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Como a atenuação afeta minha rede de fibra óptica?

  • Como a atenuação afeta minha rede de fibra óptica? Fiber-Mart.com
  • Post on Quarta 05 Agosto, 2020
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Redes de fibra óptica são redes onde a transmissão de dados é feita com o auxílio de transceptores ópticos e cabos ópticos. Os transceptores ópticos transmitem uma luz óptica por um cabo óptico. Tal como acontece com as redes Ethernet de cobre padrão, as redes ópticas também são influenciadas pela tensão externa e pelas propriedades internas e, como consequência, alguma perda de energia. Essa perda de potência óptica é chamada de Atenuação.
 
Os cabos de fibra óptica consistem em núcleo e revestimento de fibra óptica de vidro, revestimento tampão, componentes de resistência Kevlar e um material externo protetor denominado jaqueta. Dependendo do tipo de cabo óptico. Esses componentes podem variar em tamanho e resistência. Ao contrário dos cabos de cobre que utilizam eletricidade para transmitir dados, os cabos de fibra óptica utilizam pulsos de luz óptica para a mesma função. Seu núcleo é feito de vidro ultrapuro cercado por um revestimento semelhante a um espelho. Quando a luz atinge o cabo, ela percorre o núcleo, saltando constantemente do revestimento até chegar ao destino final. Existem dois tipos de cabos ópticos, multimodo e monomodo. Visto de fora eles parecem quase iguais, porém seu interior desempenha um papel importante na atenuação óptica. As fibras monomodo são usadas para conexões de longo alcance e alta velocidade devido ao seu núcleo e revestimento mais apertados, que melhoram a transmissão da luz, limitando o reflexo da luz no revestimento. As fibras multimodo têm núcleo maior, portanto a luz refletirá mais e mais energia será perdida até chegar ao destino.
 
Porém, a atenuação óptica das fibras ópticas não é apenas a potência perdida devido ao núcleo do cabo. A alta atenuação óptica pode ser causada por absorção, espalhamento e estresse físico no cabo, como flexão. A atenuação do sinal é geralmente definida como a relação entre a potência de entrada óptica e a potência de saída óptica. Como os nomes sugerem, a potência de entrada óptica é a potência injetada no cabo óptico pelo transceptor óptico, e a potência de saída óptica é a potência recebida pelo transceptor na outra extremidade do cabo. A unidade de atenuação é descrita como dB/km.
 
A absorção é uma das maiores causas de atenuação óptica. Isto é definido como a potência óptica perdida devido à conversão da potência óptica em outra forma. A absorção é normalmente causada por vapores de água residuais. Geralmente a absorção é definida por dois fatores:
 
Imperfeição na estrutura atômica do material fibroso
As propriedades extrínsecas e intrínsecas do material fibroso que representam a presença de impurezas no material fibroso
A absorção extrínseca é causada por impurezas como metais residuais, ferro e cromo, introduzidos na fibra durante o processo de fabricação. Esses metais residuais estão causando uma perda de energia durante o processo de conversão quando estão em transição de um nível de energia para outro.
A absorção intrínseca é causada pelas propriedades básicas do material fibroso. Se o material da fibra óptica fosse puro, sem impurezas e imperfeições, então toda absorção seria intrínseca. Por exemplo, em fibra óptica, o vidro de sílica é utilizado devido à sua baixa absorção intrínseca em certos comprimentos de onda que variam de 700nm a 1600nm.
As perdas por dispersão são causadas pelas flutuações de densidade na própria fibra. Eles são produzidos durante o processo de fabricação. A dispersão ocorre quando a luz óptica atinge várias moléculas no cabo e salta. A dispersão é altamente dependente do comprimento de onda da luz óptica. Existem dois tipos de perda por espalhamento em fibras ópticas:
 
Espalhamento Rayleigh - esse espalhamento ocorre em fibras comerciais que operam em comprimentos de onda de 700-1600 nm. O espalhamento Rayleigh ocorre quando o tamanho da flutuação de densidade é menor que 1/10 do comprimento de onda operacional.
Espalhamento Mie - esse espalhamento ocorre quando o tamanho da flutuação de densidade é maior que 1/10 do comprimento de onda operacional.
Dobrar o cabo de fibra também causa atenuação. A perda por flexão é classificada em microcurvas e macrocurvas:
 
Microcurvas são pequenas curvas microscópicas na fibra que ocorrem mais comumente quando a fibra é cabeada
As macrocurvas, por outro lado, são curvas que possuem um grande raio de curvatura em relação ao diâmetro do cabo.
Outro tipo de perda de potência óptica é a dispersão óptica. A dispersão óptica representa a propagação do sinal de luz ao longo do tempo. Existem dois tipos de dispersão óptica:
 
Dispersão cromática que é a propagação do sinal de luz resultante das diferentes velocidades dos raios de luz
Dispersão modal que é a propagação do sinal de luz resultante dos diferentes modos de propagação da fibra
A dispersão modal geralmente limita a taxa de bits máxima e o comprimento do link em fibras multimodo. A dispersão cromática é a principal responsável pela atenuação nas fibras monomodo.
 
Tendo isto em mente devemos sempre considerar, testar e calcular a possível atenuação das fibras para deempregando uma rede estável capaz de atualizações futuras.
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