Un equipo de investigadores ha desarrollado en Reino Unido un sistema inalámbrico óptico a escala de chip capaz de alcanzar velocidades de transmisión de datos de hasta 362,7 gigabits por segundo (Gbps), superando ampliamente la capacidad del Wi-Fi convencional y consumiendo menos energía.
Esta innovación utiliza luz en vez de ondas de radio, una diferencia clave que podría transformar la conectividad en interiores y aliviar la saturación de las redes actuales. Los resultados de la investigación han sido publicados en la revista Advanced Photonics Nexus.
La saturación del Wi-Fi y el salto a la comunicación óptica
El aumento de la demanda de servicios inalámbricos, impulsado por videollamadas, streaming y dispositivos conectados, ha puesto en jaque a las infraestructuras basadas en radiofrecuencias.
El Wi-Fi tradicional enfrenta limitaciones de ancho de banda, interferencias y un consumo energético elevado, sobre todo en espacios cerrados con alta densidad de usuarios. El nuevo sistema aborda estos problemas transmitiendo datos por medio de luz, lo que permite ofrecer un ancho de banda mucho mayor y reduce significativamente las interferencias.
La comunicación inalámbrica óptica no compite con los sistemas de radio ni genera interferencias, y puede dirigirse con precisión a zonas específicas. Esta característica resulta especialmente útil en oficinas, hogares y otros espacios públicos donde el tráfico de datos y la densidad de usuarios son elevados.
El núcleo del sistema es un chip compacto equipado con una matriz de diminutos láseres de emisión superficial de cavidad vertical (VCSEL), tecnología ya utilizada en centros de datos. En la investigación, se empleó una matriz de 5×5 láseres, cada uno capaz de emitir su propia señal, lo que permite transmitir múltiples flujos de datos en paralelo.
Durante las pruebas, se utilizaron 21 láseres, cada uno con una capacidad de transmisión de entre 13 y 19 Gbps. En conjunto, el sistema logró una velocidad agregada de 362,7 Gbps a través de un enlace de dos metros en espacio libre, situándose entre los sistemas ópticos inalámbricos más rápidos a nivel global.
La técnica de modulación empleada divide los datos en múltiples canales de frecuencia, optimizando el uso del ancho de banda y adaptándose a las condiciones variables de la señal. La eficiencia energética constituye otra ventaja: el sistema consume aproximadamente 1,4 nanojulios por bit, la mitad que tecnologías Wi-Fi comparables, lo que abre la puerta a una reducción sustancial del consumo eléctrico en redes inalámbricas.
Haz de luz dirigido: menos interferencias y conexiones simultáneas
Gestionar varios haces de luz plantea retos técnicos, sobre todo para evitar interferencias entre señales. El equipo resolvió este desafío empleando un sistema óptico que da forma y dirige cada haz hacia una zona definida mediante un conjunto de microlentes y un sistema de distribución óptica en cuadrícula.
Las pruebas mostraron una uniformidad de iluminación superior al 90 % en toda la zona objetivo y la posibilidad de asignar haces de luz a diferentes usuarios en un mismo espacio. El sistema se sometió también a pruebas en escenarios multiusuario: en una de ellas, cuatro enlaces simultáneos mantuvieron conexiones estables y ofrecieron una velocidad de datos combinada de unos 22 Gbps. Los investigadores destacan que, con receptores más rápidos, el rendimiento podría aumentar todavía más.
La propuesta no busca reemplazar las redes inalámbricas existentes, sino complementarlas. Su implementación en oficinas, hogares o entornos públicos permitiría aliviar la presión sobre el Wi-Fi y ofrecer conexiones significativamente más rápidas y eficientes. Esta tecnología marca un paso hacia una nueva generación de comunicaciones inalámbricas, donde la luz podría convertirse en la protagonista de la conectividad cotidiana.
