Como funciona a fibra ótica [infográfico]

Você sabe como funciona o sistema que oferece conexões muito superiores às conhecidas hoje? Acompanhe este artigo e entenda o funcionamento da fibra ótica.
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Por Renan Hamann em 29 de Abril de 2011

Transmissão de dados e voz em longas distâncias com pouca perda de sinal e qualidade, tudo isso com altíssimas velocidades. Já pensou nas maravilhas que isso permitiria? Apostamos que você deve estar pensando: baixar programas e músicas ficaria muito mais rápido e o tempo de espera por downloads seria reduzido ao mínimo.

E é exatamente isso que aconteceria, se todas as empresas de internet banda larga disponibilizassem a tecnologia da fibra ótica para os usuários. Logicamente a mudança de tecnologia demanda grandes quantias de dinheiro, por isso é difícil que tenhamos a fibra ótica em todas redes domésticas pelos próximos anos.

No Brasil, apenas algumas universidades e institutos públicos possuem este tipo de conexão. Em 2011, algumas residências devem passar a contar com o modo de transmissão de alta velocidade da fibra ótica – pelo menos é o que está prometendo uma das maiores empresas de telecomunicações do país.

Mas você sabe como funcionam os cabos de fibra ótica? Acompanhe este artigo que o Tecmundo preparou para você e descubra como ocorre a transmissão de dados e voz por meio dos cabos de fibra ótica. Aproveite também para entender o quão importante eles podem ser em nossas vidas.

Transformando dados em luz

A fibra ótica não envia dados da mesma maneira que os cabos convencionais. Para garantir mais velocidade, todo o sinal é transformado em luz, com o auxílio de conversores integrados aos transmissores. Há dois modos de converter os dados: por laser e por LED (respectivamente: fibras monomodo e multimodo. Ambas serão explicadas mais adiante).

Como funciona a fibra ótica [infográfico] (Fonte da imagem: Wikimedia Commons / BigRiz)

Sem essa conversão, os dados enviados e recebidos não poderiam desfrutar das mesmas larguras de banda. Nesse momento, surge a necessidade dos cabos de fibra ótica, pois são eles que permitem a velocidade e a qualidade superiores às oferecidas pelos tradicionais cabos de cobre. O motivo disso nós vamos explicar mais à frente neste artigo.

Cabos de fibra ótica

Você imagina como é um cabo de fibra ótica por dentro? Ele não é construído apenas com a fibra de vidro e o revestimento plástico, há várias camadas que fazem parte da estrutura essencial dele. Vamos agora explicar um pouco mais sobre cada uma das camadas que compõe a fibra ótica.

Proteção plástica

Como todo cabo, a fibra ótica também precisa de proteção externa, para evitar que o desgaste natural ou as situações anômalas do tempo representem interferências no sistema. Geralmente, essa camada de proteção é composta por plásticos, tornando a aparência dos cabos de fibra ótica muito similar à apresentada por cabos de rede, por exemplo.

Fibra de fortalecimento

Logo abaixo da camada plástica, existe uma fibra de fortalecimento, bastante parecida com a que existe em cabos coaxiais de transmissão de sinal de televisão. Você sabe qual a função dela? Proteger a fibra de vidro de quebras que podem acontecer em situações de torção do cabo ou impactos no transporte.

Se a camada de fortalecimento não existisse, qualquer movimento brusco que atingisse os cabos de fibra ótica resultaria em quebra da fibra principal e, consequentemente, na perda total do sinal transmitido.

Revestimento interno

Também chamado de “Coating”, o revestimento interno tem função similar à das fibras de fortalecimento. É ele que isola todos os impactos externos e também evita que a luz natural atinja as fibras de vidro internas, o que poderia resultar em interferências muito fortes em qualquer que seja o sinal.

Camada de refração

Nas duas camadas mais internas, ocorre a parte mais importante do processo de transmissão de luz. Cobrindo o filete de fibra de vidro, a camada de refração (ou “Cadding”) é responsável pela propagação de todos os feixes, evitando que existam perdas no decorrer dos trajetos. Em um sistema perfeito, essa camada garantiria 100% de reaproveitamento dos sinais luminosos.

Núcleo

Também chamado de “Core”. Em suma, é onde realmente ocorre a transmissão dos pulsos de luz. Construído em vidro, é por ele que a luz viaja em suas longas distâncias. No próximo tópico mostraremos os dois tipos de fibras de vidro que podem ser utilizados nos cabos.

Muita velocidade

Multimodo e monomodo

Os dois nomes que abrem este tópico representam os dois principais modelos de fibras óticas existentes atualmente. Eles são diferenciados em vários aspectos, desde o custo de produção até as melhores possibilidades de aplicação. Qual deles será mais recomendado para a construção de redes de internet?

Monomodo

Como o nome já diz, as fibras monomodo só podem atender a um sinal por vez. Ou seja, uma única fonte de luz (na maior parte das vezes, laser) envia as informações por enormes distâncias. As fibras monomodo apresentam menos dispersão, por isso pode haver distâncias muito grandes entre retransmissores.

Teoricamente, até 80 quilômetros podem separar dois transmissores, mas na prática eles são um pouco mais próximos. Outra vantagem das fibras desse tipo é a largura da banda oferecida, que garante velocidades maiores na troca de informações.

Multimodo

Fibras multimodo garantem a emissão de vários sinais ao mesmo tempo (geralmente utilizam LEDs para a emissão). Esse tipo de fibra é mais recomendado para transmissões de curtas distâncias, pois garante apenas 300 metros de transmissões sem perdas. Elas são mais recomendadas para redes domésticas porque são muito mais baratas.

Isso sim é velocidade

Você já viu que a fibra ótica garante velocidades muito maiores do que as oferecidas pelos fios de cobre comuns, mas ainda não viu os números exatos. Hoje, uma conexão banda larga de alta velocidade é oferecida com cerca de 10 Mbps, o que permite downloads a quase 1,25 MB/s.

Os padrões de testes da fibra ótica apontam para velocidades de 10 Gbps, o que resulta em downloads de 1.280 MB/s. É um aumento considerável, que pode ser extremamente importante para quem gosta de jogar games online ou baixar muitos arquivos pela internet.

Como funciona a fibra ótica [infográfico] (Fonte da imagem: Wikimedia Commons / Hustvedt)

Vale dizer que as conexões de 10 Gbps são muito potentes e devem custar muito caro, por isso são mais recomendadas para grandes empresas e universidades, locais em que a banda precisa ser muito dividida. Outra possibilidade é a instalação de padrões de fibra ótica em condomínios, que podem redividir a conexão para vários computadores.

Saudades do cobre: fibra ótica também tem defeitos

Não existe nenhuma tecnologia perfeita, por isso precisamos apresentar também as desvantagens dos cabos de fibra ótica. A principal delas é relacionada aos custos, tanto de produção quanto de implementação dos novos sistemas de transmissão. 

Produzir cabos de fibra ótica envolve processos muito complexos e caros, o que exige uma demanda muito grande de usuários dispostos a pagar um pouco mais pelos recursos oferecidos pela tecnologia. Além disso, para alimentar grandes cidades seriam necessários muitos retransmissores, e há relatos de perdas grandes de sinal em retransmissores divisores.

Outros problemas estão ligados diretamente à fragilidade das fibras de vidro. Como ainda não existe uma padronização no sistema, há muitos cabos que são vendidos sem o encapsulamento protetor adequado. Isso gera instabilidade para os cabos e pode resultar em quebras dos filetes de transmissão.

Tecnologia do futuro?

Será que a fibra ótica está realmente distante da realidade? Aos poucos, algumas empresas de televisão a cabo e internet estão oferecendo pacotes que contam com os recursos da tecnologia para seus assinantes. Os preços ainda são bem altos, mas com o passar do tempo é provável que baixem consideravelmente.

Como funciona a fibra ótica [infográfico]

Outro desafio é encontrar formas de retransmitir os sinais sem que seja necessário dispender muitos recursos, mas as vantagens oferecidas realmente impulsionam os pesquisadores. A fibra ótica garante uma largura de banda muito maior do que o cobre, ocupando menos espaço físico e com matéria-prima (sílica) muito mais abundante.

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Você está disposto a pagar um pouco a mais para ter fibra ótica na sua casa? Ou acha que ainda não vale a pena gastar dinheiro em uma tecnologia mais moderna? Deixe um comentário para nos dizer o que pensa a respeito da fibra ótica.

Infográfico por Tim Trauer



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