Tecnologia de transmissão de fibra óptica

Normalmente, um sistema de comunicação de fibra óptica consiste em três componentes principais: transmissor óptico, cabo de fibra óptica e um receptor óptico. O transmissor óptico converte o sinal elétrico em sinal óptico; o cabo de fibra óptica transporta o sinal óptico do transmissor óptico para o receptor óptico, e o receptor óptico reconverte o sinal óptico em sinal elétrico. O transmissor óptico mais comumente usado são dispositivos semicondutores como LEDs (diodos emissores de luz) e diodos laser. O fotodetector é a parte principal de um receptor óptico. Ele converte luz em eletricidade usando efeito fotodetector. Quanto ao cabo de fibra óptica, há muito a dizer. Conforme o uso e a demanda por velocidade e largura de banda, o desenvolvimento de cabos ópticos é incrível. Já no mercado de cabos ópticos, existem cabos de fibra OS2, fibra OM1, fibra OM2, fibra OM3, fibra OM4 e fibra OM5 para diversas aplicações ópticas. As fibras ópticas são usadas como meio de telecomunicações e redes porque são flexíveis e podem ser agrupadas como cabos. É especialmente vantajoso para comunicações de longa distância, porque a luz se propaga através da fibra com pouca atenuação em comparação com cabos elétricos de cobre. A figura abaixo mostra que todos os sistemas de transmissão de fibra óptica usam luz modulada para transmitir informações de um transmissor para um receptor complementar.

Figura 1: ilustração de um sistema básico de transmissão de fibra óptica

Vantagens da transmissão de fibra óptica

As fibras ópticas substituíram amplamente as comunicações por fio de cobre nas redes principais no mundo desenvolvido, devido às suas vantagens sobre a transmissão elétrica. Aqui estão as principais vantagens da transmissão por fibra óptica.

Largura de banda extremamente alta : Nenhum outro meio de transmissão de dados baseado em cabo oferece a largura de banda que a fibra oferece. O volume de dados que os cabos de fibra óptica transmitem por unidade de tempo é muito maior do que os cabos de cobre.

Maior Distância : na transmissão por fibra óptica, os cabos ópticos são capazes de fornecer baixa perda de potência, o que permite que os sinais sejam transmitidos a uma distância maior do que os cabos de cobre.

Resistência à interferência eletromagnética : na implantação prática de cabos, é inevitável atender ambientes como subestações de energia, aquecimento, ventilação e outras fontes industriais de interferência. No entanto, a fibra tem uma taxa de erro de bit muito baixa (10 EXP-13), como resultado da fibra ser tão resistente à interferência eletromagnética. A transmissão por fibra óptica é praticamente livre de ruído.

Baixo risco de segurança : o crescimento do mercado de comunicação por fibra óptica é impulsionado principalmente pela crescente conscientização sobre as preocupações com a segurança dos dados e pelo uso de matérias-primas alternativas. Dados ou sinais são transmitidos via luz em transmissão de fibra óptica. Portanto não há como detectar os dados transmitidos “escutando” a energia eletromagnética “vazando” pelo cabo, o que garante a segurança absoluta da informação.

Tamanho pequeno : o cabo de fibra óptica tem um diâmetro muito pequeno. Por exemplo, o diâmetro do cabo de uma única fibra multimodo OM3 é de cerca de 2 mm, que é menor que o do cabo coaxial de cobre. O tamanho pequeno economiza mais espaço na transmissão de fibra óptica.

Peso leve : os cabos de fibra óptica são feitos de vidro ou plástico e são mais finos que os cabos de cobre. Isso os torna mais leves e fáceis de instalar. Fácil de acomodar Largura de banda crescente: com o uso de cabos de fibra óptica, novos equipamentos podem ser adicionados à infraestrutura de cabos existente. Porque o cabo óptico pode fornecer capacidade amplamente expandida em relação ao cabo originalmente instalado. E a tecnologia WDM (multiplexação por divisão de comprimento de onda), incluindo CWDM e DWDM, permite que os cabos de fibra acomodem mais largura de banda.

Desvantagens da transmissão de fibra óptica

Embora a transmissão por fibra óptica traga muita conveniência, suas desvantagens também não podem ser ignoradas.

Fragilidade : geralmente os cabos de fibra óptica são feitos de vidro, o que os torna mais frágeis que os fios elétricos. Além disso, o vidro pode ser afetado por vários produtos químicos, incluindo o gás hidrogênio (um problema em cabos subaquáticos), fazendo com que necessitem de mais cuidados quando implantados no subsolo.

Difícil de instalar : não é fácil emendar cabos de fibra óptica. E se você dobrá-los demais, eles quebrarão. E o cabo de fibra é altamente suscetível a cortes ou danos durante atividades de instalação ou construção. Tudo isso dificulta a instalação.

Atenuação e dispersão : à medida que a distância de transmissão aumenta, a luz será atenuada e dispersa, o que requer a adição de componentes ópticos extras, como EDFA.

O custo é superior ao do cabo de cobre : ​​apesar de os custos de instalação de fibra óptica estarem caindo até 60% ao ano, a instalação de cabeamento de fibra óptica ainda é relativamente maior do que a de cabos de cobre. Porque a instalação do cabo de cobre não precisa de cuidados extras como os cabos de fibra. No entanto, a fibra óptica ainda está a migrar para o lacete local e através de tecnologias como FTTx (fibra para casa, instalações, etc.) e PON (redes ópticas passivas), permitindo o acesso de banda larga aos assinantes e aos utilizadores finais.

Figura 2: fibra óptica e cabo de cobre em FTTx

Muitas vezes é necessário equipamento especial : para garantir a qualidade da transmissão de fibra óptica, é necessário algum equipamento especial. Por exemplo, equipamentos como OTDR (refletometria óptica no domínio do tempo) são necessários e equipamentos de teste óptico especializados e caros, como sondas ópticas e medidores de potência, são necessários na maioria dos terminais de fibra para fornecer testes adequados de fibra óptica.

A transmissão por fibra óptica é amplamente utilizada para transmissão de dados e está cada vez mais sendo utilizada no lugar de fios metálicos devido à sua eficiência e alta capacidade de transmissão. Vimos que os cabos de fibra óptica substituíram os tradicionais cabos de par trançado de cobre ou cabos coaxiais. Com o uso e a demanda por grande largura de banda e velocidade rápida, não há dúvida de que a transmissão por fibra óptica trará mais oportunidades e será continuamente pesquisada e expandida para atender às demandas futuras.