese color ya está siendo ocupado por otro usuario, y para evitar una colisión o que los datos se pierdan, se realiza un cambio al color azul; con esa modificación de longitud de onda múltiples usuarios pueden ocupar la misma fibra óptica de manera eficiente”.

Viabilidad

La viabilidad de este desarrollo de alta tecnología se ha demostrado mediante extensas simulaciones de gran precisión, y por su relevancia obtuvo uno de los cinco reconocimientos de la Coordinación de Innovación y Desarrollo a través del Programa para el Fomento al Patentamiento y la Innovación 2019.

El invento también resulta ser de gran interés en el desarrollo de circuitos fotónicos integrados, ya que podría emplearse en áreas dedicadas al monitoreo del medio ambiente, en la creación de biosensores, en la industria de la aviación y la automotriz, entre otras. El procesamiento óptico o fotónico tiene un amplio rango de aplicaciones, concluyó Irving Rendón.