cabeamento estruturado meios Ópticos de transmissão: fibra Óptica prof. césar augusto...
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Cabeamento EstruturadoMeios Ópticos de Transmissão: Fibra Óptica
Prof. César [email protected]
http://cesarfreitas.wordpress.com
Meios Ópticos de Transmissão• Fundamentos• Tipos• Conectores• Largura de banda• Perda• Redes de fibras ópticas
Narinder Singh KapanyInventor 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”
Meios Ópticos de Transmissão• 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• 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• 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• Tipos • Existem 2 tipos de fibras ópticas• Fibra Multimodo: MMF (Multiple Mode
Fiber)• Fibra Monomodo: SMF (Single Mode
Fiber)
Meios Ópticos de Transmissão
• Fibra Multimodo• 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
• 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
• 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
• 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
• 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
Ítem Multimodo MonomodoFonte LED ou Laser Laser
Atenuação Alta BaixaVelocidade Baixa Alta
Custo Baixo AltoDurabilidade Alta Menor
Multimodo x Monomodo
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
Meios Ópticos de Transmissão• 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)
Meios Ópticos de Transmissão• 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 temporáriade 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• 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• Principais Vantagens da Fibra Óptica
• 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
• 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.