FIBRAS ÓPTICAS I

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA
 E TECNOLOGIA SUL-RIO-GRANDENSE
CURSO : SISTEMAS DE TELECOMUNICAÇÕES
DISCIPLINA: COMUNICAÇÕES ÓPTICAS I 
UNIDADES I - II - III - IV e V 
Professor: Sidnei Padilha 
 UNIDADE I = INTRODUÇÃO
 1 – 1 = Histórico
 1 – 2 = A criação do PhotoPhone
 1 – 3 = Padre Roberto Landell de Moura
 1 – 4 = John Tyndall
 1 – 5 = Trabalho de Charles K. Kao e George Hockham
 1 – 6 = O desenvolvimento da fibra óptica no Brasil
 1 – 7 = Questionário
 UNIDADE II = PROPAGAÇÃO DE RADIAÇÕES ÓPTICAS
 2 – 1 = Estudos da Luz
 2 – 2 = Índices de refração
 2 – 3 = Lei de refração
 2 – 4 = Ângulos limite
 2 – 5 = Dispersão
 2 – 6 = Reflexão interna total
 2 – 7 = Espectro eletromagnético
 2 – 8 = Questionário
 UNIDADE III = FIBRAS ÓPTICAS
 3 – 1 = Abertura numérica
 3 – 2 = Janelas de transmissão
 3 – 3 = Atenuações 
 3 – 4 = Tipos de fibras ópticas 
 3 – 5 = Nova tecnologia ( Fibra de cristal fotônico )
 3 – 6 = Processos de fabricação das fibras ópticas
 3 – 7 = Cabos ópticos quanto a estrutura. ( Loose, Tight, Groove e Ribbon ) 
 3 – 8 = Tipos de redes utilizando cabos ópticos 
 3 – 9 = Questionário
 UNIDADE IV = EMENDAS E CONEXÕES ÓPTICAS
 4 – 1 = Emendas por fusão
 4 – 2 = Emendas por conectorização
 4 – 3 = Emendas mecânicas
 4 – 4 = Tipos de conectores ( SC, ST, LC, FC, MT-RJ e E 2000 )
 4 – 5 = Atenuações nas conexões entre fibras ópticas 
 4 – 6 = Questionário
 UNIDADE V = EMISSORES E RECEPTORES ÓPTICOS
 5 – 1 = Emissor LED
 5 – 2 = Emissor LASER
 5 – 3 = Receptor fotorresistor LDR 
 5 – 4 = Receptor fotodiodo
 5 – 5 = Receptor fototransistor
 5 – 6 = Questionário.
 UNIDADE I - INTRODUÇÃO.
 1 – 1 ) Histórico = O homem há muito tempo demonstra o interesse em transmitir informações de um lugar distante a outro, utilizando a comunicação óptica.
 Há milhares de anos, a comunicação óptica era por sinais de fumaça, sinais utilizando a luz do sol, sinais utilizando tochas de fogo e sinais com o espelho.
 Em 1621, Willebrod Snell descobriu que quando a luz atravessa de um meio para outro, sua direção muda, é a refração.
 Um exemplo mais recente de sistema de comunicações ópticas é dado pelo Semaphone, construído pelo francês Caude Chappe, em 1791. O Semaphone era baseado num dispositivo de braços mecânicos, o qual, instalado no alto de uma torre e operado manualmente, permitia a transmissão de sinais a distâncias visuais. Através de uma cadeia desses dispositivos, construídos em colinas e espaçados convenientemente através da França, podia-se transmitir mensagens à distância de 200 quilômetros em apenas 15 minutos. O sistema tornou-se obsoleto, com a invenção do telégrafo de Morse, em 1835.
 Em 1866, aconteceu a primeira transmissão transatlântica, através do telégrafo.
 Em 1952, o físico indiano, Narinder Singh Kanpany inventa a fibra óptica.
 Em 1968, começa a fabricação de fibras ópticas em várias países.
 Em 1973 foi inaugurada a primeira rede telefônica nos Estados Unidos, utilizando cabos de fibra óptica.
 Em 1978, amplia-se a fabricação de fibras ópticas em várias países, com perdas mínimas de sinal, para diversas aplicações. 
 Em 1982, implantado o primeiro enlace de comunicações ópticas de rua no Brasil, com extensão de 4 Km, interligando Jacarepaguá a cidade de Deus, no Rio de Janeiro.
 Em 1988, o primeiro cabo submarino de fibras ópticas mergulhou no oceano e deu ínício à superestrada de informação.
Estrutura básica de um sistema de fibras ópticas.
 
1 – 2 ) A criação do photophone = Alexander Graham Bell desenvolveu um sistema pioneiro de comunicações ópticas analógicas que utilizava um feixe de luz solar para transmitir a voz. As ondas sonoras da voz modulavam mecanicamente, através de um espelho refletor móvel, o feixe luminoso. Na recepção, uma célula de selênio convertia a energia luminosa modulada em intensidade de corrente elétrica que, por sua vez, era convertida em som por um receptor telefônico. A tecnologia na época limitava o alcance do sistema a 200 metros. Em dias de chuva ou céu nublado, o sistema não funcionava. Em 3 de junho de 1880, Alexander Graham Bell transmitiu a primeira mensagem telefônica no seu invento.
1 – 3 ) Padre Roberto Landell de Moura = nascido em 21 de janeiro de 1861, na cidade de Porto Alegre, faleceu aos 67 anos em 30 de junho de 1928, vítima da tuberculose, pois era um fumante inveterado. Pouco se sabe sobre sua carreira eclesiástica. Suas passagens pelas paróquias foram breves e várias vezes pediu exoneração voluntária.
 Roberto Landell de Moura foi quem conseguiu transmitir o som através de ondas eletromagnéticas pela primeira vez. Seu registro documentado é de 3 de junho de 1900, porém, existe relatos de que entre 1893 e 1894 ele vinha realizando uma série de testes bem sucedidos. Enfrentou dificuldades técnicas e financeiras para desenvolver suas pesquisas, pois trabalhou sozinho a maior parte do tempo. O trabalho de Landell de Moura se insere num grande movimento científico internacional, que no século XIX buscava uma melhoria na capacidade de comunicação a distância. Pesquisou a aplicação das ondas eletromagnéticas para criação do rádio, telefone sem fio, telégrafo sem fio, telefone através da luz e um campo energético sutil que circunda os seres vivos.
 
 
Também deixou projetos que apontam seu pioneirismo na transmissão de imagens sem fio, sendo considerado nacionalmente um precursor da televisão e das fibras ópticas. Em 2012, por decreto presidencial, seu nome foi inscrito no “livro dos heróis da Pátria”.
1 – 4 ) John Tyndall = de origem Irlandês, nasceu em 2 de agosto de 1820, morreu em 4 de dezembro de 1893. Em 1870, comprovou a viabilidade de transmissão da luz por tragetória curvilínea.
 Demonstrou, por meio de reflexões sucessivas e utilizando um recipiente cheio de água com um pequeno orifício, por onde escorria a água. A luz foi injetada no lado oposto ao orifício, com esta experiência, John Tyndall provou que a luz se propagava ao longo do recipiente saindo junto com a água pelo orifício.
 
1 – 5 )Trabalho de Charles Kuen Kao e George Alfred Hockham = Kao nasceu em 4 de novembro de 1933, em Shanghai, na China. E Hockham nasceu em 7 de dezembro de 1938.
 Em 1966, Kao e Hockham desenvolveram a possibilidade de se ter um meio de transmissão apropriado para a luz do laser. Este meio seria a fibra óptica, porém nesta época, a atenuação na fibra era de 1000 db/Km. Para Kao e Hockham, esta atenuação diminuiria com a diminuição das impurezas do vidro que origina a fibra óptica. 
1 – 6 ) O desenvolvimento da fibra óptica no Brasil = Em 9/11/1972, o governo brasileiro criou a Telebrás e investiu nos grupos acadêmicos existentes para o desenvolvimento da tecnologia de fabricação de fibras. Com a criação do Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da Telebrás ( CPqD ), foram convidados a participar do grupo de pesquisa sobre a fabricação de fibra óptica os pesquisadores Sérgio Porto, José Ripper Filho e Rogério CerqueiraLeite que estavam nos Estados Unidos e acompanharam de perto o trabalho naquele país, nesta área. Os quais aceitaram e vieram para o CPqD. O principal resultado desses investimentos foi obtido em abril de 1977, quando a primeira fibra óptica brasileira foi puxada em uma torre de dois metros de altura no Instituto de Física Gled Wataghin da Unicamp.
 A fibra óptica não foi inventada no Brasil, mas revolucionou os serviços de comunicação no país, por ter sido capaz de modificar o mercado ao substituir as tecnologias até então existentes, disse José Ripper Filho. 
 Na tarde do dia 22 de maio de 2007, no evento “ 30 anos da fibra óptica brasileira”, em Campinas, José Ripper Filho foi um dos protagonistas da criação da primeira fibra óptica brasileira.
 A transferência da tecnologia para a indústria nacional ocorreu por meio do Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da Telebrás ( CPqD ). A Empresa nacional ABC X-Tal contratou pessoal do Grupo de Fibras Ópticas da Unicamp e assinou contrato com a Telebrás para produzir 2 mil quilômetros de fibra óptica.
 Os pesquisadores do CPqD dedicaram o ano de 1981 a uma fibra para as comunicações e de um cabo óptico para protegê-la, cuidando de detalhes como a tecnologia para ligar uma fibra a outra sem prejudicar a transmissão. Ao mesmo tempo projetava-se uma rede óptica para interligar centrais telefônicas em grandes cidades.
 Em 1982, pesquisadores e equipamentos chegaram a Jacarepaguá, no Rio de Janeiro, onde foi implantado o primeiro enlace de comunicações ópticas de rua no Brasil, por 4 Km até a Cidade de Deus. A partir daí, a nova tecnologia foi transferida para o setor privado.
 Em 1985, a TELESP implantava seus primeiros 1,4 Km de fibra óptica na cidade de São Paulo. Nos anos seguintes, foram implantados mais de 16.000 Km de cabos de fibra óptica no Brasil, conforme mostra o desenho abaixo.
 A partir dos anos 90, a Unicamp passou a realizar pesquisas em altas taxas e longas distâncias. Nenhum integrante da equipe de 1975 permaneceu na Universidade. Em 1996, o CPqD deixou as atividades de pesquisa e desenvolvimento de tecnologia de dispositivos e materiais.
 
1 – 7 ) Questionário.
 1 ) Em que ano foi criado o Semaphone ?
 2 ) Caracterize o Semaphone .
 3 ) Em que ano foi criado o Photophone ?
 4 ) Caracterize o Photophone .
 5 ) Faça um resumo sobre o padre Roberto Landell de Moura .
 6 ) O que comprovou John Tyndall ?
 7 ) Caracterize o trabalho de Kao e Hockham .
 8 ) Qual o ano de criação da TELEBRAS ?
 9 ) Qual a importância da Telebrás na história da fibra óptica no Brasil ?
 10 ) Em que ano foi produzida a primeira fibra óptica no Brasil ?
 11 ) Em que ano foi utilizada a fibra óptica no Brasil pela primeira vez nas telecomunicações ?
 12 ) Entre quais cidades foi utilizada a primeira fibra óptica no Brasil, e qual a distância interligada ?
UNIDADE II - PROPAGAÇÃO DE RADIAÇÕES ÓPTICAS.
2 – 1 ) Estudos da Luz.
 - Natureza - Teoria corpuscular ( eletromagnética ) C = λ . F
 da luz - Teoria ondulatória ( clássica ) N2/N1 = sen θ1 . sen θ2
 - Teoria quântica (energia ) E = n . h . f 
 Fonte luminosa é qualquer objeto que emite luz própria ou que reflete luz de outros objetos. Para representar a maneira como a luz se propaga, utilizamos um modelo geométrico: o raio de luz 
( ) . O raio de luz é uma linha que nos mostra o trajeto seguido pela luz. Para representar um feixe luminoso, utilizamos um conjunto de raios de luz. Os feixes luminosos podem ser: divergentes, convergentes e paralelos.
 Classificação das fontes luminosas.
a ) Quanto às dimensões.
- Fonte puntiforme = uma fonte é puntiforme quando as dimensões da fonte são desprezíveis em relação à distância que a separa do observador. Ao iluminar um objeto usando uma fonte puntiforme, obtém-se uma sombra bem delimitada.
- Fonte extensa = é aquela cujas dimensões são apreciáveis em relação à distância que a separa do observador. Ao iluminar um objeto usando uma fonte extensa, obtém-se uma sombra difusa.
b ) Quanto à origem da luz.
- Fonte primária = é aquela que possui luz própria, ou seja, transformam determinado tipo de energia em luz. Ex: o sol 
- Fonte secundária = é aquela que reflete a luz enviada por outro objeto. Qualquer objeto que seja visível num ambiente iluminado e que não seja visível num ambiente escuro. Ex: lua, uma pedra.
 Os meios em que a luz se propaga são classificados de:
- Transparentes = quando permite a propagação da luz através de si em trajetórias regulares e bem definidas possibilitando a visão nítida dos objetos. Ex: vidro, ar, água pura.
- Translúcidos = quando permite a passagem da luz através de si, mas em trajetórias irregulares e indefinida, não possibilitando a visão nítida dos objetos. Ex: vidro fosco, água suja, nevoeiro.
- Opacos = quando o meio não permite a passagem da luz através de si. Ex: madeira, concreto.
2 – 2 ) Índices de refração = Refração é a mudança de direção e velocidade que ocorre quando a luz passa de um meio de propagação para outro.
 Observações:
1 ) A luz tem sua maior velocidade quando se propaga no vácuo.
2 ) A luz em qualquer outro meio terá velocidade de propagação menor que 300.000 Km / s. Logo, se o numerador for maior que o denominador, o índice de refração do meio é um número sem unidade cujo valor será sempre maior que “1”.
3 ) Quanto maior a capacidade de uma substância transparente diminuir a velocidade da luz, que vem do vácuo, maior o seu índice de refração absoluto.
4 ) O índice de refração absoluto do ar é aproximadamente 1,0002 para facilitar usaremos “1”.
5 ) O índice de refração absoluto de uma substância é também chamado de “refringência”
 Índice de refração absoluto = é a razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz no meio considerado, é representado pela letra “n”. 
 n = C / V
Onde: 
n = índice de refração absoluto.
c = velocidade da luz no vácuo.
v = velocidade da luz no meio considerado.
 Exemplos de índices de refração absoluto: ar = 1,0 ; água = 1,3 ; vidro = 1,5 ; diamante = 2,0. 
 Índice de refração relativo = é a razão entre a velocidade da luz do meio 1 em relação a velocidade da luz no meio 2 que nos dá o índice de refração relativo do meio 2 em relação ao meio 1.
 
 V 1 N 2
 N 2,1 = ---------- ou N 2,1 = ----------
 V 2 N 1
 
N 1 = índice de refração absoluto do meio 1.
N 2 = índice de refração absoluto do meio 2.
V 1 = velocidade de propagação da luz no meio 1.
V 2 = velocidade de propagação da luz no meio 2.
2 – 3 ) Lei de refração = a lei de refração estuda a mudança de direção de um raio luminoso ao passar de um meio de propagação da luz para outro.
- Lei de Snell Descartes = “O produto do seno do ângulo de incidência pelo valor do índice de refração do meio onde se propaga o raio incidente é igual ao produto do seno do ângulo de refração pelo índice de refração absoluto do meio onde se propaga o raio refratado”.
 N1.Sen î = N2.Sen r 
Considerações.
A ) Se N2 > N1 então Sen î > Sen r, logo î > r . Quando a luz passa de um meio menos refringente paraum meio mais refringente e incidir na reta N, o raio de luz se aproxima da normal.
 
B ) Se N2 < N1 então Sen î < Sen r, logo î < r. Quando o raio de luz passa de um meio mais refringente para um meio menos refringente e incidir na reta N, o raio de luz sofre um desvio e se afasta da normal.
 
 2 – 4 ) Ângulos limite = podemos ter um “ângulo limite de incidência” e um “ângulo limite de refração”.
- Ângulo limite de incidência = Consideremos a luz se propagando de um meio 1 para um meio 2 menos refringente. O raio refratado se afastará da normal. Quando o ãngulo de refração atinge 90º, o ângulo de incidência î atinge o maior valor para o qual ainda existe refração. Chamamos a este ângulo de “ângulo limite de incidência”.
- Ângulo limite de refração = Consideremos a luz se propagando de um meio 1 para um meio 2 mais refringente. O raio refratado se aproxima da normal. Quando o ângulo de incidência atinge 90º, o ângulo de refração “r” atinge o seu maior valor. Chamamos a este ângulo de “ângulo limite de refração”.
2 – 5 ) Dispersão = é o resultado dos diversos atrasos de propagação dos modos que transportam a energia luminosa, tem por efeito a distorção dos sinais transmitidos, impondo, uma limitação na sua capacidade de transmissão. No caso de transmissão digital, a mais usual, o espalhamento dos pulsos ópticos resultantes da dispersão, determina a “taxa máxima de transmissão de informação por unidade de tempo” ( bits por segundo ) através da fibra. No caso mais geral de transmissão analógica, a distorção do sinal óptico transmitido traduz-se numa limitação da “banda passante” ( hertz ) da fibra óptica.
 Existem três mecanismos básicos da dispersão em fibras ópticas com implicações distintas segundo o tipo de fibra:
a ) Dispersão modal ou intermodal = caracteriza-se por afetar a transmissão em fibras multimodo e resulta do fato de cada modo de propagação, para um mesmo comprimento de onda, ter uma diferente velocidade de propagação, gerando atrasos na propagação, numa única frequência óptica (comprimento de onda) de cada modo individual.
b ) Dispersão material = é um tipo de dispersão cromática. O índice de refração do material que compõe uma fibra óptica tem, via de regra, uma dependência não-linear com o comprimento de onda ou frequência óptica transmitida. Isso implica diferentes atrasos (velocidades) de propagação para os vários componentes espectrais de um dado modo de propagação.
c ) Dispersão do guia de onda = é um tipo de dispersão cromática. Esta dispersão depende do número “V” característico do guia de onda luminoso com relação ao comprimento de onda da luz transmitida. No caso de fibras multimodo de sílica, a dispersão do guia de onda é pequena comparada com a dispersão material, podendo ser desprezada. Em fibras monomodo a dispersão por efeito do guia de onda assume uma grande importância, pois, além de ser de magnitude equivalente, tem a propriedade de compensar a dispersão material.
2 – 6 ) Reflexão interna total = a relação entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz num meio qualquer define o “índice de refração” do meio em questão. Dessa forma, meios dielétricos mais densos correspondem a velocidades de propagação da luz menores e vice-versa. O índice de refração de um determinado material é função do comprimento de onda.
 A propagação da luz numa interface de dielétricos com índices de refração diferentes experimenta os fenômenos de reflexão e refração.
 Quando a refração ocorre na passagem da luz de um meio dielétrico mais denso para um meio menos denso, o ângulo do raio refratado é sempre maior que o ângulo do raio incidente. Existe uma situação limite para a refração onde um raio incidente com um determinado ângulo, menor que 90º, conhecido como “ângulo crítico”, implica um raio refratado que se propaga paralelamente na interface entre os dois dielétricos. Qualquer raio incidente com um ângulo superior ao ângulo crítico não será refratado, mas refletido totalmente. Esse efeito de “reflexão interna total” é o mecanismo básico de propagação da luz em fibras ópticas.
2 – 7 ) Espectro eletromagnético = a faixa de frequência programada para transmissões através de fibras ópticas está entre o infravermelho e o ultravioleta, que abrange as frequências de 100 a 1000 Terahertz.
 As frequências ópticas associadas aos sistemas de comunicações por fibra ópticas costumam ser referenciadas em termos de “comprimentos de onda”, a fim de diferenciá-los dos sistemas eletromagnéticos convencionais, elas oferecem alta capacidade de transmissão dos sistemas, podendo alcançar velocidades da ordem de 10.000 vezes superiores às dos atuais sistemas de micro-ondas.
 A distinção entre as ondas eletromagnéticas é feita pela frequência ( em Hz ) e pelo comprimento de onda ( em metros ). 
  O espectro óptico está dividido em três faixas denominadas de banda infravermelha, banda visível e banda ultravioleta. As bandas ultravioleta e infravermelha não são visíveis pelo ser humano. A banda visível gera as cores. O exemplo natural e mais conhecido é o arco-íris, formado pela luz do sol. A faixa de frequência utilizada atualmente em comunicações ópticas está na faixa do infravermelha, com comprimento de onda variando de 800 nm a 1700 nm ( nanómetros ).
 
 
2 – 8 ) Questionário.
 1 ) O que é uma fonte luminosa ?
 2 ) Como podem serem os feixes luminosos ?
 3 ) Como classificamos uma fonte luminosa quanto às dimensões ?
 4 ) O que é uma fonte luminosa puntiforme ?
 5 ) O que é uma fonte luminosa extensa ?
 6 ) Como classificamos uma fonte luminosa quanto à origem da luz ?
 7 ) O que é uma fonte luminosa primária ?
 8 ) O que é uma fonte luminosa secundária ?
 9 ) Como classificamos os meios em que a luz se propaga ?
 10 ) Caracterize um meio de propagação da luz transparente ?
 11 ) Caracterize um meio de propagação da luz translúcido ?
 12 ) Caracterize um meio de propagação da luz opaco ?
 13 ) O que é refração da luz ?
 14 ) O que é índice de refração da luz ?
 15 ) O que nos diz a lei de refração comprovada por Snell Descartes ?
 16 ) Como podem serem os ângulos limite de propagação da luz ?
 17 ) Caracterize ângulo limite de incidência ? 
 18 ) Caracterize ângulo limite de refração ?
 19 ) O que é dispersão em um sistema de propagação da luz ? 
 20 ) Quais os tipos de dispersão da luz em fibras ópticas ?
 21 ) Caracterize a dispersão modal ou intermodal ?
 22 ) Caracterize a dispersão material ?
 23 ) Caracterize a dispersão do guia de onda ?
 24 ) Caracterize reflexão interna total em um sistema de propagação da luz ?
 25 ) Qual a faixa de frequência utilizada para transmissões através de fibras ópticas ?
UNIDADE III - FIBRAS ÓPTICAS.
3 – 1 ) Abertura numérica = Define-se como “abertura numérica” (AN) o ângulo formado entre um eixo imaginário “E”, localizado no centro de uma Fibra Óptica, e um raio de luz incidente, de tal forma que este consiga sofrer a primeira reflexão, necessária para a luz se propagar ao longo da fibra.
 Ângulo de aceitação = é o ângulo de incidência limite para os raios incidirem no núcleo de uma fibra óptica, acima do qual os raios não satisfazem as condições de reflexão interna total e, portanto, não são transmitidos. Esse “ângulo de aceitação” da fibra, é deduzido aplicando-se a lei de Snell nas condições de reflexão interna total.
 A partir da noção de ângulo de aceitação, é definido um importante parâmetro de uma fibra óptica, que é a sua “abertura numérica”.
 A abertura numérica de uma fibra óptica costuma também ser expressa em termos da “diferença relativa de índices de refração” entre o núcleo e a casca da fibra que é definida tanto para o perfil de índicetipo degrau quanto para o tipo gradual.
 A abertura numérica de uma fibra óptica é muito útil para medir sua capacidade de captar e transmitir luz. È interessante notar que essa capacidade independe do diâmetro do núcleo da fibra óptica. 
 
 A figura acima mostra que os raios de luz incidentes “1” e “2” não conseguem se propagar ao longo da fibra, por não estarem dentro de uma figura geométrica, na forma de um cone, chamado de “cone de aceitação” referente a abertura numérica ( AN ). De maneira simplificada, podemos dizer que a abertura numérica de uma fibra óptica, traduz a capacidade desta fibra em captar luz. E calculamos pela seguinte fórmula. 
 
 
 Uma fibra óptica multimodo irá somente propagar luz que entre na fibra dentro de um certo cone, conhecido como “cone de aceitação” da fibra. O semi-ângulo deste cone é chamado “ângulo de aceitação” “θ máx.”. Para fibra multimodo de índice degrau, o ângulo de aceitação é determinado apenas pelos índices de refração do núcleo e da casca.
3 – 2 ) Janelas de transmissão = são aquelas frequências em que a propagação da luz na fibra óptica oferece “atenuação mínima”. Através de testes e comprovações, chegou-se as frequências em que o comprimento de onda mais adequado para a transmissão da luz em fibras ópticas são os de: 850 nm, 1300 nm e 1550 nm.
 Fórmula para calcular o comprimento de onda: C
 λ = --------
 Onde: F
 λ = comprimento de onda. ( representado pela letra grega “lambda” )
 C = velocidade da luz = 300.000 Km/seg.
 F = frequência do sinal. 
 Em sistemas de curta distância, justifica-se a operação do comprimento de onda de 850 nm, por apresentarem atenuações típicas da ordem de 3 a 5 dB / Km, e, pela simplicidade, custos da tecnologia disponível de fontes e detectores luminosos.
 Em sistemas de enormes capacidades de transmissão, utiliza-se o comprimento de onda de 1300 nm , apesar de não corresponder a um mínimo de atenuação, não oferece dispersão material. Nessa janela existem fibras comerciais com atenuações da ordem de 0,7 a 1,5 dB / Km.
 A janela de transmissão que possui comprimento de onda de 1550 nm apresenta uma atenuação espectral mínima para fibras de sílica, da ordem de 0,2 dB / Km, muito próximas do limite teórico de perdas para este comprimento de onda.
 
 
3 – 3 ) Atenuações = a atenuação experimentada pelos sinais luminosos propagados através de uma fibra óptica é uma característica cujo papel é fundamental na determinação da distância máxima ( alcance ) entre um transmissor e um receptor óptico. A atenuação ( ou perdas de transmissão ) de uma fibra óptica costuma ser definida em termos da relação de potência luminosa na entrada da fibra de comprimento “L” e a potência luminosa na sua saída. Essa relação, em geral expressa em decibéis por quilômetro ( dB / Km ), é dada por
 Log ( Pi / Po )
 α f = 10 --------------------
 L
Onde o comprimento da fibra é dado em quilômetros.
 Os mecanismos básicos responsáveis pela atenuação em fibras ópticas são os seguintes: absorção, espalhamento, curvaturas e projeto do guia de onda.
- Perdas por absorção = as perdas por absorção são divididas em três tipos: intrínseca, extrínseca e por defeitos estruturais.
 As perdas por absorção intrínseca dependem do material usado na composição da fibra e constitui-se no principal fator físico definindo a “transparência” de um material numa região espectral especificada.
 As perdas por absorção extrínseca resultam da contaminação de impurezas que o material da fibra experimenta durante seu processo de fabricação.
 As perdas por absorção devidos à defeitos estruturais resultam do fato de a composição do material da fibra estar sujeita a imperfeições, tais como, por exemplo, a falta de moléculas ou a existência de defeitos do oxigênio na estrutura do vidro.
- Perdas por espalhamento = as perdas por espalhamento são divididas em quatro tipos: de Rayleigh, de Mie, de Brillouin estimulado e de Raman estimulado.
 As perdas por espalhamento de Rayleigh são mecanismos “lineares” de espalhamento causado pela transferência (linear) de potência de um modo guiado para modos vazados ou irradiados. O espalhamento de Rayleigh é causado por variações de natureza aleatória na densidade do material da fibra que ocorrem em distâncias muito pequenas quando comparadas com o comprimento de onda da luz transmitida.
 As perdas por espalhamento de Mie são mecanismos “lineares” de espalhamento causado pela transferência (linear) de potência de um modo guiado para modos vazados ou irradiados. O espalhamento de Mie é causado pela existência na fibra de não-homogeneidade de dimensões comparáveis à do comprimento de onda da luz transmitida.
 As perdas por espalhamento de Brillouin estimulado são mecanismos”não-lineares” que implicam a transferência de potência luminosa de um modo guiado para si mesmo, ou para outros modos, em um comprimento de onda diferente. Os efeitos dos espalhamento de Brillouin estimulado são geralmente significativos apenas em fibras monomodo. O espalhamento de Brillouin é um efeito que pode ser visto como sendo uma modulação (em frequência) da luz transmitida, pelas vibrações moleculares térmicas.
 As perdas por espalhamento de Raman estimulado são mecanismos”não-lineares” que implicam a transferência de potência luminosa de um modo guiado para si mesmo, ou para outros modos, em um comprimento de onda diferente. Os efeitos dos espalhamento de Raman estimulado são geralmente significativos apenas em fibras monomodo. O espalhamento de Raman ocorre também a partir de um certo limiar de potência luminosa, segundo um processo de geração similar ao espalhamento de Brillouin. Neste caso, porém, a transferência de potência ocorre principalmente na direção de propagação.
- Perdas por curvaturas = qualitativamente, as perdas por curvaturas podem ser explicadas examinando-se o campo evanescente que se propaga na casca da fibra. A partir de um determinado raio de curvatura, o campo evanescente na casca deveria propagar-se a uma velocidade maior que a luz para poder acompanhar o campo propagando-se no núcleo da fibra. Como isso não é possível, a energia luminosa associada ao campo evanescente perde-se por irradiação. As perdas por curvatura são divididas em dois tipos: macrocurvaturas e microcurvaturas.
 As perdas por macrocurvaturas ocorrem quando um cabo óptico “dobra” um canto ou uma esquina. Ou seja, quando os raios de curvatura são grandes comparados com o diâmetro da fibra.
 As perdas por microcurvaturas ocorrem quando as fibras são incorporadas em cabos ópticos. Ou seja, quando os raios de curvaturas são próximos ao raio do núcleo da fibra.
- Perdas por projeto do guia de onda = a atenuação em fibras ópticas pode ser afetada intrinsecamente pelas características do guia de onda. A potência que se propaga numa fibra óptica não está totalmente confinada, no núcleo. A parte da potência luminosa que se propaga na casca é atenuada pelas características de atenuação da casca da fibra.Por isso, é importante no projeto de uma fibra óptica com baixas perdas, considerar as seguintes alternativas: garantir que a maior parte da potência luminosa seja confinada no núcleo da fibra, e, utilizar uma casca com espessura adequada e composta por um material com perdas comparáveis às do material do núcleo.
3 – 4 ) Tipos de Fibras ópticas = as fibras ópticas costumam ser classificadas a partir de suas características básicas de transmissão, ditadas essencialmente pelo perfil de índices de refração da fibra e pela sua habilidade em propagar um ou vários modos de propagação. Com implicações principalmente na capacidade de transmissão e nas facilidades operacionais em termos de conexões e acoplamento com fontes e detectores luminosos, resultam dessa classificação básica, os seguintes tipos de fibras ópticas: multímodo índice degrau, multímodo índice gradual e monomodo.
- Fibras multimodo índice degrau = são as mais simples, foram as pioneiras em termos de aplicações práticas. Apresenta uma capacidade de transmissão limitada, pois a banda passante é muito estreita, porém de fabricação simples. Atualmente é pouco usada em telecomunicações e aplicações de comunicação de dados.
 Este tipo básico de fibra óptica caracteriza-se, essencialmente por variação abrupta do índice de refração do núcleo com relação à casca, dando origem ao perfil de índices tipo “degrau”, dimensões e diferença relativa de índices de refração implicando a existência de “múltiplos modos” de propagação.
 
d1 – diâmetro do núcleo de 50μm a 200μm
d2 – diâmetro da fibra (núcleo+casca) 380 μm
- Fibras multimodo índice gradual = apresenta um modo de fabricação um pouco mais complexa, caracterizam-se principalmente pela sua maior capacidade de transmissão com relação às fibras multimodo índice degrau. Desenvolvida especialmente para as aplicações em sistemas de telecomunicações, apresentam dimensões menores que as de índice degrau ( mas suficientemente moderadas de maneira a facilitar as conexões e acoplamentos ) e aberturas numéricas não muito grandes, a fim de garantir uma banda passante adequada às aplicações. Esta fibra apresenta uma redução da dispersão, aumento da banda passante e como consequência um aumento da capacidade de transmissão da fibra.
 Em termos de estrutura básica, as fibras multímodo índice gradual caracterizam-se essencialmente por apresentarem variações graduais do índice de refração do núcleo com relação à casca, dando origem ao perfil de índices tipo “gradual”, e, por apresentarem dimensões e diferença relativa de índices de refração implicando a existência de “múltiplos modos” de propagação. 
 d1 → diâmetro do núcleo de 50 μm a 100 μm (tipicamente 50 μm e 62,5 μm)
 d2 → diâmetro da fibra óptica (nucleo + casca) de 125 μm
- Fibras monomodo = as fibras monomodo possuem um núcleo de diâmetro finíssimo (muito menor que os das fibras multimodo) e também possuem um único modo de propagação com a luz percorrendo o interior da fibra por um único caminho, isto é, um único modo.
 Como as fibras monomodo superam as capacidades de transmissão das fibras multimodo, esse tipo de fibra é largamente utilizado em comunicações de médias e longas distâncias. Os enlaces com fibras monomodo, geralmente, ultrapassam 50 km entre os repetidores.
 d1 → diâmetro do núcleo de 10 μm
 d2 → diâmetro da fibra óptica (nucleo + casca) de 125 μm
 Também se diferenciam pela variação do índice de refração do núcleo em relação à casca, e se classificam em:
- “Single Mode (SM – G.652 ITU-T): possui grande dispersão cromática. No entanto, como essa fibra tem um núcleo maior do que os novos tipos de fibra óptica, seu uso é bom em sistemas que requerem grande capacidade de comprimentos de onda.
- Dispersion Shifted (DS – G.653 ITU-T): fibra sem dispersão. Pensava-se que seria boa para ser usada em sistemas WDM e SDH de alta capacidade. Porém, com o crescimento da quantidade de comprimentos de onda, constatou-se que ela sofre efeitos de mistura de quatro ondas, o que restringiu seu uso em sistemas de WDM. 
- Non Zero Dispersion (NZD – G.655 ITU-T): fibra com dispersão baixa, mas não nula. Foi criada para servir de meio termo entre os dois tipos de fibra anteriores. Para diminuir a dispersão cromática, o núcleo da fibra foi reduzido. Essa redução impede seu uso em sistemas com muitos comprimentos de onda.
- Low Water Peak (LWP – G.652D ITU-T): é tipo de fibra onde os processos de fabricação eliminaram a contaminação por íons hidroxila, permitindo que a utilização dos comprimentos de onda ao redor de 1400 nm.
 
 
3 – 5 ) Nova tecnologia = No começo dos anos 70, cientistas da Corning ( maior fabricante de fibras ópticas do mundo ), inventaram a fibra óptica de baixa perda. Linhas da espessura de fios de seda fabricadas com vidro superpuro e capazes de transmitir voz, imagens e dados à velocidade da luz.
 Mais alguns anos, e esta mesma empresa, inventa fibra óptica ultra flexível, ficando mais fácil levar a rede até apartamentos localizados em prédios altos. Esta nova tecnologia permite dobrar a fibra ou contornar cantos sem que aconteça perda da luz. Pois ela é em torno de cem vezes mais maleável que a fibra comum.
3 – 6 ) Processos de fabricação das fibras ópticas = o material utilizado na fabricação de fibras ópticas deve atender aos seguintes requisitos básicos: excelente transparência, ter propriedades térmicas e mecânicas compatíveis e índices de refração ligeiramente diferentes e possibilidade de realização de fibras longas, finas e flexíveis. 
 Considerando-se a janela espectral típica das fibras atualmente ( 0,7 a 1,6 micro-milímetro), destacam-se dois tipos fundamentais: vidros de sílica ( SiO2 ) pura ou dopada e vidros multicompostos.
 A distinção entre estes dois tipos de vidros para fibras ópticas reside, principalmente nos processos de fabricação. Em ambos os casos, os materiais em questão têm uma estrutura vítrea isotrópica e são transformados em fibra na forma de um fluído.
 As fibras de “vidros de sílica com dopantes” caracterizam-se por um processo de fabricação baseado em duas etapas. Na primeira etapa é fabricado, através de um processo de “deposição química de vapor”, um bastão de sílica com a composição de dopantes ( GeO2, P2O5, B2O3 e F ) desejada para o núcleo e a casca de fibra. Este bastão de sílica preliminar é chamado de “preforma”. Na segunda etapa, este bastão, através de um processo de “puxamento” em alta temperatura ( 2.000 º C ), é transformado numa fibra óptica.
 No caso das fibras de “vidros multicompostos”, primeiramente são formados bastões de vidro multicomposto, um para o núcleo e outro para a casca, pelo processo clássico de fabricação de vidros a partir de materiais em pó muito puros. Os bastões de vidro multicompostos assim formados são, então, utilizados num processo de “fusão direta”, através de um mecanismo conhecido como duplo-cadinho, para a formação da fibra óptica.
- Técnicas de fabricação de preformas.
 As técnicas de fabricação de preformas baseiam-se num processo de “deposição de vapor químico” ( Chemical Vapor Deposition – CVD ), bastante utilizado na fabricação de semicondutores, onde a sílica e os óxidos dopantes são sintetizados por oxidação em estado de vapor a alta temperatura. O modo como é feita a deposição de vapor químico dá origem a duas categorias básicas de técnicas de fabricação de preformas: 
- Deposição de vapor químico externa ( os materiais são depositados externamente à superfície de uma haste de suporte ). Esta pode ser feita lateralmente ou axialmente à haste de suporte inicial, resultando nas seguintes técnicas de fabricação de preformas: OVD ( Outside Vapor Deposition ) e VAD ( Vapor-phase Axial Deposition )
- Deposição de vapor químico interna ( a deposição dos materiais ocorre na superfícieinterna de um tubo de sílica pura ). Pode ser distinguida, pela maneira como é estimulada ( aquecimento ) a deposição, nas seguintes técnicas: MCVD ( Modified Chemical Vapor Deposition ) e PCVD ( Plasma-activated Chemical Vapor Deposition ).
- Técnica OVD = desenvolvida pela “Corning Glass Works” nos EUA e utilizada na fabricação da primeira fibra óptica monomodo. Nesta técnica, uma camada de partículas de vidro é depositada em torno de uma haste de suporte em cerâmica cristalina para formar uma preforma cilíndrica de vidro porosa. A composição do vidro ( diferença de índices ) e as dimensões do núcleo e da casca são definidas pelo controle dos componentes de vapor, durante o processo de deposição, camada por camada.
 Fases da fabricação de fibras ópticas segundo a técnica OVD.
- Técnica VAD = desenvolvida pela NTT no Japão, nesta técnica, as partículas de vidro formadas na oxidação dos vapores reagentes são depositadas gradativamente na base de um bastão de sílica que funciona como suporte (axial) para a formação da preforma porosa. À medida que a preforma porosa cresce, o bastão de suporte, em rotação permanente para manter a simetria cilíndrica da preforma, é lentamente puxado para cima, após, passa por um forno em forma de anel que se encarrega do processo de sintetização, transformando-a numa preforma de vidro transparente.
 
 Fases da fabricação de fibras ópticas segundo a técnica VAD.
 
 
- Técnica MCVD = desenvolvida pela Bell Laboratories nos EUA, nesta técnica, as partículas de vapor oxidado ( vidro ) são depositadas internamente num tubo de sílica aquecido a uma temperatura de aproximadamente 1300 a 1600º C e sintetizadas numa camada de vidro por uma chama de oxigênio-hidrogênio que se move para a frente e para trás ao longo do tubo. Quando a camada de vidro depositada tiver a espessura desejada, o fluxo de vapores reagentes é interrompido e o tubo é aquecido fortemente ( 1900º C ) para transformar o tubo numa preforma cilíndrica sólida.
 
 
 Fases da fabricação de fibras ópticas segundo a técnica MCVD.
 
 
 
- Técnica PCVD = desenvolvida pela Philips na Holanda, nesta técnica, a deposição de partículas no interior do tubo é ativada por um plasma ( não-isotérmico ), gerado por uma cavidade de microondas móvel ao longo do tubo. Outra característica particular é que o tubo não tem movimento rotacional, a uniformidade na deposição das camadas sendo garantida pela simetria da cavidade de microondas e, portanto, da zona de plasma. 
 Fases da fabricação de fibras ópticas segundo a técnica PCVD. 
Puxamento da preforma = uma vez feita a preforma de vidro, o próximo passo na fabricação da fibra óptica é o processo chamado de “puxamento”. Este processo é realizado por um equipamento de puxamento cuja configuração esquemática é ilustrada na figura abaixo. A preforma é colocada por um mecanismo de precisão, num forno onde é fundida ( 2.000 º C ) até o ponto de ser puxada na forma de um filamento fino ( fibra ). O diâmetro da fibra é controlado dinamicamente atuando-se no carretel de puxamento da fibra e no mecanismo de alimentação de preforma. Obtêm-se, assim, variações típicas menores que 2 %. Logo após a medida do diâmetro, a fibra é revestida por um material plástico, a fim de prevenir o desgaste e a deteriorização impostos pelas condições ambientais e preservar as suas propriedades ópticas e mecânicas.
 
Passos na fabricação de fibras ópticas segundo as diferentes técnicas de deposição de vapor químico.
 
 Diagrama esquemático do equipamento de puxamento de preforma e revestimento de fibra óptica.
3 – 7 ) Cabos ópticos quanto a estrutura ( Loose, Tight, Groove e Ribbon ) = os cabos de fibras óptica são constituídos da união de várias fibras de um mesmo tipo, revestidas de materiais que proporcionam alta proteção e resistência às variações do ambiente externo. Em todos os tipos de aplicações em que as fibras são utilizadas, há a necessidade de uma proteção especial por serem muito frágeis, ou seja, em todas as aplicações é necessária a utilização de cabos ópticos.
- Estrutura básica de um cabo de fibras ópticas.
 
Núcleo = o núcleo, (ou “Core”) é onde realmente ocorre a transmissão dos pulsos de luz.
Casca ou Camada de refração = a camada de refração (ou “Cadding”) cobre o núcleo e é responsável pela propagação de todos os feixes de luz, evitando que existam perdas no decorrer dos trajetos.
Revestimento interno = o revestimento (ou “Coating”) tem função de proteção primária, isolando os impactos externos e evitando que a luz natural (externa) atinja as fibras de vidro internamente, o que poderia resultar em interferências no sinal transmitido.
Fibra de fortalecimento = têm a função de proteger a fibra de quebras que podem acontecer em situações de torção do cabo, impactos no transporte além de permitir o puxamento do cabo durante o processo de instalação.
Capa protetora = essa camada de proteção é composta por uma camada plástica e é responsável pela proteção externa evitando o desgaste natural por exposição ao ambiente.
- Tipos de cabos de fibras ópticas = Quanto à composição interna das fibras ópticas os cabos podem ser: 
a ) Cabos tipo Loose = neste tipo de cabo as fibras são acomodadas dentro de um tubo com diâmetro muito maior que o das fibras. Promove assim o isolamento das fibras quanto a tensões externas nos cabos, tais como tração, flexão ou variações de temperatura. Com a finalidade de isolar as fibras da umidade externa, normalmente, é aplicado um gel derivado de petróleo. Este tipo de cabo é usado em sistema de comunicação de longas distâncias e ficam instalados em condutos, postes, enlaçamentos suspensos, percursos sujeitos a variações externas de temperaturas, enterrados ou na água.
 
b ) Cabos tipo Tight = Neste tipo de estrutura, as fibras são revestidas de plástico e acima deste revestimento elas recebem um segundo revestimento de nylon ou poliéster que irá proporcionar uma proteção maior para as fibras dentro dos cabos. As fibras após receberem este revestimento, são agrupadas juntas com um elemento de tração que irá dar-lhe resistência mecânica, sobre este conjunto é aplicado um revestimento externo que irá proteger o cabo contra danos físicos. Este tipo de cabo foi o primeiro a ser usado para interligar centrais telefônicas, mas atualmente eles estão sendo usados em aplicações internas de curtas distâncias, onde suas características de revestimento se mostram favoráveis. 
 
 
c ) Cabos tipo Groove = Em uma estrutura tipo Groove as fibras ópticas são acomodadas soltas nas ranhuras que possuem um formato em “V” de um corpo de estrutura interna do tipo “estrela” que irá proporcionar uma melhor acomodação para as fibras. Esta estrutura apresenta ainda um elemento de tração ou elemento tensor incorporada em seu interior, a função básica deste elemento é de dar resistência mecânica maior ao cabo. Uma estrutura deste tipo permite um número muito maior de fibras por cabo, podendo chegar a 864 fibras..
 
d ) Cabos tipo Ribbon = Este tipo de estrutura é derivada do tipo GROOVE, nestes cabos as fibras são agrupadas horizontalmente e envolvidas por uma camada de plástico, tornando-se um conjunto compacto. Estes conjuntos são alojados nas ranhuras das estruturas estelares do cabo tipo groove. Essa configuração é utilizada em aplicações em que é necessário um número muito grande de fibras ópticas (4.000 fibras).
 
 
 Exemplo de nomenclatura (marcação) nos cabos de fibras ópticas
 
Onde:
CFOA – Cabo de Fibra Óptica Revestida em Acrilato
XX – Tipo de Fibra Óptica:
SM (Monomodo)
MM (Multimodo)NZD (Monomodo c/ Dispersão Não Nula )
DD – Duto Dielétrico
G – Geleado
Z – Número de Fibras Ópticas
MÊS/ANO =  Data de fabricação (mm/AAAA)
LOTE = Número do lote de fabricação
(**) = Marcação Sequencial Métrica       xxxxxx m
Nomenclatura (ABNT)
 Veja nas figuras abaixo a nomenclatura usada nos cabos de fibras ópticas segundo à aplicação dos mesmos.
 
 
 Código de cores para cabos de fibras ópticas.
3 – 8 ) Tipos de redes utilizando cabos ópticos = podemos classificar os cabos ópticos de acordo com sua utilização técnica e forma de configuração da rede em termos de estrutura de interconexão. 
 Os principais tipos de redes de cabos ópticos são os seguintes:
a ) Cabos ópticos utilizado em redes subterrâneas protegida ( DPE ) = são os cabos ópticos dielétrico protegido enterrado ( DPE ). São constituído por fibras ópticas monomodo ou multímodo índice gradual, revestidas em acrilato, elementos de proteção das unidades básicas, elemento de tração dielétrico, eventuais enchimentos e núcleo preenchido com material resistente à penetração ou propagação de umidade. São protegidos por revestimento de material termoplástico, sobre o qual são aplicados um revestimento de poliamida e uma proteção externa composta de um duto de material termoplástico. 
b ) Cabos ópticos utilizado em redes internas ( CFOI ) = São os cabos ópticos constituído por fibras ópticas ou elementos tipo monomodo ou multimodo índice gradual revestidas em acrilato, elemento de tração dielétrico, núcleo seco e protegido por uma capa externa de material termoplástico retardante à chama.
c ) Cabos ópticos utilizado em redes de terminações ( CFOT ) = São os cabos ópticos constituído por unidades básicas de cordões ópticos, elementos ópticos ou fibras ópticas, elemento de tração dielétrico, eventuais enchimentos, núcleo seco e protegido por uma capa externa de material termoplástico retardante à chama.
 Os cabos ópticos, projetados com características adequadas para a terminação de sistemas ópticos, fazendo a ligação entre o anel óptico metropolitano externo e o equipamento óptico localizado no interior das edificações, sem a necessidade de emendas de transição do ambiente externo para o interno. Estes cabos tem características que atendem simultaneamente, tanto os requisitos exigidos pelo ambiente externo, como resistência a intemperismo (sol, chuva, penetração de umidade), como os requisitos exigidos pelo ambiente interno, como retardância a chamas.
d ) Cabos ópticos utilizado em redes aéreas auto-sustentadas ( AS ) = são os cabos ópticos constituído por fibras ópticas tipo monomodo ou multimodo índice gradual revestidas em acrilato, elementos de tração e sustentação dielétricos, eventuais enchimentos, com elementos de proteção da(s) unidade(s) básica(s) e núcleo resistente a penetração de umidade, e protegidos por um revestimento de material termoplástico.
 Rede composta por cabos ópticos dotados de elementos de sustentação que permitem a instalação diretamente nos postes e torres da linha de distribuição ou transmissão da rede elétrica. Esta família de cabos, é composta desde cabos muito leves para ligação do cliente final em áreas urbanas, até cabos extremamente robustos para instalação de back bones ópticos em Linhas de Transmissão em áreas sujeitas a condições ambientais muito severas de neve e vento.
CFOA-AS-G
 Cabos ópticos auto-sustentados para vãos de 80, 120 ou 200 m, totalmente dielétricos, formados por tubos loose, de núcleo geleado, disponíveis de 02 a 144 fibras, em fibras monomodo do tipo Standard (G652B), Low Water Peak (G652D) ou ainda NZD-Non Zero Dispersion (G655).
e ) Cabos ópticos utilizado em redes de cabos diretamente enterrados ( DE ) = são os cabos ópticos constituído por fibras ópticas tipo monomodo ou tipo multimodo índice gradual revestidas em acrilato, com elementos de proteção da unidade básica, elemento de tração dielétrico, eventuais enchimentos, e núcleo preenchido com material resistente à penetração ou propagação de umidade. 
 Estes cabos são protegidos por um revestimento interno de material termoplástico, um revestimento adicional de poliamida e um revestimento externo de material termoplástico. Deve ser aplicado preferencialmente enterrado em contato direto com o solo. 
f ) Cabos ópticos utilizado em redes de cabos submarino ( CFS ) = a primeira rede de fibra óptica projetada para utilização da técnica DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexer) foi implementada em 1988 e interligou os Estados Unidos com a Grã Bretanha, a Alemanha e a Holanda. Este cabo era associado ao sistema TAT-8 e elevou a capacidade de tráfego entre os EUA e a Europa para 20.000 circuitos de voz.
  No final do século XX e início do século XXI o mundo viu um aumento efetivo de oferta de banda através dos novos sistemas de cabos submarinos que foram lançados neste período no Oceano Pacífico, Oceano Atlântico, Sudeste da Ásia, e América do Sul. Neste período as Américas vivenciaram o lançamento de três novas redes ópticas submarinas de grande capacidade e alta tecnologia que interligam as três Américas circundando-as pelo Atlântico e o Pacífico: SAM1 da Emergia, o South American Crossing da Global Crossing e o 360 Network (Globenet).
  Uma combinação de fatores foi responsável por este aumento de banda, como a demanda reprimida, o aumento de tráfego telefônico e de TV internacional, a Internet, a desregulamentação do setor de telecomunicações em vários países, a competição e o avanço tecnológico como o DWDM, técnicas de amplificação óptica (amplificador óptico em linha, pós-amplificador, pré-amplificador, amplificação remota, etc.). Tais fatores permitiram ampliar as bandas e reduzir os custos de equipamentos, cabos e os serviços de instalação e lançamento, tendo sido determinantes para que os preços de banda passassem a um novo patamar.
  Em paralelo implementaram-se mecanismos de proteção mecânica (dos cabos submarinos) e de sistema (por exemplo, estrutura em anel de autocorreção), conferindo aos sistemas ópticos submarinos novos paradigmas de confiabilidade e disponibilidade. Hoje se tem vários sistemas com capacidade de terabits e técnica de DWDM com 60 – 90 lambdas (comprimentos de onda).
 O tempo de transmissão de um sinal, que nos primórdios da telegrafia ainda era medido em minutos, caiu para milissegundos com o emprego da fibra óptica. Atualmente o maior cabo óptico submarino do mundo em extensão é o SEA-ME-WE 3, que mede 38 mil quilômetros e interliga 32 países do Sudeste Asiático, do Oriente Médio e da Europa.
 Repetidor submarino.
 
 
 Os cabos de fibra óptica submarinos são aplicados com auxílio de uma embarcação especialmente desenvolvida para o efeito. Esta foi construída em 1995 pela Kvaerner Masa da Finlândia. A embarcação conta com cerca de 145 metros de comprimento, uma lufada de 24 metros e uma profundidade de 8,5 metros. Este navio consegue acomodar 8500 toneladas de cabos de fibra óptica. O navio conta ainda com 80 cabines e a possibilidade de operar 42 dias consecutivos em alto mar.
 
 Os cabos, antes da aplicação em longo curso pelo oceano, era usados apenas para comunicação ponto a ponto. Contudo, com a utilização desta embarcação e o desenvolvimento dos novos cabos, a internet pode ser distribuída por todo mundo a velocidades bastante elevadas. Estes cabos permitem transmitir informação até cerca de 6000 km a mais de 100 Gbits por segundo sem falhas na transmissão.
 O cabo em termos estruturais é composto por vários cabos de fibra óptica agrupados no seu interior e revestidos por várias camadas que incluem vaselina, cobre, policarbonato, aço e polietileno. Um cabo destes nunca chega a ultrapassar os 3,5 cm de diâmetro.1. Polietileno
2. “Mylar” fita
3. Fios de Aço
4. Barreira de água de alumínio
5. Policarbonato
6. Cobre
7. Vaselina
8. Cabos de fibra óptica
g ) Cabos ópticos utilizado em redes de cabos OPGW ( Óptical Ground Wire ) = são os cabos ópticos utilizados em linhas de transmissão de empresas operadoras de energia elétrica, aproveita uma infraestrutura já existente, ou seja, as torres das linhas de transmissão. Uma vez que a energia elétrica chega a praticamente todos os cantos do Brasil e até mesmo do mundo, percorrendo longas distâncias e atravessando obstáculos como, por exemplo, penhascos e rios, dentre outros, as linhas de transmissão tornaram-se um meio prático para se instalar uma rede de fibra óptica. É especialmente atraente para os usuários de serviços públicos, pois possibilita um canal de comunicação com características de banda larga e de baixa atenuação.
  Dentre os cabos ópticos mais utilizados em linhas de transmissão, existe o cabo OPGW (Optical Ground Wire – Cabo Óptico de Guarda (Terra) da Linha de Transmissão) e o cabo ADSS (All-Dieletric Self-Supporting – Cabo Dielétrico Autossustentado).
 O cabo ADSS é amplamente utilizado pelas empresas transmissoras de energia em todo o Brasil, como por exemplo, a ELETROSUL com 40 km e a FURNAS com 254 km de cabo instalado. O Grupo CEEE, empresa esta onde é desenvolvida a pesquisa, possui em torno de 215 km de cabos ópticos ADSS instalados em suas linhas de transmissão, distribuídos em todo o Estado do Rio Grande do Sul. Nestes cabos trafegam serviços vitais para o SEP (Sistema Elétrico de Potência), tais como, proteção de linhas, supervisão e telecomando de subestações, dentre outros. Também por estes cabos, trafegam serviços não menos importantes, como por exemplo, os canais de fonia e de rede corporativa.
3 – 9 ) Questionário.
 1 ) O que é ângulo de aceitação de uma fibra óptica ?
 2 ) Qual a importância da abertura numérica em uma fibra óptica ?
 3 ) O que é abertura numérica de uma fibra óptica ?
 4 ) O que são janelas de transmissão em uma fibra óptica ?
 5 ) O que é atenuação em uma fibra óptica ?
 6 ) Quais os mecanismos que são responsáveis pela atenuação em uma fibra óptica ?
 7 ) Quais os tipos de perdas por absorção em uma fibra óptica ?
 8 ) De que dependem as perdas por absorção intrínseca em uma fibra óptica ?
 9 ) De que resultam as perdas por absorção extrínseca em uma fibra óptica ?
10 ) De que resultam as perdas por absorção devido à defeitos estruturais em uma fibra óptica ?
11 ) Quais os tipos de perdas por espalhamento em uma fibra óptica ?
12 ) Quais os tipos de perdas por curvaturas em uma fibra óptica ?
13 ) O que devemos considerar em um projeto de fibra, para que se diminua as perdas por projeto do 
 guia de onda ?
14 ) Quais os tipos de fibras ópticas utilizadas em comunicações de dados ou voz ?
15 ) Caracterize uma fibra multimodo índice degrau.
16 ) Caracterize uma fibra multimodo índice gradual. 
17 ) Caracterize uma fibra monomodo.
18 ) Defina o que chamamos de “nova tecnologia” de fabricação de fibras ópticas.
19 ) Faça um resumo do processo de fabricação de fibras ópticas.
20 ) O que é uma “preforma” na fabricação da fibra óptica ?
21 ) Quais as partes que compõem uma estrutura básica de um cabo de fibras ópticas ?
22 ) Qual a importância do núcleo na fibra óptica ?
23 ) Qual a função da casca na fibra óptica ?
24 ) Qual a função do revestimento interno na fibra óptica ?
25 ) Quais os tipos de cabos de fibras ópticas ?
26 ) Cite 6 tipos de redes utilizando cabos ópticos.
UNIDADE IV - EMENDAS E CONEXÕES ÓPTICAS.
 A emenda óptica, basicamente, é a união entre duas fibras ópticas através de um arco voltaico, por um conector ou por meio mecânico. As emendas ópticas servem para dar continuidade ao sinal óptico, ou seja, dar continuidade a um lance de cabos ópticos que esteja sendo instalado. Para cada tipo de emenda existem tipos de ações no preparo da fibra, que exigem cuidados especiais para sua realização. As emendas ópticas, sejam por fusão ou mecânicas, apresentam uma atenuação muito menor que um conector óptico. 
 Os três tipos de emendas ópticas são: por fusão ( as fibras são fundidas entre si ), por conectorização ( são aplicados conectores ópticos nas fibras envolvidas ) ou emenda mecânica ( as fibras são unidas por meios mecânicos ). 
4 – 1 ) Emendas por fusão = é o processo pelo qual, dois seguimentos de fibra são fundidos entre si, através de uma descarga elétrica produzida pelo equipamento. 
 Fusão óptica é a união de duas fibras através de um arco-voltaico. 
 Neste processo, é necessária a utilização de uma máquina de fusão específica. Os dois seguimentos de fibra são fundidos entre si, através de uma descarga elétrica produzida pelo equipamento. A emenda óptica possui uma atenuação muito baixa, por isto é indicada para uniões permanentes. 
 
 As etapas envolvidas são: 
- Limpeza da fibra com álcool isopropílico, utilizando-se algodão, lenços de papel ou gaze; 
- Decapagem, consiste em remoção do revestimento externo de acrilato e do elemento de tração da fibra com alicate e estilete e remoção da casca da fibra utilizando o decapador de fibra óptica; 
- A clivagem de uma fibra óptica consiste no corte das extremidades das fibras em um ângulo de 90º, ou seja, cada ponta da fibra deve ter sua face paralela. Esta necessidade do ângulo ser de 90º é importante para facilitar o polimento. É nesta etapa que devemos ter o máximo de cuidado com o manuseio da fibra. A clivagem de uma fibra óptica é feita usando uma caneta de clivar que faz um risco na fibra, analogamente ao corte de um vidro pelo vidraceiro; 
- Inserção do protetor de emenda, “Tubete Termo Contrátil”; 
- Colocação das fibras no dispositivo “VGroove” da máquina de fusão; 
- Aproximação das fibras até cerca de 1μm; 
- Fusão através de arco voltaico; 
	- Colocação do protetor e aquecimento. 
Esquema de funcionamento: 
a ) Inspeção, alinhamento e aquecimento dos eletrodos; 
b ) Aproximação das fibras em velocidade controlada; 
c ) Geração do arco voltaico e fusão em aproximadamente 2000 ºC; 
d ) Inspeção da emenda, estimativa de atenuação e teste de tração mecânica (estiramento). 
	
 
4 – 2 ) Emendas por conectorização = posicionadas muito perto, isto é conseguido através do uso de um outro tipo de conector chamado de “adaptador”. Este tipo de emenda é executado de forma rápida, desde que os conectores já estejam instalados nos cordões ópticos. É usado em acessórios ópticos chamado de “distribuidor óptico”, onde faz a interface entre um cabo vindo de uma sala de equipamentos e os equipamentos ativos instalados no andar. 
 
4 – 3 ) Emendas mecânicas = a emenda mecânica é utilizada geralmente na manutenção das fibras, pois possui uma atenuação mais alta que a emenda por fusão. Utiliza um dispositivo mecânico para alinhar as fibras. Neste processo, dois seguimentos de fibra são unidos usando-se um “conector óptico mecânico”.
 As etapas envolvidas nesse processo são: 
- Limpeza; 
- Decapagem; 
- Clivagem; 
- Inserção de cada extremidade da fibra em uma extremidade do conector; 
- Verificação da correta posição das fibras; 
- Fechamento do conector. 
 Conector óptico mecânico.
 
4 – 4 ) Tipos de conectores = há vários tipos de conectores ópticos no mercado, cada um voltado a uma aplicação. Basicamente, os conectores são constituídos de um ferrolho com uma face polida, onde é feito o alinhamento da fibra, e de uma carcaça provida de uma capa plástica. Os diversos tipos de conectores variam de acordo com a forma de fixação da fibra (encaixe, rosca). Os conectores sãotodos machos, ou seja, os ferrolhos são estruturas cilíndricas ou cônicas, dependendo do tipo de conector, que são inseridos em adaptadores ópticos. 
 Os conectores utilizam acoplamentos frontais ou lenticulares, sendo que existem três tipos de acoplamentos frontais: quando a superfície de saída é maior que a de entrada, quando a superfície de saída é igual à de entrada e quando a superfície de saída é menor que a de entrada. E existem acoplamentos lenticulares do tipo simétrico e assimétrico. 
 Os requisitos dos conectores são a montagem simples, uma forma construtiva estável, pequenas atenuações e proteção das faces das fibras e os fatores que influenciam em sua qualidade são o alinhamento, a montagem e a característica de transmissão das fibras. Lembrando que existem conectores para fibra única e para várias fibras (múltiplo). 
 Os conectores ópticos servem de interface para vários tipos de equipamentos, por exemplo: 
- Interfaces em redes: LAN's ( Local Area Network = rede de área local ), WAN's ( Wide Area Network = rede de área de longa distância ) ou MAN's ( Metropolitan Area Network = rede de área metropolitana ); 
- Conexão entre cabos do tipo ponto-a-ponto; 
- Painéis de conexão para roteamento de cabos; 
- Conexão entre equipamentos ativos e rede. 
 Os conectores ópticos, quando ligados a um equipamento ativo, são conectados em receptáculos que estão ligados diretamente aos dispositivos ópticos transmissores ou detectores instalados nos equipamentos ativos. 
 As principais características dos conectores ópticos são: 
- Baixas perdas por inserção e reflexão; 
- Estabilidade mecânica da conexão; 
- Montagem bastante simples; 
- Tipo de conectores padronizados pela indústria; 
- Permite várias conexões e desconexões; 
- Baixo custo de operação, aplicação e manutenção. 
 
 
 Partes básicas que compõe um conector óptico.
 Um conector óptico completo.
 
Uma boa conectorização em fibra óptica requer os seguintes cuidados: ambiente limpo, temperatura controlada, baixo nível de umidade e polimento uniforme (mecanizado).
Aplicações dos conectores ópticos = os conectores ópticos são aplicados nas seguintes situações: 
- Extensões ópticas = o conector é aplicado em uma das pontas e a outra será: conectada em uma fibra óptica vinda de um cabo externo ou interno através de uma emenda por “fusão” ou “conector mecânico”; 
- Em cordões ópticos com 1 ou 2 fibras - simplex ou duplex = neste caso o conector é aplicado nas 2 extremidades, dando origem à um Cabo de Manobra ou Path Cord Óptico; 
- Em cordões ópticos adaptadores = quando aplicamos em cada extremidade de um cordão óptico 2 tipos diferentes de conectores ópticos; 
- Multi Cordões = são aplicados vários conectores ópticos em um cabo de fibras ópticas do tipo TIGHT.
 
 Os principais conectores ópticos são: 
SC – Standard Connector, ou conector padrão comum. 
ST – Straight Tip, é um conector mais antigo, muito popular para uso com fibras multimodo; 
LC – Lucent Connector. Conector pequeno, indicado para redes de alta densidade. 
FC – ferrule connector. Conector por ferrolho, está sendo substituído pelo LC e SC. 
MT-RJ – Mechanical Transfer Registered Jack; 
MIC – Media Interface Connector; 
E-2000 – Euro 2000. 
 
4 – 4 – 1 ) Conectores ópticos SC ( Standard Connector = trava ferrolho ) = é um tipo de conector mais comum, foi um dos mais populares, porém, substituído pelos LC. Uma desvantagem dos conectores SC é seu tamanho avantajado, aproximadamente o dobro dos conectores LC.
4 – 4 – 2 ) Conectores ópticos ST ( Straight Tip = trava baioneta ) = é um dos conectores mais antigo, foi utilizado em fibras multimodo durante a década de 1990. Porém estão sendo substituídos pelos LC. Utilizado em fibras multimodo e monomodo, em redes Gigabit.
 
Vista explodida de um conector ST.
4 – 4 – 3 ) Conectores ópticos LC ( Lucent Connector ) = desenvolvido pela empresa Lucent, tem crescido em popularidade, sobretudo no uso de fibras monomodo. Muito utilizado em transceivers ( transceptores ) de 10 Gigabit Ethernet.
4 – 4 – 4 ) Conectores ópticos FC ( Ferrule Connector ) = são ideais para uma conexão segura em ambientes de alta vibração e em testes de laboratório para resultados consistentes. Estão disponíveis em monomodo em PC e APC e multimodo PC. Os conectores vêm com capôt padrão adequado para 900 μm, 2 milímetros ou diâmetros de cabo de 3 mm.
– Single-Modo OS1 = APC de cor verde;
– Single-Modo OS2 = PC de cor azul;
– Multi-Modo OM1/2 = PC de cor preta.
4 – 4 – 5 ) Conectores ópticos MT-RJ ( Mechanical Transfer Registered Jack ) = é um padrão novo de conector, do tipo duplex, que utiliza um ferrolho quadrado com dois orifícios para combinar as duas fibras num único conector, pouco maior que o simplex. É utilizado em fibras multimodo, porém, não é adequado para fibras monomodo. 
 
4 – 4 – 6 ) Conectores ópticos E 2000 ( Euro 2000 ) = utilizado para conectar fibras monomodo e multimodo. Possui ferrolho circular com 2,5 mm de diâmetro. Com sistema de travamento Push-pull. Possui versão simplex e duplex. Resistente a tensão.
 
Diferença entre conectores ópticos PC, APC, SPC, UPC e Flat Polishing
Conheça o significado das siglas:
• Flat Polishing ( polimento plano );
• PC – Phisical Contact polishing ( polimento por contato físico );
• SPC – Super Phisical Contact polishing ( polimento por super contato físico );
• UPC – Ultra Phisical Contact polishing ( polimento por ultra contato físico );
• APC – Angled Phisical Contact polishing ( polimento por ângulo de contato físico );
 Basicamente, a diferença tem a ver com o polimento na extremidade do conector. O polimento do Flat Polishing é em angulo de 90 graus, ou seja, reto. O Polimento PC  tem sua extremidade mais arredondada. O Polimento APC tem sua extremidade em ângulo, é o mais indicado para uso na rede, pois possui baixíssima perda devido ao encaixe entre os conectores, (tipicamente 0,2 dB) o que os tornam capazes de transmitir dados em altíssima velocidade a dezenas de quilômetros. O Polimento SPC e UPC são modelos parecidos com o PC, porém, possuem sua superfície de contato da extremidade com maior qualidade.
4 – 5 ) Atenuações nas conexões entre fibras ópticas. 
 Quando trabalhamos com conectores ópticos, devemos ter em conta que por mais cuidadosos que sejamos quando da manipulação do conector, este sempre apresentará algum tipo de atenuação. 
 As atenuações presentes em um conector podem ser divididas em: 
- Fatores intrínsecos: aqueles que estão associados a fibra óptica utilizada; 
- Fatores extrínsecos: são aqueles associados à conectorização. 
a) Fatores intrínsecos = como mencionado anteriormente, uma fibra óptica é composta por um núcleo e uma casca, quando fazemos a conectorização de uma fibra óptica, esta será ligada à um dispositivo óptico ou outra fibra através de um adaptador, existem, por mais perfeitas que sejam as fibras, diferenças entre seus núcleos e cascas, estas diferenças causam atenuações, estas atenuações são motivadas por: 
- Diferenças na Geometria do Núcleo; 
- Diferenças na Concentricidade entre Núcleo e Casca. 
 Estas diferenças ocasionam na emissão e recepção dos sinais ópticos, causando atenuação. Diferentes tipos de fibras ópticas com diferentes diâmetros da casca necessitam de diferentes tipos de conectores, com diferentes sistemas de travamento de fibra.
 b) Fatores extrínsecos = estes acontecem por imperfeições quando da execução das conexões, e as principais são por: 
- Deslocamento lateral ou axial = Este tipo de deslocamento pode ocorrer quando há uma diferença entre os conectores por deslocamento da fibra instaladano “ferrolho”, ou deslocamento entre ferrolhos causados por adaptadores de má qualidade. 
 
- Deslocamento longitudinal = Quando conectamos 2 conectores ópticos em adaptador é comum deixarmos um espaço mínimo entre ele para que não haja desgaste mecânico entre eles. Ocorre que quando usamos adaptadores que não são confiáveis, este têm uma folga entre os conectores, o que ocasiona uma reflexão da luz incidente (Efeito de Fresnel). Este efeito ocorre por que a luz vindo de um meio N1, no caso a fibra óptica, atravessa um meio N2, no caso o ar, e retorna ao meio N1, extremidade do outro conector. Neste caso, ocorrem perdas por retorno ou reflexão.
 
- Desalinhamento angular = Este tipo de atenuação ocorre quando a clivagem da fibra não está dentro das tolerâncias exigidas. Parte da luz incidente não é aproveitada pelo conector receptor. Quando a clivagem da fibra não foi bem executada, gerando uma superfície não perpendicular ao eixo da fibra ou uma clivagem diferente de 90º. Para evitarmos este tipo de atenuação, devemos efetuar uma clivagem cuidadosa e um polimento na ponta do conector controlada. Neste caso, teremos perdas pela qualidade da superfície. 
 
 
 4 – 6 ) Questionário.
 1 ) Quais os tipos de emendas utilizadas nos cabos ópticos ?
 2 ) Caracterize uma emenda óptica por fusão.
 3 ) Cite cinco etapas envolvidas em uma emenda por fusão.
 4 ) Caracterize uma emenda óptica por conectorização.
 5 ) Caracterize uma emenda mecânica.
 6 ) Caracterize um conector utilizado em redes com fibras óptica.
 7 ) Quais as principais partes de um conector ?
 8 ) Cite três funções dos conectores.
 9 ) Cite cinco características dos conectores utilizados em sistemas ópticos.
10 ) Cite cinco conectores utilizados em sistemas ópticos.
11 ) Caracterize um conector óptico SC .
12 ) Caracterize um conector óptico ST .
13 ) Caracterize um conector óptico LC .
14 ) Caracterize um conector óptico FC .
15 ) Caracterize um conector óptico MT-RJ .
16 ) Quais os fatores que provocam atenuações nos conectores ?
17 ) Caracterize os fatores intrínsecos que causam atenuações nas conexões entre as fibras ópticas ? 
18 ) Quais as diferenças que causam atenuações nas conexões entre as fibras ópticas ?
19 ) O que causam atenuações nas conexões entre fibras ópticas, considerando os fatores extrínsecos ?
20 ) Considerando os fatores extrínsecos, quais as imperfeições na conectorização entre duas fibras ?
UNIDADE V - EMISSORES e RECEPTORES ÓPTICOS.
 Existem dois tipos básicos de fontes ópticas semicondutoras: o diodo eletroluminescente ( Light Emitting Diodes, ou LED ) e o diodo “LASER” ( DL ). A palavra laser é uma sigla derivada de “Ligth Amplificattion by Stimulated Emission of Radiation” (amplificador de luz por emissão estimulada de radiação).
 A diferença entre esses dois tipos de fotoemissores está em que, no LED, predomina o mecanismo de “geração de luz” por recombinações espontâneas; enquanto, no diodo laser, quando operado acima do limiar de oscilação, predomina a emissão “estimulada da luz”. Dessa distinção básica decorrem as diferenças estruturais entre os dois dispositivos, que nem sempre são acentuadas, decorrendo também as diferenças funcionais, que dão ao diodo laser um desempenho geralmente superior e uma operação geralmente mais onerosa e complicada.
 A emissão espontânea e a emissão estimulada de luz são dois processos competitivos entre si, pois ambos se alimentam da mesma população de elétrons e lacunas disponíveis. 
5 – 1 ) EMISSOR LED = o diodo emissor de luz, é o diodo que têm o efeito de produzir luz quando a eletricidade fluir através dele. Nos termos mais simples, um diodo emissor de luz é uma junção de dois tipos diferentes de materiais semicondutores, esta junção é chamada “junção n-p”. O material tipo “n” contém impurezas dispersas com cinco elétrons de valência, como o antimônio, o arsênico e o fósforo. Estas impurezas são chamados de “átomos doadores”, porque contribui com um elétron relativamente “livre“ para a estrutura. O material tipo “p” contém impurezas com três elétrons de valência, como o boro, o gálio e o índio. Estas impurezas são chamadas de “átomos aceitadores”, porque o número de elétrons é insuficiente para completar as ligações covalentes da rede, resultando um buraco que irá aceitar rapidamente um elétron. Os elétrons e os buracos podem se deslocar sob efeito de um campo elétrico e, ao se recombinarem, um fóton ou partícula de luz é produzido.
 
 Entre os dispositivos utilizados como fonte semicondutora de luz, os LED’s são os mais simples, baratos e confiáveis. Suas principais desvantagens em relação ao diodo laser residem no espectro mais largo da luz gerada, na menor eficiência do acoplamento de luz na fibra, e nas limitações mais acentuadas na velocidade de modulação. Por esses motivos, os LED’s são em geral utilizados em sistemas de transmissão de menor capacidade.
 Nos LED’s utilizados em comunicações ópticas, a região ativa está geralmente situada no meio de uma dupla heterojunção. Dependendo da geometria do dispositivo, porém, as funções da heteroestrutura podem diferir. Há duas geometrias básicas em uso comercial: a dos LED’s de emissão por superfície ( surface emitting LED’s, ou SLED’s ), e a dos LED’s de emissão lateral ( edge emitting LED’s, ou ELED’s ).
 
 
5 – 2 ) EMISSOR LASER = a estrutura do “diodo laser” ( DL ) é genericamente semelhante à dos ELED’s. O dispositivo é dimensionado, porém, para que os campos ópticos guiados entrem em oscilação, gerando uma potência óptica muito maior por unidade da corrente injetada. Além disso, o mecanismo da oscilação gera uma radiação mais coerente, com espectro mais estreito e feixe mais diretivo.
 Para que a oscilação dos campos seja desencadeada num certo comprimento de onda “λ”, duas condições são necessárias: deve haver um caminho de realimentação positiva da luz, e, neste caminho de realimentação positiva, o ganho óptico deve ao menos igualar as perdas ópticas, provocando uma condição conhecida como “transparência”.
 No diodo laser semicondutor convencional, conhecido como “DL” do tipo “fabry-Perot”, a realimentação positiva é fornecida pela reflexão da luz entre dois espelhos rigorosamente paralelos, criados pela clivagem do cristal nas extremidades da região ativa. Para que as faces clivadas resultem em interferência construtiva entre ondas sucessivas refletidas, gerando a necessária realimentação positiva, é preciso que a distância de uma ida e volta entre os espelhos, dada pelo dobro do comprimento “L” da região ativa, seja um múltiplo inteiro de comprimentos de onda no cristal.
 λ
 2 L = m ---------
 Ng
 Onde “Ng” é o índice de refração efetivo do guia de onda, e “m” é um número inteiro.
 A primeira demonstração de emissão de luz coerente por parte de um diodo foi feita no centro de pesquisa da General Electric por Robert N. Hall e sua equipe, e, por Marshall Nathan no TJ Watson da IBM, em 1962. O primeiro laser visível foi construído por Nick Holonyak nos finais do mesmo ano. Como qualquer tipo de laser, o laser semicondutor produz luz fortemente monocromática, coerente, com polarização e direção bem definidas. O funcionamento do laser semicondutor é similar ao funcionamento do diodo padrão. A diferença está na geração de fotões que, para o caso do diodo, tem origem na emissão espontânea enquanto que no laser semicondutor tem origem na emissão estimulada. Daí se utilizar o termo “laser diodo” para descrever o laser semicondutor. Em vez de meios ativos sólidos ou gasosos, o laser diodo utiliza uma junção “PN” para este