Los investigadores de la Universidad de Tecnología y Diseño de Singapur (SUTD) han desarrollado un novedoso dispositivo de rejilla de transmisión de luz lenta, para compensar la dispersión de datos de alta velocidad a través de fibra óptica. Con este dispositivo, se consigue reducir los errores de transmisión de datos y allanar el camino para la integración en el chip.
La fibra óptica es ahora la tecnología más rápida y confiable para proporcionar conexión a Internet. Los datos se transmiten a través de pulsos de luz que viajan rápidamente y que rebotan en las paredes de los cables de fibra óptica para permitir que la señal viaje más lejos con menos atenuación.
Sin embargo, la transmisión de datos por fibra óptica está sujeta a dispersión o degradación de la señal debido a deterioros en la fibra. Esto hace que diferentes longitudes de onda de luz viajen a distintas velocidades, propagando la señal a lo largo del tiempo y provocando errores.
Para solucionar este problema, los investigadores elaboraron un dispositivo dispersivo basado en una rejilla de nitruro de silicio compatible con semiconductores complementarios de óxido metálico (CMOS) de baja pérdida para la compensación de dispersión de datos de alta velocidad. Para desarrollar este dispositivo, se establecieron tres criterios: alta dispersión, baja pérdida de datos y el factor de forma pequeño requerido para la integración en el chip.
Modelos de dispositivos de rejilla
Los dispositivos dispersivos existentes que generan una alta dispersión muestran una alta pérdida de datos, mientras que los dispositivos que permiten una baja pérdida de datos no generan una alta dispersión. Un dispositivo que pudiera hacer ambas cosas y estar integrado en un chip sería un avance significativo en la tecnología de transmisión de datos. Para abordar esto, los investigadores diseñaron dos dispositivos de rejilla: uno con un paso de rejilla único de 434 nanómetros (dispositivo de rejilla única; SGD) y otro con dos rejillas superpuestas con pasos diferentes de 434 y 440 nanómetros (dispositivo de rejilla superpuesta; OGD).
Los espectros de transmisión tanto de SGD como de OGD son similares. Una banda de parada en ambos espectros induce modos de propagación hacia adelante y hacia atrás en las rejillas. Estos modos interactúan y dan lugar a un efecto de luz lenta, que es la reducción de la velocidad de los pulsos de luz. El efecto de luz lenta varía rápidamente con la longitud de onda, generando áreas de alta dispersión. Debido al mecanismo dispersivo único de los dispositivos, la pérdida de datos se ve mínimamente afectada incluso con una alta dispersión.
En este estudio, tanto SGD como OGD permitieron compensar la dispersión de tramos de fibra largos (hasta 20 kilómetros) con una pérdida mínima. Además, ambos dispositivos lograron un rendimiento de corrección de errores mejorado, reduciendo las tasas de error de bits en nueve órdenes de magnitud, de 5×10 -1 a 1×10 -10”.
Se demostró que la integración de SGD y OGD en transceptores comerciales, ya sea dentro del chip transmisor o receptor, es posible y ventajosa. Estos dispositivos son compatibles con la fabricación de CMOS y pueden integrarse en chips transceptores, lo que permite utilizar un alcance más amplio de la fibra y también velocidades de datos más altas.