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Introdução às conexões ópticas

Por Renan Drech Catelan

Nesta série de artigos vamos explorar o mundo das conexões ópticas. Começaremos com um histórico resumido sobre as fibras ópticas e então vamos explicar o funcionamento das tecnologias envolvidas.

Breve Histórico das Fibras Ópticas

Fibra Óptica é a forma como o mundo se conecta. E devemos pensar de uma forma global no sentido literal. As conexões por fibra óptica são utilizadas dentro de datacenters para o máximo desempenho entre os dispositivos, em backbones regionais e intercontinentais, através de cabos submarinos. Graças às fibras ópticas temos conexões de até 100 Gbps entre dispositivos em um datacenter e como um exemplo simples, o SAM-1, cabo que interliga as Américas do Sul, Central e do Norte, possui velocidades de até 1.92 Tbps.

A capacidade de propagação da luz num meio de transferência já era conhecida desde 1840 quando Jacques Babinet e Daniel Colladon demonstraram que quando uma fonte de luz era apontada para um tanque de água, e este possuía um furo, fazendo com que a água vazasse em direção à um balde abaixo, a luz seguia o caminho da água.

A partir destes experimentos, durante a primeira metade do século XX, outros cientistas foram capazes de experimentar com diversos materiais. Entre eles John Logie Baird, que foi um dos pioneiros da televisão e merece um artigo próprio. Vários experimentos ocorreram visando expandir o tamanho máximo da fibra e diminuir a taxa de atenuação de luz, que é medida em decibéis.

Em 1965, dois cientistas trabalhando para a Standard Telephones and Cables da Grã-Bretanha, teorizaram que poderiam diminuir a atenuação para 20dB por quilômetro (dB/Km, já que a taxa de perda é medida em decibéis). A proposta deles era que impurezas como sujeira microscópica e até métodos de ligação entre as fibras, e o mais importante, o material utilizado na fabricação das fibras (que não são de vidro mas sim de silício dopado com algum material, fora as feitas de plástico) e a pureza desses materiais.

Através deste trabalho, Charles K. Kao, batizado de o pai da fibra óptica, ganhou o prêmio nobel de 2009.

Este feito foi conseguido alguns anos mais tarde, no começo da década de 70, quando cientistas da Corning, empresa especializada em vidros (que também fabrica o Gorilla Glass utilizado em vários telephone celulares) conseguiram pela primeira vez uma taxa de atenuação de 17dB/Km e então alguns anos depois 4dB/Km misturando o element germânio com o silício do núcleo da fibra. Em 1983, a mesma empresa conseguiu fabricar 50 metros de fibra óptica por segundo, ante os 4 metros dos anos anteriores. Com isto ficou mais barato fabricar fibra óptica do que cabos de cobre.

Em 1988 entra em operação o primeiro cabo submarino feito totalmente de fibra óptica, o TAT-8, que ligava a costa leste dos EUA com a Grã-Bretanha e França. Ficou em operação até 2002 e transmitia 20 Mb de tráfego através de 3 pares de fibras, porém apenas um deles ficava disponível. Infelizmente (ou felizmente) nos primeiros anos os engenheiros descobriram que tubarões adoram comer fibra óptica e tiveram de realizar diversas manutenções e reparos, mesmo com o cabo possuindo um escudo elétrico, que não afetava a fibra, diferente de cabos de cobre.

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Próximo: Fibras Ópticas Monomodo e Multimodo

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Sobre Renan Drech Catelan 

O ano de 2018 marca dez anos que foi aluno de Fábio dos Reis. 

Talvez a lição mais importante foi ter aprendido a aprender. Odeia ambiente corporativo e descobriu que seu lugar é se escondendo em datacenters.

Quanto mais velho o computador, mais vai gostar, independentemente do sistema e mesmo nas horas de folga fica trabalhando por que não para de quebrar e consertar algo.

Renan Drech Catelan é Técnico de Computadores formado pelo Senac São paulo e é graduado em Redes de Computadores pela Faculdade Carlos Drummond de Andrade. Já trabalhou nos Correios de São Paulo, CYLK IT Solutions, entre outras. Está a quase cinco anos trabalhando em Datacenters pela Amazon AWS.