La luz ultravioleta invisible transmite un gigabit y medio por segundo

Hoy en día, la transmisión inalámbrica de datos depende casi exclusivamente de la radio. Las comunicaciones móviles, Wi-Fi y Bluetooth utilizan ondas de radio cuyas bandas de frecuencia son limitadas y se utilizan ampliamente en muchos lugares. Al mismo tiempo, la demanda está creciendo rápidamente porque los vehículos autónomos, los drones, las máquinas industriales en red, los robots y las aplicaciones de control de desastres dependen de conexiones confiables. Otra posibilidad es la transmisión óptica de datos, en la que la luz actúa como portador en lugar de las ondas de radio. Una fuente de luz se enciende y apaga o su brillo cambia extremadamente rápido y un receptor traduce estas fluctuaciones en datos digitales. Para la luz visible, este principio se conoce como LiFi. Mediante el uso de luz ultravioleta en el llamado rango UVC lejano, los investigadores están siguiendo un camino destinado a sortear una debilidad fundamental de los sistemas anteriores.

Esta debilidad se nota especialmente en exteriores. Los sistemas que funcionan con luz visible o infrarroja compiten con el sol, que emite enormes cantidades de radiación precisamente en estos rangos de longitud de onda. La luz del sol crea un ruido de fondo que ahoga las señales débiles y dificulta la transmisión confiable. Por lo tanto, los sistemas ópticos para exteriores suelen funcionar con rayos láser alineados con precisión, lo que los hace complejos y vulnerables. Por ello, investigadores del Instituto Ferdinand Braun, el Instituto Leibniz de Tecnología de Alta Frecuencia de Berlín, el Instituto de Fotónica de la Universidad de Strathclyde en Glasgow y el Centro de Investigación y Desarrollo LiFi de la Universidad de Cambridge confían en un rango espectral en el que el sol está prácticamente en silencio. Presentaron los hallazgos en un simposio internacional sobre tecnología de las comunicaciones.

Porque la luz solar apenas perturba la luz ultravioleta por debajo de 280 nanómetros

La luz ultravioleta se divide en diferentes rangos según su longitud de onda. UVC se refiere a radiación con longitudes de onda inferiores a 280 nanómetros. El sol también emite esa luz, pero es absorbida casi por completo en las capas superiores de la atmósfera y prácticamente no llega al suelo. Esta es una ventaja decisiva para la transmisión de datos. Un receptor que sólo reacciona a los rayos UVC casi no ve ningún fondo perturbador en el suelo, incluso a plena luz del sol. Los expertos hablan de un rango espectral que se oscurece. Para sus experimentos, los investigadores utilizaron longitudes de onda aún más cortas, menos de 235 nanómetros, el llamado rango UVC lejano, que tiene otra propiedad importante.

Esta propiedad tiene que ver con la seguridad. Los rayos UV pueden dañar la piel y los ojos, por lo que las lámparas UVC, por ejemplo para la desinfección, sólo se utilizan con estrictas medidas de protección. Sin embargo, la luz UVC lejana de menos de 235 nanómetros se absorbe fuertemente en las capas externas no vivas de la piel y penetra mucho menos profundamente en los tejidos vivos que la radiación UV de onda más larga. Según el Instituto Ferdinand Braun, este tipo de luz ultravioleta se considera inofensiva para la salud y adecuada para aplicaciones en las proximidades de personas. Esto hace que el enfoque sea fundamentalmente diferente de experimentos anteriores con comunicación UVC en longitudes de onda más largas, donde la radiación habría representado un riesgo para las personas en el área.

¿Hasta qué punto los LED UVC aceleran la transmisión de datos?

El desafío residía en los propios diodos emisores de luz. Los LED Far-UVC son técnicamente exigentes, emiten relativamente poca luz y normalmente sólo pueden modularse lentamente, es decir, no pueden encenderse y apagarse lo suficientemente rápido como para transmitir grandes cantidades de datos. Por ello, el equipo del Instituto Ferdinand Braun optimizó sus LED específicamente para la comunicación. Los investigadores dividieron el área luminosa de cada diodo en muchas áreas pequeñas. Esta segmentación reduce la capacitancia eléctrica de las uniones semiconductoras y al mismo tiempo aumenta la densidad de corriente. Ambos juntos significan que los LED se pueden modular mucho más rápido que los componentes convencionales con una gran superficie luminosa. Jan Ruschel, científico principal del instituto, describe los diodos como especialmente potentes y rápidos de conmutar en comparación con los estándares internacionales.

El trabajo se basa en resultados anteriores de la misma colaboración. En una conferencia especializada celebrada en 2025, investigadores de Glasgow y Berlín ya habían demostrado que dividir la superficie luminosa en pequeños píxeles duplica aproximadamente el ancho de banda de modulación de los LED Far-UVC de 235 nanómetros y permite velocidades de datos ópticos de hasta 650 megabits por segundo, como se documenta en el resumen de publicaciones del Instituto Ferdinand Braun. Con la nueva generación la tasa alcanzada se ha más que duplicado. Con longitudes de onda UVC más largas, de entre 235 y 275 nanómetros, el grupo de Glasgow ya había alcanzado velocidades de datos del orden de los gigabits. Por debajo de los 235 nanómetros, sin embargo, el valor actual es un nuevo valor mejor.

¿Qué significa realmente el registro de laboratorio?

Los socios desarrollaron y probaron la configuración de transmisión en Glasgow y Cambridge. Una computadora generó los datos, un LED con modulación UVC lejana los envió como una señal luminosa y un fotodiodo los recibió. Con una línea de visión directa entre el transmisor y el receptor, el sistema alcanzó velocidades de transmisión de datos de hasta 1,5 gigabits por segundo. Las mediciones se realizaron bajo iluminación ambiental normal, lo que demuestra que la luz normal no afectó significativamente a la transmisión. Los investigadores publicaron sus hallazgos en un documento de conferencia en IEEE Xplore, que surgió de la red de investigación TITAN del Reino Unido, un centro nacional de telecomunicaciones dirigido por la Universidad de Cambridge.

Sin embargo, la distancia es importante para la clasificación. La distancia de transmisión en el experimento fue de sólo 30 centímetros. Para aplicaciones en vehículos, drones o plantas industriales se requieren distancias mucho mayores. Los resultados muestran inicialmente que los LED Far-UVC son básicamente lo suficientemente rápidos para velocidades de datos prácticamente relevantes, pero no que estas velocidades ya se puedan alcanzar a muchos metros o en exteriores. También es una contribución a un congreso, es decir, una forma de publicación habitual en la tecnología de la comunicación, pero normalmente más concisa que un artículo especializado detallado. Jan Ruschel describe el logro de una velocidad de datos relevante para la aplicación como un primer paso importante, al que ahora debe seguir la cuestión del rendimiento y las condiciones ambientales.

¿Puede la luz ultravioleta también transmitir datos alrededor de obstáculos?

Precisamente aquí es donde los investigadores ven el mayor potencial de la tecnología. Las moléculas en el aire dispersan la luz, y esta llamada dispersión de Rayleigh aumenta dramáticamente con longitudes de onda más cortas. También es por eso que el cielo parece azul. El efecto es especialmente pronunciado con luz UVC lejana. Esto significa que parte de la señal puede llegar a un receptor incluso si el transmisor y el receptor no están directamente alineados entre sí o si un obstáculo bloquea la línea de visión. Los expertos hablan de comunicación sin línea de visión directa. Para aplicaciones al aire libre, como entre vehículos en una intersección o entre drones sobre terreno confuso, esto representaría una ventaja significativa sobre las conexiones láser que requieren una alineación precisa.

Hasta qué punto se puede utilizar este efecto con LED UVC lejanos sigue siendo una cuestión abierta. Los investigadores ahora quieren investigar a qué distancias y bajo qué condiciones funciona la transmisión con línea de visión. Para ello pretenden optimizar aún más el transmisor y el receptor para lograr alcances más amplios y relevantes para la aplicación. También se debe examinar cómo el clima, el polvo y la humedad afectan la vía de transmisión. Si esto tuviera éxito, la transmisión óptica de datos con luz ultravioleta podría complementar la radio en lugares donde las frecuencias son bajas o existe riesgo de interferencias. Hasta entonces, el récord de 1,5 gigabits por segundo sigue siendo un descubrimiento de laboratorio prometedor que demuestra que la luz invisible puede hacer mucho más que matar gérmenes.

IEEE, Conference Proceedings CSNDSP 2026, LED Far-UVC para transmisión óptica de datos a 1,5 Gbit/s; doi:10.1109/CSNDSP68462.2026.11654373