Redes De Telecom

Fibras óticas

Definição: São estruturas totalmente dielétricas com geometria cilíndrica, na qual energia luminosa propaga-se ao longo do cilindro central denominado núcleo.

Então, o que é uma fibra óptica? Nada mais é do que um guia de ondas para a luz.

MODULAÇÃO

Para se adequar um sinal a ser transmitido, modula-se uma onda portadora e as informações alteram algumas características físicas desta portadora, como: sua amplitude, sua frequência, sua fase, etc.. Estas variações compatibilizam o sinal ao meio de propagação, tornando possível a recepção, processo conhecido como modulação. No receptor, o sinal sofre o processo inverso, chamado de demodulação, sendo o sinal detectado e demodulado para a extração das informações contidas nas características da onda portadora.

As modulações podem ser analógicas ou digitais. Exemplos mais utilizados de modulação analógica são a modulação em amplitude (AM), a modulação em frequência (FM), modulação em fase (PM). Entre os processos de modulação digitais citam-se, o método de chaveamento em amplitude (ASK), o método de chaveamento em frequência (FSK), a técnica de PSK, a técnica QAM, etc.. Para a tecnologia FSO, a modulação que melhor se adequa às características do meio de propagação e tem uma maior facilidade de detecção na recepção é a modulação por código de pulsos (PCM).

AM- Amplitude Modulation:

Pode funcionar em banda de base , ou com portadora de rádio frequência(RF) e, neste ultimo caso, ser de banda lateral única. Caso seja usado, é necessário efectuar uma compensação das perdas ópticas, quer tirando partido de alguma propriedade do sinal transmitido, por exemplo, no sinal de vídeo o pulso de sincronismo não varia a amplitude com o tempo, podendo ser usado para distinguir perdas ópticas com variação de amplitude do sinal, ou então usar um sinal em paralelo com uma amplitude de referência, e com frequência ligeiramente acima ou abaixo da frequência da informação transmitida. É o sistema de modulação mais barato.

Desvantagens:

-Necessidade de componentes altamente lineares para prevenir a distorção do sinal que atravessa a fibra, que aumenta o custo.

-Necessidade de compensar a atenuação na fibra para poder estimar a amplitude do sinal recebido, uso de controlo automático de ganho no pulso de sincronismo, e uso deste.

FM-Frequency Modulation:

Uso de uma portadora de alta frequência, em que a informação é transmitida a partir de uma variação de frequência da portadora dependendo da amplitude do sinal de entrada, facto que o torna menos vulnerável às variações de amplitude que constituem as perdas ópticas. Os sistemas FM têm também uma melhor relação sinal ruido que os sistemas AM.

Para eliminar a necessidade de componentes altamente lineares(necessários na transmissão usando AM), sistemas de comunicação óptica usam uma técnica denominada PFM("pulse frequency modulation"), na qual o sinal é digitalizado antes de ser transmitido ao longo da fibra.

Desvantagens:

-Circuitos mais complicados que no AM acabam por compensar o que se poupava nos componentes ópticos, tornando o sistema mais caro.

Digital Modulation:

Esta modulação requere uma conversão do sinal de entrada, analógica para digital PCM (modulação por código de pulso), que portanto modula a fonte de luz. Das variantes do PCM, destacam-se os sinais PAM, DM, ADM, PSK e o DPSK. O PCM involve o sequenciamento de pulsos (ou de um código) para representar uma porção do sinal. Os canais de transmissão são multiplexados por divisão no tempo e são enviados para o transmissor de laser.

Ao contrário das transmissões analógicas, a transmissão digital não é tão afetada pela distância, ruído do emissor de luz ou distorção. Além disso, este tipo de modulação não requer o uso de um emissor de laser linear, permitindo o uso de componentes mais baratos.

A modulação PCM é uma modulação digital, (conforme citado anteriormente) a qual tem a amostragem e quantificação do sinal de informação conforme o Critério de Nyquist:

Onde, famost é a frequência de amostragem e fmáx é a frequência máxima do sinal de informação. Analisando a equação, a frequência de amostragem do sinal deve ser maior ou igual a duas vezes a frequência máxima do sinal de informação. Após a amostragem teoricamente, o sinal apresenta infinitos níveis e para a sua identificação no receptor necessita-se quantificar este valor para níveis pré-determinados, representado por bits. Esses bits serão transmitidos, gerando-se na saída do quantificador sinais digitas representados por níveis ”zero” e ”um”.

Modulação PCM, mostrando: existência de luz quando bit ‘1’, e ausência de luz quando bit ‘0’.

Esta modulação tem dois padrões, com retorno a zero (RZ) e sem retorno à zero (NRZ). Na codificação RZ quando o sinal esta em nível elevado na metade do tempo de bit o sinal retorna ao nível de baixa, o que não ocorre na operação em NRZ. Este método ajuda a reduzir a largura de banda.

Desvantagens: - Circuitos digitais mais complicados que os analógicos aumentam o custo do sistema em relação a sistemas que recorram a AM.

PROTOCOLOS UTILIZADOS EM COMUNICAÇÕES ÓPTICAS

Definição: É um acordo que especifica o formato e o significado das mensagens a trocar numa rede é conhecido como um protocolo de comunicação.

Em vez de definir um protocolo único que lide com todos os detalhes de todas as formas de comunicação possíveis, os problemas foram decompostos e organizados em módulos independentes. Em vez de desenvolver estes vários módulos (protocolos) isoladamente, o desenvolvimento é integrado originando famílias de protocolos.

Dos protocolos