Circuito de fibra:um guia para iniciantes no sistema de comunicação

Configuração de fibra óptica

Fonte:Wikimedia Commons

No passado, o cabeamento elétrico era a principal coisa até que as pessoas precisassem de alta largura de banda em uma longa distância. Infelizmente, os cabos elétricos não atenderam aos critérios. Por isso, precisava de uma substituição mais eficiente. E veio a fibra ótica. Curiosamente, você pode confiar na fibra óptica para conduzir grandes quantidades de dados em velocidades extremamente altas. Portanto, não é surpresa que você o encontre na maioria dos cabos de internet. Mas a tecnologia tem algumas desvantagens, como falha no circuito de fibra, que é insignificante – especialmente para matrizes multifibras de alta densidade.

Quer saber mais? Você está no lugar certo porque discutiremos mais sobre as matrizes compactas, cronicamente implantáveis ​​e de alta densidade de circuitos de fibra óptica.

Vamos prosseguir!

O que é um circuito de fibra?

A fibra ótica usa a mesma ideia do movimento da informação de maneiras diferentes. Por exemplo, o telefone tem um cabo de aço.

Circuito de fibra óptica

Fonte:Wikimedia Commons

Assim, o circuito de fibra é um caminho onde os elétrons viajam com informações. E esses elétrons se movem para diferentes dispositivos elétricos. Além disso, vem com uma luz que atua como portadora de informações. E essa luz se espalha com a ajuda da reflexão interna total através de um guia de ondas óptico transparente.

Assim, o cabo leva o som para o soquete na parede enquanto você fala no dispositivo. Além disso, não tem déficits comportamentais. Consequentemente, outra linha irá mover o som para a central telefônica local e provavelmente enfrentará uma falha de sobrecarga inicial.

Mas, o celular, por outro lado, funciona de forma diferente. O dispositivo funciona transmitindo e recebendo informações com ondas de rádio invencíveis e dinâmica neural em larga escala. Então, isso acontece porque os celulares não usam cabos.

Tipos de fibras ópticas

Agora, você sabe um pouco sobre fibra óptica; é crucial entender que eles transmitem sinais em diferentes modos com proteções adicionais. O método refere-se à maneira como um feixe de luz passa pela fibra.

Assim, os sinais podem saltar pela fibra em diferentes ângulos, ir direto para o meio da fibra ou saltar o fio em um ângulo baixo.

Dito isto, temos dois tipos principais de cabos de fibra óptica:

Fibra monomodo

Esta fibra tem um pequeno diâmetro do núcleo de fibra de vidro. Portanto, é ideal para longas distâncias. Além disso, reduz suas chances de ter uma redução na força do sinal. E tudo graças ao pequeno diâmetro.

Além disso, a pequena abertura da fibra monomodo ajuda a separar a luz em um único feixe. Consequentemente, o cabo fornece uma rota mais direta. A fibra monomodo usa uma fonte de luz laser e possui uma alta largura de banda.

Além disso, esta fibra precisa do cálculo exato para gerar a luz do laser em sua pequena abertura. Por isso, é mais caro.

Fibra multimodo

A fibra multimodo é o oposto da fibra monomodo. Portanto, ele possui uma grande abertura no núcleo que permite que os sinais de luz saltem e reflitam à medida que descem pela fibra.

E graças ao seu grande diâmetro, a fibra pode enviar vários pulsos de luz pelo cabo de uma só vez. Assim, você terá mais transmissão de dados.

Além disso, isso significa que você pode experimentar perda de sinal e interferência. Além disso, a fibra multimodo usa um LED para gerar um impulso de luz e é mais barata que a fibra monomodo.

Como funciona o circuito de fibra?

O circuito de fibra funciona movendo informações em fótons ou partículas de luz que vibram através de um cabo de fibra óptica.

Dito isto, é vital notar que o revestimento e a fibra do núcleo de vidro têm um índice de refração diferente. Assim, o núcleo e o revestimento dobram a luz recebida em um ângulo específico.

Assim, quando os sinais de luz descem pela fibra ótica, eles experimentam uma reflexão interna total. Uma revisão interna abrangente acontece quando os sinais de luz refletem no núcleo (a parte central do cabo) e no revestimento (uma camada de vidro que envolve a parte externa do núcleo).

E isso geralmente acontece em uma sequência de saltos em zig-zag. Além disso, a reflexão interna total é uma das coisas que garantem que a luz permaneça no tubo.

Mas os sinais tendem a viajar 30% mais devagar que a velocidade da luz devido às camadas de vidro mais densas. Além disso, se você quiser aumentar o sinal ao longo de sua jornada, use repetidores em intervalos distantes.

Por que você precisa de repetidores? Eles ajudam a regenerar sinais ópticos. E eles fazem isso mudando o visual para um sinal elétrico. Em seguida, o repetidor o processa e retransmite o sinal elétrico para o óptico.

Circuito de fibra:aplicações

A fibra óptica funciona transmitindo dados codificados em um feixe do modulador de luz e também é útil para a modulação de rede. Em seguida, a informação desce por um tubo (plástico ou vidro). A ideia por trás deste projeto surgiu na década de 1950.

E a ideia era para eficiências de acoplamento, endoscópios e acopladores de grade eficientes. Além disso, ajudou os médicos a visualizar o corpo humano internamente, usando fotometria multifibra, sem abri-lo.

Assim, os engenheiros gostaram da ideia e usaram a mesma tecnologia para movimentar chamadas telefônicas na velocidade da luz. Logo, a Comissão Federal de Comunicações (FCC) adotou a tecnologia. Dito isto, o cabo de fibra óptica é composto por fibras ópticas (fios fios de plástico ou vidro).

Além disso, cada uma das fibras é relativamente fina e pode transportar mais de 25.000 chamadas telefônicas. Assim, todo o cabo pode transmitir vários milhões de chamadas com facilidade. Em resumo, os cabos de fibra óptica usam tecnologia baseada em luz para mover informações entre dois lugares.

O projeto do circuito de fibra óptica

Projeto de circuito de fibra óptica

Fonte:Researchgate c/p Richard Cole

O projeto do circuito tem duas partes significativas que discutiremos separadamente:o circuito transmissor e o receptor.

Circuito transmissor de fibra óptica

Aqui estão os componentes que você precisa para construir um circuito transmissor de fibra óptica de baixo custo:

Bateria

• Caso
• Placa de jack de 3,5 mm SK1
• Placa de circuito

Semicondutores

• D1 (LED)
• IC1 (NE555)
• IC2 (1458C)
• Tr1 (BC141)

Capacitores

• C1 (220m 10V eleito)
• C2 (placa cerâmica de 390pF)
• C3 (1u 63V eleito)
• C4 (prato de cerâmica de 330p)
• C5 (camada de poliéster 4n7)
• C6 (camada de poliéster 3n3)
• C7 (camada de poliéster 470n)

Resistores (todos 1/4 watt, 5%)

• R1 (47R)
• R2 (4k7)
• R3 (47k)
• R4 (10 mil)
• R5 (10 mil)
• R6 (10 mil)
• R7 (100 mil)
• R8 (100 mil)

Como seu IC1 é NE555, você deve esperar uma eficiência de desempenho decente. Além disso, você pode controlar a frequência juntando o sinal de entrada ao pino 5 do IC.

E o pino se conecta com o divisor de tensão. Dito isso, você precisa configurar seu divisor de tensão para gerar os limites de comutação de 2/3V+ e 1/3V+ para o NE555.

Além disso, é vital aumentar ou diminuir o limite superior. Dessa forma, você pode aumentar ou diminuir o tempo que C2 leva para alternar entre os dois intervalos. Como o TR1 oferece a alta corrente de acionamento que ilumina D1 (LED) idealmente, você deve conectá-lo como um estágio de buffer seguidor de emissor.

Além disso, além do IC1 com uma corrente decente de 200mA para o D1, você precisa de um driver controlado separadamente para o seu LED. E isso ajudará você a obter sua corrente de LED preferida com precisão e confiabilidade.

Além disso, posicione o R1 para fixar a corrente do LED, que é cerca de 40mA. Enquanto você está nisso, observe que o LED só pode funcionar com 50% (20mA) da classificação real. E isso acontece porque o LED liga/desliga a uma taxa de 50%.

Além disso, você pode ajustar o valor R1 quando necessário - para aumentar ou diminuir a corrente de saída.

Circuito Receptor de Fibra Óptica

Os componentes necessários para o circuito receptor e filtro são:

• Fio
• Conector D de 25 vias SK1
• Placa de circuito
• Caso

Semicondutores

• TR1, TR2 BC549 (2 de desconto)
• D1
• IC1 (4001BE)
• IC2 (1458C)
• IC3 (CA3140E)

Capacitores

• C1 (100m 10V eletrolítico)
• C2 (poliéster 2n2)
• C3 (poliéster 2n2)
• C4 (cerâmica 390p)
• C5 (1m 63V eletrolítico)
• C6 (poliéster 3n3)
• C7 (poliéster 4n7)
• C8 (cerâmica 330pF)
• C9 (poliéster 3n3)
• C10 (poliéster 4n7)

Resistores

• R1 (22 mil)
• R2 (2M2)
• R3 (10 mil)
• R4 (470R)
• R5 (1M2)
• R6 (4k7)
• R7 (22 mil)
• R8 (47 mil)
• R9 (47k)
• R10 – R15 10k (6 de desconto)

O receptor de fibra óptica está acima do filtro. E é a saída do receptor que se conecta com a entrada do circuito do filtro.

O D1 cria o diodo detector. E funciona na configuração de polarização reversa. Consequentemente, a resistência à fuga forma um efeito LDR.

R1, por outro lado, se comporta como um resistor de carga. Além disso, o C2 forma o link entre dois pontos:estágio detector e amplificador de entrada. Como resultado, haverá uma rede capacitivamente conectada de dois estágios. E os dois locais funcionarão simultaneamente no modo de emissor comum.

É possível empurrar o multivibrador monoestável—Se você fornecer uma oscilação eficiente de alta tensão de entrada no semicondutor (TR2).

E permitirá um ganho de tensão geral superior (>80dB). O estágio de filtro é construído em torno de 1458C (a/b). Além disso, são 18 dB por oitava (2/3 ^rd ordem) sistema de filtro com detalhes comumente usados ​​em circuitos transmissores.

Prós da fibra óptica

• Você pode submergir a fibra óptica na água
• Ele pode suportar altas capacidades de largura de banda
• Os cabos são leves, finos e fortes
• Ele não precisa de um aumento de sinal para permitir que a luz viaje mais
• A fibra óptica não precisa de manutenção ou substituição frequente
• Menos propenso a interferência eletromagnética

Contras da fibra óptica

• É muito caro
• A instalação é trabalhosa
• Os cabos são frágeis
• As fibras de vidro precisam de mais proteção

Palavras finais

O circuito de fibra desempenha um papel vital na fibra óptica como um todo. E a maioria das pessoas prefere cabos de fibra óptica a cabos de cobre. E não é nenhuma surpresa, considerando que o primeiro tem benefícios como alta velocidade de transmissão, largura de banda, etc. Além disso, eles funcionam perfeitamente para redes de dados de alto desempenho e longa distância.

O que você acha do circuito de fibra? Tem dúvidas ou sugestões sobre o tema? Por favor, sinta-se à vontade para nos contatar.