Los avances en cableado de fibra han sido pocos y espaciados en los últimos años.
Los cables que la industria de las telecomunicaciones está tendiendo a gran escala hoy en día son bastante similares a los que se introducían a través de agujeros en el suelo hace décadas.
La fibra es, por supuesto, esencial para la conexión de las redes y es especialmente importante para conectar centros de datos.
Pero la fibra tradicional no es la única opción óptica disponible en el mercado. También existe la fibra de núcleo hueco (HCF), que algunos creen que podría anunciar un cambio de paradigma largamente esperado.
"La fibra de núcleo hueco representa la próxima revolución en redes ópticas, ofreciendo velocidades sin precedentes y una latencia más baja que la fibra tradicional simplemente no puede igualar", afirma el Dr. Winston Schoenfeld, vicepresidente de investigación e innovación de la Universidad de Florida Central.
¿Qué es la fibra de núcleo hueco?
El nombre de la fibra de núcleo hueco da una pista de su diferencia con la fibra convencional. En lugar de tener un núcleo de vidrio, posee un espacio hueco en el centro por el que se transmite la luz.
Esta tecnología no es nueva, ya que existe desde hace más de 20 años, y la teoría detrás de ella tiene sus raíces en el siglo XIX.
En 1897, el físico inglés Lord Rayleigh estudió la transmisión de ondas electromagnéticas en estructuras dieléctricas huecas. Aunque no se trataba de HCF propiamente dicho, el concepto sentó las bases para los cables que utilizan hoy los proveedores de infraestructura digital.
Dentro del hueco, el HCF presenta un canal central lleno de aire, rodeado por un anillo de tubos, similar a un patrón de panal. Este diseño permite una mayor capacidad con una dispersión cromática mínima. El único vidrio presente se encuentra en la estructura exterior del cable.
“Con la fibra monomodo, se utiliza vidrio para reflejar el vidrio, lo cual presenta problemas”, afirma Andrew Lord, director de I+D de óptica y cuántica en BT. “La pérdida es muy baja, pero el vidrio no es completamente despreciable. Aun así, presenta imperfecciones e impurezas, por lo que aún causa atenuación de la señal”.
La atenuación se refiere a una reducción en la señal que puede pasar a través de la fibra.
"Esto significa," dice Lord, "que se requieren alternativas, porque se quieren construir redes sin ninguna pérdida, sin atenuación alguna”.
Lord señala que la fibra que se instala actualmente en el suelo es muy similar a la fibra monomodo de la década de 1980. "Ha mejorado, pero no es una fibra nueva, radical y disruptiva", afirma.
El núcleo hueco es disruptivo porque no hay nada en el medio, y eso te dice inmediatamente que, si no hay vidrio, quizás pueda beneficiarme de la atenuación o la pérdida. Si no hay vidrio, no hay impurezas. Así que se esperaría poder crear una fibra que pudiera llegar más lejos, a distancias más largas.
Más rápido y más lejos
HCF también ofrece una ventaja de velocidad y podría ser una alternativa significativamente más rápida al cableado de fibra tradicional basado en sílice.
"Con fibra de núcleo hueco, la luz viaja un 50 por ciento más rápido", explica a DCD Jason Eichenholz, fundador y director ejecutivo de Relativity Networks .
Relativity Networks se especializa en proporcionar fibra, incluida fibra de núcleo hueco, para sus clientes y recientemente recaudó $4,6 millones en financiación previa al inicio como parte de sus planes de desarrollo de HCF.
“En lugar de utilizar una reflexión interna total en el vidrio, se utilizan tubos, y estos tubos mantienen el campo eléctrico restringido dentro de ese núcleo de aire”, dice, señalando que esto puede proporcionar una latencia un 33 por ciento menor.
La empresa, fundada en 2023, se ha asociado con la Universidad de Florida Central (UCF) para desarrollar la tecnología. Relativity afirma estar comercializando la tecnología HCF, pendiente de patente, desarrollada originalmente por el profesor Rodrigo Amezcua, cofundador de CREOL, la Facultad de Óptica y Fotónica de la Universidad de Florida Central.
Relativity afirma que las limitaciones de latencia de los cables de fibra óptica tradicionales implican que los centros de datos interconectados solo pueden estar separados por un máximo de 60 kilómetros. Sin embargo, la compañía afirma que su tecnología HCF puede extender esta distancia a 90 kilómetros, lo que podría ser una ventaja para los operadores en la era de las implementaciones masivas de centros de datos con IA en múltiples ubicaciones.
Eichenholz ha desarrollado una carrera en fotónica y óptica. Antes de fundar Relativity Networks, cofundó Luminar Technologies, empresa que desarrolla tecnologías lidar basadas en visión y percepción de máquinas, principalmente para vehículos autónomos. Suministró tecnología lidar para los vehículos autónomos de Volvo y salió a bolsa hace cinco años mediante una fusión SPAC por 3400 millones de dólares.
La cotización de Luminar presumiblemente le hizo ganar a Eichenholz algunos dólares, pero el potencial de HCF lo ha tentado a volver al trabajo.
“Reconozco un gran mercado cuando lo veo”, dice riendo. “Estaba prácticamente jubilado, pero esta oportunidad llegó con la fibra de núcleo hueco justo cuando la IA empezaba a despegar, pero luchaba por crecer”.
“Podemos ser un actor importante en el apoyo a ese crecimiento”.
Alimentando el centro de datos
Los desafíos que enfrenta la industria de los centros de datos para obtener la energía que necesita están bien documentados y no muestran indicios de desaparecer. En un pronóstico del año pasado, Gartner predijo que la escasez de energía restringirá el 40% de los centros de datos de IA para 2027.
Según Eichenholz, HCF permite a los hyperscalers construir centros de datos donde hay suministro eléctrico, con la tranquilidad de que la transferencia de datos hacia y desde sus instalaciones no será un problema. Esto podría ampliar el área geográfica para la selección de centros de datos hasta 2,25 veces, afirma.
"Actualmente, no se pueden construir nuevos centros de datos con la suficiente rapidez para satisfacer la rápida expansión de la economía impulsada por la IA, y la falta de energía disponible es una amenaza existencial para impulsar ese crecimiento", afirma Eichenholz.
Al mover datos más rápido y con menor latencia, casi a la velocidad de la luz, brindamos a la industria una nueva opción geográfica para abordar las necesidades de datos de alto consumo energético de la economía digital actual, impulsada por la IA.
Hasta ahora, Relativity ha conectado dos sitios de centros de datos con su HCF a través de tráfico en vivo, aunque Eichenholz no pudo nombrar las empresas de centros de datos con las que ha trabajado ni dónde estaban ubicadas.
La jugada HCF de Microsoft
Los hyperscalers también han tomado nota de HCF: Microsoft adquirió la startup británica de HCF Lumenisity Limited en 2022.
Lumenisity, especializada en la fabricación de HCF, se fundó cinco años antes como una empresa derivada del Centro de Investigación Optoelectrónica (ORC) de la Universidad de Southampton para comercializar sus tecnologías HCF.
La empresa ya ha realizado pruebas con BT y Mavenir Telecom, y tiene una planta de fabricación de HCF de 3715 m² en Romsey, Reino Unido.
En el momento de la adquisición, Microsoft señaló que el acuerdo “optimizaría aún más su infraestructura de nube global” y brindaría a la plataforma de nube de la compañía y a los clientes de servicios requisitos estrictos de latencia y seguridad.
El año pasado, la empresa logró la menor pérdida de fibra óptica jamás registrada en una longitud de onda de 1550 nm, incluso menor que la fibra monomodo con núcleo de sílice puro (SMF).
Colin Wallace, director general de ingeniería de redes en la nube de Azure Fiber, afirma que HCF puede mejorar significativamente el volumen de datos que se transmiten por fibra. Añade que la latencia es limitada con SMF.
“Si tienes un centro de datos, lo construyes, se llena y luego buscas una expansión para esa región con la latencia, hay límites establecidos para expandir la región”, explica.
Normalmente, se tiene un radio de unos 80 km desde el centro de datos original para buscar espacio y energía y expandir la región. Si se usa fibra de núcleo hueco, eso se convierte en 120 kilómetros.
Explica que con SMF, la cantidad de energía que se puede introducir en la fibra es limitada, ya que intentar distribuir demasiada en la fibra de vidrio tendrá un impacto negativo en la forma en que esta puede manejar el tráfico.
"Hay un punto óptimo para la potencia de lanzamiento dentro del vidrio que limita la cantidad de potencia que se puede aplicar a la fibra antes de que su rendimiento empeore", afirma Wallace.
En cambio, con HCF, Wallace señala que las únicas restricciones en torno a la energía están relacionadas con la seguridad.
“Podrías alcanzar distancias muy largas con un lanzamiento de alta potencia y una fibra de muy baja pérdida”, explica. “Existe el potencial de alcanzar distancias muy, muy largas sin necesidad de un amplificador”.
Dice que esto podría incluso implementarse en cables submarinos en algún momento, utilizando una versión no repetida del cable submarino, lo que, según él, también sería más barato.
En cuanto a los casos de uso, Microsoft ha declarado anteriormente que los sectores de atención médica, servicios financieros, manufactura, comercio minorista y gobierno podrían beneficiarse de HCF.
El trading de alta frecuencia en el mercado bursátil también se ha considerado un caso práctico sólido para demostrar las capacidades de HCF. Cada milisegundo cuenta en el mundo del trading, por lo que velocidades de transferencia más rápidas y una menor latencia podrían ser un punto de inflexión.
“HCF es un producto premium muy serio por el que la gente cobra mucho dinero”, dice Lord. “No le están dando mucha importancia. Está dirigido a mercados de alto nivel, como el comercio financiero, donde la gente está dispuesta a pagar por ello”.
El crecimiento de la IA también está facilitando la necesidad de HCF, con startups como Relativity Networks intentando hacerse con una porción del pastel junto con las empresas más consolidadas. Microsoft afirma que HCF forma parte de la «infraestructura diseñada específicamente» necesaria para el florecimiento de la IA.
Debido a su latencia mejorada con respecto al modo único, HCF está mejor posicionado para satisfacer las altas demandas de cargas de trabajo como la IA.
No es un sustituto de la fibra tradicional
Aunque el revuelo en torno al HCF es muy real y probablemente crecerá en la próxima década, no significa que la fibra tradicional será reemplazada.
“Quizás pienses ingenuamente que un día tendrás fibra de núcleo hueco en tu casa, pero no será así”, dice Lord, quien señala que esto no es lo que HCF pretende apoyar.
Señala que la fibra óptica hasta las instalaciones (FTTP) que se está desplegando globalmente es suficiente. El gigante británico de las telecomunicaciones BT, a través de su filial Openreach, ya ha desplegado fibra óptica en más de 17 millones de instalaciones en todo el país y planea alcanzar los 25 millones para finales de 2026.
“BT está implementando rápidamente su programa de despliegue de fibra con Openreach”, continúa Lord. “Es algo único en la vida; no se trata de simplemente destruirlo todo. HCF es para casos de uso realmente prácticos, no para velocidades de banda ancha”.
Eichenholz coincide. «No veo un futuro donde sea necesario instalar fibra hueca directamente en el hogar», afirma.
De igual manera, Wallace no cree que la HCF vaya a reemplazar a la monomodo en un futuro cercano, pero no la descarta: "Creo que la fibra de núcleo hueco llegará además, en capas sobre lo que tenemos ahora y se usará para casos de uso específicos", afirma.
Luego, a medida que madure y crezca, podría empezar a sustituir al vidrio a largo plazo, ya que tiene muy buenas propiedades, pero eso llevará tiempo. Aún es muy pronto en el ciclo de vida del producto.
Sin embargo, si bien el entusiasmo en torno al HCF puede estar creciendo, existen algunos desafíos que dificultan su adopción generalizada. Por un lado, será necesario aumentar drásticamente la producción para que su implementación sea más extensa.
“La fibra de núcleo hueco no se fabrica en la misma escala que la fibra estándar”, afirma Lord.
La fibra estándar existe desde hace unos 40 años. Se sabe cómo fabricarla en grandes cantidades. Y, quiero decir, la simple fabricación de una fibra con un agujero en el centro no es trivial, e incluso decir que tiene un agujero en el centro es trivializarlo. La estructura real es realmente compleja.
El alto precio de la fibra también representa un desafío. El HCF es caro, afirma Lord, debido a la necesidad de los proveedores de recuperar los ingresos de todos los costos de I+D acumulados a lo largo de los años. Como resultado, prevé que los costos disminuyan a medida que más actores entren al mercado.
Eichenholz admite que HCF "aún no ha alcanzado su escala real". Afirma: "En parte se debe al costo, y en parte a su mayor dificultad de fabricación, y en Relativity Networks tenemos una visión muy diferente de la comercialización".
La colaboración de la industria será clave para maximizar la tecnología, añade.
“Nuestro modelo consiste en incorporar a los socios adecuados, escalar rápidamente y garantizar que haya suficiente suministro para vender a toda la industria”, afirma.
A pesar de estas barreras, muchos en la industria siguen confiando en el potencial de HCF.
Un estudio de Analysys Masons predice que para finales de la década habrá un despliegue a mayor escala de fibra de núcleo hueco dentro de las redes centrales.
Hay evidencia que también lo sugiere, con empresas como BT y China Telecom trabajando en la tecnología, y empresas como Microsoft también poniendo sus cartas sobre la mesa. Sin embargo, es un momento emocionante para la industria, y Wallace afirma que HCF ha salido del laboratorio y está listo para funcionar.
“Aún está en una etapa muy temprana de su ciclo de vida, pero definitivamente es un producto”, afirma. “Ya no es un experimento científico”.