A fibra óptica está cheia de jargões, mas é importante entendê-la. Um dos termos mais confusos para muitos é "comprimento de onda". Parece muito científico, mas é simplesmente o termo usado para definir o que pensamos como a cor da luz.
A luz faz parte do "espectro eletromagnético" que também inclui raios-X, radiação ultravioleta, micro-ondas, rádio, TV, celulares e todos os outros sinais sem fio. São simplesmente radiação eletromagnética de diferentes comprimentos de onda. Referimo-nos à gama de comprimentos de onda de radiação eletromagnética como espectro.
Comprimento de onda e frequência estão relacionados, então algumas radiações são identificadas pelo seu comprimento de onda, enquanto outras são referidas por sua frequência. Para a radiação de comprimentos de onda mais curtos, luz, raios-X e raios-X, por exemplo, geralmente nos referimos ao seu comprimento de onda para identificá-los, enquanto os comprimentos de onda mais longos como rádio, TV e micro-ondas, nos referimos por sua frequência.
A luz que mais conhecemos é, é claro, a luz que podemos ver. Nossos olhos são sensíveis à luz cujo comprimento de onda está na faixa de cerca de 400 nanômetros (bilionásimos de um metro) a 700 nanômetros, do azul/violeta ao vermelho. Se você se pergunta por que esta é a gama de cores que podemos ver, é porque é a mesma região que a saída mais brilhante do sol. Em outras palavras, desenvolvemos visão na faixa espectral da produção de nossa estrela local, uma boa ideia na verdade.
Para fibra óptica com fibras de vidro, usamos luz na região infravermelha que tem comprimentos de onda mais longos do que a luz visível, tipicamente em torno de 850, 1300 e 1550 nm. Por que usamos o infravermelho? Porque a atenuação da fibra é muito menos nesses comprimentos de onda. A atenuação da fibra óptica de vidro é causada por dois fatores: absorção e dispersão. A absorção ocorre em vários comprimentos de onda específicos chamados faixas de água devido à absorção por quantidades minúsculas de vapor de água no vidro.
A dispersão é causada pela luz saltando de átomos ou moléculas no vidro. É fortemente uma função do comprimento de onda, com comprimentos de onda mais longos tendo dispersão muito menor. Você já se perguntou por que o céu é azul? É porque a luz do sol está mais fortemente espalhada no azul.
Os comprimentos de onda de transmissão de fibra óptica são determinados por dois fatores: comprimentos de onda mais longos no infravermelho para menor perda na fibra de vidro e em comprimentos de onda que estão entre as bandas de absorção. Assim, os comprimentos de onda normais são de 850, 1300 e 1550 nm. Felizmente, também somos capazes de fazer transmissores (lasers ou LEDs) e receptores (fotodetetores) nesses comprimentos de onda particulares.
Se a atenuação da fibra é menor em comprimentos de onda mais longos, por que não usamos comprimentos de onda ainda mais longos? Os comprimentos de onda infravermelhos transitam entre luz e calor, como se você pudesse ver o brilho vermelho maçante de um elemento de aquecimento elétrico e sentir o calor. Em comprimentos de onda mais longos, a temperatura ambiente torna-se ruído de fundo, sinais perturbadores. E há faixas de água significativas no infravermelho.
A fibra óptica plástica (POF) é feita de materiais que têm menor absorção em comprimentos de onda mais curtos, por isso a luz vermelha a 650 nm é comumente usada com POF, mas a atenuação de 850 nm ainda é aceitável para que transmissores de fibra de vidro de comprimento de onda curto possam ser usados.
Muitas vezes nos referimos a comprimentos de onda em fibra óptica. Os comprimentos de onda que usamos para transmissão devem ser os comprimentos de onda que testamos para perdas em nossas fábricas de cabos. Nossos medidores de energia estão calibrados nesses comprimentos de onda para que possamos testar o equipamento de rede que instalamos.
Os três comprimentos de onda principais para fibra óptica, 850, 1300 e 1550 nm impulsionam tudo o que projetamos ou testamos. O NIST (Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos EUA) fornece calibração do medidor de energia nesses três comprimentos de onda para fibra óptica. A fibra multimode foi projetada para operar a 850 e 1300 nm, enquanto a fibra singlemode é otimizada para 1310 e 1550 nm. A diferença entre 1300 nm e 1310 nm é simplesmente uma questão de convenção, remontando aos dias em que a AT&T ditava a maioria dos jargões de fibra óptica. Lasers a 1310 nm e LEDs a 1300 nm foram utilizados em fibra única e multimoda, respectivamente.
