Fibra ópticacomunicação, comunicação por satélite e comunicação por rádio são os três pilares das redes de comunicação modernas, com fibra óptica
a comunicação é o pilar devido às suas muitas vantagens significativas
A História da Comunicação por Fibra Óptica
Usar a luz para comunicação não é um conceito completamente novo. O antigo uso de torres de sinalização para alarmes no meu país é um excelente exemplo de comunicação óptica visual, e o uso de sinais de bandeira pelos europeus para transmitir informações pode ser visto como formas primitivas de comunicação óptica.
A forma de comunicação óptica moderna remonta ao telefone óptico inventado por Alexander Graham Bell em 1880. Ele usou a luz solar como fonte de luz, focando o feixe em um espelho vibratório na frente do transmissor, fazendo com que a intensidade da luz mudasse com a voz, modulando assim a intensidade da luz. Na extremidade receptora, um espelho parabólico refletia o feixe de luz da atmosfera para uma bateria, e um cristal de selênio agia como receptor óptico, convertendo o sinal de luz em corrente elétrica, transmitindo assim com sucesso sinais de voz através da atmosfera. Devido à falta de uma fonte de luz e meio de transmissão ideais na época, este telefone óptico tinha uma distância de transmissão muito curta e nenhuma aplicação prática, portanto seu desenvolvimento foi lento. Porém, o telefone óptico ainda foi uma grande invenção, comprovando a viabilidade do uso de ondas de luz como ondas portadoras para transmitir informações. Portanto, pode-se dizer que o telefone óptico Bell foi o protótipo da comunicação óptica moderna.
A invenção da lâmpada possibilitou construir sistemas simples de comunicação óptica e utilizá-los como fontes de luz, como comunicação entre navios e entre navios e terra, sinais de direção de automóveis e semáforos. Na verdade, qualquer tipo de luz indicadora é um sistema básico de comunicação óptica. Em muitos casos, diodos emissores de luz-fluorescentes de banda larga (LEDs) podem ser usados como fontes de luz. Em 1960, o americano Robert Maiman inventou o primeiro laser de rubi, que, de certa forma, resolveu o problema das fontes de luz e trouxe uma nova esperança para a comunicação óptica. Comparados com a luz comum, os lasers têm largura espectral estreita, excelente direcionalidade, brilho extremamente alto e boas características de frequência e fase relativamente consistentes. Os lasers são luz altamente coerente e suas características são semelhantes às ondas de rádio, o que os torna um portador óptico ideal. Após o laser de rubi, surgiram os lasers de nitrogênio-hidrogênio (He-Ne) e de dióxido de carbono (CO2) e foram colocados em aplicação prática. A invenção e aplicação dos lasers inauguraram uma nova era para a comunicação óptica, que estava adormecida há 80 anos.
Desde que Kao Kuen propôs o conceito de fibra óptica como meio de transmissão em 1966, a comunicação por fibra óptica desenvolveu-se rapidamente da pesquisa à aplicação, com atualizações tecnológicas contínuas, melhorando constantemente as capacidades de comunicação (taxa de transmissão e distância do relé) e expandindo o escopo da aplicação.
Os cinco estágios da comunicação por fibra óptica
A primeira etapa foi o período de desenvolvimento desde a pesquisa básica até a aplicação comercial. Começando em 1976, seguindo o ritmo de pesquisa e desenvolvimento, e depois de muitos testes de campo, o sistema de ondas ópticas de primeira-geração operando em um comprimento de onda de 0,8 μm foi oficialmente colocado em aplicação comercial em 1978.
A segunda etapa foi o período de aplicação prática, com o objetivo da pesquisa de melhorar a taxa de transmissão e aumentar a distância de transmissão, e promover vigorosamente sua aplicação.
A terceira etapa se concentrou em capacidade ultra-alta e distância ultra{1}}longa, com pesquisas abrangentes e{2}}profundas sobre novas tecnologias. Durante esse período, foi alcançada uma comunicação de fibra óptica de modo único-com dispersão de 1,55μm-deslocada. Este sistema de comunicação de fibra óptica utiliza tecnologia de modulação externa, alcançando taxas de transmissão de 2,5–10 Gbit/s e distâncias de transmissão sem repetidor de 100–150 km. Níveis ainda mais elevados poderiam ser alcançados em laboratório.
O quarto estágio dos sistemas de comunicação de fibra óptica é caracterizado pelo uso de amplificadores ópticos para aumentar as distâncias dos repetidores e pelo emprego da tecnologia de multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM) para aumentar a taxa de bits e as distâncias dos repetidores. Como esses sistemas às vezes usam esquemas de diferença-nula ou heteródinos, eles também são chamados de sistemas de comunicação óptica coerentes.
O quinto estágio dos sistemas de comunicação de fibra óptica é baseado na compressão não linear para cancelar o alargamento da dispersão da fibra, alcançando a transmissão conformada de sinais de pulso óptico, também conhecida como comunicação óptica soliton. Esta fase durou mais de 20 anos e alcançou um progresso inovador.
Aplicações da comunicação moderna por fibra óptica
A fibra óptica pode transmitir sinais digitais e analógicos. Atualmente, 90% dos serviços de comunicação globais dependem da transmissão por fibra óptica. Com o desenvolvimento da tecnologia de comunicação por fibra óptica, muitos países em todo o mundo incorporaram sistemas de comunicação por fibra óptica nas suas redes públicas de telecomunicações, redes de retransmissão e redes de acesso.
As redes de transmissão de backbone de banda larga de fibra óptica e as redes de acesso estão se desenvolvendo rapidamente e são atualmente o foco principal de pesquisa, desenvolvimento e aplicação. As diversas aplicações da comunicação por fibra óptica podem ser resumidas da seguinte forma:
(1) Redes de Comunicação:A comunicação por fibra óptica é amplamente utilizada em redes de comunicação e se tornou o método principal de comunicação moderna.
(2) As redes locais (LAN) e as redes alargadas (WAN) constituem a Internet.
(3) Redes troncais e de distribuição de redes de televisão por cabo, estações terrenas de satélite de sistemas de televisão industriais, linhas de microondas, receptores de antena, etc.
(4) Redes de acesso em fibra óptica para serviços integrados.
(5) Sensores de fibra óptica. A rigor, os sensores de fibra óptica não pertencem à área de comunicação. No entanto, os sensores de fibra óptica são uma área de aplicação extremamente importante da fibra óptica.
