Nº.61 UNIVERSO Dez 2016 | Jan 2017

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Por Daniela Klebis
27/5/15

A fibra óptica é um filamento flexível e transparente fabricado a partir de vidro ou plástico. Nelas, a luz, na forma de laser, é que transporta a informação. Seu diferencial é a capacidade de transmitir 300 milhões de vezes mais informação do que os fios convencionais de cobre, de acordo com dados disponíveis no site Grupo de Fenômenos Ultrarrápidos e Comunicações Ópticas da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). Segundo o professor da Faculdade de Tecnologia da Unicamp, Cristiano de Mello Gallep, isso é possível porque vários sinais luminosos podem se propagar simultaneamente nos dois sentidos do fio. A fibra óptica é considerada atualmente, o meio mais eficiente e de maior capacidade de transmissão de informação, com aplicações em todos os sistemas de telecomunicação – telefonia, TV a cabo e internet.

A primeira patente registrada sobre fibra óptica data de 1965. Neste ano, o físico anglo-americano Charles K. Kao, conhecido como o “pai da fibra óptica”, fez seus primeiros experimentos com o produto nos laboratórios da Standard Telecommunication Laboratories, em Harlow, Reino Unido. Ele demonstrou que o vidro de sílica de alta pureza era o material ideal para a comunicação óptica de longo alcance. Kao registrou mais de 30 patentes ao longo de sua carreira e, em 2009, ganhou o Prêmio Nobel de Física “pelas realizações inovadoras relacionadas com a transmissão de luz em fibras para a comunicação óptica”.

Nos primeiros anos de sua descoberta, a fibra óptica ainda apresentava perdas de luz e dificuldade em controlar o calor, o que impedia sua implementação. Esses problemas foram contornados somente na década de 1970. Nessa época, os laboratórios Bell, nos Estados Unidos, conseguiram desenvolver um laser de menor temperatura, ao passo que outra empresa, a Corning, chegou a uma versão da fibra com baixa perda de luz.

Menos é mais

Hoje, ela é a principal tecnologia utilizada em linhas de telefonia em todo o mundo. Em comparação ao fio de cobre, o cabo de fibra óptica tem capacidade 4,5 vezes maior em um corte transversal com uma área 30 vezes menor. “Essas características são essenciais aos entroncamentos centrais e de longa distância de todos os sistemas de telecomunicações”, comenta Gallep. Além disso, elas são mais leves que os fios de metal, o que faz com que sejam mais fáceis de instalar.

Outras vantagens da fibra óptica incluem baixa perda de energia, o que possibilita transmissões a distâncias maiores que o cobre, cuja extensão mais longa recomendada é de apenas 100 metros. Um cabo de fibra óptica alcança dois mil metros. Elas são mais flexíveis e resistem aos elementos corrosivos que destroem o cobre. E, por serem feitas de materiais abundantes, como vidro, são mais baratas.

A fibra óptica também é um bom isolante elétrico, ou seja, não apresenta risco de produzir faíscas (ignição), o que garante maior nível de segurança no processo de transmissão de dados. Além disso, conforme aponta Gallep, ela é imune à interferência eletromagnética e, por isso, pode ser usada em ambientes onde fios metálicos não operam adequadamente. Outro fator importante é que, por não irradiar energia eletromagnética, “É praticamente impossível interceptar informação transmitida em fibra óptica sem ser detectado”, afirma o pesquisador. Por isso a fibra é considerada um dos meios mais seguros para o transporte de informação sigilosa.

Aprimoramentos

Apesar de durarem mais que os cabos de cobre, a fibra óptica é uma tecnologia cara para instalar. Por serem mais frágeis, elas requerem mais proteção, pois podem quebrar. Outra desvantagem diz respeito à transmissão, que precisa ser repetida em certos intervalos de distância. Mesmo sendo o meio mais eficiente para transmissão em longa distância, de acordo com o professor Gallep, há uma limitação dos números de canais simultâneos em algumas centenas: “Isso se deve principalmente aos limites de operação dos amplificadores ópticos necessários para compensação de perdas”, diz. Para conseguir atender o atual crescimento da demanda, estão sendo desenvolvidas técnicas mais eficientes de modulação – ao invés do código binário usual (com 2 símbolos, 0 ou 1), os novos modelos buscam códigos de 8, 16, 32 ou 64 símbolos, o que aumenta a taxa de informação enviada para a mesma taxa de transmissão de símbolos.

Fios embaixo da água

No último dia 12 de maio, o ministro das comunicações, Ricardo Berzoini, falou na Comissão de Ciência, Tecnologia, Comunicação e Inovação (CCT), do Senado Federal, sobre o projeto de expansão das fibras ópticas no país, o “Conexão Norte”. O projeto, já em andamento, promete resolver o problema de banda larga no Brasil, com a expansão de 7,7 mil quilômetros de fibras ópticas em calhas dos rios da região Norte do Brasil. “O projeto piloto lançado no Rio Amazonas, pretende levar fibra óptica subaquática para todos os rios da região”, comentou Berzoini na ocasião. O custo estimado da instalação de quase oito mil quilômetros de redes ópticas será de cerca de R$ 8 bilhões.

Para Gallep, os benefícios para o Brasil de ter um projeto de ampliação das redes de fibras ópticas são imensos: “Eles incluem a democratização do acesso a serviços de telecomunicação, queda dos preços e formação de recursos humanos especializados na área, necessários para a implantação e gerência desses sistemas”.

O crescente interesse do país pela expansão da rede de fibras tem atraído a atenção de grandes empresas e pesquisadores. Em outubro, o Brasil sedia a 24ª. edição da Conferência Internacional Sobre Sensores em Fibra Óptica (OFS, na sigla em inglês), evento que, desde 1983, reúne pesquisadores e empresários de todo o mundo para apresentar e discutir sobre os últimos avanços em tecnologias de fibra óptica e sensores fotônicos. Pela primeira vez em um país da América Latina, a OFS será realizada em Curitiba (PR), tendo como tema o Ano Internacional da Luz.

Fibra made in Brazil

O Brasil foi um dos poucos países no mundo que desenvolveu tecnologia nacional de produção de fibras ópticas. Foi em 1972, com a criação da Telebrás, que o governo brasileiro começou a investir no desenvolvimento dessa tecnologia. Por meio de um convênio dessa empresa com um grupo de pesquisas na Unicamp, foi iniciado um projeto para criar uma tecnologia que permitia produzir fibra óptica no Brasil. Cinco anos depois, em abril de 1977, foi apresentado o primeiro modelo de fibra óptica brasileiro, desenvolvido por um grupo de pesquisadores do Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW), da Unicamp. A primeira fibra brasileira foi puxada numa torre de dois metros de altura, no próprio Instituto de Física.  Posteriormente, a tecnologia foi transferida para o Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Telecomunicações (CPqD), na época ligado à Telebrás.

Veja mais em: Jornal da Unicamp - Aos 30, fibra óptica mudou as telecomunicações do país

Fontes:

Grupo de Fenômenos Ultrarrápidos e Comunicações Ópticas (GFURCO), do Instituto de Física Gleb Wataghin, da Unicamp.