O avanço da digitalização traz consigo um enorme aumento da densidade das redes de fibra ótica. Neste sentido, os cabos de fibra ótica resistentes à torsão, como a fibra monomodo Draka G.657.A1 atraem cada vez mais a atenção. Neste artigo, descrevemos de uma forma muito compreensível como uma fibra ótica com alta resistência à torsão permite tirar o máximo a fibra ótica.

Sem sombra de dúvida, o mundo está imerso numa transformação tecnológica. As novas tendências como o 5G, a internet das coisas (IoT), a inteligência artificial, a realidade aumentada ou o edge computing desenvolvem-se a um ritmo trepidante. A infraestrutura das redes deve adaptar-se às novas necessidades melhorando o seu dinamismo, assim como oferecendo maiores capacidades e tempos de latência mais curtos. Ao mesmo tempo, a densidade da fibra óptica está aumentando, chegando ao seu limite em termos de espaço.

Os estudos realizados pelo CRU Group, em fevereiro de 2020, sugerem que há mais de 500 milhões de quilómetros de fibra ótica instalados no mundo: um considerável aumento quando comparados com os 200 milhões do ano 2010. O instituto de estudos de mercado britânico prognostica que, apesar da crise atual, a partir do ano 2023 produzir-se-á um crescimento anual de 600 milhões de quilómetros. Este crescimento exponencial do mercado evidencia um forte aumento da procura digital que não parece ter intenção de se deter. Neste contexto, só na criação das redes FTTX e de telefonia móvel utilizam-se centenas de milhões de quilómetros de fibra ótica por ano para satisfazer a procura de largura de banda dos clientes finais. Uma tendência que será reforçada com o lançamento do 5G.

Vantagens da fibra ótica

A cobertura de tal crescimento do tráfego de dados e a introdução de novas tecnologias passam inevitavelmente pela ampliação da capacidade das redes de fibra ótica. Os cabos de fibra ótica são a melhor solução, pois são inigualáveis a nível de desempenho, fiabilidade, eficiência de custos e segurança do investimento. A crescente implementação de cabos de fibra ótica nos imóveis existentes aumenta a densidade de redes óticas. Assim, a probabilidade de que as fibras se dobrem e torçam é cada vez maior, razão pela qual cabos de fibra ótica à prova de torsão como os da categoria monomodo G.657.A atraem cada vez mais a atenção, pois não sofrem perdas de desempenho mesmo torcidos. Para além disso, desempenham um papel determinante na necessária mudança para uma conectividade ótica flexível e fiável.

Diferencia-se entre dois tipos de resistência à torsão: a resistência a macro-torções (milimétricas) e a resistência a micro-torções (micras). As macro-torções são reconhecíveis à simples vista, por exemplo, em cabos de fibra ótica curvados à volta de esquinas, em mangas de união e dispositivos de ligação. Em vez disso, as micro-torções apresentam tamanhos microscópicos e devem-se a diâmetros de cabo reduzidos ou a esmagamentos do cabo. As micro-torções também podem ocorrer devido a oscilações térmicas que fazem com que o material se contraia. Tanto as macro como as micro-torções são especialmente habituais em redes de alta densidade. Isso ocorre porque há pouco espaço para instalar e alojar as fibras, e estas entram em contacto entre si devido ao efeito da contração do material e outras cargas.

Baixas perdas por atenuação na fibra ótica

Para garantir que as redes continuam a proporcionar elevadas capacidades no futuro, a fibra G.657.A é a única que cobre todo o espectro de comprimentos de onda óticos: ou seja, a gama de comprimentos de onda para a transmissão de dados desde 1260 nm –início da banda O (Original)– até 1625 nm –final da banda L– e até 1675 nm –final da banda U–.

Trata-se de um aspeto que não se deve subestimar, uma vez que as redes do futuro utilizarão comprimentos de onda fora das gamas normalizadas da atualidade.

O gráfico da página 34 mostra os valores de atenuação que ocorrem no tempo numa secção de 18 km, começando no primeiro dia da instalação e tendo em conta torsões acidentais durante a vida útil da rede. A ligação é composta apenas por um splitter1:8 (9 dB de perda). A atenuação por inserção de junções, cabos Patch e conectores, assim como as reservas de segurança não foram tidos em linha de conta.

O balanço de atenuação máximo do cabo é 19dB e é mostrado graças à inclusão de um sistema PON com um equilíbrio de ligação de 28dB mostrado. Para representar a atenuação da seção de 18 km, o primeiro dia de uso é indicado pela linha preta sólida no diagrama. A atenuação do cabo encontra-se abaixo de 8 dB na gama de comprimento de onda de 1250 a 1650 nm. Quantos mais pontos de acesso forem incluídos no sistema, maior é a probabilidade de que ocorram torsões acidentais. O diagrama mostra a atenuação do cabo em apenas cinco torsões aleatórias com um raio de 7,5 mm ao longo de uma secção de 18 km.

Tamanho reduzido e compatibilidade

Quando são necessários cabos de fibra ótica com alta densidade de fibras, as fibras com diâmetros de revestimento reduzidos permitem diminuir ainda mais o diâmetro. Com diâmetros de entre 200 µm e 180 µm, estas fibras requerem uma secção transversal do canal do cabo notavelmente inferior aos 250 µm atuais requeridos pelas fibras G.652.D revestidas. Ou seja, os diâmetros de cabo podem reduzir-se de forma considerável ao passo que alcançam densidades de fibras elevadas. Estas fibras de pequeno diâmetro abrem a porta ao desenvolvimento de muitos sistemas de cabos novos para cobrir uma grande variedade de aplicações de rede.

A fibra monomodo G.657.A1 dispõe de um perfil de índice gradual padrão que não requer estruturas adicionais no revestimento (cladding). Portanto, é plenamente compatível com todas as aplicações de rede instaladas e podem ser feitas junções com qualquer fibra ótica padrão. A perfeita integração em redes óticas existentes é possível.

Uma fibra ótica melhorada com muito potencial

A combinação de desempenho otimizado, conformidade total com fibras G.652.D e revestimentos protetores melhorados faz com que as fibras G.657.A sejam resistentes à torsão. Assim, o problema das micro e macro-torções está praticamente resolvido. Isso garante a integridade da infraestrutura da rede, aumenta a estabilidade ao longo de todas as bandas e proporciona novas opções para o desenvolvimento de sistemas. A resistência às torções das fibras óticas permite aos fabricantes desenvolver soluções de cablagem antes impensáveis, mas que hoje em dia são indispensáveis face à rápida mudança das necessidades dos Clientes.

As fibras resistentes às torções permitem usar chicotes mais pequenos durante a instalação e reduzir o raio de curvatura dos organizadores óticos. Assim, os operadores das redes podem utilizar equipamentos de acesso cada vez mais pequenos e poupar um espaço valioso. Outra vantagem: as fibras G.657.A instalam-se de forma fácil e rápida, e aumentam a vida útil das redes, pois requerem menos reparações graças à sua grande resistência às torções. Uma vez que as infraestruturas de rede de fibra ótica já são utilizadas há algum tempo, os aspetos da retrocompatibilidade e a cobertura de um amplo espectro de comprimentos de onda representam requisitos importantes.

Por esta razão, as redes de fibra ótica constituem um investimento a longo prazo. As soluções disponíveis para instalação devem ser cuidadosamente ponderadas. A fibra G.657.A1 representa a infraestrutura universal de fibra ótica do futuro, pois permite combinar a base instalada de fibras G.652.D e a vindoura geração de fibras ainda por otimizar.

5G para imóveis extensos

O iminente padrão de rede 5G baseia-se em pequenos terminais sem fios de alto desempenho. Isso garante uma alta disponibilidade das redes, apesar do crescente número de utilizadores. Isto é tanto mais verdade em grandes edifícios que excedem o tamanho do terminal sozinho. Por causa dos elementos construtivos, representam uma zona problemática para a transmissão sem fios. Aeroportos, shopping centers, estações de trem… edifícios onde os usuários esperam ter alta conectividade para seus dispositivos finais. Para além disso, este tipo de construções conta com um grande número de dispositivos e processos operativos.

Em muitos destes lugares, a escassez de espaço para a instalação já é um facto e as futuras ampliações representam um verdadeiro problema. A solução prescrita para estes casos são os cabos com fibras monomodo (singlemode), uma vez que são finos, embora robustos e à prova de torsão.

Requerem pouco espaço, são capazes de cobrir longas secções de cablagem em cumprimento das normas (de acordo com a IEEE 802.3). Além disso, são fáceis de manusear. Quem hoje em dia trabalha no planeamento de grandes construções, deveria verificar se o não utilizar esta tecnologia de fibra representa a solução mais económica. Após um investimento inicial aparentemente baixo, as futuras conversões poderiam converter-se em breve numa alternativa consideravelmente mais dispendiosa.

Gerard Pera

Product Manager de cables de datos de fibra óptica. BU Multimedia Solutions.

Prysmian Group