A rede escondida que torna possível a Internet possível — Sajan Saini

Vejam a lição completa: https://ed.ted.com/lessons/the-hidden-network-that-makes-the-internet-possible-sajan-saini

Em 2012, uma equipa de investigadores estabeleceu um recorde mundial, ao transmitir 1 "petabit" de dados — o equivalente a 10 000 horas de vídeo em alta-definição — por um cabo de 50 quilómetros, num segundo. Mas não era um cabo qualquer. Era uma versão melhorada da fibra ótica: a rede escondida que interliga o nosso planeta e torna possível a Internet possível. O que é a fibra ótica e como funciona? Sajan Saini explora esta tecnologia essencial.

Lição de Sajan Saini, realização de Artrake Studio.

Em 2012, uma equipa de investigadores
japoneses e dinamarqueses

estabeleceu um recorde mundial,
ao transmitir 1 "petabit" de dados

— o equivalente a 10 000 horas
de vídeo em alta-definição —

por um cabo de 50 quilómetros,
num segundo.

Mas não era um cabo qualquer.

Era uma versão melhorada da fibra ótica:

a rede escondida
que conecta o nosso planeta

e torna possível a Internet.

Durante décadas,

as comunicações de longa distância
entre cidades e países diferentes

eram sustentadas por sinais elétricos,
em cabos feitos de cobre.

Este processo era lento e ineficiente,

com os cabos a limitar a taxa
de transferência de dados

e a perder energia sob a forma de calor.

Mas, no fim do século XX,

alguns engenheiros aprenderam um método
de transmissão bem superior.

Em vez de metal,

podia-se derreter e transformar o vidro
cuidadosamente em fios de fibra flexíveis,

com centenas de quilómetros de comprimento
e tão finos ou mais do que um cabelo.

E, em vez de eletricidade,

esses fios transportam impulsos de luz,
que representam dados digitais.

Mas como viaja a luz no interior do vidro,
em vez de simplesmente o atravessar?

O truque baseia-se num fenómeno
conhecido por reflexão interna total.

Desde a época de Isaac Newton,

os fabricantes de lentes e os cientistas
sabem que a luz se curva

quando passa entre o ar
e materiais como a água ou o vidro.

Quando um raio de luz dentro do vidro
atinge a superfície num ângulo elevado,

este refrata-se, ou curva-se,
ao sair para o ar.

Mas, se o raio viajar
num ângulo superficial,

vai curvar-se tanto que permanece preso,
refletindo-se dentro do vidro.

Nas devidas condições,

uma coisa que costuma
ser transparente à luz

pode, em vez disso, esconder-se do mundo.

Em comparação
com a eletricidade ou a rádio,

os sinais da fibra ótica

quase não se deterioram
ao longo de grandes distâncias

— só se dispersa uma pequena parte,

e as fibras não se podem dobrar muito,

caso contrário, a luz escaparia.

Hoje, uma única fibra ótica transporta
muitos comprimentos de onda de luz,

cada um deles com um conjunto de dados.

E um cabo de fibra ótica
contém centenas dessas fibras.

Mais de um milhão de quilómetros de cabos
atravessam o fundo dos oceanos

para conectar os continentes

— o suficiente para dar quase
30 voltas ao Equador.

Com a fibra ótica, a distância
pouco limita a transferência de dados,

o que permitiu a evolução da Internet
para um computador planetário.

O trabalho e a diversão móvel
cada vez dependem mais

de uma multitude de servidores
de computadores sobrecarregados,

armazenados em centros de dados gigantes
espalhados por todo o mundo.

Chama-se a isso computação na nuvem,
e provoca dois grandes problemas:

perda de calor e exigência
de largura de banda.

A maior parte da navegação na Internet
circula nos centros de dados,

onde cabos elétricos tradicionais
interligam milhares de servidores.

Metade da sua potência de funcionamento
perde-se sob a forma de calor.

Entretanto, a exigência de largura
de banda sem fios continua a aumentar,

e os sinais de gigahertz usados
nos nossos dispositivos móveis

estão a atingir os limites
de transferência de dados.

Parece que a fibra ótica
deu um passo maior que a perna,

alimentando as expetativas demasiado
ambiciosas da computação móvel e em nuvem.

Mas uma tecnologia relacionada,
a fotónica integrada, veio em seu auxílio.

A luz pode ser guiada,
não só nas fibras óticas,

mas também em fios de silicone ultrafinos.

Os fios de silicone não guiam a luz
tão bem como a fibra ótica,

mas permitem aos engenheiros
reduzir todos os dispositivos

numa rede de fibra ótica
de cem quilómetros

em pequenos "chips" fotónicos
que se ligam aos servidores

e convertem os sinais elétricos
em sinais óticos e vice-versa.

Estes "chips" de eletricidade para luz

permitem trocar os cabos elétricos
desperdiçadores de energia

nos centros de dados
por fibra energeticamente eficiente.

Estes "chips" fotónicos também podem
ajudar a desfazer as limitações

da largura de banda sem fios.

Há investigadores a tentar substituir
os sinais móveis de gigahertz

por frequências de terahertz,

para transportar os dados
milhares de vezes mais rápido.

Mas estes são sinais de curto alcance:

são absorvidos pela humidade do ar
ou bloqueados por edifícios altos.

Com estes minúsculos "chips" fotónicos
transmissores, distribuídos pelas cidades,

os sinais de terahertz podem ser
retransmitidos a longas distâncias.

Isto é possível devido
a uma intermediária estável,

a fibra ótica, e assim tornar realidade
a conectividade sem fios ultrarrápida.

Em toda a história da humanidade,

a luz deu-nos visão e calor,
ao servir de companheiro firme

enquanto explorávamos
e estabelecíamos o mundo físico.

Agora, transformámos a luz
em informação e redirecionámo-la

para percorrer uma super
autoestrada de fibra ótica

— com muitas saídas fotónicas
diferentes integradas —

para criar um mundo virtual
ainda mais abrangente.