Page 14 - Telebrasil - Janeiro/Fevereiro 1991

Tecnologia
F i b r a
Você sabia que um giroscópio de
fibra óptica, desenvolvido pelo
CPqD e pelo CTA poderá ser utili­
zado na Missão Espacial Brasilei­
ra? Que Furnas poderá substituir
um enlace de microondas por uma
fibra óptica embutida no fio terra?
Que o enlace ótico do assinante
se torna uma realidade?
A utilização de fibras ópticas ten­
de a crescer para o futuro. Pre-
ve-se sua aplicação não só para teleco­
municações de alta capacidade, co­
mo também para o enlace de assinan­
te, para efetuar a intracomunicaçáo
no edifício inteligente, como sensor
de grandezas diversas e até como gi­
roscópio. Eis, a seguir um resumo
da palestra proferida por César Évo­
ra, do CPqD da Telebrás:
• Atenuação da fibra: A evolução
da tecnologia de fibras tem sido pa­
ra melhorar as características de trans­
missão, e que esbarra em dois obstácu­
los: a atenuação e a dispersão do si­
nal luminoso. As primeiras fibras,
multimodo, operando na “janela de
luz“, de 0,85 micron, acusavam ate­
nuações de 2,5 dB/km. Posteriormen­
te, fibras monomodo operando em 1,3
e 1,55 micron (comprimentos de on­
da do laser emissor) melhoraram a
atenuação para 0,5 e 0,25 dB/km. A
atenuação é a resistência imposta pe­
lo meio ótico e que faz o impulso de
luz perder energia com a distância.
• Dispersão na Fibra: A dispersão
resulta do comportamento diverso
das freqüências (comprimentos de on­
da) que compõe um pulso de luz, ao
percorrerem a fibra. Na distorção mo­
dal, algumas componentes do pulso
de luz chegam atrasadas em relação
a outras e o pulso inicial se distorce
(se alarga) na saída da fibra. Na dis­
persão cromática, é a própria fonte
de luz que, na prática, não é de abso­
luta pureza espectral (isto é concentra­
da num só, único, comprimento de
onda). Fibras monomodo e lasers de
alta pureza espectral ajudam mas não
resolvem o problema da dispersão.
Um novo fenômeno, o Soliton, é ex­
tremamente promissor para eliminar
os efeitos da dispersão.
• Limites Práticos: Fibra multimo­
do operando em 0,85 micron dá para
chegar a 20 km (se a informação for
de baixa freqüência) e a 1 km (com
taxas de pulsos de 1 Mbit/s). Já a fibra
ó p t i c a , e s t a d e s c o n h e c i d a
João Carlos Pinheiro da Fonseca
monomodo, operando em 1,3 micron, • Soliton: As ondas solitárias são
atinge 100 a 200 km, sem uso de repe­ uma descoberta da hidrodinâmica.
tidor, e com sinais de até 4 GHz e ta­ Elas caminham longas distâncias sem
xas de 10 Gbit/s. Na janela de 1,55 aparente perda de formato da onda.
O Soliton é um pulso de luz que per­
micron dá para chegar a 200 km, com corre uma fibra óptica sem dispersão
taxas de 10 Gbit/s (que é o limite da­
do pela dispersão cromática da fonte aparente. O efeito surge associado a
emissora). pulso de luz de alta energia, acima
• A m plificador Ótico: Este desen­ de 10 mw, em comprimentos de on­
volvimento visa eliminar a atual roti­ da acima de 1,3 micron. No Soliton,
na da amplificação ótica, isto é, a con­ ocorre uma dispersão anômala de ve­
locidades de grupo dos diversos com­
versão e reconversão, eletrônica, do primentos de onda do pulso, cujo efei­
pulso original de luz. O novo amplifi­
cador ótico utiliza a injeção de alta to final é a diminuição da largura tem­
potência ótica, em 0.98 ou 1.48 micron, poral do pulso que caminha na fibra.
que é transferida ao sinal a amplificar A Unicamp estuda o Soliton. A NTT
por meio de um acoplador direcional japonesa apresentou na Optical Fiber
que utiliza a própria fibra. A saída Conference (jan. 90), nos EUA, trans­
do acoplador é uma fibra especial, do­ missão a taxas de 5 Gbit/s, em exten­
pada com Érbio (uma terra rara) daí são de 250 km, através de fibra ópti­
o nome EDFA (Erbium Doped Fiber ca, sem repetidores, com base no Soli­
Amplifier) dado ao amplificador. O ton.
CPqD já produz o acoplador e a fibra • S ensores: O sinal de luz, na fibra
de Erbio e desenvolve o laser de al­ óptica, é relativamente imune a inter­
ta potência (dezenas de miliwatts). ferências. Na ocorrência de campos
Com 6 mw de injeção ótica se obtém elétricos e magnéticos muito fortes,
até 30 dB (um fator de mil!) de regene­ porém, ocorrem efeitos magneto-ópti-
ração do pulso óptico original. cos (varia a polarização da luz na fi­
bra). Baseados neste efeito, CPqD e
Cepel desenvolveram um medidor
de intensidade de corrente para li­
nhas de alta tensão. Uma fonte laser
envia um sinal ótico em uma fibra es­
pecial, de baixa birefringência, que
vai enrolada no condutor de alta ten­
são. No outro extremo da fibra, um
detetor de polarização da luz permi­
te calcular o campo magnético atuan­
te na fibra e daí a intensidade da cor­
rente que o gerou.
• H idráulica e M ecânica. Um pris­
ma óptico trapezoidal tem sua base
maior repousando sobre o líquido a
analisar. Por meio de fibra óptica se in­
jeta, num lado do prisma, um raio la­
ser. Parte de sua energia será absorvi­
da pelo líquido e o que resta é reco­
lhido por outra fibra colada ao pns*
ma. A atenuação que sofrerá o raio
óptico recolhido será função do tipo
de líquido analisado (água, acetona,
benzeno). O aparelho serve também
como detetor de vazamentos em ole­
odutos. Já na área de resistência de
materiais, diversas fibras ópticas, Pef*
corridas por luz, formam uma matriz
que vai embebida no corpo do mate
rial a monitorar (uma placa de mate
rial termoplástico). Ocorrendo urn^
rutura do material, como num tanqu
de combustível, a luz se interrompe
e o estudo da matriz de fibra per