FIBRAS OPTICAS

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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 mm
125 mm
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
Explique as vantagens na utilização de fibra óptica?
Em qual princípio óptico trabalha a fibra?
Diferencia fibra Multimodo e Monomodo. Exemplifique.
Quais as fontes de Luz para fibra óptica ?
Dê exemplos da utilização de fibra (multimodo e monodo) e qual fontes de luz são utilizadas para cada tipo.
Diferencie cabos metálicos e fibra. Cite suas principais utilizações ? 
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 Luminosa
Circuito 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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Comente sobre o TIA/EIA- 568-B.3;
Quais os tipos de terminações em fibra mais utilizadas no mercado? 
Quais os processos de emendas em fibra ópticas ? Suas melhores utilizações.
Procure sobre testadores de fibra e quais informações oferecem.
- A descrição completa das ondas eletromagnéticas se baseia nas leis da eletricidade e do magnetismo, conforme a teoria de Maxwell;
- Diferenças entre MHz e MBps?
Reflexão é o fenômeno;
Ângulo de refração é o formado pela reflexão;
ILS – Injection laser diode
Circuito driver: função de controle de polarização elétrica e emissão de potência;
Foto Detector: converte o sinal Óptico em sinal elétrico;
Quais os fatores que influenciam na perda de sinal em fibra.
- Explique os tipos de terminações e exemplos.
Quais os processos de emendas em fibra ópticas ? Suas melhores utilizações.
- Cite um testedor de fibra e suas fucionalidades.