399519-ComunicaÃÃes_Ãpticas_2022-2

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COMUNICAÇÕES 
ÓPTICAS
Prof. João Batista José Pereira, DR
https://www.youtube.com/watch?v=lOg_2kf1568
Origem da Fibra Óptica
https://www.youtube.com/watch?v=AS95A8pvclk
Como se Fabrica Fibra Optica Vidro
https://www.youtube.com/watch?v=FplvaqrfWog
Conexão óptica em campo e Alguns tipos de cabo
https://www.youtube.com/watch?v=53Xvs0VDiXQ
Passo a passo de uma fusão óptica
https://www.youtube.com/watch?v=MouIPiRyNFw
Como montar DIO
https://www.youtube.com/watch?v=ZaIhKlkWJ7E
como usar POWER METER para diagnosticar problemas no cabo de 
https://www.youtube.com/watch?v=wWF5SvoHQz4
MiniOTDR
https://www.youtube.com/watch?v=kpmLdFaFvcw
Fibra BLI
https://www.youtube.com/watch?v=FplvaqrfWog
https://www.youtube.com/watch?v=FplvaqrfWog
https://www.youtube.com/watch?v=FplvaqrfWog
https://www.youtube.com/watch?v=53Xvs0VDiXQ
https://www.youtube.com/watch?v=MouIPiRyNFw
https://www.youtube.com/watch?v=ZaIhKlkWJ7E
https://www.youtube.com/watch?v=wWF5SvoHQz4
https://www.youtube.com/watch?v=kpmLdFaFvcw
Revisão de Fibra Óptica
 Fibra de Vidro
- Utiliza luz;
- Material dielétrico (imune a 
interferência eletromagnética);
- Baixo coeficiente de expansão 
térmica;
- Material rígido e quebradício;
- Quimicamente estável.
 Cabo de Cobre
- Utiliza eletricidade;
- Material condutor (susceptível a 
interferência eletromagnética);
- Alto coeficiente de expansão 
térmica;
- Sujeito a corrosão e reações 
galvânicas.
Lei de Snell
Confinamento de Luz na Fibra
Ângulo Crítico
Distribuição de Potência na Fibra
- Fator de Confinamento de Potência Γ:
- A potência transportada pela fibra óptica é 
distribuída no núcleo e na casca.
Capacidade de Transmitir Informação
- Capacidade: taxa máxima de transmissão.
- Lei de Shannon:
C = B log2 (1 + S/N)
- B é a largura de banda do canal
- BT é o ritmo de transmissão máximo
- B = BT/2 (código NRZ) ou B = BT (código RZ)
Capacidade de Transmitir Informação
Fibra Óptica
As fibras ópticas são composta por três componentes:
- Núcleo: O núcleo é um fino filamento de vidro ou plástico,
medido em micra (1μm = 0,000001m), por onde passa a luz.
- Casca: Camada que reveste o núcleo. Por possuir índice de
refração menor que o núcleo, ela impede que a luz seja refratada,
permitindo assim que a luz chegue ao dispositivo receptor.
- Revestimento: Camada de plástico que envolve o núcleo e a
casca, protegendo-os contra choques mecânicos e excesso de
curvatura.
Diâmetros Típicos de Fibra Óptica
Estrutura da Fibra Óptica
- Composição: Núcleo: sílica e dopante; Casca: sílica pura; Revestimento:
acrilato (plástico).
A fibra óptica revestida apenas com o acrilato é muitas vezes chamada
de fibra nua na literatura. A fibra nua é usualmente protegida por um tubo
plástico de diâmetro 0,9mm, ou por tubos maiores dentro de cabos e cordões.
Esses tubos são chamados buffers e podem ser secos ou geleados.
Vantagens da Fibra Ópticas nas 
Telecomunicações
• Grande Banda Passante: Varias sinais transmitidos
simultaneamente;
• Baixas Perdas: Grandes distancias sem uso de repetidores;
• Totalmente Dielétrica: Imune a interferências & Linhas
cruzadas;
• Segurança nos Dados: Dificuldade de efetuar grampos;
• Isolação Elétrica:Material não condutor de eletricidade;
• Leve e Pequena: Economia de espaço e baixo peso.
A fibras ópticas funcionam através do princípio de reflexão
interna total que ocorre em função da diferença entre os
índices de refração do núcleo e da casca da fibra óptica;
As ondas de luz (modos de propagação) são refletidos e
guiados ao longo da fibra óptica.
Parâmetros Típicos da Fibra
Tipos Básicos de Cabo Óptico
 Cabos compactos (tight) em instalações internas;
 Cabos soltos (loose) em instalações subterrâneas.
Código de Cores de Fibra Óptica
Padrões Ethernet em Fibra Multimodo
Padrões Ethernet em Fibra Monomodo
Padrões de Fibras Ópticas Monomodo
• ITU-T G.652.A e B (SM – Single Mode): Opera nos comprimentos
de onda 1310nm e alta dispersão cromática na janela de 1550nm.
A fibra do tipo B é a mais utilizada no mundo. Possui atenuação
máxima de 0,35dB/Km em 1550nm.
• ITU-T G.652.C e D (LWP – Low Water Peak): Processo de
fabricação que diminuiu (G.652.C) ou eliminou (G.652.D) a
contaminação por íons de hidroxila. Permite a utilização dos
comprimentos de onda ao redor de 1400nm.
• ITU-T G.653 (DS – Dispersion Shifted): Fibra sem dispersão. Uso
restrito a sistemas WDM.
• ITU-T G.655 (NZD – Non Zero Dispersion): Dispersão baixa, mas
não nula. Núcleo da fibra reduzido para diminuir a dispersão
cromática. Redução impede o uso em sistemas com muitos
comprimentos de onda.
• ITU-T G.657 (BI – Bend Insensitive): Fibra com baixa
sensibilidade à curvatura, raio de curvatura mínimo de: 10mm –
G.657.A1.
Classificação das Fibras Monomodo
Conectores
• Não há um padrão universal para conectores de fibra óptica, 
apenas padrões associados a tecnologias ou aos fabricantes.
• Os atuais conversores de midia (UTP/FO) utilizam conectores 
opticos tipo SC;
• Os Modulos GBIC utilizam conectores opticos tipo LC.
Tipos de Polimento de Conectores
 PC (physical contact):
- Polimento convexo permite contato físico no acoplamento;
- Perda de retorno até -40dB;
 SPC (super physical contact):
- Ciclo de polimento adicional em relação ao modelo PC;
- Perda de retorno de até -45dB;
 UPC (ultra physical contact):
- Ciclo de polimento adicional em relação ao modelo SPC;
- Perda de retorno de até -50dB;
 APC (angled physical contact):
- Polimento em ângulo de 8 grau proporcionando menor perda de retorno;
- Perda de retorno de até -70dB;
- Não compatível com conectores PC, SPC e UPC.
Polimento de Conector Óptico
Perdas em Conectores e Emendas
SFP, Switch e Conversor de Midia
Transceiver
Painéis de Conexão (DIO)
 Se encontram no mercado opções para conexão de até
quatro fibras, passando por caixas de distribuição, até
armários de grande porte;
 A conexão pode ser realizada através de emendas
mecânicas ou por fusão.
Máquina de Fusão de Fibra Óptica
https://www.youtube.com/watch?v=ot3Lag7LCqY
https://www.youtube.com/watch?v=sVTeg9-78_s
Testes de Verificação de Rede Óptica
 Testes Ambientais e Mecânicos
- Envelhecimento por temperatura / 
umidade
- Ciclos de temperatura / umidade
- Imersão em água
- Vibração
- Flexão
- Torção
- Puxamento lateral
- Retenção do cabo
- Impacto
 Testes Ópticos
- Banda de passagem óptica
- Perda por inserção
- Uniformidade
- Isolação WDM
- Diretividade
- Reflactância
- Perda Dependente da 
Polarização
OTDR (Optical Time-Domain Reflectometer) 
Curva de OTDR
Gerador de Luz e Wattimetro
OTDR MT9083 ANRITSU
Painel Frontal
1Chave Liga/desliga
2 Teclas de função dedicadas 
e teclado numérico
3 Display LCD
4 Teclas de função
5 Botão giratório
6 Tecla ESC (Escape)
7 Conjunto de teclas de seta
8 Tecla Enter
9 Tecla de início
10 Teclas do menu principal
11 Teclas de função
Painel Conector Superior
1 OPM (porta do medidor de potência óptica)
2 Indicador de carga da bateria
3 Indicador de alimentação externa
4 Alimentação externa - Conexão de 
alimentação DC
5 porta VLD (porta de localização de falha 
visual)
6 Porta de medição SM
7 Porta de medição MM
8 porta USB (Download)
9 porta USB (Upload)
Teclas de função dedicada / 
Teclado numérico
Tecla VLD - esta chave é reservada para expansão futura.
Tecla - Pressione este tecla para ajustar o brilho da luz de fundo.
Tecla Save - Pressione esta tecla para acessar salvar uma medida.
Tecla File - Pressione esta tecla para entrar na tela Load e buscar os
traços salvos anteriormente.
Tecla Setup - pressione esta tecla para acessar as configurações gerais
no nível do menu superior e as várias configurações do aplicativo quando
em um modo de aplicativo de teste.
Tecla History - esta chave não está ativa no momento.
Tecla Print - Pressione esta tecla para acessar as funções de impressão.
O teclado numérico pode ser usadopara o seguinte:
• Inserindo valores numéricos nos vários menus do sistema e do aplicativo
de teste.
- Pressione a tecla BS quando precisar voltar. Cada pressão retrocede o
cursor de texto um espaço de caractere.
• Como teclas de atalho para selecionar os grupos de caracteres
desejados nas várias funções da tela Salvar.
Dispersão e Atenuação em Fibras Ópticas
- A conjugação dos efeitos devidos à atenuação e à distorção
conduz aos seguintes resultados:
- A atenuação é o fator limitativo para as taxas de transmissão
baixas.
- A distorção é o fator limitativo para as taxas de transmissão
altas.
Perdas nas Fibras Ópticas
Atenuação
Atenuação Causada por Defeitos nas 
Fibras
Atenuação
 Representa a perda de potência óptica dentro da fibra desde
o ponto de transmissão até o ponto de recepção do sinal
óptico.
 A atenuação é a relação entre as potências luminosas na
entrada e na saída da fibra óptica, dada em decibéis. Definida
como:
 O coeficiente de atenuação “α”, normalmente utilizado para
expressar a atenuação em fibras óticas, é definido como
atenuação por quilometro (dB/km):
Mecanismos de Atenuação
 Pode-se dizer que vários são os mecanismos responsáveis
pela atenuação do sinal óptico em uma fibra, sendo os mais
importantes os seguintes:
- Perdas por absorção intrínseca: É um mecanismo de perda
relacionado à composição do material e ao processo de
fabricação da fibra óptica (interações entre os componentes
estruturais do material vítreo), e ocasiona a dissipação de parte
da energia luminosa em calor;
- Perdas por absorção extrínseca: São causados
essencialmente pela presença de impurezas metálicas ou íons
OH- (hidroxila), provenientes da presença de água, na estrutura
vítrea da fibra óptica;
- Perdas por espalhamento linear e não-linear: É uma causa
bastante comum de atenuação. Ocorre quando a luz colide
com imperfeições existentes nos material, fazendo com que a
luz seja espalhada em ângulos fora do cone de aceitação,
sendo absorvida pela casca ou transmitida de volta à fonte
emissora (retroespalhamento);
- Perdas por curvaturas: As fibras ópticas sofrem perdas por
irradiação nas curvas ao longo de seu caminho. Tais curvaturas
são grandes em relação ao diâmetro da fibra, mas podem
ocorrer quando um cabo “dobra” (num canto ou numa esquina),
ou seja, dependem fundamentalmente de como o cabo óptico
está sendo instalado.
- Perdas por Macrocurvatura: É da ordem de grandeza igual ao
diâmetro da fibra óptica. Depende do comprimento de onda.
Ocorrem durante o empacotamento das fibras nos cabos, nas
manobras das fibras nas caixas de emenda e DIO, e nas
instalações e acomodação final dos cabos.
- Perdas por microcurvaturas: Para fibras multimodo não
dependem do comprimento de onda, já para fibras
monomodo dependem do comprimento de onda. Ocorrem
pela tensão induzida pelo revestimento durante a
manufatura, pelo empacotamento das fibras no cabo, pela
expansão e contração durante o ciclo de temperatura, e
pelo processo de conectorização.
Dispersão do Sinal na Fibra Óptica
A dispersão é responsável pela limitação da capacidade de
transmissão da fibra óptica. Significa um alargamento do pulso
óptico.
Sinal de Saída a uma distância ‘d1’. 
Sinal Inserido na Fibra Óptica. 
Sinal Inserido na Fibra Óptica. 
Sinal de Saída a uma distância ‘d2 > d1’. 
A diferença (dispersão) dos tempos de grupo das várias
componentes espectrais contidas no impulso, dá origem à sua
distorção. o coeficiente de dispersão se caracteriza pelo alargamento
do impulso devido às variações do índice de refração do núcleo (sílica)
com o comprimento de onda (λ).
Dispersão Modal e Cromática
Dispersão Intramodal
- A dispersão intramodal depende da estrutura atômica e índice de
refração da fibra óptica.
- Como o índice de refração é função do comprimento de onda de
operação, as diferentes frequências do pulso óptico viajam com
diferentes velocidades.
- O efeito resultante é o alargamento do pulso e como consequência a
interferência entre pulsos alargados.
Ocorre em fibras a operar em regime multimodal. Os modos
apresentam velocidade de propagação (vg) diferentes.
Resulta do fato que cada modo de propagação ter um valor
diferente de sua velocidade de grupo para a mesma frequência. Assim,
como os diferentes modos, que constituem um pulso, viajam ao longo
da fibra óptica a diferentes velocidades de grupo, a largura do pulso
depende dos tempos de transmissão do modo mais rápido e do modo
mais lento.
PMD (Dispersão do Modo de Polarização) 
 Fatores que causam PMD:
- Fatores Intrínsecos (Fibra Óptica):
- Não circuncidade do núcleo;
- Tensões térmicas residuais.
 Fatores Extrínsecos (Cabo / Instalação):
- Design do cabo óptico;
- Processamento;
- Local de instalação (vento, variação de temperatura);
- Qualidade da instalação.
- Dispersão material: o índice de refração da fibra, n1, varia com
o comprimento de onda (λ).
- Dispersão estrutural: dispersão do guia de ondas (estrutura
dielétrica que guia as ondas).
Dispersão estrutural é intrínseca a todos os sistemas de
propagação guiada. Traduz a dependência de λ das constantes
de propagação no núcleo e na casca.
A dispersão estrutural só é relevante em fibras monomodo
para regiões de λ em que o coeficiente de dispersão material se
aproxima de zero (ex: λ ═ 1300nm).
As dispersões material e estrutural estão presentes quer em
fibras em regime unimodal quer em regime multimodal e são
ambas proporcionais à largura de banda do impulso transmitido.
Espalhamentos Rayleigh e de Mie
Efeitos Não Lineares
As causas dos efeitos não lineares são:
- Altos níveis de potência;
- Pequena área efetiva da fibra óptica;
- Longos enlaces de fibra óptica. 
Gerações de Fibras Ópticas
- 1ª geração λ = 850nm;
- 2ª geração λ = 1.310nm; 
- 3ª geração λ = 1.550nm;
- 4ª geração: aumento de B, multiplexagem, amplificação óptica, 
d>1.500km e Tx = 2Gbps;
- 5ª geração: d>12.000km, Tx = 2,4Gbps.
Localização das bandas de transmissão dentro do espectro de 
atenuação da fibra de sílica
Érbio (Er), o túlio (Tm), o neodímio (Nd), praseodímio (Pr)
Multiplexador e Demultiplexador Óptico 
 Um demultiplexador óptico pode ser construído como uma
associação de filtros ópticos ou como um dispositivo isolado.
 O objetivo é extrair os canais originais do sinal DWDM.
 As propriedades requeridas para este dispositivo são as
mesmas que as do filtro:
- Isolamento; e
- Distorção do sinal.
 Contudo, deve-se considerar o número de canais e a largura
de banda.
 O mais simples e conhecido demultiplexador óptico é o prisma.
 Utilizando-se o efeito da dispersão (diferentes velocidades da
luz para diferentes comprimentos de onda), a luz é dividida
em seus componentes espectrais.
 A função da grade difratora é similar à do prisma.
 A diferença, porém, é que aqui a interferência é fator
importante.
 A luz é também dividida em suas componentes espectrais.
 Outra técnica tem base nos princípios de difração e
interferência óptica.
 Ao incidir numa grade de difração, cada comprimento de onda
que compõe o feixe de luz policromática é difratado em
diferentes ângulos e, assim, para pontos diferentes no
espaço.
 Para focalizar estes feixes dentro de uma fibra, podem-se
usar lentes.
Sistema DWDM (Multiplexação por Divisão de 
Comprimento de Onda de Alta Densidade)
Diferença entre CWDM e DWDM
CWDM (Multiplexação por Divisão de 
Comprimento de Onda Larga)
Exemplo de CWDM para 8 Canais (Comprimentos de Onda)
Exemplo de Solução CWDM
Exemplo de DWDM para 40 Canais
Exemplos de DWDM
Regeneração Óptica
Amplificadores Ópticos
 Amplificadores Puramente Ópticos são aqueles que
amplificam exclusivamente as Radiações
Luminosas, na forma de Fótons.
 Sua finalidade básica é a de promover a
amplificação óptica dos sinais entrantes, de forma
transparente, independente do tipo de modulação ou
protocolo utilizado.
 Portanto com o uso de Amplificadores Ópticos, um
sinal óptico poderá ser transmitidoá distâncias muito
maiores, sem necessidade de Regeneradores.
 Lembramos que os Regeneradores são equipamentos
que convertem primeiramente as Radiações
Luminosas em Energia Elétrica, na forma de Elétrons,
promovem a amplificação elétrica e, a reconverte
novamente em Radiações Luminosas, fazendo desta
forma uma conversão indesejável O - E - O.
 No caso de Enlaces Ópticos que se utilizam Sistemas
C/D/DWM, esta amplificação deve ser a mais uniforme
possível, em todos os canais em que o Sistema opera.
 Os Amplificadores Ópticos são largamente usados em
Sistemas de Comunicações Ópticas, exercendo
funções de Amplificador de Potencia (conhecido como
Booster), usado logo após o Multiplexador,
Amplificador de Linha, colocado no meio de um enlace
e, também como Pré-Amplificador, logo antes do
Demultiplexador.
Parâmetros dos Amplificadores Ópticos
 Os Parâmetros que normalmente definem um 
Amplificador Óptico, são os seguintes: 
 Faixa de Operação [nm] 
 Faixa de Variação de Potencia de Entrada [dBm] 
 Faixa de Variação de Ganho [dB] 
 Figura de Ruído [dB] 
 Potência de Saída [dBm] 
 Eficiência da Conversão de Potência [ % ] 
 PDG ( Polarization Dependent Gain ) [dB] 
 PMD ( Polarization Mode Dispersion ) [ps]
Compressão de Ganho 
 Independentemente do tipo do Amplificador Óptico
utilizado, utiliza uma técnica chamada de Compressão
de Ganho.
 Esta técnica reserva uma parte do ganho do
Amplificador Óptico para compensar problemas
Sistêmicos e, também existentes no amplificador em si.
 As compensações sistêmicas são as advindas da
degeneração das condições iniciais de projeto, devido
á:
- Aumento da atenuação do enlace, devido á
Degradação das Fibras Ópticas.
- Perda de sensibilidade pelo Receptor Óptico,
geralmente por envelhecimento.
- Aumento da atenuação do enlace, pela introdução de
emendas por fusão, devido á rupturas acidentais, no
Cabo de Fibras Ópticas.
- Aumento da atenuação dos Jumpers (cabos óticos usados
na interligação dos equipamentos ópticos) devido, via de
regra, a realocação de equipamentos nas estações terminais e
de passagem.
- Aumento da atenuação nos conectores Ópticos,
principalmente quando sujeitos a um número elevado de
manobras.
 Os Amplificadores Ópticos operam em uma determinada Faixa
de Passagem (Banda Passante) e, apresentam Variação de
seu Ganho, em função do Comprimento de Onda e da
Potência do Sinal de Entrada.
 Dessa forma, a amplificação de determinados Comprimentos
de Ondas está limitada a Faixa Passagem do Amplificador
Óptico e, a Variação de Ganho em Função da Potência do
Sinal de Entrada.
 Quando um sinal de pequena intensidade é aplicado na
entrada de um Amplificador Óptico inicia-se um processo de
amplificação, proporcionando um alto ganho. Com o aumento
do Sinal de Entrada, o ganho do amplificador diminui, e desta
forma, a potência do sinal na saída, diminui na mesma
proporção.
 Esse comportamento ocorre até um ponto onde um aumento
da Potência do Sinal de Entrada implica em uma queda da
Potência do Sinal de Saída.
 Este valor da Potência do Sinal de Entrada define a condição
de Saturação do Amplificador, isto é, para Sinais de Entrada
com intensidade superior ao ponto de saturação, não haverá
uma amplificação significativa.
 É a faixa de onde o ganho está saturado.
 Alguns Fabricantes utilizam em seus equipamentos um ganho
menor que o máximo ganho possível, logo abaixo da
Compressão de Ganho, com a finalidade de poder garantir a
operação do Amplificador Óptico, mesmo com uma diminuição
indesejável da Potência do Sinal de Entrada.
 Isto é feito para compensar algumas das degenerações das
condições iniciais de projeto.
 O valor adotado para esta Compressão é de 3db.
Exemplo de Amplificador Óptico
Tipos de Amplificadores Ópticos
 Amplificador de fibra dopada
- A amplificação tem lugar num lance de fibra dopada (érbio
para a banda de 1.550nm e neodímio para a banda de
1.300nm). A alimentação é feita por um laser.
 Amplificador de Raman
- A amplificação tem lugar na fibra óptica usada na transmissão
do sinal óptico através do efeito de Raman.
 Amplificador de Semicondutor
- A amplificação tem lugar numa heterojunção de material
semicondutor, acoplada à fibra óptica.
Transmissores Ópticos
 Fontes de Luz: São componentes constituídos de gálio e
alumínio (GaAlAs); fosfato de arseneto de gálio e alumínio
(GaAlAsP); fosfato de arseneto de gálio e índio (GaInAsP);
- LED (Light Emission Diode):
- LEDs convencionais (600 a 800nm – Potência: 0,01 a 1mW);
- LEDs para fibra óptica (850 a 1300nm);
- ILD (Injection LASER Diode):
- ILDs para fibra óptica (1310 a 1550nm – Potência: 0,5 a 10mW);
- Dependendo da aplicação sofrem com temperatura, alteram a
potência de saída e possuem MTBF diferentes. Os ILDs são
mais rápidos que os LEDs;
- A fibra óptica só aceita luz emitida dentro do cone de aceitação
(30 a 40 graus para MM e 10 graus para SM).
LED
 Fontes comuns de luz, que emitem luz próxima ao
infravermelho;
 A energia liberada é em forma de fótons na junção PN do
demicondutor;
 Utilizam dois tipos:
- Emissores de superfície (mais utilizados);
- Emissores de borda;
 Em determinadas aplicações, dissipadores de calor são
utilizados para reduzir o auto aquecimento o dispositivo.
LASER
 Constituídos por arseneto de gálio em combinação com outros
elementos;
 Apresentam maior potência, menor largura espectral;
 Nos LASERs os fótons refletem dentro do ILD gerando novos
fótons (um elétron livre recombina-se com uma lacuna),
havendo um ganho ou amplificação, gerando um feixe de luz
estreito e forte;
 Comprimento de onda de 1310 e 1550nm.
 Existem basicamente 3 tecnologias LASER:
- FP (Lasers Fabry-Perot):
- Menor custo;
- Menor potência óptica;
- Utilizado para distâncias até 10km;
- Pior estabilidade do comprimento de onda;
- DFB (Laser Distributed Feedback):
- Maior custo;
- Maior potência óptica;
- Utilizado para distâncias até 20km;
- Excelente estabilidade do comprimento de onda;
- Maior estabilidade de temperatura;
- VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser:
- Tecnologia nova e custo reduzido.
LED Versus LASER
LASER LED
Potência luminosa Alta (1dBm) Baixa (-14 a -7dBm)
Largura espectral Menor Maior
Velocidade de modulação Alta (precisa de circuitos 
complexos para manter 
linearidade)
Baixa
Acoplamento Feixe mais concentrado 
(permite maior eficiência no 
acoplamento)
Feixe menos concentrado
Variações com temperatura Maior sensibilidade Sensibilidade baixa
Vida útil e degradação Vida útil menor Maior vida útil (10 vezes mais)
Custos Mais caros Mais baratos
Ruídos Menor Ruído -
 Comprimentos de onda utilizados em redes ópticas SM:
- 1310nm
- Normalmente são lasers de menor custo;
- Utilizados em enlaces curtos para vídeo broadcast e
enlaces curtos a médio para transmissão de dados;
- 1490nm
- Utilizado para transmissão de dados downstream em
redes PON;
- Não permite amplificação utilizando EDFA;
- 1550nm
- Permitem amplificação de sinal através de EDFA;
- Utilizado para transmissão de vídeo broadcast em redes
PON ou transmissão de dados P2P;
- São fabricados para diversos comprimentos de onda que
podem utilizar a faixa operacional do EDFA (1535 a
1600nm) para aplicações CWDM.
Conceitos de Redes FTTX
Links Interessantes:
https://www.youtube.com/watch?v=bDKMNWz7Lgg&list=LLRJA-XdBsJPM6Lh7kEqDPcA
Boas Práticas no Planejamento de Redes FTTx.
https://www.youtube.com/watch?v=c1n-9xq0QzQ
Fibra Óptica - Cálculo de Splitter Balanceado
https://www.youtube.com/watch?v=z-OsdQv-Ycw
Fibra Óptica - Cálculo de Splitter Desbalanceado
https://www.youtube.com/watch?v=bDKMNWz7Lgg&list=LLRJA-XdBsJPM6Lh7kEqDPcA
https://www.youtube.com/watch?v=c1n-9xq0QzQ
https://www.youtube.com/watch?v=z-OsdQv-Ycw
Planejamento de Redes FTTX
 Diretrizes Gerais de Projeto:
- Serviços disponibilizados;
- Segmentos a serem atendidos;
- Solução sistêmica integrada;
- Otimização da rede/terminal de assinante;
- Fornecimento de soluçõeseconomicamente viáveis a curto
prazo;
- Fornecimento de alternativas para migração e evolução da
rede.
Acesso Compartilhado de Redes PON
Largura de Banda X Serviços
Serviço Largura de Banda
HDTV 19,200Mbps
2 MPEG2 DTV 10,000Mbps
Web Surfing 2,000Mbps
Internet 2,000Mbps
Games 1,000Mbps
2 Vídeo Conferência 2,000Mbps
2 Canais Telefônicos 0,1280Mbps
Total 36,328Mbps
A largura de banda irá variar com o tempo e por usuário
GPON (Rede Óptica Passiva Gigabit)
Estrutura Típica de uma Rede Óptica 
Passiva
OLT de Fabricação ZTE Modelo C220
OLT de Fabricação Furukawa Modelo 3008
Relação de Taxa de Transmissão do GPON 
de Acordo com ITU-T G.984.2
Níveis de Potência Óptica de uma OLT
Meio de transmissão: deve ser fibra standard ITU-T Rec. G.652.
ONU/ONT de Fabricação ZTE
ONU/ONT de Fabricação Furukawa
Níveis de Potência Óptica em uma 
ONU/ONT
Relação de Splitters com sua Atenuação 
Típica e Tecnologia de Fabricação
Representação do Tráfego GPON no 
Sentido Downstream
Representação do Tráfego GPON no 
Sentido Upstream
Projeto de Rede GPON
 O Projeto de rede deve visar um balanceamento entre os requisitos
de capacidade (Demanda por Largura de Banda x Capacidade da
Rede) e investimento não capitalizado.
 Projeto Conceitual – Definições:
- Serviços (voz, vídeo, dados);
- Arquitetura FTTx (FTTN; FTTCab; FTTC, FTTH);
- Rede óptica (P2P ou PON);
- Tecnologia PON (GPON ou EPON).
 Arquitetura x Topologia – Definições:
- Arquitetura: Organização lógica ou teórica da rede. Como os
componentes (cabos, equipamentos e passivos) se relacionam entre
eles.
- Topologia: Diagrama físico da rede. Onde os componentes
estarão localizados e serão conectorizados. Como a arquitetura será
implementada na planta. Poderá ser utilizada arquiteturas hibridas.
Objetivos do Projeto
* A escolha da topologia mais adequada irá depender das
características e objetivos específicos do projeto.
 Capacidade de evolução (future-proof):
- Adaptação a equipamentos e serviços futuros;
- Escalabilidade.
 Eficiência para atendimento a diferentes taxas de
penetração:
- Suportar estratégias de crescimento com custo efetivo;
- Otimizar a utilização de componentes da rede.
 Facilidade de operação e manutenção da rede:
- Ativação, remoção remanejamento de assinantes;
- Minimizar tempo e custos de serviços;
- Localização e correção de falhas (troubleshooting).
 Minimizar investimentos iniciais:
- Postergar o máximo possível o CAPEX para ativação de
novos usuários.
Em Resumo: 
Cada Caso é um Caso
 Distribuída:
- Custo da rede óptica;
- Penetração 
rápida/concentrada;
- Certeza sobre a 
localização da demanda;
- Rede “comprida”.
 Centralizada / Convergência 
Local:
- Custo da OLT;
- Facilidade de manutenção (OPEX);
- Penetração lenta/dispersa;
- Incerteza sobre a localização da 
demanda;
- Rede “curta”.
Orçamento de potência (OP): em um enlace de
transmissão, nada mais é que a diferença entre a potência do
sinal emitido pelo transmissor (Ptx) e a sensibilidade do
receptor (Srx).
OP = Ptx – Srx
No diagrama abaixo é possível verificar que, o sinal que sai
do SFP da OLT (Tx) vai perdendo potência até chegar no Rx
do módulo ótico da ONU.
Orçamento de Potência Óptica
O orçamento de potência corresponde à quantidade de
energia que este sinal pode perder ao longo do enlace sem
comprometer a percepção do mesmo pelo módulo de recepção,
ou seja, a soma de todas as perdas do enlace não deve ser
maior que o orçamento.
O cálculo do orçamento de potência é feito através da
equação:
OP = Ptx – Srx.
A Margem de Potência (MP), que é o quanto de potência vai
sobrar depois de descontar todas as perdas do enlace LL (Link
Loss).
O cálculo da Margem de Potência (MP) é feito através da
seguinte fórmula:
MP = OP – LL
Se MP for maior que zero, teremos potência suficiente para
funcionamento do link.
MP > 0
 Não se esqueça que: 0dBm = 1mW; 1dBm= 1,26mW e 3dBm
= 2mW
Potência e Sensibilidade = dBm
Perdas, atenuação, margem = dB
Exemplo Prático
Características e topologia abaixo:
O laser utilizado pelo módulo GPON é classe C+;
O projeto exige uma margem de segurança de 3dB;
A OLT será a DM4615 16GPON;
O ONU será a DM984-100B, com laser C+;
O enlace tem 15km;
Serão utilizados dois splitters balanceados: 1/2 e 1/16.
A primeira coisa a fazer é conhecer o nosso orçamento de potência e
para isso é necessário verificar na documentação do módulo C+ qual é
a potência de transmissão dele.
Para isso, é preciso consultar o datasheet do módulo ótico GPON.
O que interessa é a potência de transmissão que está em Optical
Transmitter Power.
Percebam que temos duas colunas, uma com o valor mínimo e a outra
com o valor máximo.
Deve-se considerar o valor mínimo, ele que vai nos garantir uma maior
segurança no cálculo. Com isso temos o valor de 4dBm para Ptx .
OP = 4dBm – Srx
Deve-se considerar o valor mínimo, ele que vai nos garantir
uma maior segurança no cálculo. Com isso temos o valor de
4dBm para Ptx .
OP = 4dBm – Srx
O próximo passo é verificar no datasheet da nossa ONU qual
o valor da sensibilidade de recepção da mesma. No datasheet
da ONU DM984-100B encontra-se o valor de sensibilidade de
recepção de -30dBm para Srx:
Substituímos na equação, tem-se:
OP = 4dBm – (-30dBm)
Com isso conclui que o orçamento de potência, ou seja, o
valor que nosso sinal poderá ser atenuado ao longo do enlace
é de:
OP = 34dB
Margem de Potência (MP)
Lembre-se que a margem é o que vai nos dizer se o link vai
funcionar de acordo com as especificações.
A margem deve ser maior que zero de acordo com a equação
abaixo, que representa o orçamento menos as perdas no enlace:
MP = OP – LL
Já se sabe o orçamento, agora deve-se encontrar o valor das
perdas.
Na tabela acima tem-se os itens com valores típicos.
Na tabela encontra-se valores para: Fibra, emendas, conectores 
e spliter.
Abaixo a contabilização das perdas de acordo com a tabela e o 
cenário apresentado:
Perda na fibra ótica: 15km * 0,25dB /km;
Perda no splitter 1/2: 3,7dB;
Perda no splitter 1/16: 13,7dB;
Perda em emendas: 8x 0,1dB;
Perda em conectores: 4x 0,5dB
Margem de Segurança: 3dB.
LL = (15km*0,25dB/km) + (1* 3,7dB) + (1*13,7dB) + (8*0,1dB) + (4*0,5dB) +3dB
LL = 3,75dB + 3,7dB + 13,7dB + 0,8dB + 2dB + 3dB = 26.95dB
MP = 34dB – 26.95dB = 7,05dB
É possível perceber a margem de 7,05 dB > 0, ou seja, o link 
teoricamente irá funcionar.
Como Construir uma PON LAN 
(Rede Local Óptica Passiva)
A rede local (LAN) está sendo amplamente implantada na
empresa, universidade, hospital, exército, hotel e lugares onde
um grupo de computadores ou outros dispositivos compartilham o
mesmo link de comunicação com um servidor.
A maior parte da LAN tradicional é baseada em cabos de cobre
UTP. À medida que mais e mais dispositivos e cabos são
adicionados à LAN existente com base em cobre, surgem
problemas, tais como:
- Gargalos de largura de banda;
- Espaço de cabeamento;
- Infraestrutura de cabos estão limitando os serviços de
rede.
Para organizar melhor a rede local e garantir o desempenho da
rede, está sendo implantada uma LAN óptica passiva baseada
em fibras ópticas.
Área Típica de Trabalho
LAN Óptica Passiva Versus LAN UTP
A LAN UTP não pode mais satisfazer a crescente necessidade de
maior largura de banda.
A LAN óptica passiva, que tira proveito das fibras ópticas, pode
fornecer não apenas maior largura de banda, mas também muitos
outros benefícios para a rede local.
Comparados com o cabo UTP, os cabos de fibra ótica têm menor
peso, maior largura de banda, melhor segurança e menor diâmetro.
Além disso, a LAN óptica passiva pode efetivamente diminuir o
consumo de energia em até 40%.
Os instaladores não precisam se preocupar com o cabo de cobre
pesado e podem ser mais flexíveis durante o design da rede.
Menos equipamentos e gabinetes são necessários na LAN óptica
passiva.
Em suma, a LAN óptica passiva é a melhor alternativa à LANbaseada em cobre (UTP).
O Que Você Precisa para Construir 
uma LAN Óptica Passiva?
Como mencionado, a construção de uma rede óptica
local passiva requer menos equipamento.
A maioria deles tem baixo consumo de energia em
comparação com os dispositivos baseados em cobre.
A imagem a seguir mostra a estrutura básica de uma LAN
óptica passiva que ilustra os principais componentes de uma
LAN óptica passiva.
OLT E ONU
• Terminal de Linha Óptica (OLT): O OLT implantado nesta LAN
óptica passiva lida com os sinais upstream e downstream.
• A OLT recebe dados de provedores de serviços e os envia para
ONUs. Ele também obtém dados dos ONUs e os envia aos
provedores.
• Unidade de rede óptica (ONU): Como a maior parte da rede
óptica local passiva é baseada em fibras ópticas, antes de
conectar computadores e outros dispositivos à LAN óptica
passiva, os sinais ópticos devem ser transferidos para sinais
elétricos em geral. ONUs são adicionadas para fornecer
interfaces de cobre para conectar os computadores e outros
dispositivos. Algumas das ONUs também podem fornecer Wi-Fi.
Divisor de Fibra Óptica (Splitter)
Geralmente, haverá um ou vários divisores de fibra óptica
implantados entre o OLT e os ONTs.
Esses divisores de fibra óptica são os componentes
passivos que podem distribuir igualmente os sinais ópticos aos
usuários finais sem fonte de alimentação.
O divisor óptico passivo é um componente essencial na
LAN óptica passiva.
Os divisores de fibra óptica estão disponíveis em várias
taxas de divisão, tipo de fibra e fatores de forma da embalagem.
Os mais usados são os divisores de CLP.
Exemplo de Splitter 1x8 com Conector
Produtos de Conectividade
Exceto para os dispositivos mencionados anteriormente,
também são necessários componentes de conectividade, como
cabo de fibra óptica, cabo de cobre, invólucros de fibra,
conectores, placa de parede de fibra, materiais de suporte de
caminho e outros componentes de gerenciamento de cabos.
Toda a LAN óptica passiva é conectada por esses
produtos de conectividade e gerenciamento de cabos.
Esses acessórios são pequenos, mas necessários para
uma LAN óptica passiva de alto desempenho.
Estudo de Caso de LAN Óptica 
Passiva em um Prédio de Escritórios
Para mostrar os detalhes de como criar uma rede local
óptica passiva, veja na figura a seguir um exemplo da
implantação de LAN óptica passiva em um prédio de escritórios.
A sala do servidor é implantada no primeiro andar, onde
os cabos de fibra óptica dos prestadores de serviços estão
conectados e os gabinetes de fibra são implantados para um
melhor gerenciamento de cabos.
Há também um gabinete de fibra em todos os andares
para gerenciar o cabo de fibra.
Nesse caso, todos os cabos de fibra vão para os usuários
finais do teto ou atrás da parede, portanto, a placa de parede de
fibra deve ser melhor instalada perto do ONT / ONU.
Um comprimento do cabo de fibra óptica (geralmente
cabo de fibra óptica simples) é usado para conectar a porta de
fibra óptica no painel frontal ao ONT / ONU.
Em seguida, os patch cord (UTP) são usados ​​para
conectar o computador e outros dispositivos ao ONT / ONU.
Em seguida, uma rede óptica local passiva é instalada.
A implantação da LAN óptica passiva é simples e possui
requisitos mais baixos de espaço e energia.
Os clientes podem desfrutar de maior largura de banda
com menos dinheiro.
Como a LAN óptica passiva pode atender a dispositivos
finais de uma a várias centenas ou mais, o projeto da LAN óptica
passiva e a seleção de produtos relacionados devem depender
do número de dispositivos.
Seria melhor deixar cabos e portas de fibra ótica
suficientes para uso futuro.
GPON – Rede Óptica Passiva Com 
Capacidade Gigabit
A Rede Óptica Passiva Gigabit tem por capacidade transmitir maiores
velocidades de banda nas redes de acesso.
As taxas nominais são especificadas como 1,25Gbps e 2,5Gbps para
downstream e 155Mbps, 622Mbps, 1,25 Gbps e 2,5Gbps para upstream.
A recomendação também especifica distância máxima para
transmissão de 10 a 20km, que pode ser afetada pela qualidade e capacidade
dos transmissores e receptores ópticos.
Para um GPON o número de divisões chega a 64 no divisor óptico e
mantém muita das mesmas funcionalidades de EPON e BPON como a
atribuição de largura de banda dinâmica e o uso de operações, administração
e manutenção de mensagens.
O tráfego de informações downstream é transmitido em modo
broadcasting, ou seja, a informação é transmitida a todos os elementos da
rede.
A mesma informação chega a todos os usuários por isso é necessário
se utilizar um sistema de criptografia das informações para manter privacidade
na comunicação.
O rápido crescimento do mercado de GPON se deve aos
seguintes fatores:
Já que o GPON permite o compartilhamento da mesma fibra
para múltiplos usuários, há uma redução no número de dutos da rede
de acesso e no gerenciamento de fibras ópticas da rede, o que
provoca também uma redução nos investimentos em rede (CAPEX) e
nas despesas operacionais (OPEX).
O uso da rede óptica passiva em substituição a infraestrutura
de rede de cobre pode levar a uma redução das despesas
operacionais anuais da ordem de 80%.
A PON não necessita de equipamentos eletrônicos na rede
externa, e, portanto, na pratica não precisa de manutenção.
A característica ponto-multiponto do GPON, quando 32 ou mais
usuários compartilham uma fibra, permite que o site central e a rede
tronco utilizem cabos de fibra menores.
Especialmente quando os dutos da rede tronco e o espaço no
site central não permitem grande número de fibras e cabos, este pode
ser um requisito decisivo.
Vantagens da PON LAN 
Redução do CAPEX: Um projeto elaborado para
atendimento de redes LAN com GPON agrega vantagens que
consistem em redução significativa de infraestrutura, seja ela
física (ocupação de racks, ocupação de eletrocalhas e dutos) ou
sistêmica (redução de investimentos em ar-condicionado,
alimentação estabilizada):
 Menos ocupação de racks;
 Otimização de portas de ativo (uma porta pode atender até 64
dispositivos de usuário);
 Menos ocupação de eletrocalhas;
 Redução do número de salas técnicas;
 Salas técnicas passivas, sem necessidade de infraestrutura
especial (ar-condicionado, alimentação estabilizada);
 A redução do capex quando considerados materiais,
instalação, ativos e infraestrutura pode chegar a até 70%.
Redução do OPEX: A otimização das portas de ativos,
somadas às características de gerência dos sistemas GPON, e
especialmente à redução do consumo de energia elétrica em
salas técnicas devido à redução de ativos e de sistemas
periféricos como climatização gera grande redução no custo de
operação das redes passivas:
 Menor consumo de energia com a otimização das portas de
ativos;
 Menor consumo de energia com sistemas de climatização;
 Maior facilidade de manutenção e expansão;
 Maior facilidade de operação da rede;
 A redução do opex quando considerados elementos como
operação, consumo de energia, manutenções, alterações e
expansões da rede pode chegar a até 80%.
Imunidade eletromagnética: pode ser instalado próximo
às máquinas, reatores, motores, e áreas com descargas
atmosféricas sem necessidade de blindagem.
Segurança: redes criptografadas em mídia segura.
Rede ecológica: além da redução do consumo de
energia, reduz expressivamente o consumo de plástico na
composição dos cabos.
Vida útil da rede inestimável: fibras monomodo com
capacidade de transmissão de até Tbps.
Flexibilidade: tecnologia GPON é Inter operável com
outras tecnologias, como Ethernet, podendo constituir uma rede
mista.
Controle: sistemas de gerência que controlam cada porta
de saída da rede.
Alcance: canais com até 20km de comprimento sem a
necessidade de elementos ativos no trecho.
Boas Práticas do Projeto de PON LAN
Um projeto bem desenvolvido deve:
• Assegurar a qualidade do sistema;
• Adequar os custos;
• Fornecer diferentes alternativas;
• Equilibrar três pilares fundamentais escopo, prazo e custos.
Além disso, a empresa deve possuirpessoal treinado e
capacitado na solução PON LAN.
Metodologia do projeto:
• Identificação de Necessidades e Metas: Levantamento inicial de
informações, como estrutura existente, necessidade de serviços,
tráfego de rede, requisitos e restrições.
É necessária análise de todas as plantas da edificação, como
elétrica, hidráulica, telhados, gás, entre outras.
• Projeto da Rede lógica: Desenvolvimento da topologia
da rede, contendo o modelo de endereçamento e os
protocolos de ligação, comutação e roteamento.
Inclui também projetos de segurança,
gerenciamento e a necessidade de velocidade em cada
segmento da rede.
• Projeto da Rede Física: Definição dos serviços
fornecidos aos usuários nas áreas de trabalho, da taxa
de transmissão dos serviços e da tecnologia de rede.
Além disso, deve ser definida como será a ligação
entre os andares do prédio e entre os diversos prédios.
• Teste, otimização e documentação: Após a execução
do projeto, analisar o resultado obtido com o projeto
original a fim de verificar possíveis discrepâncias.
Caso ocorram, o projeto deve ser atualizado.
Todos os relatórios de testes devem ser anexados à
documentação da obra.
• Sala de equipamentos: o ambiente deve ser dedicado
exclusivamente às funções de telecomunicações e facilidades
de suporte.
Por abrigar equipamentos ativos, ao contrário dos
armários/salas de telecomunicações, a sala de equipamentos
exige sistemas de apoio mais complexos (refrigeração, energia
estabilizada, nobreaks etc).
Os sistemas de apoio devem ser locados em ambientes
separados da sala de equipamentos, adequados para cada
finalidade.
• Backbone: são permitidas apenas duas conexões cruzadas
[cross-connect) para limitar a degradação do
sinal.
Não devem ser usados poços de elevador como
caminhos do backbone, pois apresentam risco
elevado para os cabos.
Também não é recomendável manter o acesso ao
caminho de backbone aberto se não houver um técnico
responsável junto.
Os cabos ópticos podem ser classificados quanto sua
característica de retardância à chama, o que implica diretamente
nos locais onde a sua instalação é permitida por norma, como
segue:
COG: aplicação genérica para instalações horizontais e
verticais em instalações com alta taxa de ocupação, em locais
sem fluxo de ar reforçado.
Riser: indicados para instalações verticais em shafts
prediais ou instalações que ultrapassem mais de um andar, em
locais sem fluxo de ar forçado.
Recomenda-se utilizar cabos com capa LSZH [Low
Smoke Zero Halogen - Baixa Fumaça Zero Halogênio) para
ambientes internos.
• Sala/armário de telecomunicações: recomenda-se que cada
andar tenha o seu próprio armário de telecomunicações, de
forma a facilitar o encaminhamento de cabos de infraestrutura
e permitir uma boa administração do cabeamento.
No caso de uma sala de telecomunicações dedicada,
recomenda-se reservar pelo menos 10m² de espaço útil para
locar equipamentos com sobra de espaço para fazer
manutenção.
Deve-se prever um sistema de iluminação que
proporcione boa visibilidade dos equipamentos valor mínimo
sugerido 540 lux medido a 1m acima do piso acabado.
Deve ser prevista a vinculação com o sistema de aterramento
da edificação.
Recomenda-se que os racks de telecomunicações
possuam guias verticais e horizontais que permitam a condução
e organização dos cordões ópticos de manobra, respeitando
limites de raios de curvatura e os esforços mecânicos a que
estes produtos podem ser submetidos.
• Cabeamento horizontal: recomenda-se adotar comprimentos
de cabos horizontais e cordões ópticos de conexão com medidas
apropriadas para cada local, sem deixar muitas sobras.
Os splitters não devem ser utilizados no cabeamento
horizontal.
Recomenda-se utilizar cabos com capa LSZH para
ambientes internos, os quais são retardantes à chama e não
emitem gases tóxicos.
• Área de trabalho: os splitters não devem ser utilizados na área
de trabalho.
Eles devem ficar na sala de equipamentos ou na
sala/armário de telecomunicações.
Considerar a possibilidade de deixar reservas de cabos
ópticos para facilitar emendas e manutenção de pontos.
Atentar para os raios mínimos de curvatura das fibras 
ópticas e dos cabos ópticos antes e após a instalação, conforme 
a especificação técnica de cada produto.
Equipamentos ativos de rede não devem ser instalados 
sob o piso elevado.
Protocolos da Rede PON
Camada Física
Padrões EPON e GPON
Padrões de Interfaces
Transmissão GPON
Potência Downstream 1,2Gbps
Recomendação G.984.3
Tráfego Downstream
Tráfego Upstream
ONU Indentifier (ONU-ID)
Allocation Indentifier (Alloc-ID)
Transmission Container (T-CONT)
GEM Port-ID Identifier
Atribuição Dinâmica de Banda (DBA)
Quadro GTC Downstream
Quadro GTC Upstream
PROJETO E DIMENSIONAMENTO DE 
REDE PON
1. Considerações Gerais
1.1. Tecnologia PON
2. Cálculo da Taxa de Transmissão
3. Cálculo do Balanço de Potência
4. Representações Esquemáticas
5. Dimensionamento e Custos do Projeto
6. Requisitos Gerais da Rede
6.1. Cabos Ópticos
6.2. Cordões Ópticos
6.3. Divisores Ópticos Passivos
6.4. Caixas de Emenda
6.5. Terminal Óptico do Usuário
7. Quantificação e Estimativa de Custos para a Rede
8. Requisitos Gerais dos Equipamentos
8.1. Requisitos da OLT
8.2. Requisitos das ONUs
9. Estimativa de Custos dos Equipamentos
10. Custos Totais do Projeto
Projeto e Dimensionamento de uma Rede PON
FIM