Fibra óptica

As fibras ópticas são fios transparentes que transportam as informações de forma mais eficaz que cabos metálicos convencionais. Elas funcionam a partir do fenômeno da reflexão interna total da luz que se propaga constantemente em seu núcleo interno, possibilitando poucas perdas de sinal.

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Resumo sobre fibra óptica

• A fibra óptica é um conjunto de fios transparentes altamente sensíveis e pouco flexíveis. 
• É frequentemente utilizada na transferência de ondas eletromagnéticas, dados de rede de telefonia, rádio e internet a elevadas velocidades.
• Algumas das vantagens da fibra óptica são: elevada transferência de dados, elevada durabilidade, elevada segurança de informações e pouca perda de dados.
• Algumas das desvantagens da fibra óptica são: difícil instalação, precisando ser subterrânea, submarina ou próximo ao solo; além de elevada sensibilidade e baixa flexibilidade do fio.
• A velocidade de transmissão de dados na fibra óptica ocorre de 10 a 40 Gbps, sendo da ordem de 10⁹ a 10¹⁰ bits por segundo. 
• A fibra óptica é produzida através dos materiais de sílica pura, sílica dopada, polímeros de plástico ou vidro, de acordo com as necessidades do projeto.

Para que serve a fibra óptica?

A fibra óptica serve principalmente para a transmissão de ondas eletromagnéticas e dados de rede de telefonia, rádio e internet a altas velocidades. Além disso, em razão da elevada sensibilidade de seus sensores, a fibra óptica consegue obter dados a respeito das diferenças de temperatura, frequência e polarizações da luz.

Devido às suas serventias, a fibra óptica é empregada em diversas áreas, como a medicina, rede de telecomunicações, rede de iluminação, física, química, eletricidade, fabricação de decorações e brinquedos.

Como funciona a fibra óptica?

A fibra óptica funciona através do princípio de reflexão interna total da luz, que ocasiona uma propagação contínua da luz em seu núcleo interno com a menor perda de sinal possível.

Para que aconteça o fenômeno da reflexão interna total da luz na fibra óptica são necessários dois fatores:

• lançamento de um feixe de luz no núcleo da fibra óptica com um ângulo crítico (ângulo limite para que a luz não transpasse para o outro meio);
• indíce de refração do núcleo da fibra maior que o índice de reflexão da casca que circunda o núcleo, assim a luz terá várias reflexões dentro do núcleo sem transpassar para a casca.

Quais são as vantagens e desvantagens da fibra óptica?

Veja a seguir as principais vantagens e desvantagens da fibra óptica.

→ Vantagens da fibra óptica

Existem diversas vantagens obtidas através do uso da fibra óptica. Algumas delas são:

• elevadas velocidades de transmissão de dados;
• utilização de menos cabos e menores comprimentos de cabos para sua transmissão de dados;
• elevada durabilidade e resistência às interferências de ondas eletromagnéticas externas e as ações do tempo;
• maior segurança de informações para os clientes;
• facilidade na sua instalação, necessitando de menores custos de manutenção, instalação e distribuição;
• pouca perda de dados e informações durante a transmissão do seu sinal.

→ Desvantagens da fibra óptica

Apesar das vantagens, também existem diversas desvantagens no uso da fibra óptica. Algumas delas são:

• instação subterrânea, submarina ou rente ao solo;
• elevada perda de dados em conexões do tipo T;
• uso de repetidores de sinal para manter a intensidade da luz;
• indisponibilidade do serviço de cabeamento através da fibra óptica em algumas localizações;
• elevada sensibilidade ao manuseio pelo fio, sendo facilmente quebrado devido a sua baixa flexibilidade.

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Velocidade da fibra óptica

A velocidade de transmissão de dados na fibra óptica é milhares ou até milhões de vezes superior à velocidade de transferência de dados no cabo metálico, já que os dados são transmitidos entre a ordem de 10⁹ e 10¹⁰ bits por segundo. Então, a sua velocidade é de 10 a 40 Gbps (gigabits por segundo), por isso as redes que utilizam a fibra óptica são as mais rápidas.

Como a fibra óptica é produzida?

As dimensões e material que são utilizados na produção da fibra óptica variam de acordo com as exigências do projeto.

É comum que nas redes de telecomunicação as fibras ópticas sejam fabricadas com a sílica pura ou dopada, enquanto nas redes de iluminação ou curtas distâncias sejam fabricadas com plástico (polímeros) ou vidro composto. 

Fontes

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Óptica e Física Moderna (vol. 4) 8. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2009.

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: ótica, relatividade e física quântica (vol. 4). 5 ed. São Paulo: Editora Blucher, 2015.