Fibras opticas

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Fibras opticas

  1. 1. 1 Fibra Óptica
  2. 2. 2 Natureza da Luz  A luz apresenta características de partículas (corpos dotados de massa) e em outros, de onda (energia);  Em determinadas condições, a luz parece um raio ou partícula eletromagnética que se move em alta velocidade, denominada fótons;  Assim sendo é importante notar que não se pode generalizar a luz como partículas ou ondas, dependendo da situação, uma ou outra teoria melhor descrevem um dado fenômeno;
  3. 3. 3 Ondas Eletromagnéticas  As onda eletromagnéticas incluem a luz visível, as onda de rádio e as de radar, os raios X, raios gama, microondas e outras que envolvem a propagação de ondas de campos elétricos e magnéticos através do espaço com velocidade de 300.000.000 m/s no vácuo;  Todas as ondas eletromagnéticas são geradas pela aceleração de cargas elétricas;  A diferença entre diversos tipos estão nas freqüências e comprimentos de onda;  A luz tem uma freqüência na faixa de 10 elevado 14 10 elevado 16 Hz;
  4. 4. 4 Vantagens na Utilização da Fibra Total imunidade às interferências Eletromagnéticas  Características dielétricas (imunes interferências eletromagnéticas);  Material dielétrico (sem condutores metálicos);  Não conduz eletricidade;
  5. 5. 5 Vantagens na Utilização da Fibra Dimensões Reduzidas  Mesmo com revestimento necessário para proteção, os cabos também possuem dimensões bastantes reduzidas;  Cabos óptico pode ser 20 vezes menor em tamanho que o cabo metálico com a mesma capacidade de transmissão;
  6. 6. 6 Vantagens na Utilização da Fibra Segurança no tráfego de Informações  Utilizam infravermelho como sinal de comunicação e isso traz grandes dificuldades para aqueles que desejam ”grampear” os sinais;
  7. 7. 7 Vantagens na Utilização da Fibra Maiores distâncias nas transmissões  Perdas pequenas;  Lances de cabos com grande distância;  Dependendo os tipo e qualidade da fibra óptica os lances podem alcançar até 250 Km (fonte: Furukawa);
  8. 8. 8 Vantagens na Utilização da Fibra Maior capacidade de transmissão  A capacidade de transmissão está relacionada com a freqüência das portadoras entre 160MHz ou centenas THz;  dependendo do tipo (multimodo ou monomodo);  Comprimento da onda utilizado;
  9. 9. 9 Vantagens na Utilização da Fibra Custo/Benefício  Em sistemas telefônicos de longa distância;  Redes de comunicação de dados;  Maior capacidade de transmissão e distâncias maiores entre os repetidores;
  10. 10. 10 Noções Ópticas  A luz viaja em linha reta;  Reflexão total: é a reflexão angular Ex: Ângulo de entrada igual ao de saída;  Reflexão: quando a luz ou parte é desviada. Ex: Ângulo de entrada diferente ao de saída;
  11. 11. 11 Funcionamento da Fibra  Princípio pelo qual a luz se propaga no interior de uma fibra óptica é fundamentado na reflexão total da luz;  Constituição da Fibra:  Cobertura;  Casca  Núcleo;
  12. 12. 12 Constituição da Fibra 62,5 µm 125 µm Capa externa Capa da fibra
  13. 13. 13 Fibra Óptica
  14. 14. 14 Classificação das Fibras  Variam conforme aplicação específica;  Materiais;  Dimensões;  Processos de fabricação;  Tipos monomodo e multimodo;
  15. 15. 15 Fibras Multimodo  Permite em seu núcleo que os feixes luminosos percorram diversos caminhos;  Índice degrau: fabricação simples em relação a gradual (não mais fabricadas);  Índice gradual: fibra mais utilizada, fabricação mais complexa; Índice gradual faz que os raios de luz que percorrem caminhos diferentes, tenham velocidades diferentes, e os raios de luz cheguem a extremidade da fibra aproximadamente ao mesmo tempo.
  16. 16. 16 Fibras Multimodo  Advento da padronização FDDI seu uso em redes locais;  Padronização GigaBit Ethernet traz o interesse de se especificar soluções sobre MMF (fibra multimodo);  Utiliza com fonte LED’s;  Multimodo -cabo até 2 km;
  17. 17. 17 Fibras Monomodo  Único modo de propagação; Classificam-se em:  índice degrau;  Dispersão deslocada;  Fibras monomodo fabricação mais complexa que fibra multimodo, pois suas dimensões são muito reduzidas e a tecnologia envolvida é mais avançada;
  18. 18. 18 Fibras Monomodo  Características superior na banda passante, mais larga o que aumenta a transmissão;  Atenuação mais baixas;  Aumento a distancia sem uso de repetidores;  Desvantagem é seu manuseio, mais complexo;  Monomodo - cabo até 45 km;
  19. 19. 19 Fontes de Luz  LEDs: Mais barato;  LASER: difícil de fabricar, sensível a temperatura altas;  Vida útil dos Laser é menos que o LED;  A temperatura do ambiente influência no tempo de vida;
  20. 20. 20 Exercício 1. Explique as vantagens na utilização de fibra óptica? 2. Em qual princípio óptico trabalha a fibra? 3. Diferencia fibra Multimodo e Monomodo. Exemplifique. 4. Quais as fontes de Luz para fibra óptica ? 5. Dê exemplos da utilização de fibra (multimodo e monodo) e qual fontes de luz são utilizadas para cada tipo. 6. Diferencie cabos metálicos e fibra. Cite suas principais utilizações ? 7. Cria um infra-estrutura de um LAN, utilizando fibra óptica para conectar 15 pontos.
  21. 21. 21 Sistema de Comunicação por Fibra  Transmissor Óptica  Receptor Óptico Foto Detector Fonte LuminosaCircuito Driver Amplificador Filtro Decodificador Codificador Sinal Elétrico Fibra Sinal Elétrico
  22. 22. 22 Atenuação e Dispersão em Fibra  Atenuação é a diminuição progressiva da potência da radiação quando esta atravessa o meio físico;  Fatores Intrínsecos: a medida que a luz se propaga pela fibra óptica, perde parte da potência por causa da absorção de luz na casca, imperfeições da sílica dentro da fibra.
  23. 23. 23 Fatores Intrínsecos Mais importantes:  Alterações na direção e comprimento de onda;  Imperfeições na sílica;  Variações no índice de refração;  Impurezas durante a fabricação;
  24. 24. 24 Dispersão em Fibras  Dispersão é responsável pela limitação da largura de banda do sinal transmitido;  Isto significa um alargamento temporal do pulso óptico, resultando na superposição de diversos pulsos do sinal;
  25. 25. 25 Recomendações da Norma  Norma TIA/EIA- 568-B.3;  Tipo de Cabo: Multimodo (índice gradual);  Conectores com vida útil de 1000 operações no mínimo, sem alterar suas características;
  26. 26. 26 Terminações Ópticas  As terminações ópticas são constituídas basicamente de conectores;  Destinados a conectar desconectar, de forma freqüente e fácil, fibras ópticas entre si, a um fonte ou a um detector óptico;
  27. 27. 27 Terminações Ópticas  Conectores Ópticos são acessórios compostos basicamente de um ferrolho, onde se encontra a terminação da fibra óptica;  Parte responsável pela fixação das fibras;  Tenta evitar perda de sinal;
  28. 28. 28 Terminações Ópticas A conectorização requer cuidados para sua realização, como:  Ambiente limpo;  Temperatura controlada;  Baixo nível de umidade;  Polimento mecanizado;  Estas condições proporcionam conectorização de boa qualidade e baixo níveis de atenuação, além de garantir uma uniformidade de conectorização;
  29. 29. 29 Aplicação das Terminações  Extensões ópticas ou pig-tail: o conector é aplicado em uma das extremidades da fibra óptica, e outra extremidade será utilizado para emenda por fusão ou emenda mecânica;  Cordão óptico: o conector é aplicado nas duas extremidades da fibra óptica;  Cabo Multicordão: o conector é aplicado em um cabo com várias fibras;
  30. 30. 30 Cordão Ópticos
  31. 31. 31 Aplicação das Terminações Tipos de Conectores mais usados:  ST;  SC;  SC DUPLEX;
  32. 32. 32 Conectores
  33. 33. 33 Emendas Ópticas  Necessidade de se dar continuidade a um lance de cabos ópticos que esteja sendo instalado;  Para cada tipo de emenda existe um tipo de processo de preparo da fibra, que exigem cuidados especiais para sua realização;
  34. 34. 34 Emendas Ópticas Emenda por fusão:  Decapando o cabo;  Limpeza do cabo;  Decapagem;  Limpeza da fibra;  Clivagem: corte da fibra sob um ângulo de 90 graus;
  35. 35. 35 Emendas Ópticas  Processo de emenda Mecânica;  Processo de emenda por fusão;  Emenda Óptica por "Acoplamento de Conectores" (Conectorização – alinhamento das fibras através de conectores);
  36. 36. 36 Processo Mecânico  Primeiro consiste no uso de alinhadores de precisão, onde as fibra são introduzidas;  Alinhadores possui uma ranhura na qual as fibra são alinhadas frente a frente e aproximadas uma a outra até o quase contato entre as duas;  Logo após é introduzido um gel casador de índice de refração entre as duas fibras de forma que o casamento entre as duas fibras seja melhorado;
  37. 37. 37 Processo Mecânico  Finalmente, pelo monitoramento de equipamentos (Power meter, OTDR), as fibra são aproximadas, ajustadas e, quando é obtido o ponto de menor atenuação, as fibra são travadas, de modo que fiquem estáticas, impedindo que se movimentem;  Esta emenda é bastante utilizada em situações de emergência, pois a atenuação é bastante grande quando comparada às emendas realizadas por máquinas de fusão e tem a tendência a aumentar com o passar do tempo;
  38. 38. 38 Processo Mecânico
  39. 39. 39 Processo Mecânico
  40. 40. 40 Processo por Fusão de Fibra  Caracteriza-se por “fundir” as extremidades das fibras ópticas, de modo a torná-las continuas;  É o processo mais utilizado, pois apresenta os menores níveis de atenuação para tal torna-se necessário a utilização de máquinas de emenda;
  41. 41. 41 Processo por Fusão de Fibra  Basicamente, as fibras são inseridas em um dispositivo da máquina de emenda denominado V-Groove, que tem o papel de alinhar as fibras de forma que as faces cortadas delas fiquem paralelas entre si;  Após isso, as fibras são aproximadas pelo próprio V-Groove, que é móvel, até que as fibras fiquem a uma distância de aproximadamente 1 mm, evitando que se encostem;
  42. 42. 42 Processo por Fusão de Fibra  A partir daí, as fibras são fundidas entre si por arcos voltaicos gerados pro dois eletrodos existentes na máquina, que tornam as fibras contínuas;  Após isso, a emenda é envolvida por um acessório denominado protetor de emendas que proverá proteção mecânica;  Como em todos os processos com fibra exige cuidado, pois qualquer irregularidade pode prejudicar a qualidade da emenda, elevando o nível de atenuação;
  43. 43. 43 Esquema da Fusão
  44. 44. 44 Máquina de fusão
  45. 45. 45 Processo por Conectorização  Consiste no uso de conectores ópticos, que são aproximados e alinhados sem, contudo, encostar um no outro;  Isso se realiza por adaptadores ópticos que aproximam, alinham e fixam os conectores, proporcionando assim uma emenda mecânica;  Comparações de Fibra versus satélite;
  46. 46. 46 Processo por Conectorização
  47. 47. 47 Certificações e Teste em Fibra  Testador verifica se a rede está disponível para uso e, se não estiver, vai apontar as falhas a corrigir;  É fundamentalmente importante que a rede seja certificada convenientemente antes de ativada, pois defeitos com software ou hardware costuma ser confundidos com defeitos de cabeamento;
  48. 48. 48 Fibra X Satélite
  49. 49. 49 Capacidade de transmissão de dados de Fibras Ópticas
  50. 50. 50 Medições Realizadas  Os cabos e os acessórios são submetidos a testes que envolvem uma série de parâmetros relacionados com os dados construtivos deles e, principalmente, com os parâmetros de desempenho;  Dispersão Cromática;  Largura de Banda;  Comprimento de onda e corte;  Características geométricas;  Atenuação;
  51. 51. 51 Teste em Campo  Continuidade: é um teste rápido que assegura que a luz passará de uma extremidade do enlace para outra;  Para fazer o teste de continuidade pode ser usado uma lanterna comum ou uma outra fonte de luz visível;  Corta-se a extremidade da fibra e se verifica se ela está visível do outro lado;  Este teste serve de referencia básica
  52. 52. 52 Teste em Campo  Atenuação: medida em decibéis (dB). A perda em dB de um enlace é determinada medindo a potência óptica inserindo em uma extremidade, e a potência óptica na outra extremidade.
  53. 53. 53 1. Comente sobre o TIA/EIA- 568-B.3; 2. Quais os tipos de terminações em fibra mais utilizadas no mercado? 3. Quais os processos de emendas em fibra ópticas ? Suas melhores utilizações. 4. Procure sobre testadores de fibra e quais informações oferecem.

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