Las comunicaciones por luz visible (VLC, en inglés) aparecen, dentro del campo científico, como una puerta abierta llena de posibilidades. Aunque ahora pueda sonar a ciencia ficción, su desarrollo orbita sobre una idea que en el imaginario colectivo suena a una secuencia de Blade Runner o Years & Years: la transmisión de datos de alta velocidad al mismo tiempo que, por ejemplo, se ilumina una habitación o el intercambio de archivos entre dispositivos electrónicos sin tener que utilizar parte del espectro de la WiFi.
Hasta ahí, todo normal -dentro de la lógica que proyectan los avances tecnológicos-. Sin embargo, un estudio del Instituto Universitario para el Desarrollo Tecnológico y la Innovación en Comunicaciones (IDeTIC) de la ULPGC ha destapado el poder de la naturaleza para condicionar el buen funcionamiento de las comunicaciones por luz visible (VLC): las microalgas pueden interferir o generar ruidos en los enlaces ópticos submarinos.
Los resultados del estudio muestran que en un escenario de agua clara (sin algas), el efecto de movimiento del agua no introduce distorsiones significativas en las prestaciones del enlace, mientras que cuando hay microalgas presentes, su movimiento influye en el valor promedio de potencia óptica recibida e incrementa los niveles de ruido e interferencias en el canal en todas las longitudes de onda medidas.
Hasta la fecha los estudios de las prestaciones de los canales ópticos submarinos se basaban en distribuciones estáticas de las partículas en el agua, sin considerar el movimiento de dichas partículas en el medio por donde se propaga la luz. Por tanto, este trabajo supone una aportación innovadora al campo de estudio de los enlaces ópticos inalámbricos submarinos (UWOC).
Lámparas LED
Las comunicaciones ópticas inalámbricas submarinas forman parte del área de investigación de las comunicaciones ópticas inalámbricas, y más concretamente de las VLC, ya que para estas aplicaciones son necesarias fuentes ópticas como lámparas LED visibles. Este tipo de enlaces se ven gravemente afectados por perturbaciones de canal, como las producidas por la presencia de partículas en el agua. Este efecto es particularmente importante cuando se consideran aplicaciones de relacionadas con el cultivo de algas o acuicultura, que se están convirtiendo en un recurso económico crucial en muchas áreas marítimas.
El trabajo de la ULPGC estudia los efectos del movimiento de microalgas en enlaces ópticos submarinos de corto alcance en condiciones dinámicas -con las microalgas desplazándose dentro de la zona de comunicación óptica-. En concreto, se calculan los parámetros estadísticos relacionados con el nivel de señal recibido medido experimentalmente y la relación señal a ruido (que da idea del nivel de interferencias generadas), con lo que es posible evaluar la calidad del enlace de comunicaciones.
El estudio ha sido publicado como un artículo de investigación y está firmado por los investigadores Víctor Guerra Yánez, Julio Rufo Torres, José Rabadán Borges y Rafael Pérez-Jiménez.
Técnica prometedora
En este artículo se destaca que las comunicaciones UWOC son una técnica prometedora en el desarrollo e implementación redes de datos de corto alcance en entornos submarinos. Entre otras ventajas, estos sistemas proporcionan mejoras en el coste, rendimiento y complejidad en comparación con otras alternativas, como las comunicaciones acústicas o los enlaces de radiofrecuencia. Las prestaciones de estos enlaces dependen fundamentalmente de las propiedades del canal submarino relacionadas con la propagación de la luz y entre ellas, la presencia de partículas en el medio acuático es una de las más significativas.
En Canarias la industria de los cultivos marinos supone uno de los sectores con mayor proyección de futuro, con diversos campos de aplicación que puede llegar a abarcar desde el consumo humano a la biomedicina. El desarrollo de plantas de producción eficientes requiere de mejoras en diversos aspectos entre los que cabe destacar el desarrollo de sistemas de iluminación específica para mejorar el rendimiento de los fotobiorreactores y nuevos sistemas de comunicación inalámbrica para conectar sensores inmersos en los cultivos.
Los trabajos desarrollados en el artículo se enmarcan en la segunda problemática analizando la calidad del canal óptico no guiado como medio para las comunicaciones de los sensores. Este proyecto científico se basa en las sinergias establecidas entre la División de Fotónica y Comunicaciones del Instituto Universitario para el Desarrollo Tecnológico y la Innovación en Comunicaciones (IDeTIC); y el Grupo de Oceanografía Biológica y Algología Aplicada del Instituto Universitario de Oceanografía y Cambio Global (IOCAG) y, en concreto, con el Banco Español de Algas (BEA), para abordar el desarrollo de prototipos basados en la tecnología de comunicaciones ópticas por radiación visible (VLC).
