Perda de sinal de cabo de fibra óptica, atenuação e dispersão

Perda de sinal em cabos de fibra óptica multimode e de modo único

A fibra multimode é grande o suficiente para permitir que os raios de luz reflitam internamente (saltem das paredes da fibra). Interfaces com óptica multimode normalmente usam LEDs como fontes de luz. No entanto, os LEDs não são fontes coerentes. Eles pulverizam diferentes comprimentos de onda de luz na fibra multimode, o que reflete a luz em diferentes ângulos. Os raios de luz viajam em linhas irregulares através de uma fibra multimode, causando dispersão de sinal. Quando a luz viaja no núcleo da fibra radia para o revestimento de fibra, resultados de perda de modo de ordem superior. Juntos, esses fatores limitam a distância de transmissão de fibra multimodesa em comparação com a fibra de modo único.

A fibra de modo único é tão pequena de largura que os raios de luz podem refletir internamente por apenas uma camada. Interfaces com óptica de modo único usam lasers como fontes de luz. Os lasers geram um único comprimento de onda de luz, que viaja em linha reta através da fibra de modo único. Em comparação com a fibra multimode, a fibra de modo único tem uma largura de banda mais alta e pode transportar sinais para distâncias mais longas.

Exceder as distâncias máximas de transmissão pode resultar em perda significativa de sinal, o que causa transmissão não confiável.

Atenuação e dispersão em cabos de fibra óptica

O funcionamento correto de um link de dados ópticos depende da luz modulada chegar ao receptor com energia suficiente para ser rebaixada corretamente. A atenuação é a redução de energia do sinal de luz à medida que é transmitido. A atenuação é causada por componentes de mídia passiva, como cabos, emendas de cabos e conectores. Embora a atenuação seja significativamente menor para a fibra óptica do que para outros meios de comunicação, ela ainda ocorre tanto na transmissão multimode quanto no modo único. Um link de dados óptico eficiente deve ter luz suficiente disponível para superar a atenuação.

A dispersão é a disseminação do sinal ao longo do tempo. Os dois tipos de dispersão a seguir podem afetar um link óptico de dados:

• Dispersão cromática — propagação do sinal ao longo do tempo, resultante das diferentes velocidades dos raios de luz.

• Dispersão modal — a disseminação do sinal ao longo do tempo, resultante dos diferentes modos de propagação na fibra.

Para transmissão multimode, a dispersão modal — em vez de dispersão cromática ou atenuação — geralmente limita a taxa de bit máxima e o comprimento do enlace. Para transmissão de modo único, a dispersão modal não é um fator. No entanto, a taxas de bit mais altas e em distâncias mais longas, a dispersão cromática em vez de dispersão modal limita o comprimento máximo do enlace.

Um link de dados óptico eficiente deve ter luz suficiente para exceder a potência mínima que o receptor precisa para operar dentro de suas especificações. Além disso, a dispersão total deve ser menor do que os limites especificados para o tipo de link no documento da Telcordia Technologies GR-253-CORE (Seção 4.3) e documento da União Internacional de Telecomunicações (ITU) G.957.

Quando a dispersão cromática é no máximo permitida, seu efeito pode ser considerado como uma penalidade de energia no orçamento de energia. O orçamento de energia óptica deve permitir a soma da atenuação de componentes, penalidades de energia (incluindo as de dispersão) e uma margem de segurança para perdas inesperadas.