Tipos de fibras

De acordo com o número de modos, a fibra óptica pode ser classificada como monomodo ou multimodo. A espécie multimodo divide-se em duas subespécies: índice degrau ou abrupto, e índice gradual.

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Na fibra de índice degrau o índice de refração do núcleo é uniforme e completamente diferente do da casca. A refração, nesse caso, ocorre como ilustrado previamente, isto é, somente na interface entre o núcleo e a casca.

Devido à disposição simples do perfil de índices e às suas dimensões relativamente grandes que facilitam sua conectividade e fabricação, esse sistema é o mais econômico e o mais fácil de ser construído. Outra vantagem desse tipo de fibra é sua grande capacidade de captar energia luminosa, que advém da relativamente alta abertura numérica desse tipo de fibra, o que permite a utilização de emissores mais baratos.

No entanto, os altos valores de abertura numérica trazem inconvenientes ao permitir que um elevado número de modos exista dentro da fibra. O número de modos elevado causa o fenômeno da dispersão modal, o que reduz significantemente a banda das fibras multimodo de índice degrau e obriga esse tipo de fibra a ser utilizado somente em pequenas distâncias.

 

Na fibra de índice gradual o núcleo não possui índice de refração constante, mas este aumenta progressivamente do eixo central até as bordas. Dessa forma, ocorre uma refração gradual à medida que os raios se aproximam das bordas. Essa fibra foi projetada para adequar-se às aplicações em sistemas de telecomunicações.

São menores do que as fibras multimodo de índice degrau e possuem aberturas numéricas menores, que diminuem a quantidade de modos possíveis e aumentam a banda passante e a distância que essa banda pode atingir. Possui complexidade média de fabricação, mas que ainda mantém uma certa facilidade de conexão e tem uma capacidade de transmissão adequada às aplicações que se propõe, mas ainda não pode ser usada em longas distâncias.

 

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Por fim, temos o tipo monomodo. Ele é caracterizado por um núcleo finíssimo (de apenas alguns micrômetros) por onde há apenas um único caminho para a luz, ou seja, apenas um modo. Como as dimensões dos cabos são próximas aos comprimentos da luz incidente, a óptica geométrica não consegue explicar o que ocorre nas fibras monomodo, e, portanto, para os cálculos nesse tipo de fibra, deve-se tratar a luz como onda eletromagnética, e não mais como partícula. A casca mantém seu tamanho inalterado em relação à das fibras multimodo, pois ela precisa ser espessa o suficiente para suportar os campos eletromagnéticos do modo transmitido.

A produção de fibras ópticas monomodo tem como fator limitante a dificuldade mecânica de fabricação de fios e acopladores para fibras tão finas, visto que não se deseja alterar os índices de refração das fibras nem o comprimento de onda da luz incidente.

Com essa técnica, anula-se a dispersão modal e obtém-se uma menor atenuação. Por outro lado, suas pequenas dimensões dificultam sua conectividade, que requer alta qualidade, elevando muito o custo do sistema. Por superar as capacidades de transmissão de fibras multimodos, esse tipo de fibra é utilizado em comunicações de média e longa distâncias, inclusive em comunicações intercontinentais, onde há elevada transmissão de dados.

Há um tutorial da Teleco [27], já fala-se em novos tipos de fibras monomodo atualmente, são elas:

  • "Single Mode (SM - G.652 ITU-T):Fibra monomodo já explorada. Sofre com grande dispersão cromática. No entanto, como essa fibra tem um núcleo maior do que os novos tipos de fibra óptica, seu uso é bom em sistemas que requerem grande capacidade de comprimentos de onda.
  • Dispersion Shifted (DS - G.653 ITU-T): Fibra sem dispersão. Pensava-se que seria boa para ser usada em sistemas WDM e SDH de alta capacidade. Porém, com o crescimento da quantidade de comprimentos de onda, constatou-se que ela sofre efeitos de Mistura de quatro ondas, o que restringiu seu uso em sistemas de WDM.
  • Non Zero Dispersion (NZD - G.655 ITU-T): Fibra com dispersão baixa, mas não nula. Foi criada para servir de meio termo entre os dois tipos de fibra anteriores. Para diminuir a dispersão cromática, o núcleo da fibra foi reduzido. Essa redução impede seu uso em sistemas com muitos comprimentos de onda.
  • Low Water Peak (LWP - G.652D ITU-T): é tipo de fibra onde os processos de fabricação eliminaram a contaminação por íons hidroxila, permitindo que a utilização dos comprimentos de onda ao redor de 1400nm."

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