A fibra otica ficou popular em que ano

Ciência de Dados » O que a fibra ótica tem a ver com a internet da minha casa?

29 de abril

A distribuição de internet via fibra ótica está cada vez mais popular. Dentre outros motivos, a fibra ótica tem se tornado a queridinha das empresas porque proporciona transmissão de dados em altíssimas velocidades, se comparada às suas antecessoras, como a banda larga comum, via fios de cobre, e a internet discada, que chegava por meio do sinal telefônico. Quem nasceu antes dos anos 2000 provavelmente lembra até do nostálgico som emitido quando a conexão era feita.

Além de atingir altas velocidades, a fibra ótica é mais resistente a interferências internas. Quem nunca ficou sem acesso à internet num dia de chuvas intensas? A propósito, isso acontece com mais frequência nos meses de fevereiro e março. Qual deve ser o motivo? Você nota algum padrão?

Mas o que está por trás, ou melhor, por dentro da fibra ótica?

A fibra ótica é constituída por um finíssimo núcleo cilíndrico de vidro ou plástico, mais ou menos da espessura de um fio de cabelo. Tão pequeno que é medido em micrômetros, unidade de medida equivalente a 1/10000 de

centímetro. Isso mesmo, é como dividir um centímetro em 10 mil partes iguais. 😱  

Devido a seu tamanho, o filamento é muito delicado e precisa ser revestido por uma camada externa de proteção, a casca. Ela precisa ter um índice de refração ajustado para que não ocorram perdas dos sinais luminosos no trajeto. Ou seja, o feixe de luz entra e não sai, já que é totalmente refletido.

Por dentro do cilindro, sucessivas reflexões da luz são capazes de transmitir os dados a uma velocidade muito alta. Você deve estar se perguntando “mas o que luz e reflexão têm a ver com a minha internet?”… Para a transmissão da internet, a conexão via fibra ótica conta com um fotoemissor, equipamento capaz de transformar impulsos elétricos em feixes de luz. Essa luz reflete repetidamente por dentro do cilindro de vidro até chegar ao seu roteador.

Quem diria que existe tudo isso de matemática dentro de um filamento da espessura de um fio de cabelo… Falamos de cilindros, unidades de medida, ângulos, transmissão de dados, padrões … Você já tinha parado pra pensar que 

a matemática é fundamental para que possamos acessar a internet? Quanto tempo esse texto levou para ser carregado no seu dispositivo? Já agradeceu à matemática hoje?

Confira aqui algumas atividades que abordam conceitos de geometria, grandezas e medidas, ângulos e outros assuntos relacionados.

Nota: O funcionamento da fibra ótica é complexo e muito interessante. Esse post teve o objetivo de instigar a sua curiosidade sobre o tema, abordando-o de maneira simplificada. Para saber mais, você pode ler os textos que nos ajudaram na construção desta publicação:

Como funciona a fibra ótica [infográfico] – TecMundo

O que é Fibra Óptica e como funciona?

Fibra óptica: entenda como funciona – Blog do Stoodi

Fibra óptica – InfoEscola

 As fibras óticas são filamentos flexíveis fabricados em materiais transparentes como fibras de vidro ou plástico e que são utilizadas como meio de propagação da luz. As fibras ópticas são geralmente muito finas, com apenas alguns micrômetros de espessura (10-6 m), mas podem ter vários quilômetros de comprimento. Fibras ópticas têm diversas aplicações, sendo a transmissão de dados uma das mais comuns.

Física da fibra óptica

As fibras ópticas são formadas por um núcleo transparente de alto índice de refração revestido por camadas plásticas transparentes cujos índices de refração são mais baixos que os do núcleo. O fenômeno físico que permite a utilização das fibras ópticas é a reflexão interna total da luz.

Para que ocorra a sua reflexão interna total, a luz é emitida para o interior do núcleo da fibra óptica em um ângulo mínimo de incidência, chamado de ângulo limite (também chamado de ângulo crítico), medido em relação à interface entre o núcleo e seu revestimento. Tal ângulo permite que a luz sofra sucessivas reflexões internas no interior da fibra óptica sem que ela escape de lá.

Dessa forma, a luz pode ser propagada por longas distâncias, com perdas mínimas em sua intensidade, além de acompanhar o formato em que os cabos de fibra óptica estão dispostos.

As fibras ópticas também podem propagar mais de uma cor, ou comprimento de onda, em seu interior. Esse processo, chamado de multiplexação, permite que mais informações sejam transmitidas simultaneamente ao longo de uma única fibra óptica, como os dados de internet, telefone e televisão, algo que não pode ser feito nos cabos convencionais, como aqueles feitos de cobre, largamente utilizados para transferência de dados.

Ao serem emitidos diferentes comprimentos de onda no interior de uma fibra óptica, as cores tendem a se misturar, formando assim um feixe branco, em razão da síntese aditiva das cores. Dessa forma, nos terminais desse tipo de cabo óptico, utiliza-se uma espécie de prisma capaz de dispersar a luz, separando as diferentes cores e exibindo, assim, o seu espectro discreto, característico de cada comprimento de onda.

Veja também: O que é refração?

Para que serve

Confira alguns dos principais usos das fibras ópticas:

• Transmissão de dados: As fibras ópticas podem ser usadas para transmitir dados de internet, telefone, televisão, redes, rádio etc.

• Obtenção de imagens: As fibras ópticas podem ser usadas para obter imagens de lugares de difícil acesso, uma vez que a luz pode ser refletida em seu interior por grandes distâncias.

• Sensores: Por meio das fibras ópticas, é possível construir uma grande variedade de sensores capazes de variações sensíveis de temperatura, pequenas deformações em sólidos, frequências de luz, polarização da luz etc.

Vantagens e desvantagens

→ Vantagens

• Velocidade de transmissão: A maior parte dos cabos de fibra óptica usados no mundo é capaz de transmitir 40 Gbit/s (Gigabits por segundo – 109 bits/s), entretanto, atualmente existem tecnologias que são capazes de transferir até 1 Pbit/s (Petabit por segundo – 1015 bits/s).

• Resistência a interferências eletromagnéticas: Os cabos de fibra óptica são feitos de materiais dielétricos, e a propagação da luz no interior desses materiais não sofre interferência por ondas eletromagnéticas externas.

• Baixa atenuação de sinal: Diferentemente dos cabos condutores, as fibras ópticas conseguem transmitir informações com pequenas perdas: cerca de 0,2 dB/km (0,2 decibels – unidade de intensidade da energia carregada pela onda).

• Custo: Os cabos de fibra óptica são mais baratos que os cabos condutores de cobre.

• Vida útil: Esse tipo de cabos tem uma vida útil muito longa, estimada em mais de 100 anos de uso contínuo.

• Espaço: Em razão da sua taxa de transferência de dados, os cabos de fibra óptica ocupam espaços muito menores do que os cabos convencionais.

→ Desvantagens

• Aplicação: Os cabos de fibra óptica são subterrâneos ou sempre conectados ao chão.

• Fragilidade: Os cabos de fibra óptica são sensíveis e podem se romper mais facilmente que os cabos de cobre, além disso, não são tão maleáveis quanto cabos metálicos.

• Distâncias: Apesar de absorverem pouca luz, os cabos de fibra óptica que cobrem grandes distâncias, como aqueles que são submarinos, precisam de muitos repetidores de sinais para reforçar as perdas da intensidade da luz.

Velocidade da fibra óptica

A maior parte dos cabos de fibra óptica utilizados atualmente tem capacidades de transmissão entre 10 e 40 Gbits/s. No entanto, existem diversas aplicações em que são necessárias maiores taxas de transferências, por isso, algumas companhias de telecomunicação já desenvolveram cabos com mais de 7000 km de comprimento, capazes de transmitir até 15,5 Tbits/s (Terabits/s – 1015 bits/s). Estima-se que cabos de fibra óptica desse tipo sejam capazes de sustentar até 3.000.000 de chamadas telefônicas simultâneas ou até 90.000 canais de televisão.

As fibras ópticas podem ser usadas para a transmissão de internet.

Como é feita a fibra óptica?

O material mais comum para a construção das fibras ópticas é a sílica, nome popular do óxido de silício (SiO2). No entanto, de acordo com a aplicação desejada, outros materiais podem ser empregados em sua construção, como vidros derivados do flúor e alguns elementos da família dos calcogênios, como o enxofre.

Por Me. Rafael Helerbrock