Feitas a partir de materiais transparentes, como fibras de vidro ou plástico, as fibras ópticas se caracterizam por ser um meio de propagação da luz inúmeras vezes na sua parte interna. Normalmente são bem finas contando com apenas alguns micrômetros de espessura (entre 10 e 6 m), porém, podem ter muitos quilômetros de comprimento.
Esse tipo de fibra tem uma grande variedade de aplicações com destaque para a transmissão de dados, setor em que vem se destacando significativamente. Continue lendo para saber mais sobre a fibra óptica e quais são suas potenciais aplicações.
Fibra Óptica: Reflexão Interna Total da Luz
Basicamente as fibras ópticas são formadas por núcleo, casca e capa protetora. O seu núcleo é transparente e tem um elevado índice de refração. Em volta dele estão inúmeras camadas plásticas transparentes que têm índices de refração menores que as do núcleo. O uso das fibras ópticas é possível através de um fenômeno físico chamado de reflexão interna total da luz.
Para que esse fenômeno de reflexão interna total aconteça é necessário que a luz seja emitida para o interior do núcleo da fibra num ângulo mínimo de incidência que recebe o nome de ângulo limite, pode ser chamado ainda de ângulo crítico. A medição é feita em relação a interface entre o núcleo e o revestimento. O ângulo torna possível que a luz passe por sucessivas reflexões internas na fibra sem que saia de dentro dela.
Isso permite que a luz se propague por longas distâncias tendo mínimas perdas de intensidade, também acompanha o formato dos cabos criado pela disposição dos cabos de fibra óptica. Uma forma simples de explicar como funciona um cabo de fibra óptica é compará-lo com um túnel espelhado em que a luz é refletida constantemente.
Multiplexação
Multiplexação
Fibras ópticas ainda podem ser responsáveis pela propagação de mais de uma cor ou comprimento de onda na sua parte interna. Trata-se de um processo conhecido como multiplexação em que informações são transmitidas ao mesmo tempo na extensão de uma fibra óptica única. Exemplos disso é a transmissão de dados de internet, televisão e telefone. Isso não pode ser realizado por cabos comuns como os de cobras que são bastante usados para transferir dados.
As diferentes cores, provenientes de comprimentos de onda distintos emitidos dentro da fibra, geram um feixe branco devido à fusão das cores na parte interna da fibra. Por isso que terminais desse tipo de cabo óptico tende a usar um prisma que ajuda na dispersão na luz fazendo a separação das cores e dessa forma dando origem ao seu espectro discreto, algo característico de cada um dos comprimentos de onda.
Mas, Afinal Para Que Serve a Malha de Fibra Óptica?
A seguir iremos apresentar alguns dos principais usos da fibra óptica.
– Transmissão de Dados
Transmissão de Dados
Fibras ópticas podem ser utilizadas para a transmissão de dados de telefone, internet, rádio, redes, televisão entre outros.
– Para Obter Imagens
Fibras ópticas são de grande ajuda para conseguir imagens de locais de difícil acesso já que a luz pode ser refletida na sua parte interna através de longas distâncias.
– Como Sensores
Fibras ópticas permitem construir diversos tipos de sensores com a capacidade de apresentar variações de temperatura sensíveis, frequências de luz, polarização da luz, deformar sólidos entre outras alterações.
Quais São as Vantagens do Uso de Fibra Óptica?
Abaixo você poderá entender melhor quais são as principais vantagens do uso da fibra óptica.
– Velocidade de Transmissão dos Dados
Em geral os cabos de fibra óptica usados no mundo tem a capacidade de transmissão de 40 Gbit/s (Gigabits por segundo). Contudo, vale dizer que existem tecnologias atualmente que já permitem a transmissão de até 1 Pbit/s (Petabit por segundo).
– Redução de Interferências Eletromagnéticas
Como os cabos de fibra óptica são feitos a partir de materiais dielétricos não sofrem interferência das ondas eletromagnéticas externas durante a propagação de luz no seu interior.
– Atenuação Baixa de Sinal
As fibras ópticas conseguem fazer a transmissão de dados com perdas pequenas, bem diferente do que acontece com cabos condutores. A perda fica em torno de 0,2 dB/km (0,2 decibels).
– Baixo Custo
Outra vantagem do uso de fibra óptica está no fato de que os cabos são mais baratos do que cabos condutores de cobre.
– Tempo de Vida Útil
A vida útil dos cabos de fibra óptica é bastante longa, estima-se que mais de 100 anos de uso sem interrupção.
– Pouca Ocupação de Espaço
Os cabos de fibra óptica ocupam um espaço relativamente pequeno quando em comparação com os cabos de transferência de dados comuns.
Quais São as Desvantagens do Uso de Fibra Óptica?
Confira a seguir as principais desvantagens de adotar o uso de fibra óptica.
– Aplicação
Pode apresentar certa dificuldade de aplicação pelo fato de serem subterrâneos ou então sempre conectados com o chão.
– Fragilidade
Esse tipo de cabo apresenta grande fragilidade sendo muito fácil de romper. Também não apresentam tanta maleabilidade quando cabos metálicos.
– Distâncias
Embora absorvam pouca luz esses cabos (em especial os que cobrem distâncias muito longas como os de submarinos) demandam o uso de vários repetidores de sinais como um reforço para as perdas de intensidade da luz.
Velocidade: Uma Questão em Aprimoramento
Como citamos anteriormente grande parte dos cabos de fibra óptica usados atualmente têm capacidade de transmitir entre 10 e 40 Gbits/s. Porém, diversas aplicações demandam taxas maiores de transferência de maneira que já há empresas trabalhando para criar cabos que tenham mais de 7000 km de comprimento e que dessa forma poderiam transmitir até 15,5 Tbits/s (Terabits/s – 1015 bits/s).
Acredita-se que cabos de fibra óptica desse tipo consigam sustentar até 3.000.000 de chamadas telefônicas ao mesmo tempo ou ainda 90.000 canais de TV.
Como a Fibra Óptica é Feita?
O material mais comum de ser utilizado para a confecção de fibras ópticas é a sílica que é o óxido de silício (SiO2). Contudo, dependendo da aplicação que se pretende dar para a fibra podem ser utilizados outros materiais como vidros derivados do flúor e elementos pertencentes a família dos calcogênios como o enxofre. O fabrico deve ser adequado ao uso.
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