Telecos en el Mundo: José Manuel Delgado Mendinueta (UCL, Reino Unido)

El premio Nobel de Física de 2009 fue otorgado al Dr. Charles K. Kao por sus grandes logros relativos a la transmisión de la luz en fibras para comunicaciones ópticas. De hecho, se le reconoce como el padre de las comunicaciones por fibra óptica. El Dr. Kao fue un alumno del University College London (UCL), en Inglaterra, donde realizó su Tesis Doctoral. Hoy, Mendi, un antiguo alumno de la Escuela de Teleco de la UVa, trabaja en el UCL, donde está realizando su Tesis Doctoral sobre sistemas y redes de comunicaciones ópticas, y aquí nos cuenta su historia.

Mi nombre es José Manuel Delgado Mendinueta (Mendi). Estudié Ingeniería de Telecomunicación en la Universidad de Valladolid, finalizando la carrera en 2007. Gracias al programa Erasmus realice el proyecto de fin de carrera en la Universidad Técnica de Eindhoven (Holanda), durante el curso 2005/2006. En octubre de 2007 me vine con billete sólo de ida a Londres, ¡y aquí sigo! Actualmente estoy realizando estudios de doctorado en el University College London (UCL), en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica.

El grupo al que pertenezco se llama Optical Networks Group (ONG) (la web esta un poco anticuada... estamos trabajando en ello...), dirigido por la catedrática Polina Bayvel. Las líneas actuales de investigación son, a grandes rasgos: redes ópticas coherentes, aplicación de DSP (procesado digital de señales) a redes ópticas, modulación óptica OFDM en tiempo real, redes ópticas dinámicas, y componentes ópticos avanzados (plasmonics). El tema principal de mi doctorado es el estudio del medio físico (fibra óptica) y su aplicación a futuras redes ópticas dinámicas. Quizás esto suena un poco abstracto, así que trataré de explicar en qué consiste y luego os daré algunos consejos a los que empezáis la carrera.

En las redes de comunicaciones actuales, como las conexiones de fibra óptica entre las centrales telefónicas, la información (los bits) se convierte en luz que viaja por la fibra. Al llegar la información a su destino, la luz se convierte en electricidad (con un fotodiodo) y se procesa electrónicamente con un router (que es un ordenador con muchas tarjetas de red cuya labor es recibir datos, comprobar su dirección, y reenviarlos por la tarjeta más adecuada para que lleguen a su destino final). A grandes rasgos, las redes ópticas dinámicas pretenden que todo este proceso se haga en el dominio óptico, es decir, sin transformar la luz a electricidad redirigir la luz desde el puerto de entrada al de salida. Hay muchas razones por la que esto es mejor: mayor velocidad (los componentes ópticos son mucho más rapidos que los electrónicos), menor consumo de energía, y mayor flexibilidad de la red para adaptarse a cambios en el tráfico.

Las redes ópticas dinámicas parecen una buena idea... pero en realidad su implementación real presenta muchos problemas. Al contrario que la electricidad, la luz es muy complicada de manipular y procesar. Por ejemplo, existe un componente electrónico llamado condensador que permite almacenar electricidad igual que un depósito almacena agua, para luego liberarla. Esto puede ser útil, por ejemplo, para fabricar memorias electrónicas como las que llevan los ordenadores. Sin embargo, almacenar luz (de momento) no es posible, o es muchísimo más complicado que almacenar electrones, o muy caro (¡el precio de las cosas siempre es muy importante!).

Las redes dinámicas más prometedoras que se investigan actualmente son en realidad híbridos electrónico/óptico. Existen dos tecnologías que parecen viables:

• Conmutacion óptica: utilizando Amplificadores Ópticos de Semiconductor (SOA por sus siglas en inglés), que actúan como elementos que dejan o no pasar la luz. Utilizando estos elementos básicos, se construyen conmutadores más grandes (al viejo estilo de las centrales telefónicas de los años 50/60/70 como el que hay en el hall de la Escuela de Teleco en Pucela).
• Conversion de frecuencia más prisma óptico: se cambia la longitud de onda (el color) de la luz de la fibra de entrada, y a continuación se coloca un prisma óptico (en realidad otro tipo de dispositivo, pero que en el fondo realiza la misma función). Dependiendo del color que hayamos elegido, la luz seguirá un camino diferente por el prisma. Colocando varias fibras en los lugares adecuados, conseguimos de este modo encaminar la luz hacia el puerto de salida requerido.

Lo que se pretende es utilizar la electrónica para configurar elementos ópticos que son capaces de redirigir la luz de un sitio a otro. De esta manera, se transmiten unos pocos bits de información que dicen cómo configurar los componentes ópticos, lo que permite que los componentes ópticos procesen gran cantidad de información útil en poco tiempo. Un proceso tecnológico crucial en todo esto son los llamados circuitos integrados fotónicos (PICs en inglés). Para poder realizar todo esto de forma reproducible y barata es necesario integrar un gran número de componentes electrónicos/ópticos en el mismo chip, cosa que hoy en día con la tecnología actual no es tan fácil como parece.

En nuestro grupo utilizamos procesamiento digital de la señal (DSP en inglés, que se estudia en detalle en la asignatura "Tratamiento Digital de Señales" de cuarto curso) en el receptor óptico para corregir todas las distorsiones que sufre la señal durante su viaje. En las redes dinámicas utilizamos técnicas de DSP para contrarrestar los cambios de potencia recibida (si el transmisor está más cerca la potencia recibida es mayor que si el transmisor está lejos, lo cual es un problema para el receptor), sincronización (saber cuándo empieza y cuándo termina cada bit transmitido), y ecualización del canal.

A grandes rasgos esto es a lo que me dedico. En UCL contamos con un buen laboratorio en el que montamos prototipos para comprobar que efectivamente las cosas funcionan. Los experimentos nos permiten conocer parámetros como la potencia de luz (láser) que hay que usar, la máxima velocidad a la que se puede transmitir, la máxima distancia de fibra en km que se puede utilizar, o el número maximo de routers ópticos que puede tener una red.

Aquí van unos consejos, si me permitís daroslos, para los que empezáis la carrera en primero:

• La paciencia es la madre de la ciencia: ¡¡¡no desesperéis!!! Estudiar una carrera como teleco puede ser frustrante a veces. Sin embargo, con paciencia y dedicación al final todo sale. Concentraros en trabajar bien y aprender, no importa si tardáis algun año más en terminar. Lo que contará en vuestra vida es lo que en realidad sabéis, no la nota que sacasteis en tal o cual asignatura.
• Aprended inglés en condiciones: el inglés es el idioma de la tecnología, nos guste o no, y tener cierto nivel os abrirá muchas puertas tanto en España como fuera. Aparte de ser capaces de leer y escribir bien, practicad listening y cuando tengáis alguna oportunidad speaking. Podéis ver películas en DVD en V.O. con subtítulos, a mí me ayudó mucho en su día. Leed en inglés libros que os gustaron en español: Amazon ya no cobra los envíos a España, y además tienen muy buenos precios. Otra opción es venirse un fin de semana a Londres de compras: aquí la cultura (películas, libros, música, juegos, ...) esta muy barata.
• Aprovechad las oportunidades en el extranjero: tanto las becas Erasmus como las estancias en empresas en el extranjero son experiencias enriquecedoras no sólo en lo técnico, sino también en lo personal. Viajar (y por viajar no me refiero a estar unos días de vacaciones en un sitio, sino vivir allí una temporada) abre la mente, te permite conocer gente de muchos sitios diferentes, y te hace ver las cosas de otra manera. Para mí, mi estancia en Holanda fue una de las mejores épocas de mi vida, y lo mismo puedo decir de los tres años que llevo en Londres (aunque para que nos vamos a engañar... de Erasmus se vivía mejor :)).

Un abrazo desde Londres,

Jose Manuel (aka Mendi)