Por que a fibra óptica está revolucionando a comunicação

Quando criança, é provável que você tenha brincado com telefone de copos, aqueles tradicionais copos de plástico ligados por um barbante e separados por alguns metros e que serviam como um meio de comunicação primitivo. Por mais rústico que seja, você estava transmitindo informações por cabos, assim como as fibras ópticas, um dos métodos mais recentes e mais eficientes de transmissão de dados.

A fibra óptica foi criada na década de 1950, mas bem antes disso já existiam alguns elementos que possibilitaram a criação da tecnologia. Até 1870, acreditava-se que a luz caminha em linha reta. Coube ao físico John Tyndall provar o contrário: ao colocar uma lanterna dentro de um recipiente cheio de água, conseguiu mostrar que a luz poderia fazer curvas.

Em 1952, o físico indiano Narinder Singh Kapany tratou de dar uma utilidade relevante para a descoberta, fazendo experimentos em óptica na Universidade de Londres. Kapany estudou a reflexão total da luz, trabalhando com prismas e cilindros de vidro. A ideia era achar uma maneira de armazenar luz, compreendendo o seu movimento.

Em seus experimentos, Kapany descobriu que mesmo com tubos curvos, a luz poderia se movimentar como se fosse água em um cano ao realizar milhares de reflexões sucessivas — imagine um feixe de luz batendo em zigue-zague em um curto espaço. Tudo o que o físico precisava é de um cano muito estreito, que tivesse as características do vidro e pudesse se curvar. Para isso, ele teve que adaptar a fibra de vidro que era utilizada como isolante térmico. Em 1955, ele criou e patenteou a fibra óptica.

A ideia do indiano era usar o equipamento na medicina, mais especificamente no endoscópio, para observar dentro do corpo humano. Foi ideia de outro físico, o chinês Charles Kao, pesquisador que vivia na Inglaterra, utilizar as fibras ópticas nas chamadas telefônicas. Com experimentos, provou que o equipamento tinha uma capacidade muito maior de transmissão de dados e um custo bem menor.

Gerada por um tubo de raios laser, a luz que é transmitida pelos cabos pode ser controlada, o que significa que é possível criar códigos digitais para a transmissão de dados. Ou seja, o código binário de zero e um é substituído por luz e ausência de luz. Esse tipo de adaptação permite que a fibra seja capaz de 20 mil conversas telefônicas simultâneas, 40 vezes a mais que o fio de cobre, por exemplo.

Atualmente, a fibra óptica é utilizada em automóveis, eletrodomésticos e em outros equipamentos. Um dos usos mais populares é para a transmissão de dados para o uso da internet. Empresas de banda larga nacionais e internacionais possuem planos que utilizam a fibra óptica como tecnologia. Um dos mais famosos nos Estados Unidos é o Google Fiber, que promete internet de até 1000 Mbps, que seria 20 vezes mais rápido do que uma internet convencional de 50 Mbps.

industrial optical fiber connectors

Fibra óptica no espaço e o futuro da tecnologia

Como é um campo relativamente recente da ciência, estudos são feitos todos os anos sobre a capacidade da fibra óptica e como poderemos melhorar essa tecnologia. Em 2013, o Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica, em Campinas, conseguiu desenvolver inovações no campo dos amplificadores paramétricos da fibra, que tem a função de manter a potência do sinal de luz que percorre o interior das fibras. Ampliando esses amplificadores, mais tráfego pode ser transmitido. A instituição conseguiu uma largura de banda de 115 nanômetros, sendo que cada nanômetro equivale a um milionésimo de milímetro. Atualmente, os sistemas têm uma largura máxima de 30 nanômetros.

Se a ideia é ter internet mais rápida, há também maneiras de tornar as fibras mais puras. A empresa Made in Space, companhia que opera uma impressora 3D na Estação Internacional Espacial, anunciou que agora tem um novo projeto: fazer fibra óptica no espaço. Apesar de ser mais eficiente do que cabos convencionais, os cabos de fibra ótica ainda sofrem com imperfeições do vidro, que faz a fibra perder qualidade. A ideia é que a microgravidade do espaço possa ser ideal para a produção da fibra. A Made in Space vai fazer pelo menos 100 metros de fibra ótica no espaço e trazê-las para a Terra em 2017 para teste. Se tudo der certo, poderemos ter internet ainda mais rápida e estável no futuro em nossas casas.

Fonte: Intel iQ Brasil

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