09.02.10
- Rede telefónica
Uma das aplicações básicas onde as fibras ópticas foram utilizadas foi a rede telefónica. A fibra óptica, desenvolvendo sistemas de alta capacidade, era utilizada no chamado sistema tronco de telefonia, interligando centrais de tráfego interurbano, que podiam ter desde algumas dezenas e centenas de quilómetros. Elas traziam vantagens em tais projectos pois, graças à sua capacidade de percorrer grandes distâncias sem a necessidade de repetidores e à sua grande capacidade de transmissão de banda, reduziam significantemente os custos em relação aos demais cabos e materiais utilizados para os mesmos fins. Uma outra aplicação da fibra, ainda na telefonia, é na interligação de centrais telefónicas urbanas. Estas centrais não envolvem longas distâncias, mas as fibras ópticas entram como forte opção pois as redes subterrâneas estão geralmente congestionadas e porque sua grande banda passante é capaz de atender uma demanda crescente, representada pelo crescimento do número de usuários da rede.
- Rede digital de Serviços Integrados
As fibras ópticas são capazes de suportar os novos serviços de transmissão oferecidos pela rede digital de serviços integrados, graças à sua grande capacidade de transmissão. As fibras ainda não dominaram totalmente tal aplicação por conta de seu custo ainda alto, e por conta da dificuldade de realização de interfaces ópticas adequadas aos aparelhos telefónicos.
 
- Cabos Submarinos
 Os cabos submarinos são parte integrante da rede internacional de telecomunicações, e são mais um exemplo no qual as fibras ópticas obtiveram sucesso. Os cabos convencionais utilizam cabos coaxiais de alta qualidade, com grande diâmetro para diminuir a atenuação, mas requerem repetidores separados por distâncias de 5 a 10 km. Com as fibras ópticas, essa distância entre repetidores pode ser aumentada para mais de 100km, além de oferecer outras vantagens já conhecidas como a alta banda passante e facilidades operacionais devido a suas pequenas dimensões. O primeiro dos cabos ópticos submarino transatlântico, o TAT-8, entrou em operação em 1988, e elevou para 20000 circuitos de voz a capacidade de tráfego entre EUA e Europa graças à sua grande capacidade de transmissão e à tecnologia DWDM. Desde então, foram instalados muitos outros cabos, criando uma forte rede de comunicações que interligam todos os 5 continentes, tendo cada cabo capacidade de transmissão da ordem de 1Tbps. Os cabos são utilizados para diferentes tarefas, como transmissão de dados, telefonia, televisão, etc.
 
- Televisão por Cabo
 Os atractivos da fibra óptica para os sistemas de televisão por cabo são as já conhecidas grandes capacidades de transmissão e o seu alcance sem repetidores. Nos sistemas de televisão por cabo com cabos coaxiais, o espaçamento entre repetidores é da ordem de 1 km e o número de repetidores está limitado a 10 por conta do ruído e da distorção aos quais tais cabos estão submetidos. Portanto, as fibras ópticas superam economicamente e com a sua fiabilidade os cabos coaxiais banda-larga.
 
- Sensores
 As fibras ópticas são utilizadas em sistemas sensores ou de instrumentação seja em aplicações industriais, médicas, automóveis e até militares. A ideia de utilizar a fibra óptica em tais ambientes vale-se de suas pequenas dimensões e da sua resistência à ambientes hostis.
 
-Na Automobilística
 Na automobilística, as aplicações das fibras vão desde o controle do motor e da transmissão até os acessórios secundários (controlo de janelas e portas, aquecimento e refrigeração de ar, entre outros). As vantagens da fibra de ser imune às interferências, ter dimensões pequenas e isolamento eléctrico, auxiliaram para que ela conquistasse mais este tipo de aplicações.
 
-Na industria
 Na indústria, as fibras ópticas são utilizadas principalmente em sistemas de telemetria, graças à resistência da fibra a diferentes condições de temperatura, pressão, e outros, e supervisão de controlo de processos.
 
-Na Medicina
O uso de fibras ópticas em aplicações médicas tem evoluído bastante desde as aplicações pioneiras do Fiberscope, onde um feixe de fibras de vidro servia basicamente para iluminar e observar órgão no interior do corpo humano. Hoje em dia, tem-se uma variedade de aplicações de sistemas sensores com fibras ópticas em diagnóstico e cirurgia. Inseridos através de cateteres ou subcutaneamente, sensores de fibras ópticas miniaturizados permitem monitorar funções biológicas internas dos pacientes. Estes sensores, que podem permanecer aplicados no paciente durante um longo tempo, permitem testar e acompanhar processos biológicos em tempo real, de vital importância, por exemplo, em cirurgias. Dentre os sistemas sensores com fibras ópticas em aplicações médicas podem ser destacados os seguintes:
-Sensores de temperatura: têm sido utilizados, por exemplo, em terapia hipertérmica radiológica de tumores cancerígenos, onde as qualidades de imunidade electromagnética das fibras ópticas são únicas, face à radiação de microondas da fonte de calor utilizada. A faixa de actuação típica dos sensores de temperatura para aplicações médicas é de 0 a 100ºC e com precisão de 0,01ºC;
-Sensores de pressão: utilizados para monitorar a pressão intracraniana, cardiovascular, uretral ou rectal. A faixa de actuação é de 0 a 300mm de mercúrio com precisão de 0,5%;
-Sensores magnéticos: permitem obter o mapeamento dos campos magnéticos gerados pelo cérebro, útil no tratamento de ataques de epilepsia;
-Sensores de pH: utilizados para monitorar o nível de oxigénio do sangue, permitindo, por exemplo, acompanhar o comportamento de feto numa cirurgia cesariana. Actua tipicamente numa faixa de pH entre 7 e 7,4 com precisão de 0,001, sendo que o nível de asfixia é indicado por pH 7,2.
-Sensores de vazão: utilizados para monitorar a vazão sanguínea em aspersões para diagnósticos em cirurgias vasculares ou plásticas, para monitorar o sistema de circulação ou para avaliar grau de queimaduras com precisão e presteza.
Além dos sensores acima descritos, as fibras ópticas têm sido utilizadas como instrumentos cirúrgicos (cateteres), por exemplo, monitorizando e controlando com precisão a limpeza de artérias cardiovasculares ou a destruição de tumores.
As aplicações médicas de fibras ópticas podem ainda incluir redes de comunicações locais em grandes hospitais ou redes de distribuição de recursos concentrados num hospital especialista para assistência de médicos em localidades remotas. As fibras ópticas suportam transferências  de dados de alta velocidade e comunicações visuais utilizadas para monitorização remota de pacientes ou equipamentos, na consulta às informações sintomáticas especializadas ou ainda em procedimentos cirúrgicos. Interferências electromagnéticas dos equipamentos hospitalares de alta tensão (por exemplo, raios-X) são evitadas com o uso de fibras ópticas.
-Fins Militares
As aplicações militares de fibras ópticas incluem, desde sistemas de comunicações de voz e dados a baixa velocidade, onde as fibras ópticas simplesmente substituem suportes metálicos convencionais, até aplicações específicas envolvendo sistemas de navegação e controle de mísseis ou torpedos guiados por cabo. Os sistemas sensores com fibras ópticas também encontram uma boa gama de aplicações militares em navios e aeronaves de um modo em geral, ou em aplicações específicas, por exemplo, de defesa submarina.
 
 
 
- Comunicações
Uma das aplicações militares pioneira no uso da tecnologia de fibras ópticas consiste na simples substituição de suportes de transmissão metálicos nos sistemas de comunicação de voz e dados de baixa velocidade em instalações militares. Além de um melhor desempenho em termos de alcance, banda passante e imunidade ao ruído, as fibras ópticas oferecem a esses sistemas vantagens exclusivas. Por exemplo, a informação transportada pela fibra óptica é dificilmente violada ao longo do sistema de transmissão, em razão da característica de isolação electromagnética e pelas facilidades de localização de derivações de potência óptica ao longo do cabo, garantindo assim um alto grau de privacidade na transmissão de dados "sensíveis" o meio de transmissão pode percorrer sem riscos lugares de armazenamento de combustíveis ou explosivos; o reduzido volume e peso dos cabos ópticos provêm importantes facilidades operacionais no transporte e instalação dos sistemas. Esta última qualidade das fibras ópticas é particularmente vantajosa em sistemas tácticos de comando e comunicações, permanentes ou móveis, interligando armamentos sofisticados e unidades militares dispersas. As conexões remotas entre um radar e a estação de processamento de sinais podem, por exemplo, ser mais longas garantindo maior segurança ao pessoal de operação.
A aplicação de fibras ópticas em sistemas de comunicações militares a longa distância, além das motivações básicas das aplicações civis (maior alcance e capacidade de transmissão), busca usufruir das suas qualidades operacionais e de segurança. Por exemplo, nos EUA um enlace óptico 147km suporta o sistema primário de comunicações para controlo e testes de mísseis MX e na Coreia do Sul foi construída uma rede de comunicações tácticas com 667km de cabos ópticos.
Em nível local, uma das grandes aplicações de fibras ópticas em sistemas militares de comunicações é na realização de barramentos de dados em navios e aviões. Além da melhor performance, este tipo de aplicação das fibras ópticas tem na redução de volume e peso uma das suas principais motivações. Um avião bombardeiro, por exemplo, pode ter seu peso reduzido de 1 tonelada se na sua cabeação interna forem utilizadas apenas fibras ópticas. Nos EUA está sendo desenvolvido um helicóptero, o HLX (light helicóptero, experimental), onde os sistemas de controlo de voo, de armamentos e de dados internos são totalmente baseados na tecnologia de fibras ópticas.
 
 
 
- Aplicações Específicas
Uma aplicação específica das fibras ópticas no domínio militar é a dos mísseis teleguiados por cabo. Neste tipo de sistema, ilustrado na figura abaixo, um enlace com fibra óptica de alta resistência à tracção liga (bidireccionalmente) o míssil a um centro de controlo, permitindo um melhor controlo da pintaria através da monitorização visual do alvo. As qualidades das fibras ópticas em termos de grande banda passante, imunidade a interferências e não vulnerabilidade face aos radares inimigos são essenciais a este tipo de aplicação. Considerando actualmente o  maior mercado militar da tecnologia de fibras ópticas, este tipo de aplicação, considerando-se apenas o programa FOG-M (Fiber Optic Guided Missible) nos EUA, deve consumir cerca de 300000km de fibras ópticas até 1990.
Sistemas sensores com fibras ópticas também têm encontrado uma variedade de aplicações no domínio militar. Um dos mais utilizados é o giroscópio óptico que oferece vantagens com aos mecânicos, em termos de maior precisão, peso reduzido e maior segurança. A aplicação militar de giroscópios ópticos inclui sistemas de navegação automática em aviões, navios, submarinos, mísseis, espaço naves, satélites, etc. Um outro sistema sensor de interesse para a Marinha é o acústico. Acoplados a redes de cabos ópticos submarinos, os sensores acústicos permitirem implantar, por exemplo, sofisticados sistemas de defesa submarina.

 

Publicado por: HAJAFIBRA às 16:14

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