Fibra Óptica: O Futuro das Telecomunicações e da Internet

O futuro das telecomunicações tem um nome: fibra óptica. Com ela, realizamos tarefas através de um feixe de luz que passa por um filamento de fio, onde quer que vá.

Quando a luz é ligada e enviada, ela se torna um sinal digital. Esse sinal vai para as centrais telefónicas e, no futuro, nossos lares terão circuitos de fibra óptica.

Os filamentos de vidro têm a espessura de um fio de cabelo, podendo ter até um centésimo de milímetro. O vidro assim preparado é revestido, garantindo proteção. O futuro da internet está aqui, eliminando a lentidão exasperante. Os cabos de cobre tradicionais não suportam a velocidade de 20 Mbps que precisamos, enquanto a fibra óptica pode facilmente acomodar isso e muito mais. A ADSL, por exemplo, não se compara à capacidade da fibra.

Processo de Fabricação da Fibra Óptica

A produção da fibra de vidro começa com:

• Limpeza: Tubos longos são imersos em ácido fluorídrico (HF) para limpeza.
• Formação do Núcleo: Em seguida, ocorre aquecimento a gás com silício e germânio (Ge), que cobrem e formam o núcleo da fibra.
• Afinamento: O próximo passo é afiná-la, suspendendo-a verticalmente. Para obter o diâmetro final desejado, o vidro é aquecido a 2000 ºC, amolecendo e caindo como mel de uma colher, até atingir o diâmetro correto.
• Proteção: A fibra passa por lâmpadas ultravioleta que formam uma camada de acrílico para protegê-la.
• Armazenamento: Posteriormente, é enrolada em um carretel ou inserida em um cabo.

Como a Fibra Óptica Funciona?

Ondas Eletromagnéticas e Reflexão Total

A luz e o rádio, para citar alguns, são ondas eletromagnéticas. Físicos afirmam que são geradas pelos saltos dos elétrons nos átomos que formam a matéria (no caso da luz) e pelo movimento dos elétrons nas antenas (no caso do rádio).

A propagação da luz na fibra é baseada na reflexão de ondas de luz que incidem na fronteira entre dois meios com diferentes "densidades", ou como os físicos chamam, diferentes índices de refração.

Sobre refração e reflexão: Segundo a Lei de Snell, quando um raio de luz passa por dois meios de diferentes densidades, ocorre uma mudança na direção do feixe. O índice de refração de um meio (n) é o quociente da velocidade da luz no vácuo (3 x 10⁸ km/s) pela velocidade da luz nesse meio. A lei é expressa como: n1 sin(i) = n2 sin(r), onde n₁ e n₂ são os índices de refração dos meios de origem e destino do feixe, e i e r são os ângulos de incidência e refração, respectivamente.

Dependendo da inclinação do raio de luz, ele pode ser refletido ou refratado pelo meio. Se o ângulo de incidência for suficientemente grande ao passar de um meio mais denso para um menos denso, o feixe pode ser totalmente refletido. Este é o princípio físico da reflexão total, fundamental na fibra óptica.

Tipos de Fibra Óptica

A fibra óptica é um guia de ondas em um filamento capaz de orientar um sinal de luz introduzido nela. Como mencionado, consiste em duas camadas de densidade diferentes e, portanto, com índices de refração distintos. A luz é transmitida através dela, sem conseguir escapar, refletindo continuamente.

Existem dois tipos principais de fibras ópticas:

• Fibra Multimodo: Permite a refração da luz por muitos caminhos possíveis (ou seja, é capaz de muitos modos de luz), suportando distâncias curtas.
• Fibra Monomodo: Permite a refração da luz por um único caminho, suportando distâncias maiores em comparação com a multimodo.