En esta segunda nota de una nueva serie de entrevistas, el Doctor en Ciencias de la Ingeniería Manuel Fernández cuenta al Área de Comunicación del Instituto Balseiro de qué se trató la investigación de su doctorado. Su defensa de tesis fue la primera que se realizó de forma virtual debido a la cuarentena en este Instituto.

Fecha de publicación: 16/06/2020

Manuel Fernández es rosarino pero se crió en Cañada de Gómez, provincia de Santa Fe. Tiene 28 años y es egresado de la carrera Ingeniería de Tecnologías de Telecomunicación de la Universidad de Granada (España, 2014). Luego de cinco años de formación en el Balseiro, acaba de recibirse de Doctor en Ingeniería. Una particularidad es que se trata del primer egresado en la historia de este instituto que se recibió luego de realizar una defensa virtual vía zoom, el jueves 9 de abril por la mañana.

En la actualidad, el joven es becario posdoctoral con lugar de trabajo en el Laboratorio de Investigaciones Aplicadas a las Telecomunicaciones (LIAT), dentro del Departamento de Ingeniería en Telecomunicaciones en el Centro Atómico Bariloche. En ese mismo laboratorio realizó la investigación para su tesis. Es además docente auxiliar en la carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones del Instituto Balseiro, dependiente de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) y la Universidad Nacional de Cuyo (UNCUYO).

La tesis se tituló “Monitoreo remoto para redes de acceso ópticas pasivas (PON)" y su director fue el Dr. Pablo Costanzo, con la cocodirección del Dr. Laureano Bulus. Durante el doctorado, Fernández realizó una estadía en el INRS (siglas de Institut National de la Recherche Scientifique) en Montreal (Canadá) en el año 2019. Allí, estuvo en el grupo Photonic Signals and Systems Group de José Azaña.

-¿Podés contar de qué se trata tu tesis?
-Mi tesis se tituló “Monitoreo remoto para redes de acceso ópticas pasivas”. ¿De qué se trata este tema? En general la fibra óptica es muy conocida en el ámbito de las telecomunicaciones para transmitir señales de datos a alta velocidad. De hecho, mucha gente ya dispone de una conexión a internet a través de un cable de fibra óptica que llega hasta a su casa. Pero la fibra óptica tiene un montón de otras aplicaciones más allá de la transmisión de señales de datos. Una de estas, que es la que exploro en mi tesis, es la de usar la fibra o distintos dispositivos “grabados” en fibra óptica de forma que éstos sirvan como un sistema de monitoreo o sensado de distintos parámetros físicos.

-¿Cómo funciona la fibra óptica de ese modo y para qué se podría utilizar?
-El principio de estos sistemas es bastante simple. Primero se “ilumina” la fibra con una señal óptica y después se detecta y procesa la señal que vuelve. Con esto se puede obtener información interesante sobre los parámetros físicos que rodean la fibra. Esta información puede ir desde conocer la temperatura en distintos puntos de interés, detectar vibraciones, hasta identificar fallas que afecten al sistema de comunicación. Por ejemplo, detectar si se cortó la fibra en algún punto.

-Así que eso exploraste en tu tesis…
-Más específicamente, mi trabajo consistió en proponer técnicas para realizar estos procesos de monitoreo y sensado a alta velocidad sobre redes de fibra óptica que pueden tener tienen bifurcaciones (redes pasivas). Todo esto usando variantes de técnicas de reflectometría óptica en el dominio del tiempo (OTDR, por sus siglas en inglés).El principio de la técnica OTDR es, a grandes rasgos, igual a la de un radar, pero en fibra óptica. Lo que hacemos es transmitir un pulso óptico y “escuchamos” la señal que vuelve de la fibra. Procesando esa señal de retorno obtenemos la información de interés: ¿ocurrió alguna falla en la fibra? ¿dónde? ¿cambió la temperatura en algún punto del sistema? ¿dónde y cuánto cambió?

-Como parte de tu Doctorado viajaste al INRS, en Canadá. ¿Podés contar detalles de esa experiencia?
-Allí aprendí muchísimo sobre temas muy distintos a los que venía trabajando durante mi doctorado. Pude realizar muchos trabajos interesantes a nivel teórico y experimental, y pude ver cómo es la dinámica de trabajo en grupos de investigación más grandes y consolidados. También pude traer conocimiento y experiencia sobre temas en los que estamos empezando a explorar y sobre los que nos gustaría avanzar en nuestros laboratorios, como el diseño y la caracterización de dispositivos fotónicos integrados.

-¿Qué es lo que más te gustó de tu Doctorado?
-Me gustaron muchas cosas. Cuando inicié el doctorado, la carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones del Instituto recién empezaba, y los grupos de investigación del Depto. de Ingeniería en Telecomunicaciones recién se estaban formando. De a poco se fueron sumando más investigadores, estudiantes, y fueron llegando los instrumentos de laboratorio. Lo más positivo de mi doctorado fue la experiencia de empezar en un grupo de investigación prácticamente desde cero, y la de poder participar en la puesta en marcha de un laboratorio con instrumentos de punta. También destaco el poder aprender constantemente de los temas muy variados en los que trabajan otros compañeros en el LIAT: electrónica de alta frecuencia, comunicaciones satelitales, distintos tópicos de fotónica y procesamiento de señales.

-¿Y qué fue lo que menos te gustó?
-Lo que menos me gustó sería la parte negativa de lo que mencioné antes. Los experimentos que forman parte de mi tesis requirieron usar instrumentos que no estaban en los laboratorios cuando empecé el doctorado. Este siempre fue un factor de incertidumbre. Una vez dispuse de los instrumentos, ponerlos en marcha equipos nuevos y aprender cómo funcionan fue un proceso lento y, por lo tanto, realizar la parte experimental me llevó más tiempo de lo normal.

-¿Qué balance hacés de tu paso por el Balseiro?
-Muy positivo. Destaco mucho la modalidad de los cursos, donde te dan una base teórica muy sólida y, como dije antes, la posibilidad de complementar esa formación teórica con trabajo experimental. Por otra parte, hace unos años que también soy docente auxiliar en la carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones del Instituto. Esto me sirvió para consolidar muchos conocimientos que había aprendido durante la carrera de grado. A nivel personal, destaco la buena onda y la cercanía de la gente con la que trabajé: directores, docentes y otros estudiantes de maestría y doctorado.

-¿Qué planes tenés ahora, a partir de tu egreso del Doctorado?
-Ahora sigo como posdoc en el LIAT, atento a cómo evoluciona la situación por el COVID-19. Eventualmente me gustaría trabajar un tiempo en el exterior.

-¿Querés contar qué es lo que te apasiona de la ingeniería?
-Lo que más me gusta de la ingeniería, particularmente las telecomunicaciones, es que es una disciplina con un montón de aristas y cuyas tecnologías están en constante evolución. Por poner un ejemplo, cada vez demandamos más ancho de banda, en nuestras casas, en nuestros teléfonos… Por eso está el desafío permanente de investigar nuevas tecnologías que permitan satisfacer esas demandas futuras. Dedicarte a la investigación en el ámbito de las telecomunicaciones te permite seguir de cerca estas evoluciones e incluso participar en ellas.

-¿Qué consejo te darías a vos mismo si pudieras hablar con tu versión del inicio de la carrera?
-Seguramente me diría que intente ser más creativo en la resolución de los problemas que se abordan. Otro consejo importante es que no hay que cerrarse tanto al trabajo de uno mismo, sino también intentar entender el trabajo que está haciendo la gente a tu alrededor. Esto te va dar una mejor perspectiva e incluso te puede hacer disparar ideas nuevas para aplicar en tu propio trabajo.

*Extra: Papers publicados durante su Doctorado:

1-Manuel P. Fernández, Luis Romero Cortés, Saikrishna R. Konatham, Benjamin Crokett, Laureano A. Bulus Rossini, Pablo A. Costanzo Caso, José Azaña, "Nonlinear time-lens with improved power efficiency through a discrete multilevel pump," OSA Optics Letters, 45 (13), 2020.
2-Manuel P. Fernández, Laureano A. Bulus Rossini, Pablo A. Costanzo Caso, "High-speed and high-resolution interrogation of FBGs using the wavelength-to-time mapping and Gaussian filters," OSA Optics Express, 27 (23), 2019.
3-Manuel P. Fernández, Laureano A. Bulus Rossini, Pablo A. Costanzo Caso, "PON Monitoring Technique Using Single-FBG encoders and Wavelength-to-time Mapping," IEEE Photonics Technology Letters, 32 (21), 2019.
4-Manuel P. Fernández, Laureano A. Bulus Rossini, Pablo A. Costanzo Caso, "Method for real-time measurement of the nonlinear refractive index," Journal of Applied Physics, 126, 2019.
Manuel P. Fernández, Laureano A. Bulus Rossini, Juan Pablo Pascual, Pablo A. Costanzo Caso, “Enhanced fault characterization by using a conventional OTDR and DSP techniques,” OSA Optics Express, 26 (21), 2018.
5-Manuel P. Fernández, Pablo A. Costanzo Caso, Laureano A. Bulus Rossini, "False Detections in an Optical Coding-Based PON Monitoring Scheme," IEEE Photonics Technology Letters, 29 (10), 2017.

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Por Laura García Oviedo

Crédito fotos: Gentileza M. Fernández

Área de Comunicación Institucional del 
Instituto Balseiro. 
San Carlos de Bariloche, 16/06/2020
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