MULTICORE FIBERS FOR NEXT-GENERATION FIBER-WIRELESS APPLICATIONS

2016

AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION

INV. COMPETITIVA PROYECTOS

Gasulla Mestre Ivana

La futura generación de paradigmas globales de telecomunicación (comunicaciones 5G, Internet de las cosas, etc.) precisará del desarrollo de nuevas tecnologías que puedan superar las limitaciones actuales en capacidad de transmisión y grado de conectividad. Para ello es necesaria la convergencia de los segmentos fibra e inalámbricos de la red. La fotónica de microondas es la tecnología multidisciplinar adecuada para realizar esta integración. Existe un enfoque revolucionario y novedoso que puede emplearse provechosamente para lograr dicha integración, incrementando la capacidad al tiempo que posibilitando interfaces adaptativos entre los segmentos fibra y radio. Este enfoque, objetivo del proyecto FITNESS, consiste en emplear el último grado de libertad disponible en los sistemas de comunicaciones ópticas: el espacio. La multiplexación por división espacial se ha propuesto y empleado recientemente en sistemas de comunicaciones digitales de gran capacidad y larga distancia. Su uso en sistemas analógicos, sin embargo, no se ha propuesto hasta la fecha. FITNESS desarrolla la idea pionera de aplicar la multiplexación por división de espacio mediante la utilización, por primera vez, del paralelismo inherente a las fibras ópticas multinúcleo para implementar un componente básico en la Fotónica de Microondas: la línea de retardo sintonizable para señales de radiofrecuencia. Concretamente, proponemos una tecnología fotónica innovadora basada en la fibra multinúcleo heterogénea, donde los diferentes núcleos que la componen poseen un valor distinto de velocidad de grupo. Esta propiedad da lugar a un concepto novedoso, la línea de retardo de índice de grupo variable, cuyo estudio conlleva el desarrollo de nuevas técnicas de diseño, análisis, fabricación y caracterización. Ajustando las propiedades de dispersión cromática de cada núcleo, es posible obtener líneas de retardo 2D (bidimensionales), caracterizadas por un retardo básico diferencial que puede obtenerse explotando la dimensión de diversidad espacial (proporcionada por los núcleos) o la de diversidad en longitud de onda (proporcionada por un array de láseres que alimenta la fibra). El diseño de la fibra multinúcleo debe optimizarse para proporcionar valores mínimos de diafonía además de cumplir los requisitos de funcionamiento como línea de retardo. Una vez implementadas las líneas de retardo, éstas se aplicarán dentro de FITNESS como soporte para la prueba de concepto de funcionalidades de la Fotónica de Microondas necesarias en redes de comunicaciones fibra-inalámbricas. Estas funcionalidades explotarán otro concepto novedoso a desarrollar en el proyecto: el procesado de señal distribuido en longitud, donde las tareas de procesado se llevan a cabo simultáneamente a la distribución de señales de microondas y milimétricas. En el contexto de FITNESS se demostrarán varias de las más interesantes para su aplicación en 5G, Internet de las cosas y redes de área personal, como son el filtrado, la conformación de arrays de antenas, la generación de señales arbitrarias y la oscilación optoelectrónica. Los conceptos desarrollados en FITNESS establecerán las bases para el desarrollo de redes fibra-inalámbricas revolucionarias y de características sin precedente gracias a la introducción del concepto de multiplexación por división espacial, lo que comportará propiedades únicas (flexibilidad, operación 2D, etc.) en cuanto a capacidad de procesado, así como una reducción en costes, tamaño y consumo.