Não é segredo que a Internet está constantemente a melhorar. Uma ligação que deu ao seu negócio vantagens de ponta há 10 anos atrás seria hoje um sério obstáculo.
Passamos do rastejamento de 56 Kbps de ligação discada, para a banda larga de 1 Mbps inicial, para ligações de cobre mais rápidas de 50 Mbps, até às nossas ligações modernas de 1 Gbps de fibra óptica. Filmes que antes levavam dias a descarregar agora requerem apenas segundos através da fibra óptica moderna.
A questão óbvia é, até onde podemos ir?
As velocidades da Internet multiplicaram-se 100 vezes a cada 10 anos, e não está a abrandar. Tem havido testes laboratoriais de cabos que variam entre 10’s de terabits, a 1-2 petabits por segundo (1000 terabits). Estas novas hiper-velocidades são todas graças a certas características da fibra-óptica, mas para compreender que, primeiro é preciso ver como funciona a fibra.
Como obtemos Internet através da fibra de vidro?
Fiber-optics funciona enviando dados como impulsos de luz através de uma fibra de vidro. Suficientemente simples. Mas como é que este processo realmente funciona?
Numa extremidade de um cabo de fibra óptica, um laser ou LED transmite dados como luz. Na outra extremidade do cabo, existem receptores sensíveis à luz que interpretam essa luz como dados. Pensa que isso é impressionante? Espere até ouvir o que acontece no interior do próprio cabo.
Um núcleo de fibra óptica é um cordão de fibra de vidro envolto num casaco de protecção chamado revestimento. A luz pode viajar através deste núcleo sem ser alterada, e portanto sem que os seus dados sejam distorcidos, devido a uma propriedade chamada “reflexão interna total”
Funciona assim: desde que a luz atinja o vidro num ângulo suficientemente raso, a luz reflectirá sem perder qualquer energia. Devido a isto, a luz pode passar de uma extremidade do núcleo para a outra sem nunca alterar o seu comprimento de onda.
Fibras únicas e Multi-Modo
Existem duas grandes categorias de núcleos de fibras que determinam como a luz pode viajar através do cabo. A categoria que inclui a maioria dos cabos em todo o mundo, incluindo os que atravessam o fundo do oceano, é chamada modo único.
No modo único, existe apenas um caminho, ou “modo”, que a luz pode percorrer. Os núcleos multimodo são a outra categoria, e parecem mais uma casa de diversões de circo, com feixes de luz a viajar ao longo de uma variedade de caminhos através do núcleo.
Em teoria, o aumento do número de modos pelos quais a luz pode viajar deve aumentar a quantidade de dados que pode enviar de uma só vez, mas existem restrições práticas à transferência multimodo que limitam até onde se pode enviar dados de forma fiável.
Se tiver um feixe de luz a viajar em linha recta pelo núcleo, e outro a saltar num ângulo mais inclinado, o feixe em linha recta chegará primeiro ao seu destino. Numa distância curta (como dentro de um edifício) isto não é grande coisa, mas através de distâncias maiores a diferença temporal é exacerbada.
Esta diferença, que é chamada “dispersão modal”, irá distorcer os dados que o cabo está a transferir. Como a maioria das empresas precisa de enviar dados para além do segundo andar, a grande maioria dos cabos são monomodo.
Como estamos a tornar o monomodo Super Rápido
Ainda não estamos a ficar sem largura de banda (milhares de quilómetros de cabos de fibra óptica já revestidos não são utilizados, o que é referido como “fibra escura”), mas com a história de crescimento rápido da Internet, é sempre melhor planear com antecedência. E porque já cobrimos grande parte do mundo em cabos de fibra óptica monomodo, a nossa melhor opção parece ser optimizá-los.
Uma forma de o fazer é com a multiplexagem por divisão de comprimento de onda. Tente dizer que 10 vezes rápido.
Diferenciamos a cor com base no comprimento de onda da luz. Os receptores sensíveis à luz em cabos de fibra óptica decompõem a luz de forma semelhante, diferenciando entre diferentes bandas de comprimento de onda. Devido a isso, mesmo que haja apenas um modo disponível num núcleo, comprimentos de onda diferentes podem ser “agrupados” no mesmo modo.
Nova tecnologia chamada “rede flexível” encontrou uma forma de agrupar comprimentos de onda diferentes ainda mais eficientemente, levando a taxas de transmissão de 1,4 Tbps usando cabos de modo único existentes. A esta velocidade, seria possível descarregar 44 filmes HD num segundo.
As For Those World Record Holders
Recentemente, foi estabelecido um novo recorde para a capacidade de fibra, com uma velocidade de 2,15 Pbps. Este feito combinou duas tecnologias: cabos multicondutores de modo único e multiplexagem espacial (SDM).
Cabos multicondutores são exactamente o que o seu nome sugere – cabos que encaixam vários núcleos num único revestimento para permitir mais transferência total de dados sem os problemas de distância de multimodo. Recentemente, um cabo de 8 núcleos transmitido a 9,6 Tbps.
SDM é um pouco mais complicado. Temos falado de irradiar luz em ângulos diferentes, mas não em formatos diferentes. É aqui que o SDM entra em jogo.
Neste caso particular, estamos a falar de vórtices ópticos. Usando o impulso angular orbital (pense nas revoluções da Terra em torno do Sol), um feixe de luz pode ser “dobrado” numa hélice, espiralando em torno do núcleo. Isto permite que os cientistas encaixem mais feixes num cabo, o que significa que mais dados podem ser transmitidos.
Porque as fibras tradicionais monomodo não são capazes de SDM, é necessário o uso de um cabo multicondutor. No caso do grupo de recordes mundiais, este cabo tinha 22 núcleos.
Ao combinar este cabo com o agrupamento de multiplexagem por divisão de comprimento de onda e SDM, os investigadores destruíram o recorde mundial. Para o contexto, a 2,15 Pbps poderia descarregar toda a obra escrita da humanidade, em todas as línguas, em cerca de três minutos.
Então, Quando Estamos a Obter a Nossa Internet Rápida em Blister?
Pode demorar um pouco antes de vermos qualquer uma destas velocidades de descarregamento petabit. Tais velocidades exigiriam que substituíssemos toda a fibra já colocada, o que seria insanamente caro.
No entanto, a fibra comercial actual ainda pode atingir facilmente a velocidade gigabit, e com avanços para os cabos de fibra existentes, como a “rede flexível”, podemos esperar aumentos na gama de 100’s de gigabits por segundo, talvez até entrando na gama terabit, num futuro não tão distante.
Estes avanços ainda não estão comercialmente disponíveis, o que significa que por agora terá de obter descarregando filmes em segundos em vez de milissegundos, mas não se preocupe. Este futuro está sempre mais próximo do que pensa.
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