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Fibras ópticas
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- 2. ACADEMIA DE HARDWARE ORIGEM VANTAGENS MEIODE PROPAGAÇÃO COMUNICAÇÃO CLASSIFICAÇÃO PROCESSO DE FABRICAÇÃO APLICAÇÕES E ESPECIFICAÇÃO FONTES DE LUZ.
- 3. ORIGEM • Os princípiosda fibra óptica são conhecidos desde a Antigüidade e foram utilizados em prismas e fontes iluminadas. • 200 D.C: Heron da Alexandria estudou a reflexão. • 1621: Willebrod Snell descobriu que quando a luz atravessa dois meios, sua direção muda (refração) • 1952: O físico indiano Narinder Singh Kanpany inventa a fibra óptica. • Fibras ópticas passaram a ter aplicações práticas na década de 60 com o advento da criação de fontes de Luz de estado sólido, como o raio laser e o led.
- 4. FIBRAS ÓPTICAS No sistemade telefonia • As primeiras aplicações de fibra foram feitas para interligação de linhas tronco que exigem grande capacidade de tráfego, devido as limitações do cabeamento metálico. • Hoje fibras ópticas já interligam centrais interurbanas, interestaduais, interconti- nentais . • A redução dos valores já leva a projetos de levar fibras para sistemas de TV por assinaturas até as residências.
- 5. FIBRAS ÓPTICAS No sistemade dados • Após a introdução das fibras ópticas no sistema de telefonia. O ambiente de rede de comunicação de dados foi outra área de grande aceitação. • São utilizada em backbones de dados onde estão concentrados grande parte do tráfego da rede. • FTDD (fiber to the desk) que sugere que a fibra chegue até a mesa do usuário.
- 6. FIBRAS ÓPTICAS vantagens • Umada maiores vantagens das fibra ópticas sobre os cabos metálicos é a sua total imunidade às interferências eletromagnéticas (EMI). Isso garante que por mais ruidoso que seja o ambiente onde estejam instaladas o sinal não sofrerá interferência. • Dimensões reduzidas: Mesmo com toda a proteção necessária. Cabos ópticos podem ser 20 vezes menor do que o cabo metálico com a mesma capacidade. • Dificuldade de grampeamento do sinal: Utiliza radiação na faixa de infra-vemelho, são necessários equipamentos muito sofisticados para captar o sinal.
- 7. FIBRAS ÓPTICAS vantagens • Maioresdistâncias nas transmissões: As perdas são pequenas, isso garante atingir longas distâncias sem repetidores. (dependendo do tipo e qualidade podem atingir até 250 km) • Maior capacidade de transmissão: A capacidade de transmissão está relacionada a frequência da portadora. Valores mínimos na faixa de 160 , 500 MHz e até THz. (fibras proporcionaram um aumento espantoso na banda passante) • Relação custo-benefício: Para distâncias pequenas cabos ópticos ainda são relativamente caros. Mas considerando- se as longas distâncias e o aumento da capacidade de transmissão torna-se viável a aplicação.
- 8. FIBRAS ÓPTICAS Meios depropagação • A luz tem propriedade de propagação retilínea em meio uniforme. • A luz muda de trajetória quando passa de um meio para o outro, depois mantém a trajetória. • Dependendo da quantidade de luz que penetra ou passa pelo material, ele pode ser classificado em transparente, translúcidos ou opacos. • Se a luz passa por um material causando pouco ou nenhum efeito ele é denominado de transparente.
- 9. FIBRAS ÓPTICAS Meios depropagação • Mesmo materiais transparentes podem apresentar- se opacos quando a espessura aumenta. • O material utilizado para fabricação de fibra óptica é tão transparente que se construirmos uma vidraça de espessura de 1 km, poderiamos enxergar através dela. • Fibras ópticas são feitas de vidro puro, sílica.
- 10. FIBRAS ÓPTICAS Meios depropagação • O principio de funcionamento baseia-se na propagação da luz em um meio com índice de refração n1 (núcleo) atingindo outro meio com índice de refração n2 (casca). QUANDO A LUZ ATINGE A CASCA OCORRE A REFLEXÃO TOTAL. • A luz é injetada em uma das extremidades da fibra e entra através de um cone de aceitação. (este determina o ângulo no qual a luz será injetada)
- 11. FIBRAS ÓPTICAS Meios depropagação
- 12. FIBRAS ÓPTICAS Meios depropagação • As dimensões do núcleo variam de acordo com o tipo de fibra ótica. • A variação pode ir de 8 a 200 micrometros ou microns. • As fibras mais utilizadas no mercado brasileiro variam a dimensão do núcleo de 9 a 62,5 Цm. A dimensão da casca, geralmente é de 125 Цm.
- 13. FIBRAS ÓPTICAS comunicação Um sistemade comunicação em fibra ótica utiliza três blocos: • Bloco transmissor: Transforma sinal eletrico em óptico. Circuito de processamento elétrico e circuito emissor de luz. • Bloco receptor: Detecta o sinal óptico e converte em sinal elétrico. Fotodetector e circuito aplificados-filtro. • Meio físico: Guia por onde a luz trafega do bloco emissor ao receptor. É a fibra óptica em si.
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- 15. FIBRAS ÓPTICAS Classificação Basicamente classificam-seem dois tipos: • Multimodo (MM): fibras com núcleo de 50 e 62,5 Цm e casca de 125 Цm. Pode ser de índice degrau ou gradual. • Monomodo (SM): Possuem um único modo de propagação, os raios de luz percorrem o interior da fibra por um único caminho. O núcleo pode variar de 8 Цm a 10 Цm, a casca em torno de 125 Цm.
- 16. FIBRAS ÓPTICAS Classificação Fibra multimodode índece degrau Fibra multimodo de índece gradual
- 17. FIBRAS ÓPTICAS Classificação Fibra monomodo– SM (Single Mode)
- 18. FIBRAS ÓPTICAS Classificação Fibras SMtambém podem ser classificadas quanto ao índice de refração em: • índice degrau STD (Standard) • De dispersão deslocada DS (Dispersion Shifted)
- 19. FIBRAS ÓPTICAS Processo defabricação Divide-se, basicamente, em duas etapas: • 1ª Etapa: É fabricada uma preforma, um bastão cilíndrico de sílica pura. • 2ª Etapa: Processo de puxamento em alta temperatura, aproximadamente 2.000ºC
- 20. FIBRAS ÓPTICAS Processo defabricação
- 21. FIBRAS ÓPTICAS Aplicações eespecificações Temos cabos de fibra ópticas para diversas aplicações. E importante conhecer os tipos principais: (Apresentaremos modelos do fabricante furukawa) • Fis-Optic-DG: Pode ser de 2 a 12 fibras, com proteção de tração constituída de material dielétrico e proteção contra umidade . • Fis-Optic-AS: Mesmo padrão do modelo anterior com suporte de sustentação aérea integrada ao cabo.
- 22. FIBRAS ÓPTICAS Aplicações eespecificações Fis-Optic-AS
- 23. FIBRAS ÓPTICAS Aplicações eespecificações Fis-Optic-DG
- 24. FIBRAS ÓPTICAS Aplicações eespecificações • Fis-optic-AR: Cabo com proteção contra roedores feita por fita de aço corrugado. Existem diversas especificações relacionadas a constituição do cabo de fibra óptica O Ideal é observar nos catálogos de fabricantes qual o cabo adequado para a aplicação que se destina.
- 25. FIBRAS ÓPTICAS Fontes deluz Dois dispositivos são aplicáveis a transmissão por fibras óticas. • LED (Light Emitting Diode-Diodo emissor de luz): São similares aos empregados nas diversar aplicações eletrônicas, com a diferênça que emitem luz na faixa de infravermelho (de 800 a 1300 nm). • ILD (Injection Laser Diode): São similares aos utilizados nos leitores de CD e DVD, com a diferença de atuarem na faixa de infravermelho.
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- 27. FIBRAS ÓPTICAS Fontes deluz A fibra só pode aceitar a luz emitida dentro de um ângulo estreito de aceitação, de 30 a 40 graus em fibras MM e menor que 10 graus em fibras Monomodo. O laser emite raios de luz em um padrão de 10 a 30 graus. O LED emite raios de luz em um padrão muito mais alto de 120 a 180 graus. Tal fato torna o Laser mais eficiente no processo de transmissão em fibras óticas.
- 28. FIBRAS ÓPTICAS Fontes deluz A fibra só pode aceitar a luz emitida dentro de um ângulo estreito de aceitação, de 30 a 40 graus em fibras MM e menor que 10 graus em fibras Monomodo. O laser emite raios de luz em um padrão de 10 a 30 graus. O LED emite raios de luz em um padrão muito mais alto de 120 a 180 graus. Tal fato torna o Laser mais eficiente no processo de transmissão em fibras óticas.
- 29. FIBRAS ÓPTICAS MULTIPLEXAÇÃO: Meiode transmitir dois ou mais canais de informação simultaneamente na mesma fibra. Pode ser: - TDM (Time Division Multiplexing) - FDM (Frequency Division Multiplexing) - WDM (Wavelengt Division Multiplexing) Métodos utilizados por TV a cabo.
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