Aula 3 - As Gerações das Comunicações Ópticas

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A Era Óptica
Fibras Ópticas em 1978
Amplificadores Ópticos em 1990
Tecnologia em WDM 1996
Múltiplas Bandas em 2002
As Gerações das Comunicações Ópticas
Primeira Geração (1978-1982): 
Operava na faixa = 0.8μm (1980).
Utilizava lasers semicondutores de GaAs.
Entrou em operação comercial em 1980. 
Taxas de transmissão de até 45 Mb/s.
Espaçamento entre regeneradores de sinal de até 10 km, o que significava menor custo em relação aos sistemas coaxiais de 1 km. 
Fibras Multimodo em degrau.
Atenuação: 20 a 30 dB/Km.
Faixa: = 0.8 a 0.9 m.
Limitação: alta dispersão.
Segunda Geração(1980-1984): 
Fibra multimodo gradual.
Atenuação: 2 a 4 dB/Km.
Faixa: = 0.8 a 1.6 μm.
Sistemas de 1.3 μm (1985).
Taxa de transmissão: 45 Mbit/s.
Entrou em operação no início da década de 1980. 
Nessa faixa, as perdas nas fibras se tornam menores que 1 dB/km.
Fabricação de fibras monomodo no início da década de 1980 permitiu que, em 1987, sistemas da segunda geração atingissem taxas de 1.7 Gb/s com regeneradores de sinal espaçados de 50 km (perdas nas fibras tipicamente 0.5 dB/km).
Limitação: alta atenuação.
Terceira Geração (1982-1990): 
Fibra monomodo.
Atenuação: 0.3 a 0.6 dB/Km.
Faixa: = 1.3 a1.6 μm.
Taxa de transmissão: 500 Mbit/s.
Início em 1985, operando na faixa de = 1.55μm.
Nesse comprimento de ondas as perdas na fibra são mínimas (0.2 dB/km) fato já realizado desde 1979. 
A entrada da terceira geração em operação atrasou em função da impossibilidade de compensar dispersão nessa janela óptica. 
Advento das fibras com dispersão deslocada permitiram a operação de sistemas a 4 Gb/s, em 1985 com repetidores espaçados a 100km.
Sistemas comerciais entraram em operação a partir de 1990, com taxas de até 10Gb/s e repetidores espaçados de 60 a 70km.
Sistemas em 1.55 μm (1990).
 
Lasers monomodo (DFB), e no mínimo de atenuação, 0.2 dB/km (taxas de 4 Gbits/s com 100 km, limitação alta dispersão).
Quarta Geração (1987-2000): 
Advento dos amplificadores ópticos (fibra óptica dopada com érbio-EDFA) e uso do sistema de transmissão WDM.
Fibra monomodo.
Atenuação inferior a 0.2 dB/Km.
Faixa: = 1.3 a 1.6 mm.
Taxa de transmissão superior a 10 Gbit/s.
Em 2001 a taxa de transmissão já chegava a 10 Tb/s. 
Um sistema totalmente óptico permitiu transmissões transcontinentais a altas taxas de transmissão (5-10 Gb/s em distâncias de 25 a 30 mil km). 
Sistemas WDM, Amplificadores ópticos (1996); Amplificadores Ópticos de Érbio (EDFA), e multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM) (@2002 tínhamos 25000 km com uma capacidade de 640Gbits/s (64 canais DWDM em 10Gbits,
limitação largura de banda das fibras em 1.55 μm).	
Sistemas WDM transmitindo 3.28Tb/s, divididos em 82 canais entre 1.45 μm e 1.62 μm, cada canal com 40 Gb/s.
Quinta Geração: 
Baseados em amplificadores Raman, sistema WDM e na possibilidade de construir a chamada ”dryfiber”, taxas de transmissão de até 160 Gb/s por canal. 
Faixa: = 1.3 a 1.6μm.
Utilização de sólitons e outras tecnologias, cristais fotônicos, sistemas totalmente ópticos.
Sistemas Multbandas (L e S) (2001); Amplificação Raman