EVOLUÇÃO DA TRANSMISSÃO VIA RADIO EM TAXAS E QUIVALENTES

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Figura 8: Óptica Adaptativa 21

Figura 9: Exemplo de conexão para última milha. 23

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Atenuação em diversas condições atmosféricas (KIM, 1998) 15

Tabela 2: Tabela de referência das operadoras 22

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RESUMO

Há uma necessidade crescente por maiores taxas de comunicações nos pontos de presença junto ao cliente final especificamente na última milha. Atualmente, os meios de comunicação mais comuns em sistemas de comunicação são a fibra óptica e radiofrequência. Porém estas tecnologias enfrentam, alguns impactos junto ao cliente deste seu custo de implementação, a legalização para uso, tempo de instalação e em alguns casos os eventos de curta duração (com feiras, jogos, área militar) nos quais não é vantajoso utilizar as tecnologias tradicionais. Os sistemas Free Space Optics (FSO) surgem como uma alternativa viável do ponto de vista mecânico, financeiro e técnico. Por tanto tornou-se uma alternativa rápida e muito econômica, principalmente nas áreas urbanas.

Nesse trabalho, estudou-se como aplicar um enlace Free Space Optics (FSO) para aumentar a taxa de comunicação na última milha.

Palavras-chave: Taxa de erro bits (BER), Último Milho Lazer, Visada direta.

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- INTRODUÇÃO

Desde a antiguidade, o homem se interessa por comunicações ópticas. Na Grécia Antiga, foi inventado um método, criado por Cleoxenus, Democleitus e Polybius, que sinalizava um sistema alfabético codificado através de tochas (Lilley (2014)). Posteriormente, foram empregados os heliográfos, que usavam a luz do sol refletida em um espelho para transmitir mensagens. Tal tecnologia foi amplamente usada até o final do século XIX e começo do século XX, inclusive em guerras (Sterling (2008)).

Com a invenção do laser de Rubi em 1960, cientistas tentaram estabelecer canais de comunicações confiáveis pela modulação de sinais ópticos, dando início à história moderna das comunicações ópticas (OSORIO, 2002). As fibras ópticas disponíveis nesta época apresentavam desempenho fraco, com atenuação da ordem de 1000 dB/km, o que estimulava ainda mais a pesquisa sobre uso do espaço livre sobre uma linha de visada, principalmente para aplicações em satélites, porém devido a não maturidade da tecnologia de lasers essas tentativas não obtiveram bons níveis de resultados.

Historicamente, a Optical de Espaço Livre ou comunicações ópticas sem fio foi primeiramente demonstrada por Alexander Graham Bell no final do século XIX (antes de sua demonstração do telefone). A experiência da Bell sobre Space (FSO) foi converter os sons de voz em sinais telefônicos e os transmitiu entre os receptores através do espaço livre ao longo de um feixe de luz por uma distância de cerca de 600 pés. Chamando seu dispositivo experimental de "photophone”, apesar desse projeto nunca tenha se tornado uma realidade comercial, demonstrou o princípio básico das comunicações ópticas.

Free Space Optics (FSO) um sistema de comunicação óptico tecnologicamente inovador, com lasers e receptores ópticos substituindo a fibra óptica convencional pelo próprio ar livre como meio de transmissão de dados, voz e imagens.

O sistema Free Space Optics (FSO) tem como grande atrativo seu baixo preço em relação a sistemas com fibra óptica, pois nem sempre é economicamente viável a operadora chegar ao usuário final. Assim o sistema FSO surge como alternativa de rede de acesso de última milha de baixo custo, pois os gastos com escavações e licença para passagem de fibras ópticas representam em torno de 80% dos custos do sistema, incluindo o tempo de instalação de fibras ópticas que leva meses, ao contrário do sistema FSO que leva alguns dias (KIM, 1998).

O Free Space Optics (FSO) agrupa duas grandes características importantes de sistemas diferentes encontrados em larga escala no mercado, a característica de ser um sistema sem fio como dos sistemas de radiofrequência e a alta largura de banda dos sistemas ópticos (fibra óptica).

Comparado aos sistemas de radiofrequência, os sistemas Free Space Optics (FSO) atingem taxas de transmissão muito mais elevadas, são imunes a interferências eletromagnéticas e não necessitam de licença de espectro para operar. Outro aspecto importante é que, devido à diretividade do feixe, torna-se difícil interceptá-lo o feixe conferindo um alto grau de segurança a comunicação, característica importante em aplicações militares. Limitações em relação aos sistemas de radiofrequência são: a necessidade de visada direta, alinhamento entre os aparelhos transceptores.

Em relação aos sistemas a fibra óptica, o Free Space Optics (FSO) além de ser mais econômico, é portátil e de rápida instalação, característica importante para aplicações móveis ou itinerantes como feiras, eventos esportivos e missões militares. Além disso, todas as tecnologias de transmissão usadas nas fibras ópticas podem ser aplicadas ao espaço livre, a única diferença é que o meio de transmissão é o espaço livre, o que cria uma desvantagem devido à limitação do desempenho em condições atmosféricas desfavoráveis.

Essa tecnologia usa a luz para transmitir informações, assim como nas fibras ópticas, mas tem a atmosfera como meio de transmissão.

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2. FUNCIONAMENTO

Free Space Optics (FSO) transmite feixes de luz invisíveis, seguros para os olhos, de um “telescópio" para outro, usando laser de infravermelho de baixa potência no espectro teraHertz. Os feixes de luz nos sistemas de Free Space Optics (FSO) são transmitidos por luz laser focada em receptores de detectores de fotões altamente sensíveis. Estes receptores são lentes telescópicas capazes de coletar o fluxo de fótons e através deles transmitir dados digitais contendo uma mistura de mensagens da Internet, imagens de vídeo, sinais de rádio ou arquivos