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Cabeamento Estruturado Meios Ópticos de Transmissão: Fibra Óptica Prof. César Augusto [email protected] http://cesarfreitas.wordpress.com

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Page 1: Cabeamento Estruturado Meios Ópticos de Transmissão: Fibra Óptica Prof. César Augusto cesarfreitas@gmail.com

Cabeamento EstruturadoMeios Ópticos de Transmissão: Fibra Óptica

Prof. César [email protected]

http://cesarfreitas.wordpress.com

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Meios Ópticos de Transmissão• Fundamentos• Tipos• Conectores• Largura de banda• Perda• Redes de fibras ópticas

Narinder Singh KapanyInventor da Fibra Óptica

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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• 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)

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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

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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

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Meios Ópticos de Transmissão• Tipos • Existem 2 tipos de fibras ópticas• Fibra Multimodo: MMF (Multiple Mode

Fiber)• Fibra Monomodo: SMF (Single Mode

Fiber)

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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

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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

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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

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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

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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

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Meios Ópticos de Transmissão

Ítem Multimodo MonomodoFonte LED ou Laser Laser

Atenuação Alta BaixaVelocidade Baixa Alta

Custo Baixo AltoDurabilidade Alta Menor

Multimodo x Monomodo

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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• 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

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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.

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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• Conectores• Há vários tipos de conectores no mercado• Variam no formato e forma de fixação• Os mais comuns:

• ST• LC• SC• MT-RJ

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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)

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Meios Ópticos de Transmissão• Conectores• LC (Lucent Conector)

• Desenvolvido pela empresa Lucent• Bastante popular, sobretudo em fibras Monomodo

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Meios Ópticos de Transmissão• Conectores• SC (Standard Connector)

• Um dos padrões mais utilizados• Tanto em fibras monomodo como multimodo

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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

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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

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Meios Ópticos de Transmissão• Receptores ópticos

(fotodetectores)• Responsáveis por converter sinais ópticos

recebidos pela fibra em sinais elétricos• O mais usado:

• Fotodiodo

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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

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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

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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

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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”)

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Meios Ópticos de Transmissão• Desvantagens

• Cara para curtas distâncias• Requer instaladores altamente qualificados• Fragilidade mecânica

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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.