Aula FO30607

Introdução

Vantagens da comunicação com fibras ópticas

Enorme largura de banda
• vários GHz em 100 kms (sem repetidores)
• cabo coaxial (500 MHz, 2-3 km); sistemas com ondas mm (700 MHz)
• muito maior LB transmitindo vários sinais ópticos em paralelo (multiplexagem)

Tamanho e peso pequenos
• evita congestionamento nos tubos em cidades
• importante transmissão aviões, satélites,”ships”

Isolamento eléctrico
• não apresentam problemas de Terra ou de interfaces
• não criam arcos ou curto circuitos

Vantagens da comunicação com fibras ópticas

Imune a interferências e crosstalk
Segurança do sinal

Baixas perdas 0.2 dB km-1
Compactas e muito flexíveis

Baixo custo (sílica – areia)

Confinamento de luz na Fibra

Confinamento de luz na fibra kt Өt = 90º

θt

kt
~

bainha n2 núcleo n1 kr
~

θi

k

Өi
= Өc

~i

k

~i

Reflexão no ângulo limite

Reflexão interna parcial

bainha n2 k

~i

núcleo n1 Өi

Өi

Reflexão interna total Өi > Өc

kr
~

Excitação da fibra
Өt
n2

ar n0 Өi

Øt

n1

Øi

t   i 


2

n0 sin i n1 sin t  n1 cos  i n0 sin  i n 2 sin  t
No limite

t 


2

n1 sin  iL n 2

n22
 cos  iL  1  2 n1 sin iL  n12  n22

z

Cone de aceitação n2 n1
Øi∟

Abertura numérica NA

NAsin iL  n12  n 2
2
• A abertura numérica traduz a capacidade de captação da luz na fibra óptica.
•Se NA for elevado podem-se propagar modos com vg muito diferentes o que aumenta a dispersão.

Parâmetros normalizados

Parâmetros normalizados

U a.u a  k .n  k
2
0

2
1

1
2 2 z 

W a.w a  k  n .k
2
z

Frequência normalizada

V U  W
2

1
2 2



2
1

1
2 2
2

k0 

 c ak 0  n  n

V 2 a 2 u 2  v 2 



ak 0 n1  2 

1
2

Constante de Propagação Normalizada

U 2 W 2  k z / k0   n22 b 1  2  2 
V
V n12  n22

   1   k z / k0   n2

2

n1  n2

Contraste

n12  n22

2n12



2
1

   1  n2  n2 n1 NA  n  n

1
2 2
2



1

n1  2  2 

V k0 a

(abertura numérica)

2
0

1
2 2
2



Distribuição de potência na