A fibra óptica 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 (filamento de vidro) e o revestimento (material eletricamente
isolante). 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
eletromagnéticas, 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 eletromagnéticas. As ondas
eletromagnéticas 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
de fibra ótica atravessam oceanos, Usar cabos para conectar dois continentes separados
pelo oceano é um projeto 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 vários
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.
Vantagens
Em Virtude das
suas características, as fibras óticas apresentam muitas vantagens sobre os
sistemas elétricos:
§ Dimensões
Reduzidas
§ Capacidade para
transportar grandes quantidades de informação (Dezenas de milhares de
conversações num par de Fibras);
§ Atenuação muito
baixa, que permite grandes espaçamentos entre repetidores, com distância entre
repetidores superiores a algumas centenas de quilômetros.
§ Imunidade às
interferências eletromagnéticas;
§ Matéria-prima
muito abundante;
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| Comparação cabo de fibra óptica com outros cabos de mesmo segmento! |
Desvantagens
§ Custo ainda
elevado de compra e manutenção;
§ Fragilidade das
fibras óticas sem encapsulamento;
§ Dificuldade de
conexões das fibras óticas;
§ Acopladores tipo T
com perdas muito grandes;
§ Impossibilidade de
alimentação remota de repetidores;
§ Falta de padronização
dos componentes ópticos.
Aplicações
Uma
característica importante que torna a fibra óptica indispensável em muitas
aplicações é o fato de não ser suscetível à interferência eletromagnética,
pela razão de que não transmite pulsos elétricos, como ocorre com outros
meios de transmissão que empregam os fios metálicos, como o cobre. Podemos
encontrar aplicações do uso de fibra ótica na medicina (endoscopias, por
exemplo) como também em telecomunicações (principalmente internet) em
substituição aos fios de cobre.
Tipos
de fibras
As fibras ópticas
podem ser basicamente de dois modos:
§ Monomodo:
§ Permite o uso de
apenas um sinal de luz pela fibra.
§ Dimensões menores
que os outros tipos de fibras.
§ Maior banda
passante por ter menor dispersão.
§ Geralmente é
usado laser como fonte de geração de sinal.
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| Transmissão em fibras monomodo |
§ Multimodo:
§ Permite o uso de
fontes luminosas de baixa ocorrência tais como LEDs (mais
baratas).
§ Diâmetros grandes
facilitam o acoplamento de fontes luminosas e requerem pouca precisão nos
conectores.
§ Muito usado para
curtas distâncias pelo preço e facilidade de implementação, pois a longa
distância tem muita perda.
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| Transmissão em fibras multimodo |
Fonte Texto: Wikipédia, a
enciclopédia livre.
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