Guia Completo sobre Comunicações Ópticas e Fibras

O que são comunicações ópticas?

É um método de transmissão de informações de um lugar para outro por meio do envio de pulsos de luz, normalmente realizado através de uma fibra óptica.

Principais vantagens das fibras ópticas:

• Imunidade a interferências e ruídos;
• Sigilo e segurança;
• Tamanho reduzido e leveza;
• Condutividade elétrica nula;
• Baixa perda de sinal;
• Alta resistência térmica;
• Sem risco de fogo ou centelhamento.

História e Evolução

Semaphore

Construído pelo francês Claude Chappe em 1791, baseava-se em um dispositivo de braços mecânicos instalado no alto de uma torre. Operado manualmente, permitia a transmissão de sinais a distâncias visuais. Foi considerado o primeiro sistema de comunicações ópticas de alta velocidade da história, capaz de transmitir mensagens a 200 km em apenas 15 minutos.

Photophone

Criado por Bell em 1880, foi um sistema pioneiro de comunicações ópticas analógicas. O dispositivo transmitia voz por meio de um feixe de luz solar, com alcance limitado de 200 metros e dependência total de luz direta.

Padre Roberto Landell de Moura

Nascido em Porto Alegre (1861), construiu o primeiro transmissor sem fio para mensagens em 1892, antes de Marconi. Entre 1903 e 1904, obteve nos EUA patentes para o transmissor de ondas (landellianas), o telefone sem fio e o telégrafo sem fio.

Marcos Científicos

• John Tyndall: Comprovou que a luz se curva para acompanhar um esguicho d'água.
• Kao e Hockham: Sugeriram o uso de fibras de vidro para transmissão a longa distância, provando que a atenuação era causada por impurezas, não pelo material.
• Narinder Kapany: Patenteou o termo "Fibra Óptica" em 1955.

Princípios Físicos

• O que é Luz: Radiação eletromagnética que se propaga no vácuo ou em meios transparentes.
• Refração da Luz: Mudança de direção e velocidade ao passar de um meio para outro.
• Índice de Refração (n): Razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade no meio considerado.
• Ângulo Limite de Incidência: Quando o ângulo de incidência é igual a 90º.
• Reflexão Interna Total: Ocorre quando a luz se propaga do meio mais refringente para o menos refringente com ângulo de incidência maior que o ângulo limite (i > L).

Tecnologia de Fibras Ópticas

A fibra óptica é o meio onde a radiação óptica (luminosa), injetada pelo emissor, é guiada até o fotodetector. Também é chamada de transmissão guiada.

• Faixa de frequência: 100 a 1000 Tera Hertz (THz).
• Partes principais: Núcleo, casca e capa.
• Aplicações: Medicina, TV a cabo, sensores, redes telefônicas, redes locais de computadores e cabos submarinos.