Hollow fiber optic channels that transmit with a thousand times more power/Canales huecos de fibra óptica que transmiten con mil veces más de potencia
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Fiber optics works by transmitting data as pulses of light through thin strands of glass or plastic, called optical fibers. Instead of electrical signals, it uses light for faster, loss-free transmission. A transmitter converts electrical signals (data from your computer or phone) into pulses of light, using a laser or LED to generate these pulses. The fiber optic cable is the physical medium through which the light travels and can contain a single fiber or a bundle of hundreds depending on its use.
La fibra óptica funciona transmitiendo datos como pulsos de luz a través de finos hilos de vidrio o plástico, llamados fibras ópticas. En lugar de señales eléctricas, utiliza la luz para una transmisión más rápida y con menos pérdida. Un transmisor convierte las señales eléctricas (datos de tu computadora o teléfono) en pulsos de luz, utilizando un láser o un LED para generar estos pulsos. El cable de fibra óptica es el medio físico por donde viaja la luz y puede contener una sola fibra o un haz de cientos de ellas dependiendo de su uso.
Optical fiber, although extremely efficient, has signal losses known as attenuation. These losses are measured in decibels per kilometer (dB/km) and are due to various factors, both intrinsic and extrinsic. In conventional fibers, approximately half of the signal is lost every 15 to 20 kilometers, and to compensate for these signal losses, repeaters must be placed at certain distances, which amplify and retransmit the signal so that it reaches its destination.
La fibra óptica, aunque es extremadamente eficiente tiene pérdidas de señal que son conocidas como atenuación. Estas pérdidas se miden en decibelios por kilómetro (dB/km) y se deben a diversos factores, tanto intrínsecos como extrínsecos. En las fibras convencionales, aproximadamente la mitad de la señal se pierde cada 15 a 20 kilómetros y para compensar estas pérdidas de señal es necesario colocar repetidores cada cierta distancia, que se encargan de amplificar y retransmitir esta señal para que llegue a su destino.
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But now, researchers at the University of Southampton have designed fiber optic cables that replace the glass core with an air core surrounded by a glass microstructure. Instead of traveling through glass, light travels through air, significantly reducing signal loss and allowing for more efficient transmission with fewer repeaters in the infrastructure. Hollow fiber optic channels can transmit data with up to a thousand times more power than traditional optical fibers, revolutionizing long-distance transmission and energy efficiency in telecommunications.
Pero ahora, investigadores de la Universidad de Southampton han diseñado unos cables de fibra óptica, que reemplazan el núcleo de vidrio por uno de aire rodeado por una microestructura de vidrio. En lugar de viajar a través del vidrio la luz viaja por el aire, lo que disminuye considerablemente la pérdida de señal y permite que la transmisión sea más eficiente y con menos repetidores en la infraestructura. Los canales huecos de fibra óptica pueden transmitir datos con hasta mil veces más potencia que las fibras ópticas tradicionales, revolucionando la transmisión a larga distancia y la eficiencia energética en telecomunicaciones.
Because it's less dense, light travels 45% faster through air than through glass, increasing transmission speeds. The hollow channel supports many different wavelengths, including single-photon pulses, which is key for quantum communications. This allows for higher input powers, facilitating applications in advanced technologies. The signal is better preserved and allows for a reduction in the number of repeaters, generating significant savings in deployment.
Al ser menos denso, la luz viaja un 45% más rápido por el aire que a través del vidrio, lo que aumenta la velocidad de transmisión. El canal hueco soporta muchas longitudes de onda diferentes , incluyendo pulsos de un solo fotón, lo que resulta clave para comunicaciones cuánticas. Esto permite soportar mayores potencias de entrada, facilitando aplicaciones en tecnologías avanzadas. La señal se preserva mejor y permite reducir el número de repetidores, generando ahorros significativos en su despliegue.
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Although the concept of hollow optical fiber has long existed in specialized applications, these new designs are more accessible and practical for large-scale deployments. They are currently focused on advanced research and testing, with expectations that they will soon transform telecommunications networks and applications in data centers and high-speed internet. But, as always, we must be cautious: the internal structure is much more complicated than standard fiber and requires ultra-precision drawing processes, which significantly increases its production cost.
Aunque el concepto de fibra óptica hueca existe desde hace tiempo en aplicaciones especializadas, estos nuevos diseños son más accesibles y prácticos para despliegues de gran escala. Actualmente se centran en investigación avanzada y pruebas, con expectativas de que pronto transformen las redes de telecomunicaciones y las aplicaciones en centros de datos e internet de alta velocidad. Pero, como siempre, hemos de ser prudentes, la estructura interna es mucho más complicada que la fibra estándar y requiere procesos de trefilado de ultra precisión, lo que eleva significativamente su precio de producción.
Currently, it is not yet widely manufactured, as industrial capacity must be increased and costs reduced to make it competitive with conventional fiber. Furthermore, it requires compatibility with existing connectors, cables, and equipment, without introducing additional losses or coupling complications. These fibers can be more vulnerable to bending and tension during installation and can break, necessitating improvements in materials and handling techniques before this technology can be widely adopted.
Hoy en día aún no se fabrica a gran escala ya que es necesario aumentar la capacidad industrial y reducir costes para hacerla competitiva frente a la fibra convencional. Además se necesita compatibilidad con los conectores, tendidos y equipos existentes, sin introducir pérdidas ni complicaciones adicionales de acoplamiento. Estas fibras pueden ser más vulnerables a la flexión y tensión durante la instalación y pueden romperse, lo que exige mejoras en los materiales y técnicas de manejo antes de poder adoptar esta tecnología ampliamente.
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https://www.scientificamerican.com/article/fiber-optics-breakthrough-promises-faster-internet/