Descreva os principais tipos de dispersão na fibra. O que é largura de banda da fibra?

Passo 1

O enunciado pede para descrever os principais tipos de dispersão em fibras ópticas e explicar o que chamamos de largura de banda da fibra. O tema é efeitos de dispersão que alargam o pulso óptico e o conceito de largura de banda em sistemas de fibra.

Passo 2

Antes de entrar nos tipos, vamos entender o que é dispersão: é o fenômeno em que diferentes componentes de um pulso óptico viajam com velocidades ligeiramente diferentes, causando alargamento temporal do pulso à medida que ele se propaga.

Passo 3

Dispersion can be classificada em dois grandes grupos: intermodal e intramodal. No caso de fibras multimodo, a dispersão intermodal (ou modal) aparece porque modos diferentes percorrem trajetórias distintas e chegam em tempos diferentes.
A dispersão modal faz com que um pulso injetado com múltiplos modos se decomponha em sub-pulsos. Em fibras multimodo de índice degrau, a diferença de tempo de chegada entre o modo mais rápido (reta) e o mais lento (zigue-zague) gera alargamento de pulso.

Passo 4

Dentro da dispersão intramodal, temos dois subtipos importantes: dispersão cromática e dispersão de modo de polarização. A dispersão cromática decorre do fato de que a velocidade de fase e de grupo da luz dependem do comprimento de onda — há contribuição de dispersão de material (variação do índice com λ) e de guia de onda (dependência geométrica).
A dispersão de modo de polarização (PMD) aparece em fibras monomodo devido a pequenas assimetrias ou tensões que fazem as duas polarizações ter velocidades de grupo ligeiramente diferentes, gerando alargamento de pulso mesmo na ausência de cromatismo significativo.

Passo 5

A largura de banda da fibra é uma medida da capacidade de transmitir sinais digitais: é inversamente proporcional ao alargamento temporal máximo do pulso gerado por dispersão. Na prática definimos o produto largura de banda–distância (MHz·km) comparando a taxa de bits possível com a distância de propagação antes de o pulso se tornar irreconhecível.

Resposta

Os principais tipos de dispersão em fibras ópticas são: 1) dispersão intermodal (modal), presente em fibras multimodo e causada pela diferença de trajetórias dos modos; 2) dispersão intramodal, que inclui a dispersão cromática (material + guia de onda) e a dispersão de modo de polarização (PMD) em fibras monomodo. A largura de banda da fibra é a capacidade de transmitir sinais digitais, definida pela taxa máxima de bits que pode ser enviada sem que o alargamento de pulso por dispersão torne o sinal indistinguível; costuma-se usar o produto largura de banda × distância (MHz·km) para caracterizar essa capacidade.

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