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Cabo de Fibra Ótica

Cabo de Fibra Ótica

Nos últimos anos, o custo das fibras ópticas, ou fibras ópticas e cabeamento de fibra óptica, caiu, fazendo com que caíssem ao alcance econômico de muito mais aplicações de telecomunicações e redes de dados. Como resultado, as fibras ópticas são agora amplamente utilizadas e formam a espinha dorsal da maioria das redes de telecomunicações e de muitas redes de dados locais.

Embora existam muitos componentes usados ​​na construção de um link de fibra ótica (link de fibra ótica), o cabeamento de fibra ótica é obviamente o elemento chave.

Construção de fibra óptica

A tecnologia de fibra óptica se baseia no fato de que é possível enviar um feixe de luz ao longo de uma fibra fina adequadamente construída. Um cabo de fibra óptica consiste em um núcleo de vidro ou sílica. O núcleo da fibra óptica é circundado por um material semelhante, ou seja, vidro ou sílica, denominado revestimento, que tem um índice de refração ligeiramente inferior ao do núcleo. Verificou-se que mesmo quando o revestimento tem um índice de refração ligeiramente superior, a luz que passa pelo núcleo sofre reflexão interna total e, portanto, está contida dentro do núcleo da fibra óptica.

Do lado de fora do revestimento é colocada uma jaqueta de plástico. Isso é usado para fornecer proteção à própria fibra óptica. Além disso, as fibras ópticas geralmente são agrupadas em feixes e são protegidos por uma bainha externa geral. Isso não apenas fornece proteção adicional, mas também serve para manter as fibras ópticas juntas.

Tipos de fibra ótica

Há uma variedade de tipos diferentes de cabos de fibra ótica que podem ser usados ​​e várias maneiras pelas quais os tipos podem ser diferenciados. Existem duas categorias principais:

  • Fibra ótica de índice escalonado
  • Cabeamento de fibra óptica de índice graduado

O cabo de índice de degrau se refere ao cabo no qual há uma mudança de degrau no índice de refração entre o núcleo e o revestimento. Esse tipo é o mais comumente usado. O outro tipo, conforme indicado pelo nome, muda mais gradualmente ao longo do diâmetro da fibra. Usando este tipo de cabo, a luz é refratada em direção ao centro do cabo.

As fibras ópticas ou fibras ópticas também podem ser divididas em fibra monomodo e fibra multimodo. A menção à fibra monomodo e à fibra multimodo é freqüentemente vista na literatura.

Fibra monomodo Esta forma de fibra óptica é o tipo que é usado quase exclusivamente nos dias de hoje. Verificou-se que se o diâmetro da fibra óptica for reduzido a alguns comprimentos de onda de luz, então a luz só pode se propagar em linha reta e não rebater de um lado para o outro da fibra. Como a luz só pode viajar neste modo único, esse tipo de cabo é chamado de fibra monomodo. Normalmente, o núcleo da fibra monomodo tem cerca de oito a dez mícrons de diâmetro, muito menor do que um fio de cabelo.

A fibra monomodo não sofre dispersão multimodal e isso significa que tem uma largura de banda muito maior. A principal limitação da largura de banda é o que se denomina dispersão cromática, em que cores diferentes, ou seja, comprimentos de onda se propagam em velocidades diferentes. A dispersão cromática do cabo de fibra óptica ocorre dentro do centro da própria fibra. Verifica-se que é negativo para comprimentos de onda curtos e mudanças para se tornarem positivas em comprimentos de onda mais longos. Como resultado, há um comprimento de onda para fibra monomodo em que as dispersões são zero. Isso geralmente ocorre em um comprimento de onda de cerca de 1310 nm e essa é a razão pela qual esse comprimento de onda é amplamente utilizado.

A desvantagem da fibra monomodo é que ela requer alta tolerância para ser fabricada e isso aumenta seu custo. Contra isso, o fato de que oferece desempenho superior, especialmente para longas tiragens, significa que muito desenvolvimento de fibra monomodo foi realizado para reduzir os custos.

Fibra multimodo Essa forma de fibra tem um diâmetro maior do que a fibra monomodo, normalmente em torno de 50 mícrons de diâmetro, e isso as torna mais fáceis de fabricar do que as fibras monomodo.

A fibra óptica multimodo tem várias vantagens. Por ter um diâmetro maior do que a fibra monomodo, ela pode capturar a luz da fonte de luz e transmiti-la ao receptor com alto nível de eficiência. Como resultado, ele pode ser usado com diodos emissores de luz de baixo custo. Além disso, o diâmetro maior significa que não são necessários conectores de alta precisão. No entanto, esta forma de cabeamento de fibra óptica sofre um nível de perda maior do que a fibra monomodo e, em vista disso, seu uso é mais caro do que se poderia esperar à primeira vista. Ele também sofre de dispersão modal multimodo e isso limita severamente a largura de banda utilizável. Como resultado, não foi amplamente utilizado desde meados da década de 1980. O cabo de fibra monomodo é o tipo preferido.

Atenuação dentro de uma fibra óptica

Embora os cabos de fibra óptica ofereçam um desempenho muito superior ao que pode ser obtido com outras formas de cabo, eles sofrem alguns níveis de atenuação. Isso é causado por vários efeitos:

  • Perda associada às impurezasSempre haverá algum nível de impureza no núcleo da fibra óptica. Isso causará alguma absorção da luz dentro da fibra. Uma das principais impurezas é a água que permanece na fibra.
  • Perda associada ao revestimentoQuando a luz é refletida na interface entre o revestimento e o núcleo, a luz vai realmente viajar para o núcleo por uma pequena distância antes de ser refletida de volta. Este processo causa um nível pequeno, mas significativo de perda e é um dos principais contribuintes para a atenuação geral de um sinal ao longo de um cabo de fibra óptica.
  • Perda associada ao comprimento de ondaVerifica-se que o nível de atenuação do sinal na fibra óptica depende do comprimento de onda utilizado. O nível aumenta em certos comprimentos de onda como resultado de certas impurezas.

Apesar do fato de que a atenuação é um problema, é possível transmitir dados ao longo de fibras monomodo para distâncias consideráveis. Linhas com taxas de dados de até 50 Gbps são capazes de cobrir distâncias de 100 km sem a necessidade de amplificação.

Materiais usados ​​para fibras ópticas

Existem dois tipos principais de materiais usados ​​para fibras ópticas. São vidro e plástico. Eles oferecem características muito diferentes e, portanto, as fibras feitas de duas substâncias diferentes têm aplicações em aplicações muito diferentes.

Tamanhos de fibra ótica

Uma das principais formas de especificar cabos de fibra óptica é pelos diâmetros do núcleo interno e do revestimento externo. Como pode ser esperado, existem padrões da indústria para estes e isso ajuda a reduzir a variedade de acessórios necessários para conectores, emendas e as ferramentas necessárias para o encaixe.

O padrão para a maioria das fibras ópticas é 125 mícrons (um) para o revestimento e 245 mícrons (um) para o revestimento protetor externo. As fibras ópticas multimodo têm tamanhos de núcleo de 50 ou 62,5 mícrons, enquanto os padrões para fibras de modo único são de aproximadamente 8 a 10 mícrons.

Ao especificar cabos de fibra óptica, os diâmetros geralmente constituem a parte principal da especificação do cabo. Uma fibra multimodo com um diâmetro de núcleo de 50 mícrons e um diâmetro de revestimento de 125 mícrons seria referida como uma fibra 50/125.

Além da especificação do diâmetro, outros parâmetros como a perda, etc. também são necessários, mas esses elementos não fazem parte do tipo de cabo da mesma forma que o diâmetro.

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