fcp fund mf104 rev04 port
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MF-104Cabeamento Estruturado
Óptico
Capítulo 1
Histórico e
Conceitos
A Natureza da LuzA Natureza da Luz
• A luz pode ser descrita como uma onda eletromagnética, como as ondas de rádio, radar, raios X, ou microondas, com valores de freqüências e comprimentos de onda distintos.
Visualize o espectro
magnético na apostila
Por que Fibras Ópticas?Por que Fibras Ópticas?
• Imunidade a interferências Eletromagnéticas; • Dimensões reduzidas;• Segurança no tráfego de informações; • Maiores distâncias;• Maior capacidade de transmissão;• Realidade custoXbenefício;• Sistemas de telefonia;• Redes de comunicação de dados;• Sistemas de comunicação.
Noções Básicas de ÓpticaNoções Básicas de Óptica
Noções Básicas de ÓpticaNoções Básicas de Óptica
Refração e Reflexão da Luz
Meio 1
Meio 2
Raio de luz incidente
Raio de luz refletido
Meio 1
Meio 2
Raios incidente
Raios refletido
Reflexão da luz em superfície regular e irregular
Refração e Reflexão da Luz
Meio 1
Meio 2
Raio de luz incidente
Raio de luz refletido
Normal
Ângulo de reflexão
Ângulo de incidência
Meio 1
Meio 2
Raio de luz incidente
Raio de luz refratado
Normal
Ângulo de refração
Ângulo de incidência
n1 < n2
n2
n1
Feixe de luz refletida Feixe de luz refratado
Noções Básicas de ÓpticaNoções Básicas de Óptica
Lei de Snell
Vidro - Meio 1 (n1)
Raio de luz incidente
Raio de luz refratado
Ar - Meio 2 (n2)Raio refletido
r2
r1
i2i2
i1
Quando o ângulo de incidência é suficientemente elevado, chamado de ângulo crítico (c), o raio então atinge a superfície de interface entre os meios e se propaga paralelamente a ela. Quando o ângulo de incidência for maior que o ângulo critico, teremos o fenômeno da reflexão total.
n1 sen r = n2 sen 90ºsen r = n2 / n1sen r = sen csen c = n2/n1
Noções Básicas de ÓpticaNoções Básicas de Óptica
Outro fenômeno de interesse no estudo de fibras ópticas é a dispersão da luz. A maioria dos feixes de luz são ondas complexas que contém uma mistura de comprimentos de ondas diferentes e são denominadas ondas policromáticas. Até agora consideramos apenas raios de luz com apenas um comprimento de onda, denominados monocromáticos. É possível decompormos a luz com o auxílio de um prisma de vidro nos vários comprimentos de onda que a compõem pelo processo denominado dispersão cromática.
Luz branca
Vermelho
Laranja
Amarelo
VerdeAzulVioleta
Noções Básicas de ÓpticaNoções Básicas de Óptica
Capítulo 2
Princípio de Funcionamento das
Fibras Ópticas
Princípio de funcionamento Princípio de funcionamento das fibras Ópticasdas fibras ÓpticasFibra Óptica
>2 materiais ópticos diferentes
= 1.47n = índice de refração = velocidade da luz no vácuovelocidade da luz no vidro
núcleo
casca
cobertura
núcleonúcleo
cascacascaRevestimento primárioRevestimento primário
Ângulo de incidência
Ângulo de Reflexão
Sistemas de comunicação porSistemas de comunicação porFibras ÓpticasFibras Ópticas
decodificadordecodificador
FiltroFiltroFotoFotoDetectorDetector
codificadorcodificador
FonteFonteluminosaluminosa
CircuitoCircuitodriverdriver
n1n1
n2n2
acrilatoacrilatocascacasca
núcleonúcleo
FibraFibraópticaóptica
Transmissor ópticoTransmissor óptico Receptor óptico
Sinal elétricoSinal elétricoAnalógicoAnalógico
Sinal
Sinal elétricoSinal elétricodigitaldigital
Sinal elétricoSinal elétricoAnalógicoAnalógico
DigitalDigital
decodificadordecodificador
AmplificadorAmplificadorFiltroFiltro
FotoFotoDetector
codificadorcodificador
FonteFonteluminosa
CircuitoCircuitodriverdriver
n1n1
n2n2
n1n1
n2n2
acrilatoacrilatocascacasca
núcleonúcleo
FibraFibraópticaóptica
Transmissor ópticoTransmissor óptico Receptor óptico
Sinal elétricoSinal elétricoAnalógicoAnalógico
Sinal
Sinal elétricoSinal elétricodigitaldigital
Sinal elétricoSinal elétricoAnalógicoAnalógico
Tipos de Fibras ÓpticasMultimodo ou MMF
cascacasca
eixoeixonúcleonúcleo
cascacasca
cascacasca
eixoeixonúcleonúcleo
cascacasca
raio raiorefratadorefratado
Fibra Degrau MultimodoFibra Degrau Multimodo
Fibra Fibra Gradual Gradual MultimodoMultimodo
núcleonúcleo
cascacasca
núcleonúcleo
cascacasca
VastamenteVastamenteaplicada emaplicada emredes locaisredes locais
Núcleo - 62,5 Núcleo - 62,5 mmCasca - 125 Casca - 125 mm
Tipos de Fibras ÓpticasMonomodo ou SMF
cascacasca
eixoeixonúcleonúcleo
cascacasca
Fibra Monomodo Fibra Monomodo núcleonúcleo casca cascaEnlaces ópticos submarinos;Enlaces ópticos submarinos;
Sistemas de telefonia;Sistemas de telefonia;Sistemas de CATV.Sistemas de CATV.
Núcleo - entre 8 à 9 Núcleo - entre 8 à 9 mmCasca - 125 Casca - 125 mm
Principais dimensionais das Fibras
a) Fibras de plásticoa) Fibras de plástico
b) Multimodob) Multimodo
c) Monomodoc) Monomodod) Monomodo DS e NZDd) Monomodo DS e NZD
140140 m m
99 m m
62,5 62,5 m m
200200 m m100100 m m
125125 m m125125 m m
88 m m
85 85 m m
125125 m m125125 m m125125 m m
240240 m m
50 50 m m
- a -- a -
- b -- b -
- c -- c - - d -- d -
- b -- b -
125 125
50 62.5
• TIPOS DE FIBRA ÓPTICA MULTIMODO PARA REDES LOCAIS
Fibras Ópticas Multimodo
• A fibra 50 m é otimizada para novas aplicações, como por exemplo, Gigabit Ethernet;
• Adequada para utilização com os novos dispositivos opto-eletrônicos (VCSEL);
• O mercado Norte-americano está migrando para o uso de fibras 50 m, como uma solução de maior Largura de Banda.
Fibras Ópticas Multimodo – 50 m
• A fibra 50 m foi a primeira fibra a ser desenvolvida para uso em Telecomunicações, em 1976;
• Os mercados do Japão e Alemanha padronizaram suas redes de dados com a fibra 50 m;
• As principais entidades de normalização já aceitaram este tipo de fibra.
Fibras Ópticas Multimodo – 50 m
Por que a Fibra de 62,5 Por que a Fibra de 62,5 m? m?
• Não existiam requisitos acima de 100Mbs previstos para fibra Multimodo;
• LED’s eram a única tecnologia disponível;• Os efeitos da abertura numérica eram mais críticos• Potência de saída dos transmissores era menor;
• IBM adotou a fibra 62,5m, porque era a mais adequada para aplicações com LED;
• A utilização da fibra 62,5m pela AT&T levou a aceitação da mesma no FDDI Standard;
• A FDDI Standard é referência no mercado Norte Americano.
Por que a Fibra de 62,5 Por que a Fibra de 62,5 m? m?
CARACTERÍSTICAS DO VCSEL
• Dispositivo de Baixo Custo (similar ao LED);• Spot Size – 30 a 40 um;• Comprimento de Onda – 850 nm;• Largura espectral Típica – 10 nm
Fibras Ópticas Multimodo
Taxas de Transmissão de 1 & 10 Gigabits/sAdvento do VCSEL (Vertical Cavity Surface
Emitting Laser) – Laser de Baixo CustoFibras especiais com elevada Largura de Banda.
VIABILIDADE DE APLICAÇÃO
LIMITAÇÃO
DMD – “Diferential Mode Delay” em sistemas 10 Gigabits/s
Fibras Ópticas Multimodo
1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
10 GbpsLaser10 GbpsLaser
DetectorDetector
Núcleo
Casca
Fibra convencional - 50 or 62.5 micronSuporta apenas 25 - 82 m em 10GBit/s
DetectorDetector
Núcleo
Casca
10 Gbps850nm Laser
10 Gbps850nm Laser
10 Gbps850nm Laser
Fibra optimizada para 10 Gigabit/s DMD - 300mFibra optimizada para 10 Gigabit/s DMD - 300m
1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
• DMD – Fibra Convencional
• DMD – Fibra Especial para 10 Gigabit
Fibras Ópticas Multimodo
O QUE É “Diferential Mode Delay”?
• Distorção dos pulsos transmitidos;• Quanto maior o comprimento e a taxa de transmissão, maior o DMD;
LEDAll Modes
Laser
DMD causa “Bit error”devido a diferença de velocidade nos dois modos transmitidos.DMD causa “Bit error”devido a diferença de velocidade nos dois modos transmitidos.
Baixo DMD devido aos vários modos de transmissão.Baixo DMD devido aos vários modos de transmissão.
Fibras Ópticas Multimodo
Parâmetros para 10 Gigabit Ethernet
Fibras Ópticas Multimodo
Fibras Furukawa – Comprimento dos Links
Fibras Ópticas Multimodo
Capítulo 3
Métodos de Fabricação de Fibras e
Cabos Ópticos
Fabricação da Fibra ópticaFabricação da Fibra óptica
• Consiste basicamente de 2 etapas :
– Fabricação da preforma
– Puxamento
Métodos de fabricação da preforma
• As tecnologias de fabricação das preformas baseiam-se num processo de deposição de vapor químico (Chemical Vapor Deposition – CVD) muito utilizado na fabricação de semicondutores, onde a sílica e os óxidos dopantes são sintetizados por oxidação em estado de vapor à alta temperatura. O modo como é feita a deposição de vapor químico dá origem a duas categorias básicas de técnicas de fabricação:
– deposição externa de vapor químico;– deposição interna de vapor químico;
• Primeira etapa - criação da PREFORMA :
Fabricação com o método conhecido como CVD ou
( Chemical Vapor Deposition ) - interna / externa.
bastonete de silica pura
gases dopantesmateriaisdopantes
1 Deposição de gases : - núcleo - casca2 Colapsamento em temperatura : - cilíndro de vidro sólido
Fabricando Fibras ÓpticasFabricando Fibras Ópticas
Fabricando Fibras Ópticas - PreformasFabricando Fibras Ópticas - Preformas
Métodos de fabricação
• A deposição de vapor químico externo pode ser realizada lateral ou axialmente ao bastão de sílica inicial => duas técnicas de fabricação:– VAD Vapor - Phase Axial Deposition;– OVD Outside Vapor Deposition;
• Os processos de deposição interna por vapor químico são divididos em outras duas técnicas:– MCVD (Modified Chemical Vapor Deposition);– PCVD (Plasma – Activated Chemical Vapor
Deposition);
Método OVDMétodo OVDvapor
He(opcional)
material
O2
bastão suporte
movimentorotacional
movimentotranslacional
aplicadorda chama
partículas finas de vidro
a) deposição de pó de vidroPreforma porosa
Preformade vidro
colapsamento
Preformade vidro
Fibra
b) sinterização de preforma c) puxamento da fibra
FornoForno
Técnica VADTécnica VAD
Motor
Motor
Bastão de suporte
Preforma transparente
Forno de sinterização
Preforma porosa
TV
Controlador de
velocidade
Câmara de reação
Partículas de vidro
Exaustor
MCVD – Modified Chemical V. D.MCVD – Modified Chemical V. D.
MCVD – Modified Chemical V. D.MCVD – Modified Chemical V. D.
Técnica PCVDTécnica PCVD
Cavidade de microondas móvel
Fonte degases
Unidadede
controle
Forno estacionário
tubo de quartzo
Bomba a vácuo
Plasma não-isotérmico
O puxamento da Fibra ÓpticaO puxamento da Fibra Óptica
Torre de puxamento
• Reunião de fibrasópticas com materiaisque permitam proteçãocontra tracionamento,ambiente externos etc.
• Em dutos, diretamenteenterrados, aéreo espinados,auto-sustentados ousubmersos.
Cabos Ópticos - definiçãoCabos Ópticos - definição
Fabricação de cabos ópticosPintura
Fabricação de cabos ópticosExtrusão de tubo
Fabricação de cabos ópticosReunião do cabo
Encordoamento
s z
Fabricação de cabos ópticosReunião do cabo
Fabricação de cabos ópticosEncapamento
CabosCabos Ópticos - tecnologiasRevestimentoPrimário
Revestimento Secundário
Núcleo
Casca
Uso interno
As fibras possuem um revestimento secundário extrudado diretamente sobre o acrilato. Estes elementos isolados são reunidos em torno de um elemento de tração e posteriormente
aplicado o revestimento externo do cabo.
Cabos Ópticos - tecnologiasCabos Ópticos - tecnologias
As fibras ficam soltas (loose) dentro de um tubo plástico, constituindo uma unidade básica. Dentro desse tubo ainda é aplicado um gel derivado de petróleo para proteger as fibras da exposição externa (umidade).
Revestimento Primário
Preenchimento
Tubo Plástico
Núcleo
Casca
Uso ExternoEvita StressNúcleo Geleado
EspaçadorEspaçador
Tipos de Cabos Ópticos – GrooveTipos de Cabos Ópticos – Groove
Fibra Fibra
Elemento TensorElemento Tensor
Revestimento externoRevestimento externo
Fita de 6, 8, 12 o 16 fibrasFita de 6, 8, 12 o 16 fibras
Estrutura RibbonEstrutura Ribbon
Vantagens Vantagens - Compactação- Compactação
- Tempo de emenda ( equipamento apropriado )- Tempo de emenda ( equipamento apropriado )
CaracterísticasTipos de Cabos Ópticos – Ribbon
Cabos ÓpticosCabos Ópticos
• Elemento Central / Sustentação
FRP FRP
Revestimento Revestimento (Polietileno)(Polietileno)
- Fibra Resinada Pultrudada
- Sustentação Mecânica
- Estabilidade Térmica
. Forma Cilíndrica
Componentes
• Unidades Básicas
- Tubos de Material Termoplástico
- Proteção Térmica
Material de preenchimento
Cabos ÓpticosCabos Ópticos
Tubos de Proteção
Fibra Óptica
Componentes
• Elemento de Tração
- Resistência Mecânica à tração
. Penetração de umidade
Fibra Aramida
Cabos ÓpticosCabos Ópticos
Material de preenchimento
Componentes
• Revestimento Externo
- Proteção Contra Ambiente Externo
- Proteção Mecânica
- Luz Solar e Interpéries
Revestimento de Material Termoplástico
Cabos ÓpticosCabos Ópticos
Rip Cord
Componentes
Rede Externa Subterrânea
Nomenclatura para Cabos ÓpticosNomenclatura para Cabos Ópticos
Rede Externa AéreaNomenclatura para Cabos ÓpticosNomenclatura para Cabos Ópticos
Rede Interna / Externa
Nomenclatura para Cabos ÓpticosNomenclatura para Cabos Ópticos
Cabos Ópticos para Redes Locais
(LANs)
Cabo Fis Optic-DG - Redes Locais
Cabos Ópticos FurukawaCabos Ópticos Furukawa
Cabo Fis Optic-AS - Redes LocaisCabos Ópticos FurukawaCabos Ópticos Furukawa
Cabo Optic-Lan - Redes LocaisCabos Ópticos FurukawaCabos Ópticos Furukawa
Cabo Fiber- Lan INDOOR/OUTDOOR
Cabos Ópticos FurukawaCabos Ópticos Furukawa
Cabo Fis Optic – AR - Redes Locais
Cabo óptico AR
(anti-roedores) com
capa metálica de
proteção.
Cabos Ópticos FurukawaCabos Ópticos Furukawa
Capítulo 4
Fontes de Luz, Modulação e
Multiplexação Óptica
Fontes de luz Fontes de luz
• LED => Light Emission Diode• ILD => Injection LASER Diode
– são componentes constituídos de gálio e alumínio (GaAlAs);– fosfato de arseneto de gálio e alumínio (GaAlAsP);– fosfato de arseneto de gálio e índio (GaInAsP).
• LEDs convencionais => 600 a 800 nm• LEDs p/ fibras ópticas => 850 e 1300 nm • ILDs p/ fibras ópticas => 1310 e 1550 nmAplicações :
– CD players, leitores de barras;– comunicação por fibras ópticas;– sistemas complexos, rápidos e maior distância;– LANs - de 850 e 1300 nm;– CATV - de 1310 e 1550 nm;– Sistemas multiplexados - de 1310 e 1550 nm.
Fontes de luz Fontes de luz
• LEDs => potências de 0.01 à 1 mW• ILDs => potências de 0,5 à 10 mW ( dependendo da aplicação )LEDs e ILDs => sofrem com temperatura, alteram apotência de saída e possuem MTBF diferentes. Os ILDs sãomais rápidos que os LEDs.• Fibras que operam em 850 e 1300 nm
– perdas de 3 a 8 dB/km ( 3,75 dB / 1,5 dB )
• Fibras que operam em 1310 e 1550 nm – perdas de 0,3 a 1 dB/km ( 0,25 dB )
Fontes de luz Fontes de luz
LED ILDA fibra óptica só aceita luz emitida dentro de um cone
estreito de aceitação => entre 30º e 40º para fibra multimodo
e <10º para fibra monomodo.
Fontes de luz Fontes de luz
• O espectro do LASER é muito mais estreito que o do LED;• Diferentes comprimentos de ondas se propagam em
diferentes velocidades;• Para um sistema de alta taxas de transmissão estas
diferenças de velocidades podem causar um sério espalhamento dos pulsos digitais, reduzindo a taxa de modulação possível na qual os pulsos podem ser transmitidos sem interferência. Este fenômeno é denominado de DISPERSÃO.
Fontes de luz Fontes de luz
Espectro de emissão dos LEDs e ILDsEspectro de emissão dos LEDs e ILDs
Os LEDsOs LEDs• Fontes comuns de luz, que emitem luz próxima ao infravermelho ;• A energia liberada em forma de fótons na junção PN do
semicondutor ;• O arseneto de gálio em combinação com outros elementos
constituem os LEDs ;• Utilização de 2 tipos de LEDs :
– emissores de superfície (+ utilizados );– emissores de borda;
• Em determinadas aplicações, dissipadores de calor são utilizados para reduzir o auto-aquecimento do dispositivo .
O LASERO LASER• O laser semicondutor é aplicado em sistemas de
comunicação por fibras ópticas;• Constituídos por arseneto de gálio em combinação com
outros elementos;• Apresentam maior potência, menor largura espectral -
indicado para fibras com núcleos menores (monomodo) e para altas velocidades;
• Nos LASERS os fótons refletem dentro do ILD gerando novos fótons (um elétron livre recombina-se com uma lacuna), havendo um ganho ou amplificação, gerando um feixe de luz estreito e forte;
• Comprimentos de onda de 1310 e 1550 nm.
Os LASERS do tipo VCSELOs LASERS do tipo VCSEL
ModulaçãoModulação
• Transmissão de um sinal com mudanças de amplitude, freqüência ou fase;
• Em sistemas de comunicação por fibras, temos :– Modulação AM ou FM = CATV (tonalidade da luz);– Modulação PCM = Redes Locais (on / off );
• Tanto na modulação analógica como na digital, o transmissor óptico (LED ou ILD) transmite o sinal pela
variação de potência óptica de saída.
Multiplexação
• Envio de 2 ou mais canais de informação simultâneamente no mesmo meio de transmissão;
• Em Fibras Ópticas são utilizados 3 tipos de multiplexação :
– TDM - Time Division Multiplexing;– FDM- Frequency Division Multiplexing;– WDM - Wavelength Division Multiplexing.
• FDM - vários canais são multiplexados em um único canal pela associação de cada um deles a uma portadora diferente.
• TDM - vários canais são multiplexados num único pela associação de cada canal a um intervalo de tempo diferente.
– Apenas utilizado com sinais digitais (PCM);– Necessita de menor potência de transmissão;– Distâncias entre 30 e 40 km, (10 e 20 km) para sinais analógicos;– Melhor repetição (menor ruído, maior largura de Banda);– Maior aplicabilidade entre fabricantes (Sistemas PDH, SDH, SONET etc).
Multiplexação
• WDM - multiplexa canais de luz em uma única fibra óptica utilizando várias fontes de vários comprimentos de onda com portadora óptica em um comprimento de onda diferente, carregando vários canais elétricos já multiplexados com técnicas FDM ou TDM. O WDM oferece um outro nível de multiplexação para sistemas de fibras ópticas, que sistemas puramente elétricos
não possuem.
Multiplexação
Multiplexação WDMMultiplexação WDMTT
RRRR
TT
DuplexDuplex
TxTx RxRx
TxTx
TxTx RxRx
RxRx
MultiplexerMultiplexer DemultiplexerDemultiplexer
FibraFibra ÓpticaÓptica
(Wavelength Division Multiplexing):WDM
O TDM e o FDM são utilizados em etapas da transmissão onde os sinais todavia são elétricos. O WDM multiplexa canais de luz numa única fibra óptica, utilizando-se de varias fontes de luz em côres diferentes ( comprimentos de onda ). Cada comprimento irá levar sinais elétricos previamente multiplexados com técnicas como FDM ou TDM.
Capítulo 5
Atenuação e Dispersão em Fibras
Ópticas
Atenuação em Fibras ÓpticasAtenuação em Fibras Ópticas
Atenuação : Perda de potência óptica do sinal devido aabsorção de luz pela CASCA e imperfeições do material sílica.
850 1300 15501310
Comprimento de Onda (nm)
Atenuação 850nm – 3,5 dB/Km
Atenuação 1310nm - 1,0 dB/Km
Atenuação 1550nm - 1,0 dB/Km
DadosDados : 850nm - 1300nm : 850nm - 1300nm
TelefoniaTelefonia e CATV : 1310 e 1550nm e CATV : 1310 e 1550nm
MultimodoMultimodo : 850 nm e 1300nm
MonomodoMonomodo : 1310 nm / 1550nm
Atenuação dB/Km
2,8
1,0
0,25
Atenuação em Fibras ÓpticasAtenuação em Fibras Ópticas
Perdas Dispersivas Rayleigh: causado por variações pequenas e aleatórias, na densidade e por
concentração do vidro.
Mudanças no índice de refração
Luztransmitida
Luz dispersa
Perdas Dispersivas na Curvatura: causadas pela luz que atinge a fronteira do núcleo com a casca em um ângulo
menor do que ângulo crítico.
f1 f2
f2 < f1 < fc
luzdispersa
Macrocurvatura: raio de curvatura >> diâmetro da Fibra
cored
clad
r >>d
2a
Perda de macrocurvatura: depende do comprimento de onda
• Empacotamento das fibras nos cabos;
• Manobra das fibras nas caixas de emenda e nos painéis de distribuição.
Atenuação em Fibras ÓpticasAtenuação em Fibras Ópticas
núcleo ecasca
coating 3 m
Perdas de microcurvatura: Fibra Multimodo: não dependem do comprimento de onda. Fibra Monomodo: dependem do comprimento de onda.
• Tensão induzida pelo revestimento durante a manufatura;
• Empacotamento das fibras no cabo;
• Expansão e contração durante o ciclo de temperatura.
Perdas Dispersivas na Curvatura:causadas pela luz que atinge a fronteira do núcleo com a casca
em um ângulo menor do que ângulo crítico.
Atenuação em Fibras ÓpticasAtenuação em Fibras Ópticas
Dispersão em Fibras ÓpticasDispersão em Fibras ÓpticasDispersão: Responsável pela limitação da capacidade detransmissão da fibra óptica, significa um alargamento no tempo do pulso óptico, resultando numa superposição de diversos pulsos do sinal transmitido.
Dispersão x comprimento de ondaDispersão x comprimento de onda
bandabanda dos dos amplificadoresamplificadores ópticos dopados ópticos dopados a a érbioérbio ( 1530 - 1565 ) ( 1530 - 1565 )
Fibra Fibra “NZD” ( “NZD” ( baixa dispersão na região baixa dispersão na região de de amplificaçãoamplificação ) )
Fibra MonomodoFibra MonomodoDispersão achatadaDispersão achatada
Fibra MonomodoFibra MonomodoDispersão DeslocadaDispersão Deslocada
Fibra Multimodo Fibra Multimodopadrão padrão e e monomodomonomodo
Fibra Multimodo Não conseguem suportar transmissões a 10 Gbps
1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
Fibra Convencional - 50 ou 62,5 micron
10 Gbps Laser
Detector
Núcleo
Cladding
Dispersão em Fibras ÓpticasDispersão em Fibras Ópticas
Recomendações EIA/TIA 568-ARecomendações EIA/TIA 568-AValores dos Parâmetros do Cabo Multimodo 62,5/125 m.
Comp. de Onda- (m) Máx. Atenuação (dB/Km) Largura de Banda (MHz.Km)
850 3,5 160 1300 1,5 500
Valores dos Parâmetros do Cabo Monomodo.
Comp. de Onda- (m) Máx. Atenuação (dB/Km)-Cabo Externo
Máx. Atenuação (dB/Km)-Cabo Interno
1310 0,5 1,0 1550 0,5 1,0
850 / 1300 = Fibras MULTIMODO850 / 1300 = Fibras MULTIMODO1310 / 1550 = Fibras MONOMODO1310 / 1550 = Fibras MONOMODO
Capítulo 6
Terminações Ópticas
Terminações ÓpticasTerminações Ópticas
Ferrolho
Face polida
Carcaça
Capa ou bota
Conector ST
TX RX Perdas de inserção :
Quantidade de potência óptica perdida quando o sinal óptico atravessa uma conexão . conectores SM = 0,2dB a 0,4dB conectores MM = 0,3dB a 0,5dB
Terminações Ópticas - PerdasTerminações Ópticas - Perdas
TX RX Perda de Retorno:
É a medida do nível de potênciaóptica que é refletida na interfacefibra-fibra, retornando esta luz para a
fonte luminosa.
Terminações Ópticas - PerdasTerminações Ópticas - Perdas
Terminações ÓpticasTerminações Ópticas
Utilizados em extensões ópticas, cordões ópticos e multi-cordões
Zip CordDuo Fiber
Duo Fiber
Tipos de polimento;
Perda de retorno;
Perda de inserção;
Tipos de polimento :
PC ( Physical Contact ):FLAT ( plano ) :APC ( Angled Physical Contact ) :SPC ( Super Physical Contact ) :
Conectores com polimento PC possuem melhor resposta em perdade retorno e inserção.
O polimento APC é utilizado em casosonde a transmissão é em GHz. A perda de retorno é de 50 dB à 70 dB e ade inserção menor do que 0,3dB.
Conectores Ópticos - PolimentoConectores Ópticos - Polimento
Os conectores com geometria PLANA podem serconectados entre sí ou entre PC’s;
Os conectores com geometria PC, podem serconectados entre sí, PC, SPC o UPC;
Os conectores com geometria APC são compatíveisapenas entre sí .
Aplicações:
Interconexão de sistemas ópticos para telecomunicações;
Interconexão de sistemas ópticos para LAN’s;
Equipamentos ópticos de medição para CATV .
Conectores Ópticos - PolimentoConectores Ópticos - Polimento
Tipos de Polimentos - PlanoTipos de Polimentos - Plano
FIB RA Ó P TICAFERRO LHO
SU PERFÍC IEPO LIDA
POLIM ENTO PLANO
A superfície polida do ferrolho forma um plano perpendicular a fibra.
Este tipo de polimento é utilizado principalmente em redes de dados (multimodo).
Características ópticas:
Perda de Inserção, ou atenuação, máxima: - 0,70 dB
Perda de Retorno, ou reflectância, mínima: - 15 dB
- A superfície do ferrolho é polida sobre uma base macia, de modo que o desgaste progressivo da cerâmica forme uma superfície convexa (fibra ocupa o ápice). Este tipo de polimento é utilizado em conectores aplicados a redes de dados e a sistemas de telefonia de baixa capacidade.
Características ópticas:o Perda de Inserção, ou atenuação, máxima: - 0,50 dBo Perda de Retorno, ou reflectância, mínima: - 25 dB
FIB RA Ó P TICAFERRO LHO
SU PERFÍC IEPO LIDA
POLIM ENTO CO NVEXO (PC )
Tipos de Polimentos – PC (Convexo) Tipos de Polimentos – PC (Convexo)
Tipos de Polimentos – SPCTipos de Polimentos – SPCPolimento Convexo SuperPolimento Convexo Super
Este polimento segue a mesmas características do polimento PC, porém com maior grau de acabamento.
Utilizado em sistemas de telefonia de alta capacidade não muito sensíveis ao retorno do sinal óptico.
Características ópticas:
Perda de Inserção, ou atenuação, máxima: - 0,35 dBPerda de Retorno, ou reflectância, mínima: - 35 dB
Tipos de Polimentos – UPCTipos de Polimentos – UPCPolimento Convexo UltraPolimento Convexo Ultra
Também segue a mesmas características do polimento SPC, porém com grau de acabamento ainda mais apurado.
Este polimento é utilizado em conectores aplicados a sistemas de alta capacidade, sensíveis ao retorno do sinal óptico.
Características ópticas:Perda de Inserção, ou atenuação, máxima: - 0,30 dBPerda de Retorno, ou reflectância, mínima: - 40 dB
-
FIB RA Ó P TICA
POLIM ENTO EM ÂNGULO (APC)
FERRO LHO
SU PERFÍC IEPO LIDA
8o
Tipos de Polimentos – APC Tipos de Polimentos – APC Polimento AngularPolimento Angular
Além da convexidade a superfície do ferrolho é construída de forma a ter uma angulação de 8 graus em relação ao plano de polimento.
Aplicados em sistemas de alta capacidade, sensíveis ao retornodo sinal óptico ou que utilizam o retorno do sinal na sua operação, como CATV e sistemas de Cable Modem. Características ópticas: Perda de Inserção, ou atenuação, máxima: - 0,25 dBPerda de Retorno, ou reflectância, mínima: - 55 dB
DC LCMT-RJ SC-Duplex VF-45
OptiJack
Tipos de ConectoresTipos de Conectores
MTRJ
LC
FC
Tipos de ConectoresTipos de Conectores
VF-45
SC
Tipos de ConectoresTipos de Conectores
OptiJack SC-DC
MU NTT
E2000
ESCOM
D4FDDIST
Tipos de ConectoresTipos de Conectores
Capítulo 7
Instalação de Cabos Ópticos
Instalação de cabos ópticosInstalação de cabos ópticos
Instalação INTERNA: - com cordões conectorizados; - DIO - Distribuidores Internos Ópticos.
Instalação EXTERNA;- em bandeijas ou canaletas;- subterrânea em dutos;- subterrânea enterrado;- aérea (auto-suportados ou espinado).
Instalação de cabos ópticosInstalação de cabos ópticos• Verificar as bobinas dos cabos ópticos visualmente e com o OTDR, garantindo sua confiabilidade no transporte e desembarque;
• Tracionar os cabos ópticos por meio de dispositivos especiais e com monitoração por dinamômetros;
• Considerar sempre que o raio de curvatura mínimo durante a instalação é de 40 vezes o diâmetro do cabo e 20 vezes na acomodação ( atentar ao valor da carga máxima de tracionamento para cada tipo de cabo, nos catálogos da Furukawa );
• As sobras de cabos devem ser dispostas em forma de 8, considerando-se o raio mínimo de curvatura do cabo em uso;
• Cada lançamento do cabo Multimodo não deve exceder a 2000m;
• Não utilizar produtos químicos para facilitar o lançamento dos cabos;
• Em instalações externas, aplicar cabos apropiados para este fim (loose);
• Evitar fontes de calor (temp. máx. 60 graus centígrados) e instalação na mesma infra-estrutura junto com cabos de energia ou aterramento; • Desencapar os cabos somente nos pontos (terminação e emendas);
• Em caixas de passagem deixe pelo menos uma volta de cabo óptico rodando as laterais da caixa, para necessidade estratégica;
• Nos pontos de emenda deixar no mínimo 03 metros de cabo óptico em cada extremidade para a execução das emendas.
Instalação de cabos ópticosInstalação de cabos ópticos
Instalação subterrâneaInstalação subterrânea
Com o auxílio de dispositivos especiais ;Com o auxílio de dispositivos especiais ;
Manualmente;Manualmente;
Guincho;Guincho;
Sopro.Sopro.
Instalação subterrâneaInstalação subterrânea
•Utilização de destorcedor Utilização de destorcedor para evitar torções no cabo para evitar torções no cabo óptico;óptico;
•Cabo guia.Cabo guia.
Tecnologia do sopro
Bomba de ar
Dispositivo de puxamento
Instalação subterrâneaInstalação subterrânea
Infra-estrutura
Tipos de dutos utilizados
Instalação subterrâneaInstalação subterrânea
Infra-estrutura
Instalação subterrâneaInstalação subterrânea
Instalação aéreaInstalação aérea
Espinado ou ;Espinado ou ;
Auto-Suportado ;Auto-Suportado ;
- Suspensão - Suspensão - Ancoragem- Ancoragem
Conjuntos de Suspensão e Ancoragem para Conjuntos de Suspensão e Ancoragem para Cabos Auto Suportado Cabos Auto Suportado
Conjunto de ferragens e acessórios necessários à suspensão e ancoragem de cabos ópticos aéreos auto-sustentáveis. Podem ser montados em postes circulares ou retangulares (tipo “T”) através de abraçadeiras ajustáveis para poste (BAP).
Conjuntos de Suspensão - ComponentesConjuntos de Suspensão - Componentes
Conjuntos de Suspensão - ComponentesConjuntos de Suspensão - Componentes
Grampo de Suspensão
Grampo de Ancoragem
Conjuntos de AncoragemConjuntos de Ancoragem
PuxamentoPuxamento
Lançamento de cabo
Lançamento de cabo
PuxamentoPuxamento
Acessórios de FixaçãoAcessórios de Fixação
Acessórios de FixaçãoAcessórios de Fixação
Caixas de Emenda ÓpticaCaixas de Emenda Óptica
Destinadas à emendas de cabos ópticos aéreos auto sustentados, espinados em cordoalha ou diretamente enterrados. São utilizadas geralmente como acessórios de transição entre o cabo e o receptor óptico, para derivação de cabos ópticos para efeito de desmembramento de rotas, ou para armazenamento de reserva técnica de fibra óptica.
Caixa de Emenda Óptica Fosc 100Caixa de Emenda Óptica Fosc 100Aplicação• Utilização em redes aéreas, subterrâneas ou
diretamente enterrada.
Modelo BM - capacidade até 48 emendas
Caixa de Emenda Óptica Fosc 100Caixa de Emenda Óptica Fosc 100Fixação Subterrânea
Fixação em Poste
Fixação em Cordoalha
Instalação aéreaInstalação aéreaDisposição Final
Capítulo 8
Instalação de Acessórios Ópticos
Acessórios ópticosAcessórios ópticos
Cordões ópticos;
1,5 e 2,5 metros
Extensões ópticas ou pig-tails;
Zip CordDuo Fiber
Duo Fiber
Distribuidor Interno Óptico - DIODistribuidor Interno Óptico - DIO
Distribuidor Interno Óptico ou DIO
- Armazena emendas ;
- Possui “adaptadores ópticos”
para encaixe das conexões ;
- Conecta “pig-tails” em cordões ;
- Armazena sobras de cabos ópticos ;
- Acomoda 06 / 12 / 18 ou 24 fibras ;
- Fixação em RACK’s ;
- Altura de 01 U ( 44,45mm ) .
Solução integrada para LAN’sSolução integrada para LAN’s
DIO
CABO FIBRA ÓPTICA
CORDÃO eEXTENSÃO ÓPTICA
CORDÃO eEXTENSÃO ÓPTICA
Bloqueio Óptico
CABO ÓPTICO EXTERNO
HUB
SWITCH
PATCH PANEL
Aplicando PassivosÓpticos
Bloqueio óptico – FISA OPTIC-BLOCKBloqueio óptico – FISA OPTIC-BLOCKAplicação:
Sistemas de Cabeamento Estruturado para cabeamento horizontal ou secundário, uso interno, para proteção e acomodação das emendas de fibras ópticas.
Descrição
•Possuem quatro acessos (diâmetro útil de 13mm) para entrada de cabos e/ou extensões ópticas.
• Possuem dimensões reduzidas:
- Modelo Metálico: 174 x 95 x 34 mm
- Modelo Plástico: 168 x 97 x 55 mm
Capítulo 9
Emendas Ópticas
• A decapagem pode ser também executada por processos químicos, mas deve-se certificar de que o produto não contamine a fibra óptica.
Emendas ópticasEmendas ópticas
• O processo de limpeza deve ser feito utilizando-se gaze ou papel de limpeza embebidos em álcool com baixa concentração de água;
• A limpeza deve sempre ser executada na direção da base da fibra decapada para a extremidade da fibra.
Emendas ópticasEmendas ópticas
Emendas ópticasEmendas ópticas• O processo de clivagem da extremidade da fibra
óptica corresponde ao corte reto da mesma, de modo a obter-se a máxima aproximação das fibras durante a execução da emenda, ou permitir uma melhor emissão ou captação do sinal óptico pela fibra.
Emendas ÓpticasEmendas Ópticas - mecânicas- mecânicas
Limpeza;Decapagem; Clivagem;
Processo Mecânico:
parâmetros críticos
Núcleo
Cáscara
Núcleo
Cáscara
Núcleo
Cáscara
Diâmetro do núcleo( 9 µm ± 10 % )
Não Concentricidade Diâmetro do Núcleo / Casca( menor ou igual a 1 µm )
Não Circularidade ( menor ou igual a 2% )
Processo de Emenda por FusãoProcesso de Emenda por Fusão
Alinhamento lateral
parâmetros críticos Processo de Emenda por FusãoProcesso de Emenda por Fusão
Distanciamento entre fibras
Alinhamento angular
Fusão de Fibras ópticas
S - 199
S - 175S - 148
S - 174
Processo de Emenda por FusãoProcesso de Emenda por Fusão
Processo de Emenda por FusãoProcesso de Emenda por Fusão
Processo de Emenda por FusãoProcesso de Emenda por Fusão
Capítulo 10
Certificação e Testes em Fibras Ópticas
Medições em fibras ópticas Medições em fibras ópticas
• Finalidade das medições:– fornecer dados necessários aos projetistas de
sistemas de comunicação óptica;– Controle de qualidade em processo de
manufatura;– instalação e manutenção de cabeação óptica;– definição de características das fibras ópticas.
• As medições podem ser de dois tipos:– de laboratório;– de campo;
• Basicamente, dois equipamentos são utilizados para medições ópticas:– POWER METER;
– OTDR (Optical Time Domain Reflectometry).
Medições em fibras ópticas Medições em fibras ópticas
Medições com Power Meter e OTDRMedições com Power Meter e OTDR
Fonte Fonte de de luzluz
Medidor Medidor dede potênciapotência
Fibra ópticaFibra óptica em em testeteste
OTDROTDROTDROTDR
FibraFibra de de lançamentolançamento
FibraFibra sob sob medida medida
V-grooveV-groove
Indicado para LAN’s
Indicado para lances longos (CATV / TELES )
Medições com o Power MeterMedições com o Power Meter
Mede-se a potência do sinal que chega na extremidadedo lance, já descontada as perdas pelas conexões
das pontas do equipamento.
Multimodo Monomodo( interno )
Monomodo( externo )
Comprimentos de onda ( nm )850 3,5 - - - - - -1310 1,5 1,0 0,51550 - - - 1,0 0,5
MULTIMODO MULTIMODO MONOMODO MONOMODOtípico máximo típico máximo
ST 0,3 0,5 0,3 0,8FDDI 0,3 0,7 0,3 0,8
SMA 906 0,8 1,8 - - - - - -SMA 905 0,9 1,5 - - - - - -Bicônico 0,7 1,4 0,7 1,3Mini BNC 0,5 1,0 - - - - - -
D4 PC - - - - - - 0,3 0,8FC PC - - - - - - 0,3 0,8SC PC 0,3 0,5 0,3 0,5
EMENDAS MULTIMODO MULTIMODO MONOMODO MONOMODOmédio máximo médio máximo
FUSÃO 0,15 0,3 0,15 0,3MECÂNICA 0,15 0,3 0,2 0,3
perdas típicas por PAR de conectores
(dB)
perdas típicas em emendas
(dB)
perdas típicas em cabos ópticos
(dB/km)
Perdas típicas envolvidas em comunicação Perdas típicas envolvidas em comunicação ópticaóptica
Medições com o OTDRMedições com o OTDR
OTDROTDROTDROTDR
FibraFibra de de lançamentolançamento
FibraFibra sob sob medida medida
V-grooveV-groove
Acoplar o OTDR à bobina de lançamento (aprox.500 m)e esta ao lance a ser medido.
O ideal são lances longos > 800 m
Tela do OTDRTela do OTDR
Medições com OTDRMedições com OTDRPerda em emendasPerda em emendas
Medições com OTDRMedições com OTDRPerda em emendasPerda em emendas
Muito Obrigado
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