Este documento descreve um medidor de potência óptica, incluindo: (1) como mede a diferença entre a potência de entrada e saída de uma fibra óptica, (2) os tipos de fibras ópticas e suas características, (3) como é usado para certificar links ópticos e medir atenuação.

1. (Medidor de Potência Óptico)(Medidor de Potência Óptico)
(Power Meter Óptico)(Power Meter Óptico)
Badi Maani ShaikhzadehBadi Maani Shaikhzadeh

2. IntroduçãoIntrodução
Este trabalho, estará explorando sobre oEste trabalho, estará explorando sobre o
medidor de potência óptica (Power Metermedidor de potência óptica (Power Meter
Óptico), um instrumento padrão eÓptico), um instrumento padrão e
imprescindível nas atividades deimprescindível nas atividades de
manutenção, instalação e reparos de fibramanutenção, instalação e reparos de fibra
óptica. Devido a sua importância, ele seóptica. Devido a sua importância, ele se
constitui como uma ferramenta quaseconstitui como uma ferramenta quase
obrigatória para os técnicos de campo.obrigatória para os técnicos de campo.

3. Fibras ÓpticasFibras Ópticas
Uma fibra óptica é constituída de hastesUma fibra óptica é constituída de hastes
muito finas de vidro.muito finas de vidro.
A luz injetada dentro do núcleo de umaA luz injetada dentro do núcleo de uma
fibra de vidro segue o caminho físico dafibra de vidro segue o caminho físico da
fibra, devido às reflexões totais da luz quefibra, devido às reflexões totais da luz que
se propaga entre o núcleo e a casca.se propaga entre o núcleo e a casca.
Uma malha de plástico em torno da fibraUma malha de plástico em torno da fibra
assegura uma boa proteção mecânica.assegura uma boa proteção mecânica.

4. AtenuaçãoAtenuação
Absorção da luzAbsorção da luz - conversão da luz em- conversão da luz em
calorcalor
EspalhamentoEspalhamento - dispersão da energia da- dispersão da energia da
luz em todas as direçõesluz em todas as direções
Perdas por curvaturasPerdas por curvaturas - escapamento de- escapamento de
luz do núcleo devido a imperfeições daluz do núcleo devido a imperfeições da
fronteira entre o núcleo e a cascafronteira entre o núcleo e a casca
Dispersão -Dispersão - reduz a largura de faixareduz a largura de faixa
efetiva disponível para transmissãoefetiva disponível para transmissão

5. AtenuaçãoAtenuação
A atenuação para um dado comprimento de onda éA atenuação para um dado comprimento de onda é
definida como a razão entre a potência de entrada e adefinida como a razão entre a potência de entrada e a
potência de saída da fibra que está sendo medida.potência de saída da fibra que está sendo medida.

6. Tipos de FibrasTipos de Fibras
MonomodoMonomodo: possui um único modo de: possui um único modo de
propagação, ou seja, os raios de luz percorrempropagação, ou seja, os raios de luz percorrem
o interior da fibra óptica por um só caminho,o interior da fibra óptica por um só caminho,
aumentando a distância das transmissões semaumentando a distância das transmissões sem
o uso de repetidores. São utilizadas parao uso de repetidores. São utilizadas para
transmissões a longas distâncias.transmissões a longas distâncias.
MultimodoMultimodo: possui vários modos de propagação,: possui vários modos de propagação,
ou seja, os raios de luz percorrem o interior daou seja, os raios de luz percorrem o interior da
fibra por diversos caminhos. Classificam-se emfibra por diversos caminhos. Classificam-se em
índice degrau ou índice gradual. Devido aíndice degrau ou índice gradual. Devido a
dispersão modal, a largura de faixa é muitodispersão modal, a largura de faixa é muito
pequena.pequena.

7. Medidor de potência ópticoMedidor de potência óptico
É utilizado para certificação do link óptico.É utilizado para certificação do link óptico.
Modelos diferentes, escolhidos pelo tipo de fibraModelos diferentes, escolhidos pelo tipo de fibra
(multimodo/monomodo), tipo de aplicação(multimodo/monomodo), tipo de aplicação
(850/1300/1550)(850/1300/1550)
Seu funcionamento consiste basicamente naSeu funcionamento consiste basicamente na
medição da diferença da potência emitida pelamedição da diferença da potência emitida pela
recebida.recebida.
Os medidores de potência têm a funçãoOs medidores de potência têm a função
primordial de medir o valor da potência incidenteprimordial de medir o valor da potência incidente
em seu fotodiodoem seu fotodiodo

8. Características:Características:
- estabilização de temperatura- estabilização de temperatura
- possibilidade de calibração em- possibilidade de calibração em
diferentes comprimentos de ondadiferentes comprimentos de onda
- exibição da diferença de potência em- exibição da diferença de potência em
relação a uma referência de entradarelação a uma referência de entrada
A diferença entre a potência máxima de entradaA diferença entre a potência máxima de entrada
e a sensibilidade mínima do medidor é chamadae a sensibilidade mínima do medidor é chamada
de gama dinâmicade gama dinâmica
Medidor de potência ópticoMedidor de potência óptico

9. Fontes de LuzFontes de Luz
Dispositivo utilizado como fonte contínuaDispositivo utilizado como fonte contínua
e estável para medições de atenuaçãoe estável para medições de atenuação
Inclui uma fonte óptica que pode ser umInclui uma fonte óptica que pode ser um
LED ou umLED ou um laserlaser
O conjunto medidor de potência / fonte deO conjunto medidor de potência / fonte de
luz é usado para medir a continuidade e aluz é usado para medir a continuidade e a
atenuação do cabo.atenuação do cabo.

10. Testes ópticosTestes ópticos
O procedimento deve ser executado comoO procedimento deve ser executado como
parte de um teste de aceitação final ouparte de um teste de aceitação final ou
sempre que uma medida da perda ópticasempre que uma medida da perda óptica
do enlace é requerida.do enlace é requerida.
Devido à atenuação da fibra óptica variarDevido à atenuação da fibra óptica variar
com comprimento de onda da luz, o testecom comprimento de onda da luz, o teste
deve ser conduzido usando o mesmodeve ser conduzido usando o mesmo
comprimento de onda do equipamentocomprimento de onda do equipamento
óptico de comunicação.óptico de comunicação.

11. Conjunto de equipamentos paraConjunto de equipamentos para
teste de perda ópticateste de perda óptica
Medidor de potência ópticoMedidor de potência óptico
Fonte de luz ópticaFonte de luz óptica
Cordões ópticos para testesCordões ópticos para testes
Soluções para limpeza do conectorSoluções para limpeza do conector
Jogo de ferramentas paraJogo de ferramentas para
desencapamento de fibra ópticadesencapamento de fibra óptica
Adaptador para fibra descobertaAdaptador para fibra descoberta

12. Exemplo de medição de perdaExemplo de medição de perda
Perda óptica total da ligação = 3,4 dB + 0,8 dB + 0,8 dB = 5,0 dB
L(dB) = Pfonte(dBm) - Precebida(dBm)
Precebida(dBm) = Pfonte(dBm) - L(dB)
Precebida(dBm) = -10 dBm – 5dB
Precebida(dBm) = - 15dBm
Qual é a potência recebida no extremo oposto?

13. Medição de uma estrutura deMedição de uma estrutura de
fibra ópticafibra óptica
Uma medição da perda óptica de potênciaUma medição da perda óptica de potência
deve ser executada em todas as ligaçõesdeve ser executada em todas as ligações
da fibra óptica a fim de determinar a perdada fibra óptica a fim de determinar a perda
total do enlace.total do enlace.
Duas configurações podem ser usadasDuas configurações podem ser usadas
para este teste: o “para este teste: o “loop backloop back” e o “” e o “end-to-end-to-
endend“.A configuração“.A configuração end-to-endend-to-end..

14. Configurações de testeConfigurações de teste

15. ExemploExemplo end-to-endend-to-end
Uma estrutura de fibra óptica está sendo avaliada para verificação daUma estrutura de fibra óptica está sendo avaliada para verificação da
perda total do enlace. O cordão óptico A foi avaliado antes do teste eperda total do enlace. O cordão óptico A foi avaliado antes do teste e
determinou-se uma perda de 0,5 dB. Na configuraçãodeterminou-se uma perda de 0,5 dB. Na configuração end-to-endend-to-end, a, a
leitura de perda do medidor de potência é 8,1 dB. Qual é a perda daleitura de perda do medidor de potência é 8,1 dB. Qual é a perda da
fibra?fibra?
Lestrutura(dB) = LMedEnd(dB) – LCordãoA(dB)
Lestrutura(dB) = 8,1 dB – 0,5 dB
Lestrutura(dB) = 7,6 dB

16. Usando o cordão óptico para testes, o valor de -15 dBm foi gravadoUsando o cordão óptico para testes, o valor de -15 dBm foi gravado
como referência do medidor de potência. Nos cordões ópticos A e Bcomo referência do medidor de potência. Nos cordões ópticos A e B
determinou-se uma perda de 0,5 dB para cada. A leitura do medidordeterminou-se uma perda de 0,5 dB para cada. A leitura do medidor
de potência é -31,2 dBm. Qual é a perda da fibra?de potência é -31,2 dBm. Qual é a perda da fibra?
= 7,6 dB
ExemploExemplo loop backloop back

17. DiagramaDiagrama
• A entrada de luz no sensor óptico de potência (1) é
convertida foto-elétricamente para corrente por um fotodiodo,
a seguir é convertida para tensão por um conversor corrente-
para-tensão (2) que consiste em um amplificador operacional.

18. DiagramaDiagrama
•Em seguida, o sinal de tensão passa através de um amplificador
de ganho variável (3), de um filtro passa baixa variável (6), de um
amplificador (7), e de um conversor A/D (8), e é então inserido
numa CPU (10) como um sinal digital. Após processamento pela
CPU, o resultado processado é indicado no display.

19. DiagramaDiagrama
• Para a entrada de luz modulada, o sinal passa através de
um amplificador de ganho variável (3) e de um filtro de
banda passante (4), então é detectado por um detector (5) e
é inserido no filtro passa baixa variável (6).

20. Teste de flexão alternadaTeste de flexão alternada
Especificação: O cabo deve suportar a
aplicação de 50 ciclos contínuos de flexão
alternada em mandril universal de 560 mm
sem que ocorra a variação ou incremento
nos valores de potência superior a 0,10 dB
ou danos permanentes ao revestimento
externo.
Resultado  Não
ocorreram mudanças
significativas – Cabo
Aprovado

21. Teste de dobramentoTeste de dobramento
Especificação: O cabo deve suportar a
aplicação de 25 ciclos completos de
dobramento em mandril com diâmetro
igual a 06 vezes o raio do diâmetro externo
do cabo sem que ocorra a variação ou
incremento nos valores de potência
superior a 0,10 dB ou danos permanentes
ao revestimento externo.
Resultados:
1- 25 ciclos contínuos de
dobramento em mandril
de 200 mm – Aprovado
2- 25 ciclos contínuos de
dobramento em mandril
de 230 mm -- Aprovado

22. Teste de ImpactoTeste de Impacto
Especificação: O cabo deve suportar a
aplicação de 25 ciclos contínuos de
impacto em queda livre a uma altura igual
a 150 mm com massa de impacto igual a
10 kgf sem que ocorra a ruptura de
nenhuma fibra.
Resultados:
1- 25 ciclos de impacto com massa
igual a 10 kgf – Aprovado
2- 25 ciclos de impacto com massa
igual a 12 kgf – Aprovado
3- 25 ciclos de impacto com massa
igual a 14 kgf – Reprovado
(Ruptura de fibra)

23. Teste de CompressãoTeste de Compressão
Especificação: O cabo deve suportar a
aplicação de uma vez sua massa por km
em carga de compressão tendo como
carga mínima 1000 N sem que ocorra a
variação ou incremento nos valores de
potência superior a 0,10 dB ou danos
permanente ao revestimento externo.
Resultado  Início
de variação
acentuada com
315 kgf de
compressão –
Aprovado

24. Norma ABNT 13520Norma ABNT 13520
Esta Norma prescreve o método para determinaçãoEsta Norma prescreve o método para determinação
da variação da atenuação óptica em fibras ópticas,da variação da atenuação óptica em fibras ópticas,
utilizando os métodos por medida direta, medida deutilizando os métodos por medida direta, medida de
referência e por retroespalhamento.referência e por retroespalhamento.
Determinação da variação da atenuação óptica – Método por medida direta

25. Procedimento do método porProcedimento do método por
medida diretamedida direta
Retirar o revestimento e clivar as extremidades daRetirar o revestimento e clivar as extremidades da
fibra óptica, garantindo que elas estejam limpas,fibra óptica, garantindo que elas estejam limpas,
planas e perpendiculares ao seu eixo.planas e perpendiculares ao seu eixo.
Posicionar devidamente a fibra óptica nos sistemasPosicionar devidamente a fibra óptica nos sistemas
de lançamento e detecção do sinal.de lançamento e detecção do sinal.
Garantir que todas as conexões não interfiram noGarantir que todas as conexões não interfiram no
ensaio, fixando devidamente terminações da fibraensaio, fixando devidamente terminações da fibra
óptica de ensaio.óptica de ensaio.
Medir e registrar o nível de potência inicial (S1), emMedir e registrar o nível de potência inicial (S1), em
decibel-metro ou miliwattsdecibel-metro ou miliwatts
Submeter a fibra ao ensaio desejadoSubmeter a fibra ao ensaio desejado
Medir e registrar o nível de potência (S2), emMedir e registrar o nível de potência (S2), em
decibel-metro ou miliwattsdecibel-metro ou miliwatts