Esses conhecimentos básicos são a base para um estudo mais aprofundado da tecnologia de comunicação digital de fibra óptica.
:: O que é comprimento de onda da luz
Luz visível:
O olho humano sem ajuda pode ver cores em um arco-íris – vermelho, laranja, amarelo, verde, azul e violeta. Chamamos essas luzes coloridas de espectro visível que corresponde a 400nm ~ 700nm no comprimento de onda da luz.
Luz infravermelha:
A transmissão de fibra óptica usa luz infravermelha que tem comprimento de onda maior do que o espectro de luz visível, como 850nm, 1310nm e 1550nm. Essas luzes não podem ser vistas pelo olho humano sem ajuda.
:: O que é a janela de operação de um sistema de fibra óptica
As fibras ópticas não são mais adequadas para todos os comprimentos de onda de luz. Existem faixas de comprimentos de onda em que a fibra opera melhor. Cada faixa de comprimento de onda é chamada de janela operacional. Cada janela é centrada em torno do comprimento de onda de operação típico.
Como dissemos acima, existem três comprimentos de onda principais para comunicação de fibra óptica – 850nm, 1310nm e 1550nm. Esses três comprimentos de onda são, na verdade, comprimentos de onda de operação típicos. A janela de operação é de 800nm ~ 900nm para 850nm, 1250nm ~ 1350nm para 1310nm e 1500nm ~ 160nm para 1550nm.
Essas janelas operacionais não são selecionadas aleatoriamente. Eles são escolhidos porque cada janela corresponde melhor às propriedades de transmissão da fibra óptica.
:: O que é frequência
A frequência de um sistema de fibra óptica é a velocidade de modulação de sua fonte de luz. A unidade de medida da frequência é hertz. 1 hertz equivale a 1 pulso por segundo. Os sistemas de comunicação óptica operam na velocidade de MHz ou GHz, o que significa milhões de pulsos ou mesmo milhares de milhões de pulsos por segundo.
:: O que é atenuação
Atenuação é o termo para descrever a perda de potência óptica à medida que a luz viaja ao longo da fibra. A atenuação é geralmente medida em dB. A definição de dB é 10Log(Pout/Pin). Por exemplo, uma perda de potência de 50% equivale a uma atenuação de -3dB.
Portanto, a fibra de atenuação de perda é muito importante para sistemas de comunicação de fibra óptica de longa distância. A fibra monomodo padrão tem menos de 0,2 dB de atenuação por quilômetro.
Existem várias fontes de atenuação em um sistema de fibra óptica – emenda de fibra, conectores e espalhamento em fibras. Em pontos de junção de fibra, como emenda de fibra, cabos de conexão de fibra, a atenuação mais baixa é alcançada com emenda por fusão que tem perda inferior a 0,1 dB se feita corretamente.
:: O que é dispersão
A dispersão é a “espalhamento” de um pulso de luz à medida que percorre uma fibra. À medida que os pulsos se espalham ou se alargam, eles tendem a se sobrepor e não são mais distinguíveis pelo receptor como 0s e 1s. Pulsos de luz lançados juntos (altas taxas de dados) que se espalham muito (alta dispersão) resultam em erros e perda de informações.
A dispersão cromática ocorre como resultado da faixa de comprimentos de onda na fonte de luz. A luz de lasers e LEDs consiste em uma variedade de comprimentos de onda. Cada um desses comprimentos de onda viaja a uma velocidade ligeiramente diferente. Ao longo da distância, as velocidades de comprimento de onda variáveis fazem com que o pulso de luz se espalhe no tempo. Isso é de maior importância em aplicativos de modo único.
A dispersão modal é significativa em aplicações multimodo, onde os vários modos de luz que percorrem a fibra chegam ao receptor em momentos diferentes, causando um efeito de espalhamento.
:: O que é largura de banda
Em termos mais simples, largura de banda é a quantidade de informação que uma fibra pode transportar para que cada pulso seja distinguível pelo receptor no final.
Como discutido acima, a dispersão faz com que os pulsos de luz se espalhem. A propagação desses pulsos de luz faz com que eles se fundam. A uma certa distância e frequência, os pulsos tornam-se ilegíveis pelo receptor. As múltiplas vias de uma fibra multimodo fazem com que essa sobreposição seja muito maior do que para a fibra monomodo. Esses caminhos diferentes têm comprimentos diferentes, o que faz com que cada modo de luz chegue em um momento diferente.
A largura de banda do sistema é medida em megahertz (MHz) a um km. Em geral, quando a largura de banda de um sistema é de 200 MHz·km, isso significa que 200 milhões de pulsos de luz por segundo percorrerão 1 km (1.000 metros) de fibra, e cada pulso será distinguível pelo receptor.
