No ano passado, a internet transmitiu mais de 1 trilhão de gigabytes por mês. O número de 19 dígitos é difícil de imaginar, mas dá uma ideia do peso da infraestrutura necessária para atender ao consumo de informação na rede. Quando o internauta acessa mais sites, assiste a vídeos com maior qualidade ou baixa uma quantidade maior de músicas, ele sobrecarrega uma incalculável estrutura de máquinas e cabos, que parece não se desenvolver na mesma velocidade em que páginas e conteúdos são postados na web.
Para que sites como YouTube, Amazon e Facebook não entrem em colapso, os pesquisadores precisam ser criativos. Um equipamento descrito recentemente na revista Science promete dar uma nova guinada na rede, com uma técnica que torce a luz transmitida entre servidores e computadores. Em vez de levar os raios em uma linha reta, a fibra ótica especial criada pelos cientistas guia os dados numa espécie de turbilhão, permitindo que mais canais sejam propagados no mesmo espaço.
Normalmente, a fibra ótica separa diferentes linhas de informações binárias por frequências, também chamadas de cores (embora os tons infravermelhos não sejam visíveis aos olhos humanos). Enquanto, por exemplo, os bits referentes a um vídeo viajam em um espectro, uma ligação telefônica divide o mesmo cabo com ele em uma grandeza distinta. Assim, um ramo da espessura de um fio de cabelo pode alimentar diversos computadores sem misturar os fluxos de naturezas diferentes.
Agora, os pesquisadores sugerem a multiplicação dessa capacidade com a criação de novos modos de transmissão nos cabos de vidro. A tecnologia usa o chamado momento angular orbital da luz, um movimento de vórtice ótico em que os raios giram como um tornado ou um saca-rolhas. A proposta dos cientistas é simples: se um raio seguir em uma direção ou amplitude, outro que mantenha uma trajetória diferente pode ser transmitido naquele mesmo espaço.
“Isso é importante, porque estados similares de luz existem em um espaço livre, o que significa que o acoplamento (de raios) para dentro e para fora da fibra se torna possível”, explica Siddarth Ramachandran, professor de engenharia da Universidade de Boston e um dos criadores da nova fibra ótica. A técnica foi testada em sistema de dois modos e 10 cores, em que 1,6 terabit por segundo foi transmitido por 1,1km. A capacidade é 100 vezes maior que a de uma fibra comum, e é suficiente para suprir uma internet de 10 megabits em 160 mil residências. Mas o grupo já conseguiu criar modelos funcionais de quatro modos, o que poderia dobrar essa capacidade.
Até então, acreditava-se que a técnica era instável e causava interferência entre os modos de dados. Os pesquisadores norte-americanos resolveram esse problema com a criação de uma série de anéis que serve como guia para a luz rodopiante. Levadas pelos diferentes índices de refração, as ondas seguem o caminho planejado e saem na outra extremidade do cabo sem atrapalhar o sinal uma da outra. Cada um desses modos poderia levar várias cores, aumentando consideravelmente a quantidade de dados transmitidos. “Similares ao comprimento de onda, modos podem ser usados, e isso nos dá um grau adicional de liberdade para adicionar dados”, aponta Ramachandran.
Novos canais
Para Christiano José Santiago de Matos, especialista em fibras óticas, a criação de novos canais de comunicação é essencial, pois a maioria dos cabos produzidos atualmente usam apenas um modo de transmissão. “Cada modo é uma maneira com a qual a luz consegue se propagar na fibra ótica. Quando a luz entra em modos diferentes, há um eco do outro lado. Isso embaralha a informação e é ruim”, explica o professor do Centro de Pesquisa Mackgrafe da Universidade Mackenzie de São Paulo. “Hoje em dia, se fala em algumas técnicas diferentes, mas elas não são o suficiente para o crescimento de demanda por banda na internet”, aponta Matos.
A nova fibra ótica foi fabricada fora do laboratório, em uma das maiores fábricas do ramo. Isso garante que a invenção use materiais e ferramentas comerciais e esteja pronta para fabricação, assim que for aperfeiçoada. Mas o invento ainda exigiria uma adaptação: a criação de um sinal que seja compatível com essa tecnologia. “(É necessário) produzir o sinal com essa configuração de modos lançado na fibra. Isso é algo a ser considerado. Você tem de adaptar o sistema para que ele seja capaz de se modular nessa configuração”, ressalta Aleksander Sade Paterno, professor do Centro de Ciências Tecnológicas da Universidade do Estado de Santa Catarina (Udesc). O especialista, contudo, acredita que a evolução é inevitável, pois a necessidade por comunicação segue uma tendência crescente ilimitada.