Investigadores de IBM desarrollaron un prototipo de chip óptico que puede transferir datos a 1 Terabit por segundo, el equivalente a descargar 500 películas en alta definición, usando pulsos de luz. El chip, llamado Holey Optochip, es un transceptor (dispositivo que actúa como transmisor y receptor a la vez).
Las redes ópticas pueden mejorar significativamente las tasas de transferencia de datos al utilizar pulsos de luz por fibra óptica en vez de enviar electrones sobre cables. Los científicos de IBM desarrollaron el Holey fabricando 48 agujeros a través de un chip de silicio CMOS de 90 nanómetros. Los agujeros permiten acceso al chip de 24 canales receptores y 24 canales transmisores.
El prototipo será reportado el Jueves en la Conferencia de Comunicaciones por Fibra Óptica.
Los laboratorios NTT tuvieron éxito al construir un prototipo de lo que la compañía llama memoria óptica de acceso aleatorio, u o-RAM. El objetivo es eliminar un cuello de botella entre la fibra óptica y los circuitos electrónicos y crear una versión de la arquitectura DRAM que funcione a la velocidad de la luz para crear aplicaciones en centros de datos de alta velocidad.
Cuando se trata de transmitir datos a altas velocidades entre centros de datos, hacerlo por medio de fibra óptica es indiscutiblemente la mejor opción. Sin embargo, para rutear los datos de terminal en terminal, la información recibida por medio de la fibra óptica debe de convertirse en una señal electrónica, para entonces ser procesada por dispositivos electrónicos mucho más lentos (procesadores, memoria RAM), y una vez que la señal es procesada, ésta vuelve a convertirse en luz y se envía por medio de fibra óptica a la siguiente terminal. Esto es lo que genera el cuello de botella, el convertir y reconvertir los datos de luz a información electrónica y viceversa.
Los investigadores han estado trabajando en crear un dispositivo que pueda procesar la luz sin necesidad de convertirla a una señal electrónica, pero para que esto sea posible se requiere crear los diferentes componentes de una computadora, tanto transistores, como la memoria de acceso aleatorio (RAM). Este avance es por consecuencia significativo y podría en un futuro llevar a una menor latencia (tiempo en el que una señal llega del dispositivo de origen al dispositivo de destino) en las conexiones a Internet.
De acuerdo a la revista académica publicada en Nature Photonics, el prototipo puede almacenar hasta 4 bits y transferir datos a 40 Gbps, con un consumo de energía sumamente bajo (30 nW). Los investigadores estiman que una memoria o-RAM de 100kb para todos los ruteadores ópticos podría ser construida para el 2020. Una memoria de 1 Mb podría estar disponible para el 2025.
Recientemente ha habido grandes avances en el desarrollo de chips fotónicos. Estos chips utilizan rayos de luz en lugar de electricidad para llevar a cabo sus funciones computacionales. Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han realizado un avance crucial hacia el desarrollo de procesadores fotónicos de silicón: un diodo fotónico.
En muchos de los sistemas de comunicación actuales, los datos viajan en forma de rayos de luz a través de fibras ópticas. Una vez que la señal llega a su destino, los datos son convertidos a su forma electrónica, y estos son procesados por medio de circuitos electrónicos, tras esto los datos vuelven a convertirse en luz utilizando un laser antes de ser enviados a otro lugar. Un procesador fotónico podría eliminar todas estas operación de conversión entre luz y electricidad, permitiendo que la luz fuera procesada directamente.
El nuevo componente desarrollado en MIT actua como un “diodo para la luz”, dice Caroline Ross, profesora de ciencia de materiales e ingeniería del MIT. Es análogo a un diodo electrónico, el cual permite que la electricidad viaje en un sentido pero la bloquea si intenta viajar en el otro. En este caso, este diodo crea un camino de un solo sentido para la luz en lugar de para la electricidad.
La luz es más rápida que los electrones, además de que se pueden transmitir varios rayos de luz por fibra óptica mientras que un cable solo puede transmitir una sola señal electrónica a la vez. De desarrollarse exitósamente procesadores fotónicos, la velocidad de las telecomunicaciones podría aumentar de manera considerable.
Para desarrollar el dispositivo, los investigadores tuvieron que encontrar un material que es a su vez transparente y magnético, características que rara vez se encuentran juntas. Utilizaron un material llamado garnet, el cual es deseable por que naturalmente transmite la luz diferente en una dirección que en la otra.
Investigadores de la Universidad de Arizona, sintetizaron una nueva clase de cristal de nanocables, a partir del Erbio (elemento número 68 en la tabla periódica), este material es usado actualmente para aumentar la velocidad de los cables de fibra óptica, amplificando la señal.
Hoy en día se usan las partículas del Erbio para ampliar la señal en las fibras ópticas, por lo tanto la clave está en crear un cable con este material en su forma ya cristalizada en vez de usar solo partículas de éste. Un cable fabricado con este nuevo material, tendría una velocidad de 1000 veces más que la fibra óptica usada actualmente. Aparte de su aplicación para las comunicaciones de alta velocidad, también podría usarse en chips de los ordenadores y en la computación en general.
