ENEM 2017

Em uma linha de transmissão de informações por fibra óptica, quando um sinal diminui sua intensidade para valores inferiores a 10 dB, este precisa ser retransmitido. No entanto, intensidades superiores a 100 dB não podem ser transmitidas adequadamente. A figura apresenta como se dá a perda de sinal (perda óptica) para diferentes comprimentos de onda para certo tipo de fibra óptica.

Qual é a máxima distância, em km, que um sinal pode ser enviado nessa fibra sem ser necessária uma retransmissão?

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Resposta
D
Tempo médio
2 min

Resolução

Passo a Passo para a Solução:

  1. Identificar os limites de intensidade do sinal: O enunciado informa que a intensidade inicial máxima é de 100 dB e a intensidade mínima antes da retransmissão é de 10 dB.

  2. Calcular a perda máxima de sinal permitida: A perda máxima que o sinal pode sofrer antes de precisar ser retransmitido é a diferença entre a intensidade inicial máxima e a intensidade final mínima.

    \[ \text{Perda Máxima} = \text{Intensidade Inicial Máxima} - \text{Intensidade Final Mínima} \]

    \[ \text{Perda Máxima} = 100 \text{ dB} - 10 \text{ dB} = 90 \text{ dB} \]

    Portanto, o sinal pode perder até 90 dB de intensidade antes de precisar ser retransmitido.

  3. Analisar o gráfico de perda óptica: O gráfico mostra a perda óptica (atenuação) em dB por quilômetro (dB/km) em função do comprimento de onda (µm). Para que o sinal alcance a maior distância possível, a perda por quilômetro deve ser a menor possível.

  4. Encontrar a menor perda óptica no gráfico: Observando o gráfico, procuramos o ponto mais baixo da curva, que representa a menor perda óptica. Esse ponto ocorre aproximadamente no comprimento de onda de 1,5 µm, e o valor da perda mínima é de 1 dB/km.

  5. Calcular a distância máxima: A distância máxima (\(d_{max}\)) é obtida dividindo a perda máxima total permitida (90 dB) pela menor taxa de perda por quilômetro (1 dB/km).

    \[ d_{max} = \frac{\text{Perda Máxima Total}}{\text{Menor Perda por km}} \]

    \[ d_{max} = \frac{90 \text{ dB}}{1 \text{ dB/km}} \]

    \[ d_{max} = 90 \text{ km} \]

  6. Concluir: A máxima distância que um sinal pode ser enviado nessa fibra sem necessitar de retransmissão é de 90 km.

Dicas

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Qual é a diferença entre a intensidade máxima que pode ser enviada e a intensidade mínima que o sinal pode ter antes de precisar de retransmissão? Este valor representa a 'perda total' que o sinal pode sofrer.
Para que o sinal viaje a maior distância possível com uma perda total fixa, qual deve ser a característica da perda por quilômetro (atenuação)? Procure no gráfico o ponto que representa essa característica.
Divida a perda total máxima permitida pela menor taxa de perda por quilômetro encontrada no gráfico.

Erros Comuns

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Não calcular corretamente a perda máxima permitida (usar 100 dB ou 10 dB em vez de 90 dB).
Não identificar corretamente o valor mínimo de perda óptica no gráfico (usar um valor maior que 1 dB/km, como 1.5, 2.5, 4, 5 ou 6 dB/km).
Confundir a perda total (em dB) com a taxa de perda (em dB/km).
Erro de cálculo na divisão final.
Não entender que para maximizar a distância, é necessário minimizar a taxa de perda por quilômetro.
Revisão

Revisão de Conceitos

  • Atenuação de Sinal: Em qualquer meio de transmissão (como cabos ou fibras ópticas), o sinal perde intensidade (potência) à medida que se propaga. Esse fenômeno é chamado de atenuação.
  • Decibel (dB): O decibel é uma unidade logarítmica usada para expressar a razão entre duas quantidades, frequentemente potência ou intensidade. No contexto de sinais, é comum usar dB para medir ganhos ou perdas.
  • Atenuação em Fibras Ópticas (dB/km): A atenuação em fibras ópticas é geralmente expressa em decibéis por quilômetro (dB/km). Isso indica quantos dB de intensidade o sinal perde para cada quilômetro percorrido na fibra.
  • Interpretação de Gráficos: Habilidade de ler e extrair informações de gráficos, identificando eixos, unidades, valores máximos, mínimos e tendências.
17%
Taxa de acerto
3.0
Média de pontos TRI
Habilidade

Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de linguagem e representação usadas nas ciências físicas, químicas ou biológicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas ou linguagem simbólica.

Porcentagem de alternativa escolhida por nota TRI
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