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Sistemas de Comunicações por Fibras Ópticas

        As redes públicas de telecomunicações provém uma variedade de aplicações para os sistemas de transmissão por fibras ópticas. As aplicações vão desde a pura substituição de cabos metálicos em sistemas de longa distância interligando centrais telefônicas (urbanas e interurbanas) até a implantação de novos serviços de comunicações, por exemplo, para as Redes Digitais de Serviços Integrados (RDSI). A utilização de fibras ópticas em cabos submarinos intercontinentais constitui por um outro exemplo, bastante difundido, de aplicação em sistemas de comunicações de longa distância.

        Uma segunda classe importante de aplicações de fibras ópticas em sistemas de comunicações, em fase formidável expansão, é a dos sistemas locais. Aqui destacam-se as redes locais de computadores, utilizadas em sistemas privados de comunicações, voltados, principalmente, para a automação de escritórios e automação industrial. Também , pode ser incluída nesta classe de aplicações a integração de serviços a nível da rede publica urbana de assinantes (RDSI).

 Rede Telefônica

      Uma das aplicações pioneiras das fibras ópticas em sistemas de comunicações corresponde aos sistemas tronco de telefonia, interligando centrais de tráfego interurbano. Os sistemas tronco exigem sistemas de transmissão (em geral, digitais) de grande capacidade, envolvendo distâncias que vão, tipicamente, desde algumas dezenas até centenas de quilômetros e, eventualmente, em países com dimensões continentais, até milhares de quilômetros. As fibras ópticas, com suas qualidades de grande banda passante e baixa atenuação, atendem perfeitamente a esses requisitos.

      Em países ou regiões de intensa urbanização, as distâncias máximas separando centrais ou postos telefônicos são, em geral, inferiores a 100 Km. Nestes casos, os sistemas tronco de telefonia podem ser implantados, quando necessário, com os repetidores colocados ao longo dos próprios prédios ou instalações telefônicas existentes. Isto evita problemas com a instalação e a alimentação remota dos equipamentos, reduzindo custos e aumentando a confiabilidade e as facilidades de manutenção do sistema.

      A interligação de centrais telefônicas urbanas é uma outra aplicação das fibras ópticas em sistemas de comunicações. Embora não envolvam distâncias muito grandes (tipicamente da ordem de 5- 20 Km), estes sistemas usufruem da grande banda passante das fibras ópticas para atender a uma demanda crescente de circuitos telefônicos em uma rede física subterrânea geralmente congestionada. Inúmeros sistemas deste tipo estão instalados deste tipo estão instalados no país e no exterior.

 Rede Digital de Serviços Integrados (RDSI)

 Televisão por Cabo (CATV)

         A transmissão de sinais de vídeo através de fibras ópticas é uma outra classe de aplicações bastante difundida . As fibras ópticas tem sido utilizadas, por exemplo, para interligar, em distâncias curtas, câmeras de TV e estúdios ou estações monitoras externas instaladas em veículos. Também nos circuitos fechados de TV, associados a sistemas educacionais ou a sistemas de supervisão e controle de tráfego e segurança em usinas ou fábricas, tem-se utilizado fibras ópticas como suporte de transmissão. Entretanto,a aplicação maior consumidora de fibras ópticas para a transmissão de sinais de vídeo é constituída pelos sistemas de televisão por cabo (CATV).

         As fibras ópticas oferecem aos sistemas de CATV, além de uma maior capacidade de transmissão, possibilidades de alcance sem repetidores (amplificadores) superior aos cabos coaxiais banda-larga. Nos sistemas CATV com cabos coaxiais banda-larga, o espaçamento entre repetidores é da ordem de 1 Km e o número de repetidores é em geral limitado a 10 em função do ruído e distorção, enquanto que com fibras ópticas o alcance sem repetidores pode ser superior a 30 Km . Além de um melhor desempenho, a tecnologia atual de transmissão por fibras ópticas é competitiva economicamente e apresenta uma confiabilidade substancialmente melhor que os sistemas CATV convencionais com cabos coaxiais banda-larga .

Embora a transmissão de imagem digital permita um desempenho superior, os custos dos equipamentos envolvidos com a digitalização têm restringido o uso de fibras ópticas em sistemas CATV com transmissão se sinais de vídeo, principalmente na forma analógica.

 Sistemas de Energia e Transporte

        A difusão de fibras ópticas nas redes públicas de telecomunicações tem estimulado a aplicação desse meio de transmissão em sistemas de utilidade pública que provêm suas próprias facilidades de comunicações, tais como os sistemas de geração e distribuição de energia elétrica e os sistemas de transporte ferroviário. As facilidades de comunicações incluem, além dos serviços de comunicação telefônica, serviços de telemetria, supervisão e controle ao longo do sistema. As distâncias envolvidas podem ser de alguns quilômetros em sistemas de transporte metropolitanos- por exemplo, metrô- até centenas de quilômetros ao longo de linhas de transmissão ou linhas férreas. Embora estes sistemas geralmente não requeiram grandes bandas passantes, o uso de fibras ópticas é atraente, principalmente em função de suas qualidades de imunidade eletromagnética, isolação elétrica e baixas perdas. Sistemas de transmissão digital PCM a 2 Mbps , bem como cabos ópticos especiais  para este tipo de aplicação têm sido experimentados ou colocados em operação comercial nos últimos anos.

Redes Locais de Computadores

      As comunicações entre computadores são suportadas por sistemas de comunicação de dados que costumam ser classificados, segundo as distâncias envolvidas, em redes de computadores a longa distância ou redes locais de computadores.

     As redes de computadores a longa distância utilizam –se basicamente dos meios de transmissão comuns à rede telefônica. Embora geralmente usem técnicas distintas (comutação de pacotes, modems etc), essas redes a longa distância são implantadas ou integradas nos mesmos suportes físicos de transmissão da rede telefônica. Assim sendo, o uso de fibras ópticas em sistemas de comunicação de dados a longa distância acompanha a evolução da aplicação de fibras ópticas na rede telefônica (cabos troncos, cabos submarinos, RDSI etc).

    As redes locais de computadores, utilizadas para interconectar recursos computacionais diversos (computadores, periféricos, bancos de dados etc.) numa área privada e geograficamente limitada (prédio, usina, fábrica, campus etc), caracterizam-se pela especificidade e variedade de alternativas tecnológicas quanto ao sistema de transmissão. Voltadas principalmente para aplicações em automação de escritórios e em automação industrial, com requisitos exigentes em termos de confiabilidade, capacidade de transmissão e facilidades operacionais, as redes locais de computadores têm nas fibras ópticas uma excelente alternativa de meio de transmissão. Embora os custos e alguns problemas tecnológicos ainda inibam sua competitividade com os suportes convencionais, as fibras ópticas, em determinadas aplicações, apresentam-se como a melhor e às vezes única alternativa de meio de transmissão para as redes locais de computadores.

    Sistemas centralizados, envolvendo um computador de grande porte (mainframe) e vários terminais remotos, embora não sendo propriamente uma rede de computadores, constituem sistemas de comunicação de dados em nível local onde a substituição de cabos metálicos por fibras ópticas pode ser vantajosa . Utilizadas em barramentos internos serializados ou na interligação dos terminais remotos, as fibras ópticas permitem, desde um melhor desempenho em termos de alcance e banda passante, até maiores facilidades (menor volume e peso) na instalação dos cabos.

   Existem vários exemplos do uso de fibras ópticas em redes locais de computadores. De um modo geral, as iniciativas buscam usufruir de uma ou mais qualidades das fibras ópticas a fim de atenderem a situações diversas, tais como, por exemplo:

-necessidade de maior alcance da rede ou de segmentos dentro da rede;

-demanda de novos serviços de comunicação local exigindo grandes bandas passantes;

-necessidade de maior confiabilidade do sistema em ambientes hostis etc.

em razão dos custos associados aos nós de comunicação serem ainda relativamente altos, o uso da tecnologia de fibras ópticas em redes locais de computadores tem se limitado principalmente aos grandes sistemas . É o caso, por exemplo, do sistema RIPS (Research Onformation Processing System) do Centro de Pesquisa de Tsukuba no Japão e da rede com integração de voz que a companhia Delta Air Lines opera no aeroporto internacional de Atlanta nos EUA {29}. O sistema RIPS, integra, através de fibras ópticas, serviços de transmissão de voz, dados e imagem para atender às atividades de P&D de mais de 3.000 pessoas. Uma outra classe de aplicação, justificando economicamente o uso de fibras ópticas em redes locais de computadores, tem sido em fábricas ou plantas onde os processos têm requisitos de confiabilidade imperativos (usinas nucleares, elétricas etc) ou exigem grandes capacidades de transmissão, como os sistemas de manufatura integrada (CAD, CAM etc).