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Nos últimos 20 anos, aproximadamente, as linhas de fibra óptica dominaram e transformaram o setor de telefonia de longa distância. As fibras ópticas também são essenciais para disponibilizar a internet em todo o mundo. Quando a fibra substitui o cobre em chamadas de longa distância e no tráfego de internet, os custos diminuem drasticamente.
Para entender como funciona um cabo de fibra óptica , imagine um canudo extremamente longo ou um tubo de plástico flexível. Por exemplo, imagine um tubo com vários quilômetros de comprimento. Agora imagine que a superfície interna do tubo foi revestida com um espelho perfeito. Imagine que você está olhando para uma das extremidades do tubo. A vários quilômetros de distância, na outra extremidade, um amigo liga uma lanterna e aponta para o interior do tubo. Como o interior do tubo é um espelho perfeito, a luz da lanterna refletirá nas paredes do tubo (mesmo que ele se curve e se torça) e você a verá na outra extremidade. Se seu amigo ligasse e desligasse a lanterna em código Morse, ele poderia se comunicar com você através do tubo. Essa é a essência de um cabo de fibra óptica.
Fazer um cabo com um tubo espelhado funcionaria, mas seria volumoso e também difícil de revestir o interior do tubo com um espelho perfeito. Um cabo de fibra óptica verdadeiro é, portanto, feito de vidro. O vidro é incrivelmente puro, de modo que, mesmo tendo vários quilômetros de comprimento, a luz ainda consegue atravessá-lo (imagine um vidro tão transparente que uma janela com vários quilômetros de espessura ainda pareça transparente). O vidro é transformado em um filamento muito fino, com uma espessura comparável à de um fio de cabelo humano. O filamento de vidro é então revestido com duas camadas de plástico.
Ao revestir o vidro com plástico, obtém-se o equivalente a um espelho ao redor da fibra óptica. Esse espelho cria uma reflexão interna total, tal como acontece com o revestimento espelhado perfeito no interior de um tubo. É possível observar esse tipo de reflexão com uma lanterna e uma janela em um quarto escuro. Se você direcionar a lanterna através da janela em um ângulo de 90 graus, a luz atravessará o vidro. No entanto, se você apontar a lanterna em um ângulo muito raso (quase paralelo ao vidro), o vidro atuará como um espelho e você verá o feixe de luz refletir na janela e atingir a parede dentro do quarto. A luz que viaja pela fibra óptica reflete em ângulos rasos como esse e permanece completamente dentro da fibra.
Para transmitir conversas telefônicas por um cabo de fibra óptica, os sinais de voz analógicos são convertidos em sinais digitais (consulte Como funciona a gravação analógica e digital para obter detalhes). Um laser em uma das extremidades do cabo liga e desliga para enviar cada bit. Os sistemas de fibra modernos com um único laser podem transmitir bilhões de bits por segundo — o laser pode ligar e desligar bilhões de vezes por segundo. Os sistemas mais recentes usam vários lasers com cores diferentes para transmitir vários sinais na mesma fibra.
Os cabos de fibra óptica modernos podem transportar um sinal por uma distância considerável — talvez 100 km. Em uma linha de longa distância, há uma cabine de equipamentos a cada 65 a 95 km. Essa cabine contém equipamentos que captam e retransmitem o sinal para o próximo segmento com potência máxima.
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