Nova abordagem com fibra ótica poderá revolucionar comunicações óticas em espaço livre

Um estudo publicado no IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics demonstra que feixes de fibra ótica podem ser uma solução viável para sistemas de comunicações óticas em espaço livre (FSOC) aplicados a aeronaves e plataformas de alta altitude.

As comunicações FSOC utilizam lasers para transmissão de dados de alta velocidade entre aeronaves, satélites e estações terrestres. No entanto, garantir cobertura de 360 graus exige a instalação de vários terminais articulados no exterior das aeronaves, o que ultrapassa frequentemente limites de tamanho, peso e consumo energético.

Para contornar esta limitação, uma equipa de investigação liderada por Francesco Nardo, do Karlsruhe Institute of Technology, na Alemanha, analisou a utilização de feixes de fibra ótica (FB). A proposta passa por encaminhar a luz recolhida por pequenos coletores externos para um único terminal de comunicações laser (LCT) instalado no interior da aeronave, reduzindo redundâncias.

A equipa avaliou experimentalmente um feixe de fibra ótica disponível comercialmente, operando no comprimento de onda padrão das FSOC, 1550 nanómetros. Os investigadores mediram perdas e distorções, simularam um cenário de ligação ar-ar com turbulência atmosférica e analisaram o impacto da fibra em diferentes métricas de desempenho.

Os resultados indicam que, apesar de viável, o feixe de fibra testado apresenta penalizações relevantes, uma vez que foi otimizado para comprimentos de onda na gama da luz visível. Ainda assim, os investigadores consideram que melhorias nos materiais e nos processos de fabrico poderão aumentar significativamente o desempenho desta tecnologia em aplicações FSOC.

O estudo sublinha que a implementação de sistemas distribuídos de comunicações óticas exigirá feixes de fibra desenvolvidos especificamente para a banda C, bem como novas arquiteturas completas de LCT, incluindo componentes de transmissão e multiplexagem para gestão de múltiplos sinais.

“O nosso trabalho estabelece as bases para investigações futuras focadas na otimização de feixes de fibra para operação no infravermelho de onda curta, com potencial impacto na evolução dos sistemas de comunicações laser de alta altitude”, afirma Francesco Nardo.