Fibra Otica

A fibra ótica (português brasileiro) ou fibra óptica (português europeu) 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 e o revestimento. 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 electromagnéticas e /ou ondas electromagnéticas, 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 electromagnéticas. As ondas electromagnéticas 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 fibra ótica atravessam oceanos. Usar cabos para conectar dois continentes separados pelo oceano é um projecto 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.

Corresponde ao meio onde a potência luminosa injetada pelo emissor de luz, é guiada e transmitida até o fotodetector.

Existem dois tipos de fibra ótica:

o multimodo;

o monomodo.

A fibra multimodo, pode ser subdividida em dois outros grupos, a de índice degrau, e a de índice gradual.

A de índice degrau, possui índice e dimensões grandes, o que facilita a fabricação e manipulação, porém tem a capacidade de transmissão limitada.

A de índice gradual, possui dimensões moderadas, o que permite uma conectividade relativamente simples.

Já as fibras monomodo, tem dimensões bastante pequenas, o que dificulta sua manipulação e conectividade. Porém possui uma vantagem em relação as fibras multimodo; a alta taxa de transmissão.

O que são fibras ópticas?

Fibras ópticas são fios longos e finos de vidro muito puro, com o diâmetro aproximado de um fio de cabelo humano, dispostas em feixes chamados cabos ópticos e usadas para transmitir sinais de luz ao longo de grandes distâncias.

Partes de uma única fibra óptica

Se você olhar bem de perto uma única fibra óptica, verá que ela possui as seguintes partes:

• núcleo - minúsculo centro de vidro da fibra, no qual a luz viaja;

• interface - material óptico externo que circunda o núcleo e reflete a luz de volta para ele;

• capa protetora - revestimento plástico que protege a fibra de danos e umidade.

Centenas ou milhares dessas fibras ópticas são dispostas em feixes nos cabos ópticos, que são protegidos pela cobertura externa do cabo, chamada jaqueta.

Vantagens e desvantagens das fibras

Dentre as vantagens da fibra óptica destacam-se:

• banda passante teoricamente enorme;

Em cada uma das janelas ópticas, há aproximadamente 25 Thertz de capacidade potencial de banda. Isso dá uma banda total pelo menos 10000 vezes maior que sistemas de microondas da primeira metade da década de 90, que tinham uma banda passante de 700Mhz. Também no início da década de 90, fibras ópticas comerciais já chegavam a 200 Ghz.km, o que contrasta significantemente com a banda passante vezes distância útil máxima de 400Mhz.km de um cabo coaxial.

• atenuação muito baixa;

As fibras ópticas apresentam perdas de transmissão extremamente baixas, desde atenuações da ordem de 3 a 5 dB/km na janela de 850 nm até perdas inferiores a 0,2 dB/km na janela de 1550 nm. Dessa forma, é possível implementar sistemas com um espaçamento muito grande entre os repetidores, o que reduz brutalmente os custos do sistema.

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• imunidade a interferências eletromagnéticas e ruídos;

Por serem feitas de materiais dielétricos, as fibras ópticas não sofrem com interferências eletromagnéticas. Esse fato pode tornar-se vantajoso, pois as fibras são imunes a pulsos eletromagnéticos,