A FIBRA ÓTICA - PARTE
1
A fibra ótica (português brasileiro) ou
fibra óptica (português europeu) é um
pedaço de vidro ou de materiais
poliméricos com capacidade de transmitir
luz. Tal filamento pode apresentar
diâmetros variáveis, dependendo da
aplicação, indo desde diâmetros ínfimos,
da ordem de micrômetros (mais finos que
um fio de cabelo) até vários milímetros.
A fibra ótica foi inventada pelo físico
indiano Narinder Singh Kapany. Dentre os
diferentes métodos de fabricação de
fibra ótica existentes, os mais
conhecidos são MCVD, VAD e OVD.
Funcionamento
A transmissão da luz pela fibra segue um
princípio único, independentemente do
material usado ou da aplicação: é
lançado um feixe de luz numa extremidade
da fibra e, pelas características
ópticas do meio (fibra), esse feixe
percorre a fibra por meio de reflexões
sucessivas. A fibra possui no mínimo
duas camadas: o núcleo e o revestimento.
No núcleo, ocorre a transmissão da luz
propriamente dita. A transmissão da luz
dentro da fibra é possível graças a uma
diferença de índice de refração entre o
revestimento e o núcleo, sendo que o
núcleo possui sempre um índice de
refração mais elevado, característica
que aliada ao ângulo de incidência do
feixe de luz, possibilita o fenômeno da
reflexão total.
As fibras ópticas são utilizadas como
meio de transmissão de ondas
electromagnéticas e /ou ondas
electromagnéticas, temos como exemplo a
luz uma vez que é transparente e pode
ser agrupada em cabos. Estas fibras são
feitas de plástico e/ou de vidro. O
vidro é mais utilizado porque absorve
menos as ondas electromagnéticas. As
ondas electromagnéticas mais utilizadas
são as correspondentes à gama da luz.
O meio de transmissão por fibra ótica é
chamado de "guiado", porque as ondas
eletromagnéticas são "guiadas" na fibra,
embora o meio transmita ondas
omnidirecionais, contrariamente à
transmissão "sem-fio", cujo meio é
chamado de "não-guiado". Mesmo confinada
a um meio físico, a luz transmitida pela
fibra ótica proporciona o alcance de
taxas de transmissão (velocidades)
elevadíssimas, da ordem de dez elevado à
nona potência a dez elevado à décima
potência, de bits por segundo (cerca de
40Gbps), com baixa taxa de atenuação por
quilômetro. Mas a velocidade de
transmissão total possível ainda não foi
alcançada pelas tecnologias existentes.
Como a luz se propaga no interior de um
meio físico, sofrendo ainda o fenômeno
de reflexão, ela não consegue alcançar a
velocidade de propagação no vácuo, que é
de 300.000 km/segundo, sendo esta
velocidade diminuída consideravelmente.
Cabos fibra ótica atravessam oceanos.
Usar cabos para conectar dois
continentes separados pelo oceano é um
projecto monumental. É preciso instalar
um cabo com milhares de quilómetros de
extensão sob o mar, atravessando fossas
e montanhas submarinas. Nos anos 80,
tornou-se disponível, o primeiro cabo
fibra ótica intercontinental desse tipo,
instalado em 1988, e tinha capacidade
para 40.000 conversas telefônicas
simultâneas, usando tecnologia digital.
Desde então, a capacidade dos cabos
aumentou. Alguns cabos que atravessam o
oceano Atlântico têm capacidade para 200
milhões de circuitos telefônicos.
Para transmitir dados pela fibra ótica,
é necessário equipamentos especiais, que
contém um componente fotoemissor, que
pode ser um diodo emissor de luz (LED)
ou um diodo laser. O fotoemissor
converte sinais elétricos em pulsos de
luz que representam os valores digitais
binários (0 e 1). Tecnologias como WDM (CWDM
e DWDM) fazem a multiplexação de várias
comprimentos de onda em um único pulso
de luz chegando a taxas de transmissão
de 1,6 Terabits/s em um único par de
fibras.
A FIBRA ÓTICA - PARTE 2
A fibra ótica é um
filamento extremamente fino e flexível,
feito de vidro ultrapuro, plástico ou
outro isolante elétrico (material com
alta resistência ao fluxo de corrente
elétrica). Possui uma estrutura simples,
composta por capa protetora, interface e
núcleo. A tecnologia tem conquistado o
mundo, sendo muito utilizada nas
telecomunicações e exames médicos, como
endoscopias e cirurgias corretivas de
problemas visuais, entre outras
aplicações possíveis.
Como funciona?
Para entender o funcionamento da fibra
ótica, é necessário retomar o conceito
básico de refração da luz, uma daquelas
matérias mais conhecidas das aulas de
Física do Ensino Médio. Para não entrar
em explicações muito técnicas, vamos
usar o seguinte exemplo:
Suponha que você mergulhe em uma
piscina, segurando uma lanterna acesa e
apontada para a superfície (não esqueça
de que é preciso incliná-la um pouco
para que não fique totalmente reta).
Dessa forma, observa-se que a luz vai
seguir um sentido dentro da água, mas
vai sofrer um desvio ao entrar em
contato com o outro ambiente (no caso, o
ar). Isso ocorre porque os dois
ambientes possuem índices de refração
diferentes, fazendo com que haja uma
mudança na direção e na velocidade da
luz.
Entretanto, existe um ângulo limite para
que a refração aconteça. Quando o feixe
de luz é lançado em uma direção além
desse ângulo, a luz não consegue
ultrapassar a superfície da água e volta
a se refletir para dentro da piscina.
Esse fenômeno é chamado de reflexão
total.
É exatamente isto que ocorre no interior
de um filamento de fibra ótica. A luz
percorre de uma extremidade à outra da
fibra, refletindo-se várias vezes nas
paredes da interface — que mandam o
feixe de volta para o núcleo — fazendo
uma espécie de ziguezague ao longo do
caminho.
Fonte: www.dsrt.com