Como funciona a Fibra Óptica
Você provavelmente já utilizou algum site para verificar a velocidade da sua internet. E você pode ter reparado que, geralmente, há junto o chamado ping, uma medida de tempo em milissegundos (ms). Esse nada mais é do que o tempo que levou para seu computador enviar um pacote de dados até o servidor e recebê-lo novamente [1]. Atualmente, essa comunicação acontece de maneira extremamente rápida e praticamente sem perda de dados. Tal feito só é possível devido à alta tecnologia das fibras ópticas, que transmitem informação codificada através de pulsos de luz dentro de um cabo, utilizando o fenômeno óptico da reflexão interna total [2]. Todo material transparente tem uma propriedade, chamada índice de refração (η), que dita o quão rápido a luz viaja dentro dele. Quando a luz passa de um meio para outro, parte é refletida e parte sofre um desvio, chamado refração, que é determinado pelo índice de refração η, (você pode observar isso colocando um canudo em um copo com água). No caso em que a luz passa de um meio com η maior para um meio com η menor, se o ângulo de incidência da luz na interface entre os dois meios for menor que um certo ângulo crítico, não haverá refração e toda a luz será refletida. Esse fenômeno é chamado de reflexão interna total [3]. Por volta de 1840, dois cientistas, Daniel Collodon e Jacques Babinet, observaram que a luz podia viajar através de uma corrente curva de água que saia da lateral de um recipiente, demonstrando que a luz poderia ser “curvada” [4]. Devido ao fenômeno descrito anteriormente, a luz ficou “aprisionada” dentro do jato de água, pois o η da água é maior que o η do ar [3]. Voltando para a fibra óptica, isso é parecido com o que acontece dentro dela. Os cabos de fibra óptica são constituídos essencialmente por um núcleo (core) e um revestimento exterior (cladding), ambos feitos de vidro ultra-puro ou plástico. (É claro, há outra camada externa para proteção.) A fim de que a luz fique aprisionada no núcleo, este é construído com um índice de refração levemente maior do que o do cladding. Desta forma, a luz viaja através do tubo refletindo em suas paredes como em um zigue-zague quase indefinidamente [2,5]. Hoje as telecomunicações utilizam amplamente a fibra óptica, pois necessitam de uma transferência de dados rápida e com grande largura de banda, algo que em outros meios não é tão eficiente. Para se ter uma ideia, a maioria dos cabos de fibra óptica tem uma velocidade de 40 Gigabits por segundo. Isso é suficiente para suportar milhões de chamadas telefônicas simultâneas [6]. Quando comparada com fios de cobre, por exemplo, a fibra óptica se mostra mais eficiente energeticamente, tem menor custo e consegue transmitir dados por distâncias mais longas sem perder informação [2,6]. Além de que não está sujeita a interferência de campos elétricos, tem maior vida útil e ocupa menos espaço [6]. E se você se pergunta como é feita a comunicação entre os continentes, saiba que existem grandes redes de cabos de fibra óptica que atravessam os oceanos! Isso mesmo. Mas, como citado anteriormente, a luz viaja pelo cabo quase indefinidamente. Por mais tecnológico e livre de imperfeições que a fibra seja, em algum momento a informação começa a se perder. Por isso, são usados repetidores ou amplificadores de sinal [2]. Além de comunicação, a fibra óptica tem muitas outras utilidades. Na medicina, é utilizada para iluminar ou obter imagens de lugares de difícil acesso. É utilizada em alguns sensores de temperatura ou que envolvem luz [6], e também em decorações natalinas [2]. Autor: Cristhian Gean Batista Guimarães. Referências [1] GOGONI, Ronaldo. O que é Ping (latência)? Tecnoblog, 2018. Disponível em: <https://tecnoblog.net/responde/o-que-e-ping-latencia/>. Acesso em: 6 de ago. de 2022. [2] How Does LIGHT Carry Data? – Fiber Optics Explained. Techquickie YouTube Channel. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=G1Ke-H8I1uk&ab_channel=Techquickie>. Acesso em: 6 de ago. de 2022. [3] HALLIDAY, D. RESNICK, R. Fundamentos de física: Óptica e Física Moderna, 10a edição. Rio de Janeiro: LTC, 2016. [4] DESCONHECIDO. History of Fiber Optics. Timbercon, Inc, 2018. Disponível em: <https://www.timbercon.com/resources/blog/history-of-fiber-optics/>. Acesso em: 6 de ago. de 2022. [5] DESCONHECIDO. Optical Fiber. The Fiber Optic Association, Inc. Disponível em: <https://www.thefoa.org/tech/ref/basic/fiber.html>. Acesso em: 6 de ago. de 2022. [6] HELERBROCK, Rafael. Fibra óptica. Brasil Escola. Disponível em: <https://brasilescola.uol.com.br/fisica/fibra-optica.htm>. Acesso em: 6 de ago. de 2022.
