Fibras Ópticas
Uma fibra óptica é composta basicamente de material dielétrico (em geral, sílica ou plástico), segundo uma longa estrutura cilíndrica, transparente e flexível, de dimensões microscópicas comparáveis às de um fio de cabelo.
A estrutura cilíndrica básica da fibra óptica é formada por uma região central, chamada de núcleo, envolta por uma camada, também de material dielétrico, chamada casca, como mostrado na figura abaixo. A seção em corte transversal mais usual do núcleo é a circular, porém fibras ópticas especiais podem ter um outro tipo de seção (por exemplo, elíptica).
A composição da fibra óptica, com material de índice de refração ligeiramente inferior ao do núcleo, oferece condições à propagação de energia luminosa através do seu núcleo. A fibra óptica propaga luz por reflexões sucessivas.
A capacidade de transmissão (banda passante) de uma fibra óptica é função do seu comprimento, da sua geometria e do seu perfil de índices de refração. Existem duas classes principais de fibras: monomodo e multimodo.
A atenuação em fibras ópticas é causada por múltiplas fontes. Nelas existem regiões espectrais (janelas de transmissão) onde a atenuação é mínima.
Vantagens das Fibras Ópticas
As fibras ópticas, devido as suas características, apresentam algumas vantagens em relação aos suportes físicos de transmissão convencionais, tais como o par trançado e o cabo coaxial. Estas são as seguintes:
Perdas de Transmissão Baixa e Banda Passante Grande
- Com sistemas de cabos de fibra óptica, mais dados podem ser enviados sobre distâncias mais longas, desse modo se diminui o número de fios e se reduz o número de repetidores necessários nessa extensão. Esta redução no equipamento e componentes diminui o custo do sistema e a complexidade.
Pequeno Tamanho e Peso
A enorme redução do tamanho dos
cabos, provida pelas fibras ópticas, permite avaliar o problema de espaço e de congestionamento
de dutos nos subsolos das grandes cidades e em grandes edifícios comerciais. O
efeito combinado do tamanho e peso reduzido faz das fibras ópticas o meio de
transmissão ideal em aviões, navios, satélites, etc. Além disso, os cabos
ópticos oferecem vantagens quanto ao armazenamento, transporte, manuseio e
instalação em relação aos cabos metálicos de resistência e durabilidade
equivalentes.
Imunidade a Interferências
Devido ao fato das fibras
ópticas serem compostas de material dielétrico, elas não sofrem interferências
eletromagnéticas. Elas também asseguram imunidade a pulsos eletromagnéticos,
que é de interesse particular em aplicações militares.
Isolação Elétrica
Como a fibra óptica é
constituída de vidro ou plástico, que é um isolador elétrico, não há
necessidade de se preocupar com aterramento e problemas de interface de
equipamento.
- segurança do sinal
- matéria-prima abundante
As fibras ópticas tem sido uma alternativa superior aos satélites em sistemas de transmissão a longa distância caracterizados por um grande tráfego ponto-a-ponto. Por outro lado, em aplicações multiponto, como aplicações de difusão de TV, os satélites são a melhor alternativa.
Desvantagens das Fibras Ópticas
O uso das fibras ópticas também possui algumas desvantagens em relação aos suportes de transmissão convencionais:
- fragilidade das fibras ópticas sem encapsulamento
- dificuldade de conexões das fibras ópticas
- acopladores tipo T com perdas muito grandes
- impossibilidade de alimentação remota de repetidores
- falta de padronização dos componentes ópticos
Instalação
Em razão das dimensões envolvidas, a instalação de fibras ópticas exige o uso de técnicas sofisticadas e de muita precisão, a fim de limitar as perdas de acoplamento. A junção ponto-a-ponto de dois ou mais segmentos de fibra óptica pode ser realizada de modo permanente através de emendas ou por meio de conectores mecânicos de precisão. As junções multiponto utilizam-se de acopladores de diversos tipos.
Aplicações
Os sistemas de transmissão por
fibras ópticas podem ser classificados segundo algumas características básicas.
Estas características estão associadas às aplicações dos sistemas ou à
especificidade de alguma técnica, configuração ou dispositivo utilizado pelo
sistema. Tipos de
sistemas:
Sistemas de Comunicação
As fibras ópticas são aplicadas a vários sistemas de comunicação, tais como:
- Rede Telefônica: serviços de tronco de telefonia, interligando centrais de tráfego interurbano e interligação de centrais telefônicas urbanas.
- Rede Digital de Serviços Integrados (RDSI): rede local de assinantes, isto é, a rede física interligando os assinantes à central telefônica local.
- Cabos Submarinos: sistemas de transmissão em cabos submarinos.
- Televisão por Cabo (CATV): transmissão de sinais de vídeo através de fibras ópticas.
- Sistema de Energia e Transporte: distribuição de energia elétrica e sistema de transmissão ferroviário.
- Redes Locais de Computadores: aplicações em sistemas de longa distância e locais. Na busca de padrões a fim de facilitar a conectividade e minimizar os custos de aquisição e implantação com fibras ópticas, foi desenvolvido o FDDI.
sistemas sensores
aplicações militares
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