Como Funciona a Fibra Óptica

Já todos ouviram falar da fibra óptica, e os nossos operadores de telecomunicações são também exímios em publictar o serviço "por fibra". Mas afinal... o que é a fibra óptica e porque motivo tem dado tanto que falar?

A fibra óptica foi inventada pelo físico indiano Narinder Singh Kapany e consiste num pedaço de vidro ou de materiais polimétricos com capacidade para transmitir luz. Esses filamentos têm normalmente espessuras bastante reduzidas, com diâmetros que vão desde os micrómetros aos milímetros.

Sendo a luz um excelente meio de transmissão de dados a alta-velocidade, o problema que se coloca ao utilizar este meio é a atenuação que sofre quando encontra obstáculos... e a impossibilidade de dar "curvas". Mas a fibra óptica veio resolver estes problemas.

Na transmissão da luz pela fibra é lançado um feixe numa extremidade da fibra e, pelas características ópticas do meio, a luz vai sendo reflectida sucessivamente até atingir o outro extremo como mostra o esquema seguinte:

Estas reflexões são possíveis devido à diferença entre o índice de refracção do núcleo (filamento interior de vidro) e o revestimento (material exterior electricamente isolado). Através deste fenómeno é possível criar uma ligação de vários milhares de quilómetros com baixa atenuação que consegue facilmente atingir velocidades teoricamente infinitas (apenas limitadas pela velocidade com que lá conseguimos injectar os dados que pretendemos).

Em 1988 foi instalado o primeiro cabo intercontinental que atravessa o Oceano Atlântico e que na altura tinha a capacidade para 40 000 conversas telefónicas simultâneas. Com o avanço da tecnologia, fazendo a multiplexação de vários comprimentos de onda num único pulso de luz (o equivalente a usar luz de diferentes cor em simultâneo), conseguimos atingir taxas de transmissão de vários Terabits/s. Podem consultar um mapa interactivo dos cabos submarinos para verem a importância que estes cabos têm no mundo moderno. Como podem constatar, já vamos em cabos com vários milhares de quilómetros e com taxas de transmissão na ordem dos 60 Terabits/s.

Embora as fibras ópticas em si tenham espessuras reduzidas, os cabos que fazem travessias subaquáticas têm múltiplas camadas de protecção como demonstrado no esquema a seguir, usando materiais como alumínio  ferro, cobre e kevlar, sendo que a fibra óptica se encontra apenas no seu núcleo interior (8):

Actualmente existem dois tipos de fibra óptica:

• Monomodo - só permite um sinal de luz o que permite fibras com diâmetros mais reduzidos havendo menor dispersão. É usado com lasers como fonte do sinal;
• Multimodo - permitem vários sinais de luz usando LEDs como fonte de sinal. É utilizado em poucas distâncias pois apresentam uma grande perda com o aumento do comprimento.

Se pretenderem mais informações sobre o estado das ligações de fibra óptica em Portugal podem consultar este site. Como curiosidade fica o mapa da rede RCTS em Portugal gerida pela FCCN:

[por Pedro Cabido]