Como Funciona a Fibra Óptica? Tipos de Fibra Óptica

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A fibra ótica é um meio de transmissão de informações.. Como funciona a fibra óptica? De fato, é fabricado de acordo com o princípio da reflexão total da luz. O núcleo de fibra óptica é geralmente um cilindro concêntrico duplo de vidro de quartzo.. É quebradiço e quebra facilmente, então camadas protetoras adicionais são necessárias. Além da tampa de plástico, os cabos de fibra óptica externos também possuem uma camada blindada.

Tabela de conteúdos

– Tipos de Fibras Ópticas
Material de produção
Modo de transmissão
Inscrição
– Como Funciona a Fibra Óptica?
A luz e suas propriedades
Refração e Reflexão da Luz
Conversão de Sinal Óptico
– Vantagens da Transmissão por Fibra Óptica
Banda de frequência larga
baixa perda
Peso leve
Alta Resistência a Interferência
Desempenho confiável
Custos Decrescentes
– Retomar

Tipos de Fibras Ópticas

À medida que a tecnologia de comunicação continua avançando, a gama de produtos de fibra ótica continua a crescer. O desenvolvimento de fibras ópticas para diferentes aplicações tem sido particularmente rápido nos últimos anos.. Os cabos de fibra ótica podem ser classificados de acordo com os materiais utilizados para sua fabricação., o modo de transmissão e seu uso.

Material de produção

1. Fibra óptica de vidro de quartzo de alta pureza. Este material tem baixas perdas, De até 0,47 dB/km em comprimentos de onda longos. com material de silício de germânio para núcleo e material de borosilicato para revestimento de fibra óptica multimodo, a perda é tão baixa quanto 0,5 dB/km.
2. Fibras de vidro multicomponentes. Essas fibras geralmente são de vidro mais convencionais e apresentam baixas perdas.. Por exemplo, As fibras de vidro de borosilicato de sódio têm perda mínima de 3,4 db/km a l=0,84 µm.
3. fibra óptica de plástico. é mais leve, barata, flexível e mais fácil de processar do que a fibra óptica de quartzo. Mas sua perda é grande, um eu = 0,63 mícron é de cerca de 100-200db/km.

Modo de transmissão

1. Fibra óptica monomodo. O diâmetro do núcleo da fibra óptica monomodo é geralmente 9 o 10 μm, perto do comprimento de onda. Ele só é capaz de transmitir um modo de onda de sinal. Não há modo de dispersão porque a luz viaja apenas ao longo de uma linha reta nele., sem reflexão. Isso torna o fibra monomodo ser adequado para sistemas troncalizados, alta capacidade e longa distância, devido à sua alta largura de banda de transmissão.
2. fibra óptica multimodo. O diâmetro do núcleo da fibra multimodo é normalmente 50 o 62,5 μm, muito maior que o comprimento de onda. Pode transmitir vários modos de luz. Porém, sua dispersão intermodal é grande, que limita a frequência na qual os sinais digitais podem ser transmitidos. Por exemplo, uma fibra de 600MB/KM terá apenas uma largura de banda de 300MB a uma distância de 2KM. Como resultado, a fibra multimodo pode ser transmitida em distâncias relativamente curtas, geralmente alguns quilômetros.

Inscrição

Os cabos de fibra óptica podem ser divididos em fibras de comunicação e fibras de não comunicação com base em suas aplicações.. Fibras especiais incluem fibras de baixa birrefringência, fibras de alta birrefringência, fibras revestidas, fibras de núcleo líquido, fibras de laser, fibras aéreas para exteriores, etc.

Especificações da fibra óptica mais utilizada:

monomodo: 8/125μm, 9/125μm, 10/125μm
multimodo: 50/125μm, 62,5/125μm
redes industriais, médica e baixa velocidade: 100/140μm, 200/230μm
Plásticos para controle automotivo: 98/1000μm

Como Funciona a Fibra Óptica?

A luz e suas propriedades

A luz é uma onda eletromagnética. A parte visível da faixa de comprimento de onda é de 390 uma 760 nm. A parte da luz acima 760 nm é infravermelho e o menor que 390 nm é ultravioleta. Os três comprimentos de onda mais comumente usados ​​em fibras ópticas são 850, 1310 S 1550.

Refração e Reflexão da Luz

A luz viaja em diferentes velocidades em diferentes substâncias.. Quando a luz é direcionada de uma substância para outra, é refratado e refletido na interface entre as duas substâncias. O ângulo da luz refratada varia com o ângulo da luz incidente.. Quando o ângulo da luz incidente atinge ou excede um certo ângulo, toda a luz incidente é refletida, o que é chamado de reflexão total da luz.

A comunicação por fibra óptica é baseada nesses princípios. A parte principal de uma fibra óptica é geralmente dividida em três camadas. No centro está um núcleo de vidro de alto índice de refração. E na camada externa há um revestimento de vidro de sílica de baixo índice de refração. A camada mais externa é um revestimento de resina de reforço.

Conversão de Sinal Óptico

O sistema de transmissão óptica consiste em três componentes: a fonte de luz, o meio de transmissão e o detector. É comum que um pulso de luz represente o bit 1 e que nenhum pulso de luz representa o bit 0. Quando a luz atinge o detector, produz um pulso elétrico. Com uma fonte de luz em uma extremidade da fibra e um detector na outra, um sistema de transmissão unidirecional é formado. Receba um sinal elétrico, converte-o em um impulso de luz e o transmite, e então a extremidade receptora converte o impulso de luz de volta em um sinal elétrico.

Vantagens da Transmissão por Fibra Óptica

Depois de Maiman, um cientista americano, inventou o primeiro laser do mundo 1960, forneceu uma boa fonte de luz para comunicação óptica. Nas duas décadas seguintes, foram realizadas pesquisas sobre meios de transmissão óptica e, finalmente, Fibras ópticas de baixa perda foram fabricadas. Desde então, A comunicação óptica entrou em uma fase de rápido desenvolvimento. A transmissão por fibra óptica tem muitas vantagens notáveis.

Banda de frequência larga

A banda de frequência representa a capacidade de transmissão. Quanto maior a frequência da onda portadora, maior a largura de banda na qual o sinal pode ser transmitido. Embora as fibras ópticas possam ter perdas diferentes devido ao uso de diferentes frequências de luz, sua largura de banda pode atingir 30.000 GHz. pode ser arranjado 2.000 portadores ópticos na faixa de 30.000 GHz usando comunicações ópticas coerentes avançadas. Pode hospedar milhões de canais.

baixa perda

Los melhores cabos cabos coaxiais têm uma perda de mais de 40 dB por quilômetro ao transmitir sinais 800 MHz. Em vez de, as perdas das fibras ópticas são muito menores. Para transmissão de luz de 1,31um, a perda por quilômetro é menor que 0,35 dB. Se a luz de 1,55um for transmitida, a perda por quilômetro é ainda menor, até 0,2 dB ou menos. Este nível de perda de potência permite a transmissão em distâncias muito maiores..

Peso leve

As fibras ópticas são muito finas. Um cabo óptico composto de entre 4 S 48 fibras tem menos de 13 mm de diámetro. É bem menor que o 47 mm de diâmetro de um cabo coaxial padrão. Além do mais, as fibras ópticas são de vidro, dando-lhe um pequeno diâmetro e peso leve. Por isso, É muito fácil de instalar.

Alta Resistência a Interferência

O componente básico das fibras ópticas é o quartzo., que só transmite luz e não conduz eletricidade. Por tanto, os sinais ópticos que são transmitidos neles não são afetados por campos eletromagnéticos. Deste modo, a transmissão de fibra óptica é altamente resistente a interferências eletromagnéticas e industriais. Sinais transmitidos por fibra ótica são menos prováveis ​​de serem ouvidos e facilitam a confidencialidade.

Desempenho confiável

A confiabilidade de um sistema está relacionada ao número de dispositivos que o compõem.. Quanto mais dispositivos houver, maior a probabilidade de falha. Os sistemas de fibra óptica contêm menos dispositivos e são naturalmente mais confiáveis. Além do mais, los dispositivos de fibra óptica ter uma longa vida útil, com um tempo de operação livre de falhas de 500.000 uma 750.000 horas.

Custos Decrescentes

Uma nova Lei de Moore foi proposta, também chamada de Lei Óptica. Essa lei estabelece que a largura de banda da informação transmitida por fibras ópticas aumenta em um fator a cada seis meses., enquanto o preço diminui por um fator de um. O desenvolvimento da tecnologia de comunicação óptica estabeleceu uma base muito boa para o desenvolvimento da tecnologia de banda larga para a Internet..

Retomar

O princípio de funcionamento dos cabos de fibra óptica é realizado principalmente pela conversão de sinal fotoelétrico e princípio de transmissão de luz.. Como uma parte importante das comunicações modernas, as fibras ópticas continuarão a ser usadas e desenvolvidas no futuro.