O documento discute as vantagens, funcionamento e tipos de fibra óptica. A fibra óptica transmite dados através de pulsos de luz e oferece vantagens como imunidade a interferências, dimensões reduzidas, segurança e maior capacidade de transmissão em comparação com cabos metálicos. O documento também explica conceitos como reflexão total, atenuação, dispersão e classifica fibras em multimodo e monomodo.

1. 1
Fibra Óptica

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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;

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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;

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Vantagens na Utilização da Fibra
Total imunidade às interferências
Eletromagnéticas
 Características dielétricas (imunes
interferências eletromagnéticas);
 Material dielétrico (sem condutores
metálicos);
 Não conduz eletricidade;

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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;

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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;

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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);

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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;

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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;

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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;

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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;

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Constituição da Fibra
62,5 µm
125 µm
Capa externa
Capa da fibra

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Fibra Óptica

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Classificação das Fibras
 Variam conforme aplicação específica;
 Materiais;
 Dimensões;
 Processos de fabricação;
 Tipos monomodo e multimodo;

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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.

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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;

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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;

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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;

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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;

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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.

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Sistema de Comunicação por
Fibra
 Transmissor Óptica
 Receptor Óptico
Foto Detector
Fonte LuminosaCircuito Driver
Amplificador
Filtro
Decodificador
Codificador
Sinal Elétrico
Fibra
Sinal Elétrico

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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.

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Fatores Intrínsecos
Mais importantes:
 Alterações na direção e comprimento de
onda;
 Imperfeições na sílica;
 Variações no índice de refração;
 Impurezas durante a fabricação;

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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;

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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;

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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;

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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;

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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;

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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;

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Cordão Ópticos

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Aplicação das Terminações
Tipos de Conectores mais usados:
 ST;
 SC;
 SC DUPLEX;

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Conectores

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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;

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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;

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Emendas Ópticas
 Processo de emenda Mecânica;
 Processo de emenda por fusão;
 Emenda Óptica por "Acoplamento de
Conectores" (Conectorização – alinhamento
das fibras através de conectores);

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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;

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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;

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Processo Mecânico

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Processo Mecânico

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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;

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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;

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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;

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Esquema da Fusão

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Máquina de fusão

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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;

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Processo por Conectorização

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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;

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Fibra X Satélite

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Capacidade de transmissão
de dados de Fibras Ópticas

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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;

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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

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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.

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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.