Como funciona a comunicação por fibra óptica e por que é usada em comunicação de alta velocidade

Comunicação de fibra ótica é o método de comunicação em que o sinal é transmitido na forma de luz e a fibra ótica é usada como meio de transmitir o sinal de luz de um lugar para outro. O sinal transmitido na fibra ótica é convertido do sinal elétrico em luz e, na extremidade receptora, é convertido de volta no sinal elétrico da luz. Os dados enviados podem ser na forma de dados de áudio, vídeo ou telemetria que devem ser enviados a longas distâncias ou por redes locais. Comunicação de fibra óptica com bons resultados na transferência de dados de longa distância em alta velocidade, tem sido usada como um aplicativo para diversos fins de comunicação.

Como funciona a comunicação por fibra óptica?

O processo de comunicação por fibra óptica transmite um sinal na forma de luz que é primeiro convertido em luz a partir de sinais elétricos e transmitido, e então vice-versa acontece no lado receptor.

Este processo pode ser explicado usando um diagrama conforme mostrado abaixo:

Lado do transmissor:

No lado do transmissor, primeiro se os dados são analógicos, eles são enviados para um codificador ou circuito conversor que converte o sinal analógico em pulsos digitais de 0,1,0,1… (dependendo de como os dados são) e passam por um circuito transmissor de fonte de luz. E se a entrada for digital, ela é enviada diretamente através do circuito transmissor da fonte de luz, que converte o sinal na forma de ondas de luz.

Cabo de fibra ótica:

As ondas de luz recebidas do circuito transmissor para o cabo de fibra óptica são agora transmitidas do local de origem para o destino e recebidas no bloco receptor.

Lado do receptor:

Já no lado do receptor, a fotocélula, também conhecida como detector de luz, recebe as ondas de luz do cabo de fibra óptica, amplifica-as com o amplificador e as converte no sinal digital adequado. Agora, se a fonte de saída for digital, o sinal não será mais alterado e se a fonte de saída precisar de um sinal analógico, os pulsos digitais serão convertidos de volta em um sinal analógico usando o circuito decodificador.

Todo o processo de transmissão de um sinal elétrico de um ponto a outro, convertendo-o em luz e usando o cabo de fibra óptica como fonte de transmissão, é conhecido como Comunicação de fibra óptica.

Por que a fibra é usada?

Os fios de fibra substituíram o fio de cobre como cabo de transmissão por apresentar mais vantagens do que os cabos elétricos.

Grande capacidade de transmissão : uma única fibra de sílica pode transportar centenas de milhares de canais telefônicos, utilizando apenas uma pequena parte da capacidade teórica.
Pequenas perdas : O sinal de aproximadamente 0,2 dB / km é perdido para as fibras de sílica monomodo modernas, de forma que muitas dezenas de quilômetros podem ser interligadas sem amplificar os sinais.
Amplificação fácil : Um grande número de canais pode ser amplificado em um único amplificador de fibra, se necessário, para distâncias de transmissão muito grandes.
Baixo custo : devido à enorme taxa de transmissão alcançável, o custo por bit transportado pode ser extremamente baixo.
Peso leve: em comparação com cabos elétricos, os cabos de fibra óptica são muito leves.
Sem interferência: os cabos de fibra óptica são imunes a problemas que surgem com cabos elétricos, como loops de aterramento ou interferência eletromagnética (EMI).

As razões explicam claramente que os cabos de fibra ótica são muito melhores do que os cabos coaxiais de cobre e é por isso que os cabos de fibra ótica são preferidos aos meios de transmissão convencionais.

Por que luz e não eletricidade?

Luz ou luz laser (para ser mais preciso) é usada para a comunicação de fibra óptica devido ao motivo de a luz laser ser uma fonte de luz de comprimento de onda único. Enquanto os outros sinais de luz, como a luz do sol ou lâmpada bulbo, têm muitos comprimentos de onda de luz e, como resultado, se usados para comunicação, eles produziriam um feixe que é muito menos poderoso e, por outro lado, o laser com um único feixe resultaria em um feixe mais poderoso como saída.

Portanto, menos dispersão, transmitindo mais número de sinais e consumindo menos tempo, torna a luz uma boa fonte de comunicação.

Características da comunicação de fibra óptica

Na comunicação de fibra ótica, a luz é usada como um sinal que é transmitido dentro do cabo de fibra ótica. Este modo de comunicação possui características que são importantes para serem discutidas e o torna um bom modo de comunicação.

Largura de banda - A dispersão de luz laser única significa que uma boa quantidade de sinal pode ser transmitida (informação sendo transferida em bits) por segundo, o que resulta em alta largura de banda para longas distâncias.
Diâmetro menor - O diâmetro do cabo de fibra óptica tem cerca de 300 micrômetros de diâmetro.
Peso leve - O cabo de fibra óptica é leve em comparação com o cabo de cobre.
Transmissão de sinal de longa distância - Como a luz do laser não se dispersa, ela pode ser facilmente transmitida a longas distâncias.
Baixa atenuação - A fibra é feita de vidro e o laser passa por ela, o sinal transmitido tem perda de apenas 0,2 dB / km.
Segurança de transmissão - A criptografia ótica e a ausência do sinal eletromagnético tornam os dados seguros por fibra ótica.

Aplicações de Fibra Ótica

A comunicação por fibra óptica é usada principalmente na indústria de telecomunicações, que usa a fibra óptica para:

Transmissão de sinais telefônicos.
Comunicação pela Internet.
Transmissão de sinal de televisão por cabo.

Além disso, a fibra óptica hoje em dia, é usada em todos os lugares em residências, indústrias, escritórios de longa distância, bem como para comunicação de pequena distância.

Impacto da fibra ótica na IoT (Internet das coisas)

A comunicação de fibra óptica terá um grande impacto na IOT e as coisas listadas explicarão como a IOT exigiria fibra óptica.

Mídia de transmissão rápida - O futuro será IOT e todos os nossos dispositivos e coisas estarão conectados à internet, o que precisa de boa comunicação e alta velocidade. A única mídia de transmissão que oferece suporte a esse requisito é a fibra ótica. O futuro precisa de IOT e IOT precisa de fibra ótica para uma melhor comunicação que poderia ajudar a alcançar a velocidade de dados sem fio de até 100 Gbps de velocidade, fazendo comunicações e transferência de dados de grande porte em segundos.
Segurança de dados - A segurança em IoT é a principal preocupação quando pensamos em uma grande quantidade de dados a serem transferidos entre bilhões de dispositivos conectados entre si. Hacking de dados de mídia de comunicação é possível, a menos que seja fibra óptica. As fibras ópticas são muito difíceis de hackear e hackea-las sem ser detectadas é quase impossível. Novamente, uma fibra óptica pode ajudar a proteger os dados e transferi-los em alta velocidade.
Sem perda de dados devido a interferência - Os cabos de fibra óptica podem ser instalados em qualquer lugar (mesmo debaixo d'água ou em áreas de alta temperatura) e não têm nenhuma interferência eletromagnética, resultando em nenhuma perda de dados devido à interferência.