La red oculta que posibilita la Internet - Sajan Saini

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En 2012 un equipo de investigadores estableció un nuevo récord mundial: la transmisión de un petabit de datos, es decir, lo que equivale a 10 000 horas de video en alta definición, mediante un cable de 50 km en un segundo. No se trataba de un cable cualquiera, sino de una versión de fibra óptica con alimentación, la red oculta que conecta todo el planeta y posibilita la Internet. ¿Qué es la fibra óptica y cómo funciona? Sajan Saini explica el funcionamiento de esta tecnología fundamental.

Lección de Sajan Saini, dirigida por Artrake Studio.

En 2012,

un equipo de japoneses y daneses
estableció un nuevo récord mundial:

la transmisión de un petabit de datos,

es decir, lo que equivale a 10 000 horas
de video en alta definición,

mediante un cable de 50 km en un segundo.

No se trataba de un cable cualquiera,

sino de una versión de fibra
óptica con alimentación,

la red oculta que conecta todo
el planeta y posibilita internet.

Por décadas,

las comunicaciones a larga distancia
entre ciudades y países

se realizaron por medio de señales
eléctricas a través de cables de cobre.

Esto resultaba lento e ineficiente,

ya que los cables metálicos limitaban
la velocidad y se desperdiciaba energía.

Pero a finales del siglo XX,

los ingenieros idearon un método
de transmisión superior.

A diferencia del metal,

el vidrio puede derretirse meticulosamente
y fundirse en flexibles hebras de fibra

de cientos de kilómetros
y tan finas como hebras de cabello.

Y en lugar de electricidad,

estas hebras transportan pulsos de luz
que representan información digital.

Pero ¿cómo hace la luz para viajar
dentro del vidrio y no a través de él?

El truco consiste en un fenómeno
conocido como reflexión interna total.

Desde la época de Newton,

fabricantes de lentes y científicos

saben que la luz dobla al pasar del aire
a materiales como el agua o el vidrio.

Cuando un rayo de luz dentro
del vidrio golpea su superficie

en un ángulo pronunciado,
se refracta o dobla al salir al aire.

Pero si el rayo produce
un ángulo menos pronunciado,

se doblará tan rápido que permanecerá
atrapado rebotando dentro del vidrio.

Bajo las condiciones apropiadas,

lo normalmente transparente a la luz

puede permanecer invisible a la vista.

En comparación con
la electricidad o la radio,

las señales de fibra óptica apenas
si se degradan en largas distancias,

aunque sí se pierde algo de energía.

Y las fibras no deben doblarse
demasiado para que la luz no se escape.

Hoy día, una única fibra óptica transporta
muchas longitudes de onda de luz,

cada una es un canal
diferente de información.

Y un cable de fibra óptica contiene
cientos de estas hebras de fibra.

Más de un millón de km de cable
atraviesan el fondo de los océanos

y enlazan a los continentes.

Esto equivale a rodear
la Tierra casi 30 veces.

Gracias a la fibra óptica, la distancia
casi no limita la información.

Esto permitió que internet evolucionara
a una computadora planetaria.

Cada vez más, nuestro trabajo
móvil y pasatiempos

dependen de legiones
de servidores sobrecargados,

almacenados en enormes centros de
procesamiento de datos por todo el mundo.

Esto se denomina "computación en la nube"
y conlleva dos grandes problemas:

calor residual y demanda
de ancho de banda.

La mayor parte del tráfico de internet

viaja dentro de centros
de procesamiento de datos,

donde hay miles de servidores conectados
con cables eléctricos tradicionales.

La mitad de la energía que consumen
se desperdicia como calor.

Mientras tanto, la demanda de
ancho de banda es cada vez mayor

y los gigahercios que emplean
nuestros dispositivos móviles

alcanzan su límite de envío de datos.

Al parecer, la fibra óptica ha sido
demasiado buena para ser verdad,

al alimentar nubes y expectativas de
computación móvil demasiado ambiciosas.

Pero una tecnología similar,
la fotónica integrada, llegó al rescate.

La luz puede desplazarse no únicamente
a través de la fibra óptica,

sino también por medio de
cables de silicona ultradelgados.

Los cables de silicona no transportan
la luz tan bien como la fibra,

pero sí permiten
que los ingenieros reduzcan

todos los dispositivos en una red
de fibra óptica de cientos de km

a diminutos chips fotónicos
que se conectan a los servidores

y convierten las señales eléctricas
en señales ópticas y viceversa.

Estos chips que convierten
la electricidad en luz

permiten cambiar los cables eléctricos
en los centros de datos

por fibras de menor consumo.

Los chips fotónicos
pueden también contribuir

a resolver las limitaciones
de banda ancha.

Los investigadores intentan
reemplazar los gigahercios móviles

por frecuencias de terahercios

para así transportar datos
miles de veces más rápido.

Pero se trata de señales de corto alcance
que son absorbidas por la humedad del aire

o bloqueadas por edificios altos.

Contando con diminutos chips fotónicos

distribuidos por varias ciudades,

las señales de terahercios
pueden transmitirse a larga distancia.

Pueden hacerlo gracias
a un intermediario, la fibra óptica,

y hacer de esta forma que la conectividad
inalámbrica hiperrápida sea una realidad.

A lo largo de la historia, la luz
nos ha brindado visibilidad y calor,

y ha sido una compañera fiel

durante nuestra exploración
y descubrimiento del mundo físico.

Hoy día, unimos la luz a la información

y la redirigimos para que se traslade
por una gran avenida de fibra óptica

con numerosas salidas
fotónicas integradas.

Construimos así un mundo
virtual cada vez más extenso.