Cabeamento
Estruturado
Meios Ópticos de Transmissão: Fibra Óptica
Prof. César Augusto
[email protected]
http://cesarfreitas.wordpress.com
Meios Ópticos de
Transmissão
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Fundamentos
Tipos
Conectores
Largura de banda
Perda
Redes de fibras ópticas
Narinder Singh Kapany
Inventor da Fibra Óptica
Meios Ópticos de
Transmissão
•
Meio de transmissão feito de vidro ultrapuro,
plástico ou outro isolante elétrico (material com
alta resistência ao fluxo de corrente elétrica
•
Seu diâmetro é extremamente fino (comparado a
um fio de cabelo)
A fibra óptica transmite informações através de
sinais luminosos em vez de sinais elétricos
A idéia é simples: luz transmitida indica um valor
“1” e luz não transmitida, um valor “0”
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Meios Ópticos de
Transmissão
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É constituída por um
núcleo central em vidro
envolvida
por
um
revestimento
(casca).
Tudo isso é envolvido por
um
material
protetor
(capa
externa
ou
revestimento primário)
Meios Ópticos de
Transmissão
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A base da fibra consiste em duas
regiões:
Núcleo por onde passa a luz
Casca que envolve o núcleo
O índice de refração (n) do núcleo tem
que ser maior que o da casca para
poder ocorrer a reflexão total da luz
Meios Ópticos de
Transmissão
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Refração: é a mudança na direção de uma
onda ao atravessar a fronteira entre dois meios
com diferentes índices de refração
Meios Ópticos de
Transmissão
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Tipos
•
Existem 2 tipos de fibras ópticas
•
Fibra Multimodo: MMF (Multiple Mode Fiber)
•
Fibra Monomodo: SMF (Single Mode Fiber)
Meios Ópticos de
Transmissão
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Fibra Multimodo
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Características
•
Baixo custo, quando comparado a outro tipo de fibra
•
Não só da fibra em si, mas de todos os materiais
agregados: conectores, regeneradores, etc
•
O núcleo sendo de grande diâmetro torna mais fácil o
alinhamento: no caso de emendas, conectores, etc
•
Por serem mais baratas, são as mais utilizadas em redes
locais
•
Geralmente é usado o LED como fonte de geração de sinal
Meios Ópticos de
Transmissão
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Fibra Multimodo
Apresentam vários feixes de
luz em diferentes ângulos de
incidência
•
Divide-se em duas categorias:
•
Multimodo Índice Degrau
•
Multimodo Índice Gradual
Meios Ópticos de
Transmissão
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Fibra Multimodo
Multimodo Índice Degrau
•
O núcleo é construído de forma que a
propagação da luz ao longo da fibra irá seguir
diferentes caminhos
•
Dessa forma, o receptor terá que detectar a
informação correta e eliminar os sinais
duplicados.
•
Quanto maior a distância, maior esse problema
Meios Ópticos de
Transmissão
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Fibra Multimodo
•
Multimodo Índice Gradual
•
É uma evolução da fibra multimodo de
índice Degrau
•
Projetada para prover melhor
propagação dos feixes de luz
•
Os feixes chegam ao mesmo tempo no
receptor
Meios Ópticos de
Transmissão
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Fibra Monomodo
Tem diâmetro menor que a multimodo
(normalmente de 3µm a 8µm)
A luz propaga em um único feixe
Vantagens:
alcança distância maiores sem a
necessidade
de
repetição
comparadas a multimodo
Taxa de transmissão muito altas
(160Gbps) quando comparadas a
multimodo
Meios Ópticos de
Transmissão
Multimodo x Monomodo
Ítem
Multimodo
Monomodo
Fonte
LED ou Laser
Laser
Atenuação
Alta
Baixa
Velocidade
Baixa
Alta
Custo
Baixo
Alto
Durabilidade
Alta
Menor
Meios Ópticos de
Transmissão
Estrutura de Encapsulamento
• Existem 2 tipos:
• Tight Buffer: indicada para
ambiente interno
• Possui fibras de aramidas
para proteger a fibra de
microfissuras na passagem
de dutos e dobras de cabos
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Meios Ópticos de
Transmissão
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Estrutura de Encapsulamento
Loose Buffer
• Ideal para ambientes externos
• Fibra acondicionada em tubos
plásticos
ou
metálicos
preenchidos com gel
• Proporciona maior proteção da
fibra contra variações de
temperatura
Meios Ópticos de
Transmissão
•
•
Conectores
São componentes passivos
utilizados para conectar
facilmente fibras ópticas
entre si e com interfaces
ativas e passivas em LANs
e WANs.
Meios Ópticos de
Transmissão
•
•
Conectores
São requisitos de qualidade para a montagem de
conectores:
•
Alinhamento preciso do conector com o núcleo da fibra
•
Alta estabilidade mecânica
Atenuações menores possíveis (baixas perdas por
inserção e por retorno)
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Meios Ópticos de
Transmissão
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•
Conectores
Há vários tipos de conectores no mercado
Variam no formato e forma de fixação
Os mais comuns:
•
ST
•
LC
•
SC
•
MT-RJ
Meios Ópticos de
Transmissão
•
Conectores
•
ST (Straight Tip)
•
Conector mais antigo
•
Muito popular em fibras multimodo
•
Possui corpo metálico
•
Utilizado em DIO (Distribuidor Interno Óptico)
Meios Ópticos de
Transmissão
•
Conectores
•
LC (Lucent Conector)
•
Desenvolvido pela empresa Lucent
•
Bastante popular, sobretudo em fibras Monomodo
Meios Ópticos de
Transmissão
•
Conectores
•
SC (Standard Connector)
•
Um dos padrões mais utilizados
•
Tanto em fibras monomodo como multimodo
Meios Ópticos de
Transmissão
•
Conectores
•
MTRJ (Mechanical Transfer
Registered Jack)
•
Utiliza um ferrolho quadrado
•
Com dois orifícios para combinar as duas
fibras em um único conector
•
É basicamente usado em switches
Meios Ópticos de
Transmissão
•
Transmissores Ópticos
•
Responsáveis por converter sinais elétricos em sinais
ópticos que irão trafegar na fibra
•
Pode ser de dois tipos:
•
LED (Diodo Emissor de Luz)
•
Diodo LASER
Meios Ópticos de
Transmissão
•
Receptores ópticos (fotodetectores)
•
Responsáveis por converter sinais ópticos recebidos
pela fibra em sinais elétricos
•
O mais usado:
•
Fotodiodo
Meios Ópticos de
Transmissão
•
Transceptores (Transceivers)
•
Converte os sinais ópticos recebidos através do
cabo em sinais elétricos que são enviados ao
switches e vice-versa
•
Apesar do pequeno tamanho, o transceiver são
quase sempre os componentes mais caros ao criar
um link de fibra
Meios Ópticos de
Transmissão
•
Emendas Ópticas
•
Consiste em uma junção permanente
ou temporária
de dois ou mais segmentos de fibras
•
Primeiramente a fibra é limpa com
álcool isopropílico
•
Depois ela é clivada (sofre corte de 90º)
•
Por fim ela sobre o processo de fusão
Meios Ópticos de
Transmissão
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Perdas no cabeamento óptico
•
Causadas tipicamente por atenuação e dispersão do
sinal
•
Fabricantes costuma informar a perda (atenuação) em
uma unidade chamada dB/Km (decibéis por kilômetro)
•
Causas
•
Absorção do sinal
•
Espalhamento
•
Atenuações em emendas e conectores
Meios Ópticos de
Transmissão
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Principais Vantagens da Fibra Óptica
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Maiores distâncias de transmissão
Maior capacidade de largura de banda (75 Tbps)
Não afetado pela EMI
Não sofre o efeito crosstalk
Baixa atenuação
Alto nível de segurança (difícil de “grampear”)
Meios Ópticos de
Transmissão
•
Desvantagens
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Cara para curtas distâncias
•
Requer instaladores altamente qualificados
•
Fragilidade mecânica
Meios Ópticos de
Transmissão
REFERÊNCIAS:
GIOZZA, WILLIAM FERREIRA; CONFORTI, EVANDRO; WALDMAN,
HÉLIO. FIBRAS ÓPTICAS: TECNOLOGIA E PROJETO DE SISTEMAS. RIO
DE JANEIRO: EMBRATEL; SÃO PAULO: MAKRON, 1991.
DERFLER, FRANK J.; FREED, LES. TUDO SOBRE CABEAMENTO DE
REDES. RIO DE JANEIRO: CAMPUS, 1994.
TABINI, RICARDO; NUNES, DANIZARD. FIBAS ÓPTICAS. SÃO PAULO:
ÉRICA, 1990.