Laboratório de Química do Estado Sólido
 LQES NEWS  portfólio  em pauta | pontos de vista | vivência lqes | lqes cultural | lqes responde 
 o laboratório | projetos e pesquisa | bibliotecas lqes | publicações e teses | serviços técno-científicos | alunos e alumni 

LQES
pontos de vista
artigos de revisão

artigos de opinião

editoriais

entrevistas

divulgação geral

divulgação LQES

 
DIVULGAÇÃO

2006 marca o aniversário de 40 anos da comunicação por fibras ópticas.


O trabalho pioneiro de Kao e Hockham abriu o caminho para as comunicações via fibras ópticas. Philip Hargrave, da Nortel, comenta como as fibras conseguiram vencer os céticos.

São passados 40 anos, quando muitos, inclusive a mídia, consideravam que a transmissão de dados via sinais luminosos era uma verdadeira "loucura". Contudo, devido à limitada capacidade dos fios de cobre para dar conta das chamadas de telefone, engenheiros dos Standard Telecommunication Laboratories (STL), em Harlow (Reino Unido), voltaram-se para uma tecnologia alternativa.

"A primeira idéia foi trabalhar com lentes co-focais, que refocalizavam a cada 100 metros, e usar servo loops [1] para ajustar o foco", explica Philip Hargrave, cientista-chefe da Nortel (Reino Unido). "Em seguida, os pesquisadores pensaram em colocar a luz no interior de tubos de aço de uma polegada de diâmetro (2,54 cm), tubos estes contendo paredes internas revestidas com prata. Neste caso, verificou-se que o sistema mostrava-se incrivelmente sensível à temperatura".




Murray Ramsay, dos Standard Telecommunication Laboratories (atual Nortel), demonstra a comunicação de vídeo por fibra óptica à Sua Majestade, Rainha Elizabeth II, em maio de 1971,
no Institute of Electrical Engineers, em Londres, Reino Unido.


Créditos: Nortel, Harlow Site Archive.

Distantes de tudo isto, Charles Kao e George Hockham, trabalhando nos Standard Telecommunication Laboratories, foram os primeiros a mostrar que enviar a luz através de "pedaços" de vidro de alguns mícrons de diâmetro era uma idéia atrativa. O trabalho-marco destes cientistas - denominado "Dielectric-fiber surface waveguides for optical frequencies" [2] -, foi publicado pela Institution of Electrical Engineers, em 1966, dando, assim, o sinal verde para o conceito de comunicações por fibras ópticas.

"Eles essencialmente mostraram que tudo seria viável se a perda do sinal na transmissão fosse inferior a 20 dB/km" [3], comenta Hargrave. "Kao e Hockham mostraram que não havia nenhum mecanismo fundamental que pudesse evitar que este valor fosse alcançado e esse realmente era o ponto crucial".

Naquele momento, a atenuação da luz no vidro era da ordem de 1000 dB/km, o que significava que a luz percorreria exatos 3 metros antes que sua intensidade caísse pela metade. Apesar disto, Kao, Hockham e seus colegas permaneceram confiantes em que, se a figura de mérito [4] mágica de 20 dB/km pudesse ser atingida, a comunicação óptica poderia deslanchar comercialmente.




Onde tudo começou!

Instalações, em Harlow, dos Standard Telecommunication Laboratories,
nos anos 60.
Créditos: Nortel, Harlow Site Archive.


Motivada pelas notícias, a empresa americana Corning Glass encontrou uma maneira de fabricar vidros ultrapuros, justamente alguns poucos anos depois do anúncio do trabalho dos pesquisadores ingleses. "Por volta de 1973, a equipe de Harlow construiu uma malha de mais de 2 km, com vidros de 25 dB/km de atenuação - não exatamente abaixo da figura de mérito mágica, mas não tão longe dela", afirma Hargrave. "A data chave foi 1977, quando as perdas por atenuação atingiram 5 dB/km e a empresa de telecomunicações British Telecom (Reino Unido) decidiu instalar um campo de prova unindo as cidade inglesas de Hitching e Stevenage, somente a 20 ou 30 milhas (1 milha = 1609,4 metros) distante dos laboratórios de Harlow".

O sistema era constituído de lasers de arseneto de gálio (GaAs), de banda estreita, instalados numa extremidade, e de fotodiodos de silício de avalanche, na outra, com regeneradores montados ao longo da linha, localizados a alguns poucos quilômetros um do outro. Os engenheiros foram capazes de colocar chamadas telefônicas reais através deste sistema, e isto, efetivamente, permitiu que as comunicações por fibra óptica realmente dessem a partida.

Por volta de 1980, as taxas de atenuação caíram ainda mais, e as empresas começavam a experimentar instalar cabos ópticos no fundo do mar (cabos ópticos submarinos). O primeiro deles, na Bélgica, foi colocado no início dos anos 80. "Entrou-se, então, num período que chegou até ao ano de 2000, onde todos trabalhavam na direção do aumento da capacidade das fibras", relembra Hargrave. "De fato, houve um tempo em que a capacidade das fibras dobrava a cada nove meses, sem que isto aumentasse o seu preço".

Atualmente, o custo permanece um tópico pertinente, na medida em que a fiber-to-the-home se coloca como o novo grande horizonte. Neste caso, verifica-se, não ser o preço dos componentes ópticos que pode colocar um obstáculo, mas, sim, os gastos com o puxamento (das fibras), instalação e obras de engenharia civil. "O desafio está em fazer o investimento em infra-estrutura e aceitar um retorno econômico em um prazo relativamente longo para a parte da engenharia civil, enquanto se tenta obter um retorno razoável em cima de prazos para tecnologias mais realísticas para o que vai dentro do tubo", conclui Hargrave.


Eventos-Chave:

  • 1966 Pesquisadores dos Standard Telecommunication Laboratories (STL) publicam o primeiro trabalho, considerando a possibilidade do uso de fibras ópticas para transportar a informação.

  • 1967 Transmissão de vídeo é alcançada através de 20 metros de fibra óptica nos Laboratórios de Harlow, no Reino Unido.

  • 1971 São enviados sinais digitais de TV, em cores, através de uma única fibra, em Harlow, Essex, Reino Unido.

  • 1977 Experimento no Campo de Provas de Stevenage: primeira demonstração de tráfico telefônico real, no Reino Unido, utilizando fibra óptica.

  • 1980 Primeira tentativa de um sistema de cabo submarino realizada pela empresa Nortel Networks.

  • 1986 É instalado o sistema de cabo submarino, ligando o Reino Unido e a Bélgica.


Notas do Tradutor:

[1] servo loops são sistemas cujo principal propósito neste contexto foi controlar a posição e a velocidade do dispositivo, visando acertar o foco.

[2] O artigo de K.C Kao and G. A Hockham, "Dielectric fiber surface waveguides for optical frequencies", foi publicado nos Proceedings of the IEE, vol. 133, p.1151-1158, Jul. 1966.

[3] dB/Km: Decibel por quilômetro - unidade utilizada para representar a atenuação óptica em guias de onda, ou seja, redução da intensidade da onda luminosa em relação a um intervalo da variável como, por exemplo, a distância da fonte.

[4] O desempenho de um sistema pode ser avaliado e comparado com sistemas similares, através de suas figuras de mérito. A denominação "figura de mérito" diz respeito a um conjunto de parâmetros que devem ser medidos sob determinadas condições, convencionadas internacionalmente.

[5] Visite o Museu Virtual do Centro de Pesquisas em Óptica e Fotônica (CEPID-CEPOF-FAPESP) e saiba mais sobre fibras ópticas. Aproveite, também, para conhecer a História das Fibras Ópticas no Brasil. Para tanto, clique aqui.


Nota do Managing Editor: este material foi veiculado primeiramente no site da Optics.Org (http://optics.org), em 01 de fevereiro de 2006.

 © 2001-2017 LQES - lqes@iqm.unicamp.br sobre o lqes | políticas | link o lqes | divulgação | fale conosco