CONCEITO DE ONDAS

É a manifestação de um fenômeno físico no qual uma fonte pertubadora fornece energia a um sistema e essa energia desloca-se através dos pontos deste sistema. Observemos a propagação de um impulso em uma corda:

A onda não se movimenta mas sim a energia fornecida pela fonte pertubadora, neste caso pela mão.

Ondas podem ser unidimensionais, bidimensionais ou tridimensionais dependo da direção de propagação.

O comprimento da onda corresponde ao período temporal T, ou seja, o período em que ela se repete.

Conhecendo-se a velocidade de propagação, caracterizamos uma onda pela sua freqüência ou através de seu comprimento por: v=l.f

A LUZ COMO FENÔMENO

Duas teorias explicam atualmente a natureza da luz: teoria corpuscular e a teoria ondulatória. A teoria ondulatória, define a luz como campos eletromagnéticos propagando-se no espaço. Explica fenômenos como reflexão, refração, difração etc.

A teoria corpuscular, define a luz como pacotes de energia denominados fótons. Explica fenômenos como efeito Compton e o desvio de raios luminosos que passem perto de corpos celestes.

ÍNDICE DE REFRAÇÃO

É a grandeza que expressa a razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz no meio em que ela se propaga. É definida por n=c/v, onde

· c é a velocidade da luz no vácuo

· v é a velocidade da luz no meio em questão

Nas fibras ópticas o indíce de refração poderá provocar disperção do impulso luminoso, limitando a capacidade de transmissão. Este fenômeno explica a decomposição da luz branca no prisma e a formação do arco-irís.

Ex: vácuo n=1,0; água n=1,3; vidro n=1,5; diamantes n=2,0.

REFLEXÃO E REFRAÇÃO

Ao incidir em uma superfície de separação de dois meios de índice de refração diferentes, uma parcela da energia será refletida enquanto outra parcela se propagará através do meio de transmissão. Ao passar para o meio de transmissão, a onda sofre um desvio na sua direção caracterizado então pela Lei de Snell: n_i.senq_i=n_t.senq_t

ÂNGULO CRÍTICO E REFLEXÃO INTERNA TOTAL

Quando um raio de luz muda de um meio que tem índice de refração maior para um meio que tem índice de refração menor, a direção da onda transmitida afasta-se da normal. A medida que aumentamos o ângulo de incidência i, o ângulo do raio refratado tende a 90^o. Quando isso acontece, o ângulo de incidência recebe o nome de ângulo crítico. Uma incidência com ângulo maior do que este sofre o fenômeno da reflexão interna total.

FIBRAS ÓPTICAS

Uma fibra óptica é um capilar formado por materiais cristalinos e homogêneos, transparentes o bastante para guiar um feixe de luz (visível ou infravermelho) através de um trajeto qualquer. A estrutura básica desses capilares são cilindros concêntricos com determinadas espessuras e com índices de refração tais que permitam o fenômeno da reflexão interna total. O centro (miolo) da fibra é chamado de núcleo e a região externa é chamada de casca. Para que ocorra o fenômeno da reflexão interna total é necessário que o índice de refração do núcleo seja maior que o índice de refração da casca. Os tipos básicos de fibras ópticas são:

· fibra de índice degrau

· fibra de índice gradual

· fibra monomodo

FIBRA DE ÍNDICE DEGRAU (STEP INDEX)

Este tipo de fibra foi o primeiro a surgir e é o tipo mais simples. Constitui-se basicamente de um único tipo de vidro para compor o núcleo, ou seja, com índice de refração constante. O núcleo pode ser feito de vários materiais como plástico, vidro, etc. e com dimensões que variam de 50 a 400 mm, conforme o tipo de aplicação.

A casca, cuja a função básica de garantir a condição de aguiamento da luz pode ser feita de vidro, plástico e até mesmo o próprio ar pode atuar como casca (essas fibras são chamadas de bundle).

Essas fibras são limitadas quanto à capacidade de transmissão. Possuem atenuação elevada (maior que 5 dB/km) e pequena largura de banda (menor que 30 MHz.km) e são utilizadas em transmissão de dados em curtas distâncias e iluminação.

FIBRA DE ÍNDICE GRADUAL (GRADED INDEX)

Este tipo de fibra tem seu núcleo composto por vidros especiais com diferentes valores de índice de refração, os quais tem o objetivo de diminuir as diferenças de tempos de propagação da luz no núcleo, devido aos vários caminhos possíveis que a luz pode tomar no interior da fibra, diminuindo a dispersão do impulso e aumentando a largura de banda passante da fibra óptica.

A variação do índice de refração em função do raio do núcleo obedece à seguinte equação n(r)=n₁.(1-(r/a)a.D), onde

· n(r) é o índice de refração do ponto r

· n₁ é o índice de refração do núcleo

· r é a posição sobre o raio do núcleo

· a é o coeficiente de optimização

· D é a diferença entre o índice de refração da casca e do núcleo

Os materiais tipicamente empregados na fabricação dessas fibras são sílica pura para a casca e sílica dopada para o núcleo com dimensões típicas de 125 e 50 mm respectivamente. Essas fibras apresentam baixas atenuações (3 db/km em 850 nm) e capacidade de transmissão elevadas. São, por esse motivo, empregadas em telecomunicações.

FIBRA MONOMODO

Esta fibra, ao contrário das anteriores, é construída de tal forma que apenas o modo fundamental de distribuição eletromagnética (raio axial) é guiado, evitando assim os vários caminhos de propagação da luz dentro do núcleo, consequentemente diminuindo a dispersão do impulso luminoso.

Para que isso ocorra, é necessário que o diâmetro do núcleo seja poucas vezes maior que o comprimento de onda da luz utilizado para a transmissão. As dimensões típicas são 2 a 10 mm para o núcleo e 80 a 125 mm para a casca. Os materiais utilizados para a sua fabricação são sílica e sílica dopada.

São empregadas basicamente em telecomunicações pois possuem baixa atenuação (0,7 dB/km em 1300 nm e 0,2 dB/km em 1550 nm) e grande largura de banda (10 a 100 GHz.km).

GUIAMENTO DE LUZ EM FIBRAS ÓPTICAS

ABERTURA NUMÉRICA

É um parâmetro básico para fibras multimodos (degrau e gradual) que representa o ângulo máximo de incidência que um raio deve ter, em relação ao eixo da fibra, para que ele sofra a reflexão interna total no interior do núcleo e propague-se ao longo da fibra através de reflexões sucessivas.

MODOS DE PROPAGAÇÃO

Quando tratamos a luz pela teoria ondulatória, a luz é regida pelas equações de Maxwell. Assim, se resolvermos as equações de Maxwell para as condições (chamadas condições de contorno) da fibra, que é um guia de onda, tais como diâmetro do núcleo, comprimento de onda, abertura numérica, etc. encontramos um certo número de soluções finitas. Dessa maneira, a luz que percorre a fibra óptica não se propaga aleatoriamente, mas é canalizada em certos modos.

Modo de propagação é, portanto, uma onda com determinada distribuição de campo eletromagnético que satisfaz as equações de Maxwell e que transporta uma parcela individual (mas não igual) da energia luminosa total transmitida. Esses modos podem ser entendidos e representados como sendo os possíveis caminhos que a luz pode ter no interior do núcleo.

PROPRIEDADES DAS FIBRAS ÓPTICAS

A fibra óptica apresenta certas características particulares, que podemos tratar como vantagens, quando comparadas com os meios de transmissão formados por condutores metálicos, tais como

· imunidade a ruídos externos em geral e interferências eletromagnéticas em particular, como as causadas por descargas atmosféricas e instalações elétricas de altas tensões;

· imunidade a interferências de freqüências de rádio de estações de rádio e radar, e impulsos eletromagnéticos causados por explosões nucleares;

· imune a influência do meio ambiente, como por exemplo umidade;

· ausência de diafonia;

· grande confiabilidade no que diz respeito ao sigilo das informações transmitidas;

· capacidade de transmissão muito superior a dos meios que utilizam condutores metálicos;

· baixa atenuação, grandes distâncias entre pontos de regeneração;

· cabos de pequenas dimensões (pequeno diâmetro e pequeno peso) o que implica em economia no transporte e instalação.

APLICAÇÕES DAS FIBRAS ÓPTICAS

Redes de telecomunicações

· entroncamentos locais

· entroncamentos interurbanos

· conexões de assinantes

Redes de comunicação em ferrovias

Redes de distribuição de energia elétrica (monitoração, controle e proteção)

Redes de transmissão de dados e fac-símile

Redes de distribuição de radiodifusão e televisão

Redes de estúdios, cabos de câmeras de TV

Redes internas industriais

Equipamentos de sistemas militares

Aplicações de controle em geral

Veículos motorizados, aeronaves, navios, instrumentos, etc.

CARACTERÍSTICAS DE TRANSMISSÃO DA FIBRA ÓPTICA

ATENUAÇÃO

A atenuação ou perda de transmissão pode ser definida como a diminuição da intensidade de energia de um sinal ao propagar-se através de um meio de transmissão. A fórmula mais usual para o cálculo da atenuação é a seguinte , onde

· P_s é a potência de saída

· P_e é a potência de entrada

Nas fibras ópticas, a atenuação varia de acordo com o comprimento de onda da luz utilizada. Essa atenuação é a soma de várias perdas ligadas ao material que é empregado na fabricação das fibras e à estrutura do guia de onda. Os mecanismos que provocam atenuação são

· absorção

· espalhamento

· deformações mecânicas.

ABSORÇÃO

Os tipos básicos de absorção são

· absorção material

· absorção do ion OH^-

A absorção material é o mecanismo de atenuação que exprime a dissipação de parte da energia transmitida numa fibra óptica em forma de calor. Neste tipo de absorção temos fatores extrínsecos e intrínsecos à própria fibra.

Como fatores intrínsecos, temos a absorção do ultravioleta, a qual cresce exponencialmente no sentido do ultravioleta, e a absorção do infravermelho, provocada pela sua vibração e rotação dos átomos em torno da sua posição de equilíbrio, a qual cresce exponencialmente no sentido do infravermelho.

Como fatores extrínsecos, temos a absorção devido aos ions metálicos porventura presentes na fibra (Mn, Ni, Cr, U, Co, Fe e Cu) os quais, devido ao seu tamanho, provocam picos de absorção em determinados comprimentos de onda exigindo grande purificação dos materiais que compõem a estrutura da fibra óptica.

ESPALHAMENTO

É o mecanismo de atenuação que exprime o desvio de parte da energia luminosa guiada pelos vários modos de propagação em várias direções. Existem vários tipos de espalhamento (Rayleigh, Mie, Raman estimulado, Brillouin estimulado) sendo o mais importante e significativo o espalhamento de Rayleigh. Esse espalhamento é devido à não homogeneidade microscópica (de flutuações térmicas, flutuações de composição, variação de pressão, pequenas bolhas, variação no perfil de índice de refração, etc.

Esse espalhamento está sempre presente na fibra óptica e determina o limite mínimo de atenuação nas fibras de sílica na região de baixa atenuação. A atenuação neste tipo de espalhamento é proporcional a .

DEFORMAÇÕES MECÂNICAS

As deformações são chamadas de microcurvatura e macrocurvatura, as quais ocorrem ao longo da fibra devido à aplicação de esforços sobre a mesma durante a confecção e instalação do cabo.

As macrocurvaturas são perdas pontuais (localizadas) de luz por irradiação, ou seja, os modos de alta ordem (ângulo de incidência próximo ao ângulo crítico) não apresentam condições de reflexão interna total devido a curvaturas de raio finito da fibra óptica.

As microcurvaturas aparecem quando a fibra é submetida a pressão transversal de maneira a comprimi-la contra uma superfície levemente rugosa. Essas microcurvaturas extraem parte da energia luminosa do núcleo devido aos modos de alta ordem tornarem-se não guiados.

A atenuação típica de uma fibra de sílica sobrepondo-se todos os efeitos está mostrada na figura abaixo:

Existem três comprimentos de onda tipicamente utilizados para transmissão em fibras ópticas:

· 850 nm com atenuação típica de 3 dB/km

· 1300 nm com atenuação típica de 0,8 dB/km

· 1550 nm com atenuação típica de 0,2 dB/km

DISPERSÃO

É uma característica de transmissão que exprime o alargamento dos pulsos transmitidos. Este alargamento determina a largura de banda da fibra óptica, dada em MHz.km, e está relacionada com a capacidade de transmissão de informação das fibras. Os mecanismos básicos de dispersão são modal, existente em fibras multimodo, provocada pelos caminhos possíveis de propagação (modos) que a luz pode ter no núcleo e cromática, depende do comprimento de onda e divide-se em dois tipos: Material e de Guia de Onda. Os tipos de dispersão que predominam nas fibras são:

· Degrau: Modal (dezenas de MHz.Km).

· Gradual: Modal Material (menor que 1 GHz.Km).

· Monomodo: Material Guia de Onda (10 a 100 GHz.Km).

MÉTODOS DE FABRICAÇÃO DAS FIBRAS ÓPTICAS

Os materiais básicos usados na fabricação de fibras ópticas são sílica pura ou dopada, vidro composto e plástico. As fibras ópticas fabricadas de sílica pura ou dopada são as que apresentam as melhores características de transmissão e são as usadas em sistemas de telecomunicações. Todos os processos de fabricação são complexos e caros. As fibras ópticas fabricadas de vidro composto e plástico não tem boas características de transmissão (possuem alta atenuação e baixa largura de banda passante) e são empregadas em sistemas de telecomunicações de baixa capacidade e pequenas distâncias e sistemas de iluminação. Os processos de fabricação dessas fibras são simples e baratos se comparados com as fibras de sílica pura ou dopada.

CABOS ÓPTICOS

O uso de fibras ópticas gerou uma série de modificações nos conceitos de projeto e fabricação de cabos ópticos para telecomunicações. Nos cabos de condutores metálicos as propriedades de transmissão eram definidas pelo condutor, construção do cabo e materiais isolantes. Estes cabos eram pouco afetados nas suas características pelas trações e torções exercidas sobre os cabos durante a fabricação e instalação. Já nos cabos ópticos, a situação é diferente porque as características de transmissão dependem apenas da fibra óptica e sua fragilidade é notória. No projeto de cabos ópticos são observados os seguintes itens:

· número de fibras

· aplicação

· minimização de atenuação por curvaturas

· características de transmissão estável dentro da maior gama de temperatura possível

· resistência à tração, curvatura, vibração, compressão adequadas

· degradação com o tempo (envelhecimento)

· facilidade de manuseio, instalação, confecção de emendas, etc.

CONSTRUÇÃO DE CABOS ÓPTICOS

É efetuada através de várias etapas de reunião de vários elementos, aplicação de capas, enchimentos, encordoamentos em equipamentos especiais, tais como extrusoras e planetárias. Neste processo efetua-se a cordagem das fibras em torno de elementos de apoio e tração. Para se garantir uma probabilidade de longa vida para o cabo, é necessário não submeter a fibra à tensões elevadas. Para isso, são utilizados, durante a construção, elementos tensores e tubos os quais absorvem as solicitações mecânicas aplicadas no cabo. Esses elementos são muito importantes na construção do cabo, assegurando estabilidade dimensional do mesmo.

ESTRUTURA TIGHT (ADERENTE)

Neste tipo de estrutura, as fibras ópticas estão em contato com a estrutura do cabo óptico. Possuem, por esta razão, elementos de tração bem resistentes.

ESTRUTURA LOOSE (NÃO ADERENTE)

Neste tipo de estrutura, a fibra óptica fica afastada da estrutura do cabo acondicionada em tubos (plásticos ou metálicos).

MEDIDAS EM FIBRAS ÓPTICAS

Para a caracterização das fibras ópticas são efetuadas medições que verificam as características de transmissão das fibras, a saber:

· atenuação espectral

· atenuação de inserção

· largura de banda

· abertura numérica

· perfil de índice de refração

TESTE DE ATENUAÇÃO ESPECTRAL

Este tipo de teste mede a atenuação da fibra óptica numa faixa de comprimentos de onda, normalmente contendo o comprimento de onda em que a fibra operará. É efetuado em laboratório devido à complexidade e precisão e fornece dados sobre a contaminação que pode ter ocorrido na fabricação da preforma e puxamento, principalmente o OH^-.

O teste consiste em se medir a potência de luz após percorrer toda a fibra nos vários comprimentos de onda que se deseja medir a atenuação, esta é a primeira medida, ou ainda, a potência de saída. Após isso, corta-se a fibra a 2 ou 3 metros do início, sem alterar as condições de lançamento, e mede-se a potência de luz nesse ponto, que pode ser considerado como a potência de entrada, uma vez que 2 ou 3 metros tem atenuação desprezível; esta é a segunda medida. De posse das duas medidas, calcula-se a atenuação por [dB].

TESTE DE ATENUAÇÃO DE INSERÇÃO

Este teste é mais apropriado para situações de campo e ele mede a atenuação da fibra óptica apenas num comprimento de onda, normalmente mede-se no comprimento de onda que o sistema opera. O teste utiliza dois instrumentos portáteis: o medidor de potência e a fonte de luz.

O teste divide-se em duas etapas, na primeira é efetuada uma calibração dos dois instrumentos, para conhecermos a potência de luz que será lançada, na fibra óptica, e na segunda é efetuada a medida de potência após a luz percorre toda a fibra óptica. A diferença entre as duas será o valor de atenuação.

TESTE DE LARGURA DE BANDA

Este teste determina a máxima velocidade de transmissão de sinais que uma fibra óptica pode ter, ou seja, mede a capacidade de resposta da fibra óptica. O teste é realizado com o objetivo de sabermos se a fibra óptica tem condições de operar com a taxa de transmissão especificada para o sistema.

TESTE DE ABERTURA NUMÉRICA

A abertura numérica é um número que define a capacidade de captação luminosa da fibra óptica e é definida por: , onde:

n₁ é o índice de refração do núcleo

n₂ é o índice de refração da casca

ou ainda: , onde:

Esta grandeza é intrínseca à própria fibra e é definida na fabricação, onde tem maior importância.

Como a abertura numérica é equivalente à distribuição de luz do campo distante, o teste mede a intensidade de luz desse campo.

Medida da distribuição de luz no campo distante

As medidas são obtidas através de um detector que percorre um deslocamento angular ou pela projeção do feixe de luz num anteparo graduado. Desta maneira se obtem o ângulo de abertura do feixe luminoso.

TESTE DO PERFIL DE ÍNDICE DE REFRAÇÃO

Este teste tem maior importância na fase de fabricação de fibras ópticas.

Não existem limites para o perfil de índice ,uma vez que qualquer imperfeição no mesmo implica numa diminuição da banda passante da fibra óptica , esta sim com limites específicos. O valor do índice de refração num determinado ponto é proporcional à distribuição de luz do campo próximo.

Medida da distribuição de luz no campo próximo

INSTALAÇÃO DE CABOS

Cabos ópticos requerem cuidados especiais para instalação pois as fibras são materiais frágeis e quebradiços. Deve-se observar que:

- o cabo não deve sofrer curvaturas acentuadas, o que pode provocar quebra das fibras em seu interior .

- o cabo não deve ser tracionado pelas fibras ou elementos de enchimento adjacentes a elas, mas sim pelos elementos de tração ou aço existentes no cabo.

- a velocidade de puxamento não deve ser muito elevada para permitir uma paralização imediata se necessário.

- não se deve exceder a máxima tensão de puxamento especificada para o cabo. Esta deve ser monitorada, através de uma célula de carga ,durante todo o puxamento.

- o cabo deve ser limpo e lubrificado a fim de diminuir o atrito de tracionamento.

- deve-se puxar o cabo com um destorcedor para permitir uma acomodação natural do cabo no interior do duto ou canalização.

CONFECÇÃO DE EMENDAS

Existem dois tipos básicos de emendas que podem ser efetuadas:

- emenda por fusão

- emenda mecânica

EMENDA POR FUSÃO

Nesta emenda, a fibra é introduzida numa máquina, chamada máquina de fusão, limpa e clivada, para após o alinhamento apropriado, ser submetida à um arco voltaico que eleva a temperatura nas faces da fibra, o que provoca o derretimento das fibras e a sua soldagem. Após a fusão, a fibra é revestida por resinas que tem a função de oferecer resistência mecânica à emenda, protegendo-a contra fraturas e quebras. Após a proteção, a fibra emendada é acomodada em recipientes chamados caixas de emendas. Por último, a Clivagem, é o processo de corte de ponta da fibra Óptica. Fazemos um pequeno ferimento na casca da fibra (risco) depois tracionamos a fibra e curvamos a mesma sobre o risco, assim o ferimento se propaga pela estrutura cristalina da fibra.

A qualidade de uma clivagem deve ser observada com microscópio.

EMENDA MECÂNICA

É baseado no alinhamento das fibras através de estruturas mecânicas. São dispositivos dotados de travas para que a fibra não se mova no interior da emenda e contém líquidos entre as fibras, chamados líquidos casadores de índice de refração, que diminuem as perdas de Fresnel (reflexão). É uma emenda de baixo custo em que as fibras também deve ser limpas e clivadas.

CONECTORES

Os conectores utilizam acoplamentos frontais ou lenticulares, sendo que existem três tipos de acoplamentos frontais:

- quando a superfície de saída é maior que a de entrada

- quando a superfície de saída é igual à de entrada

- quando a superfície de saída é menor que a de entrada

E também existem dois tipos de acoplamentos lenticulares:

- simétrico

- assimétrico

Os requisitos dos conectores são:

- montagem simples;

- forma construtiva estável;

- pequenas atenuações;

- proteção das faces das fibras.

Os fatores que influenciam na qualidade de um conector são:

- alinhamento

- montagem

- características de transmissão das fibras

Existem conectores:

- para fibra única

- para várias fibras (múltiplo)

Conector para fibra única

Conector múltiplo

Fontes Ópticas

Tipos de Fontes Ópticas

Para sistemas ópticos, encontramos dois tipos de fontes ópticas que são freqüentemente utilizadas: LED e LASER.

- Potência luminosa: os lasers oferecem maior potência óptica se comparados com

os leds.

LED : (-7 a -14dBm)

LASER : (1dBm)

- Largura espectral: os lasers tem largura espectral menor que os leds, o que

proporciona menor dispersão material.

- Tipos e velocidades de modulação: os lasers tem velocidade maior que os leds, mas necessitam de circuitos complexos para manter uma boa linearidade.

- Acoplamento com a fibra óptica: o feixe de luz emitido pelo laser é mais concentrado que o emitido pelo led, permitindo uma eficiência de acoplamento maior.

- Variações com temperatura: os lasers são mais sensíveis que os leds à temperatura.

- Vida útil e degradação: os leds tem vida útil maior que os lasers (aproximadamente 10 vezes mais), além de ter degradação bem definida.

- Custos: os lasers são mais caros que os leds, pois a dificuldade de fabricação é maior.

- Ruídos: os lasers apresentam menos ruídos que os leds. Ambos podem ser fabricados do mesmo material, de acordo com o comprimento onda desejado:

* AlGaAs (arseneto de alumínio e gálio) para 850 nm.

* InGaAsP (arseneto fosfeto de índio e gálio) para 1300 e 1550 nm.

LASER

Para entendermos o funcionamento de um laser, vamos tomar um laser a gás (HeNe) de maneira didática onde os números usados são ilusórios para maior visualização dos fenômenos.

Um átomo é composto de um núcleo e de elétrons que permanecem girando em torno do mesmo em órbitas bem definidas.

Quanto mais afastado do núcleo gira o elétron, menor a sua energia.

Quando um elétron ganha energia ele muda de sua órbita para uma órbita mais interna, sendo este um estado não natural para o átomo mas sim forçado.

Como esse estado não é natural, o átomo por qualquer distúrbio tende a voltar a seu estado natural, liberando a energia recebida em forma de ondas eletromagnéticas de comprimento de onda definido em função das órbitas do átomo.

As características típicas de um laser são:

· luz coerente

· altas potências

· monocromaticidade

· diagrama de irradiação concentrado

· vida útil baixa (10000 horas)

· sensível a variações de temperatura

· alto custo

· próprio para sinais digitais

· altas velocidades, ou seja, grande banda de passagem (1 Ghz ou mais)

Existem dois tipos de lasers quanto ao tipo de fabricação:

- Lasers cujo guia de onda (cavidade ressonante) é induzida por corrente, chamados lasers GLD (gainguide laser diode).

- Lasers cujo guia de onda é incorporado pela variação de índice de refração, chamados lasers ILD (index guide laser diode).

A FIBRA ÓPTICA E SEUS USOS ATUAIS

SISTEMAS DE COMUNICAÇÃO

As redes públicas de telecomunicações provêm uma variedade de aplicações para os sistemas de transmissão por fibras ópticas. As aplicações vão desde a pura substituição de cabos metálicos em sistemas de longa distância interligando centrais telefônicas (urbanas e interurbanas) até a implantação de novos serviços de comunicações, por exemplo, para as Redes Digitais de Serviços Integrados (RDSI).

REDE Telefônica

Uma das aplicações pioneiras das fibras ópticas em sistemas de comunicação corresponde aos sistemas tronco de telefonia, interligando centrais de tráfego interurbano. Os sistemas tronco exigem sistemas de transmissão (em geral, digitais) de grande capacidade, envolvendo distâncias que vão, tipicamente, desde algumas dezenas até centenas de quilômetros e, eventualmente, em países com dimensões continentais, até milhares de quilômetros. As fibras ópticas, com suas qualidades de grande banda passante e baixa atenuação, atendem perfeitamente a esses requisitos.

REDE DIGITAL DE SERVIÇOS INTEGRADOS (RDSI)

A rede local de assinantes, isto é, a rede física interligando assinantes à central telefônica local, constitui uma importante aplicação potencial de fibras ópticas na rede telefônica. Embora as fibras ópticas não sejam ainda totalmente competitivas com os pares metálicos, a partir da introdução de novos serviços de comunicações (videofone, televisão, dados etc.), através das Redes Digitais de Serviços Integrados (RDSI), o uso de fibras ópticas na rede de assinantes tende a ser imperativo.

CABOS SUBMARINOS

Os sistemas de transmissão por cabos submarinos, parte integrante da rede internacional de telecomunicações, é uma outra classe de sistemas onde as fibras ópticas cumprem atualmente um papel de fundamental importância. As fibras ópticas, por outro lado, considerando-se apenas os sistemas de 3ª geração (1,3µm), permitem atualmente espaçamentos entre repetidores em torno de 60 km.

TELEVISÃO POR CABO (CATV)

A transmissão de sinais de vídeo através de fibras ópticas é uma outra classe de aplicações bastante difundida. As fibras ópticas oferecem aos sistemas de CATV, além de uma maior capacidade de transmissão, possibilidades de alcance sem repetidores (amplificadores) superior aos cabos coaxiais banda-larga.

SISTEMAS DE ENERGIA E TRANSPORTE

A difusão das fibras ópticas nas redes públicas de telecomunicações tem estimulado a aplicação desse meio de transmissão em sistemas de utilidade pública que provêm suas próprias facilidades de comunicações, tais como os sistemas de geração e distribuição de energia elétrica e os sistemas de transporte ferroviário. As facilidades de comunicações incluem, além de serviços de comunicação telefônica, serviços de telemetria, supervisão e controle ao longo do sistema. As distâncias envolvidas podem ser de alguns quilômetros ao longo de linhas de transmissão ou linhas férreas.

REDES LOCAIS DE COMPUTADORES

As comunicações entre computadores são suportadas por sistemas de comunicação de dados que costumam ser classificados, segundo as distâncias envolvidas, em redes de computadores de longa distância ou redes locais de computadores.

As redes de computadores a longa distância utilizam-se dos meios de transmissão comuns à rede telefônica. Embora geralmente usem técnicas distintas (comutação de pacotes, modem etc.) essas redes a longa distância são implantadas ou integradas nos mesmos suportes físicos de transmissão da rede telefônica. Assim sendo, o uso de fibras ópticas em sistemas de comunicação de dados a longa distância acompanha a evolução da aplicação de fibras ópticas na rede telefônica (cabos troncos, cabos submarinos, RDSI etc.).

As redes locais de computadores, utilizadas para interconectar recursos computacionais diversos (computadores, periféricos, banco de dados etc.) numa área geograficamente limitada (prédio, usina, fábrica, campus etc.), caracterizam-se pela especificidade e variedade de alternativas tecnológicas quanto ao sistema de transmissão voltadas principalmente para aplicações em automação em escritórios e em automação industrial, como requisitos exigentes em termos de confiabilidade, capacidade de uma excelente alternativa de meio de transmissão.