Chips ópticos reconfigurables revolucionarán las comunicaciones

Un equipo de investigadores del Instituto de Telecomunicaciones y Aplicaciones Multimedia de la Universitat Politècnica de València (iTeam-UPV) dirigido por José Capmany está trabajando, a escala de laboratorio, en el diseño y evaluación de nuevos chips ópticos reconfigurables.

Sus últimos avances, de relevancia internacional en el mundo de las telecomunicaciones, han sido publicados este mes por la revista Nature Photonics, que dedica además parte de su editorial a destacar los logros alcanzados por los investigadores de la UPV en este campo.

Hace tres años, el equipo de la UPV fue pionero a nivel mundial al proponer el concepto de procesador óptico universal programable y, en la actualidad, se encuentra en la fase de caracterización de un primer chip básico diseñado y fabricado en fosfuro de indio, capaz de reconfigurarse para ofrecer dos funcionalidades: filtrado y medición instantánea de frecuencia.

Para este año, el equipo del iTeam tiene previsto, además, realizar el diseño de chips más completos que incorporen entre cinco y seis funcionalidades, con la misma configuración de hardware, explica la UPV en una nota de prensa.

«Se trata de un primer paso hacia una nueva revolución en el ámbito de las telecomunicaciones», afirma Capmany, que indica que «el nacimiento del chip óptico programable y su futura implantación en el mercado permitirá reducir de forma exponencial los costes de fabricación de los chips».

«En un futuro no muy lejano», añade el investigador de la UPV, «dispondremos de chips genéricos, con una configuración estándar y un núcleo universal, que podrán ser programados a demanda. Al tratarse de un único tipo de chip genérico, no habrá que modificar los procesos de fabricación -es el mismo en todos los casos, sea cual sea la aplicación- lo que supondrá un ahorro significativo en costes de fabricación y producción».

Varias funcionalidades, una plataforma

No obstante, más allá de las ventajas económicas, el chip óptico reconfigurable destaca por su gran operatividad. «Imaginemos, por ejemplo, que quiero fabricar tres tipos de circuitos», explica Capmany, «uno que haga de línea de retardo, otro para generar señales y un tercero para filtrar. Hasta ahora necesitamos fabricar tres tipos distintos de chips. Sin embargo, los nuevos chips reconfigurables eliminarán este hándicap y permitirán aprovechar la misma plataforma hardware para esas diferentes funcionalidades».

Los chips ópticos reconfigurables serán de gran utilidad en múltiples campos, desde la biomedicina hasta la red de comunicaciones móviles 5G. «En el caso de las telecomunicaciones y especialmente en 5G y evoluciones posteriores, permitirá contar con estaciones base más potentes, con posibilidad de ampliación en el futuro según evolucionen sus requisitos, con un tamaño más reducido y un menor consumo de potencia», concluye.

Junto a José Capmany, detrás de esta línea de investigación se encuentran Pascual Muñoz, Ivana Gasulla, Javier Sanchez-Fandiño y Daniel Pérez, todos ellos pertenecientes también al Instituto iTeam de la UPV.

Pruebas de LTE Avanzado

La Politécnica de Cartagena también está en la vanguardia mundial en telecomunicaciones. La empresa de base tecnológica Emite, creada por el investigador de la UPCT David Sánchez, participa en las primeras pruebas que se están realizando a nivel mundial para comprobar las prestaciones de la tecnología LTE Avanzado transmitiendo inalámbricamente datos a 600 megabits por segundo (Mbps), una velocidad récord mundial que multiplica por 30 las capacidades de los actuales móviles de alta gama.

Las multinacionales Keysight Technologies, de Estados Unidos, Anritsu Corporation, de Japón, y Rohde & Schwarz, de Alemania, han probado recientemente con cámaras de reverberación E500 de Emie el comportamiento realista en el aire (Over The Air, por sus siglas en inglés) de terminales de Panasonic y otros fabricantes de primer nivel que integran cuatro portadoras de transmisión de datos en frecuencias distintas por vez primera en el mundo.

“Hemos comprobado que realmente es posible sumar la velocidad de cada portadora y lograr un total casi increíble», comenta en la nota de prensa de la UPCT David Sánchez, que señala entre los objetivos de esta nueva tecnología “evitar la saturación de las redes, al transmitir por frecuencias distintas”.

Cuando los dispositivos de quinta gama con LTE-A lleguen al mercado con estas velocidades de conexión “será posible ver televisión en alta definición e incluso parar, rebobinar y pasar de fotograma en fotograma retransmisiones televisivas, todo en tiempo real”, ejemplifica.

Emite tiene su sede en el Parque Tecnológico de Fuente Álamo. La UPCT forma parte del capital social de la empresa, que está comprometida a contratar prioritariamente a licenciados de la Politécnica de Cartagena.

Referencia bibliográfica:

José Capmany, Ivana Gasulla & Daniel Pérez: Microwave photonics: The programmable processor. Nature Photonics (2016). DOI:10.1038/nphoton.2015.254.