Alcanzan una velocidad de 1 Terabit por segundo con tecnología óptica

Los laboratorios Bell Labs de Nokia, T-Labs de Deutsche Telekom y la Universidad Técnica de Munich han conseguido una capacidad de transmisión y una eficiencia espectral sin precedentes en una prueba de campo de comunicaciones ópticas con una nueva técnica de modulación.

En la demostración se ha comprobado que la flexibilidad y las prestaciones de las redes ópticas se pueden maximizar cuando las velocidades de transmisión son ajustables y se adaptan dinámicamente a las condiciones del canal y a la demanda de tráfico. Formando parte del proyecto de Enrutamiento Europeo Seguro SASER (Safe and Secure European Routing), el experimento se ha realizado sobre una red de fibra óptica desplegada de Deutsche Telekom, y ha conseguido una velocidad de transmisión neta de 1 Terabit. Esta velocidad está próxima a la velocidad máxima teórica de transferencia de información del canal utilizado, y de esta forma se acerca al Límite de Shannon del enlace de fibra.

El Límite de Shannon lo descubrió en 1948 Claude Shannon, un pionero de los Bell Labs que es el "padre de la teoría de la información".

La prueba de campo de esta novedosa forma de modulación, denominada Conformación de Constelación Probabilística PCS (Probabilistic Constellation Shaping), utiliza los formatos de modulación de amplitud en cuadratura (QAM) para conseguir una mayor capacidad de transmisión en un canal determinado y obtener una gran mejora de la eficiencia espectral de las comunicaciones ópticas.

La funcionalidad PCS modifica la probabilidad de utilizar los puntos de la constelación – el alfabeto de la transmisión –. Tradicionalmente, todos los puntos de la constelación se utilizan con la misma frecuencia. Para transmitir las señales, la funcionalidad PCS utiliza, de una forma inteligente, los puntos de la constelación con una elevada amplitud con menor frecuencia que aquellos con una menor amplitud, y de esta forma, en promedio, la conexión es más resistente al ruido y a otras degradaciones. Esto permite adaptar la velocidad de transmisión para ajustarla mejor al canal de transmisión, lo que facilita un alcance un 30% superior.

Esta investigación es un hito clave para demostrar que la funcionalidad PCS se podrá utilizar en el futuro para ampliar las tecnologías de comunicaciones ópticas.

Hace 50 años se introdujo la fibra óptica. Con la promesa de la tecnología inalámbrica de 5G en el horizonte, los sistemas de transporte óptico continúan evolucionando hoy en día para ayudar a los operadores de telecomunicaciones y a las empresas a soportar el tráfico de datos de la red, que crece a una tasa acumulada de hasta un 100% anual. La funcionalidad PCS forma ahora parte de esta evolución, al permitir incrementar la flexibilidad y las prestaciones de la fibra óptica de forma que ésta pueda transportar el tráfico de datos a mayor velocidad y a mayores distancias sin incrementar la complejidad de la red óptica.

Los laboratorios Bell Labs de Nokia presentan los resultados de este experimento conjunto en la Conferencia Europea de Comunicaciones Ópticas (ECOC) de 2016 que se celebra en Dusseldorf, Alemania, este 19 de septiembre. 

Bruno Jacobfeuerborn, director de Tecnología de Telekom Deutschland y Director Técnico de Deutsche Telekom, explicó: "Para garantizar una elevada experiencia del cliente en los futuros servicios, se necesitan unas trasmisiones ópticas de mayor capacidad, alcance y flexibilidad sobre las infraestructuras de fibra desplegadas. Deutsche Telekom proporciona una infraestructura de red única que permite evaluar y demostrar, por ejemplo, estas tecnologías de transmisión altamente innovadoras. Además, esta infraestructura soporta unas tecnologías y escenarios de pruebas de la capa superior".

Gerhard Kramer, catedrático de la Universidad Técnica de Munich, añadió: "La Teoría de la Información son las matemáticas de la tecnología digital, y en 2016, que coincide con el 100 aniversario de Claude E. Shannon, es emocionante observar que sus ideas continúan transformando la industria y la sociedad. La Conformación de Constelación Probabilística, una idea que ha obtenido un Premio de los Bell Labs, aplica directamente los principios de Shannon para facilitar que los sistemas de fibra óptica puedan transmitir los datos a mayor distancia y velocidad, y con una flexibilidad sin igual. Ha sido un éxito la estrecha colaboración con los laboratorios Bell Labs de Nokia, que han realizado un desarrollo adicional de la tecnología, y con los laboratorios T-Labs de Deutsche Telekom, que la han probado en condiciones reales. Y para nosotros, es una satisfacción confirmar que el departamento de Ingeniería de la Universidad Técnica de Munich TUM es una referencia de alta calidad y que la formación que impartimos proporciona a nuestros estudiantes las herramientas intelectuales necesarias para competir, tener éxito y ser líderes a escala global".

Marcus Weldon, presidente de los laboratorios Bell Labs de Nokia y Director de Tecnología de Nokia, comentó: "Las redes ópticas del futuro no necesitan únicamente soportar una capacidad varios órdenes de magnitud superior, sino también deben poder adaptarse dinámicamente a las condiciones del canal y a la demanda de tráfico. La Conformación de Constelación Probabilística ofrece grandes ventajas a los proveedores de servicios y a las empresas, al permitir a las redes ópticas operar más cerca del Límite de Shannon para soportar una conectividad masiva entre centros de datos y proporcionar la flexibilidad y prestaciones necesarias para las redes de comunicaciones modernas en la era digital".