TRABALHOS DE SEMINÁRIOS INTEGRADOS

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
MATÉRIA: SEMINÁRIOS INTEGRADOS EM SISTEMAS DE INFORMAÇÃO
TRABALHO: ESCOLHER UM ASSUNTO DE UMA DAS QUESTÕES E COMENTAR SOBRE ELA.
ALUNA: MARIANA BEATRIZ SILVA DOS SANTOS
CURSO: SISTEMAS DE INFORMAÇÃO
FIBRA ÓTICA
A tecnologia de fibra ótica, consiste no uso de fibras de vidro (ou plástico) para transmitir dados por meio da luz. Um cabo de fibra ótica é constituído por um feixe de fios de vidro, cada um dos quais é capaz de transmitir mensagens à altas velocidades pelas ondas de luz.
As fibras óticas são amplamente utilizadas em telecomunicações, e permitem a transmissão em longas distâncias a larguras de banda mais altas (taxas de dados) do que outras formas de comunicação. As fibras são usadas em vez de fios de metal (como o par metálico e o cabo coaxial), porque os sinais viajam ao longo deles, com menos perdas e também são imunes à interferência eletromagnética.
As fibras também são utilizadas para a iluminação, e são embaladas em pacotes, de modo que elas podem ser utilizadas para transportar imagens, permitindo assim a visualização em espaços confinados. Fibras especialmente projetas são usadas para uma variedade de outras aplicações, incluindo sensores e lasers de fibra.
ESTRUTURA
Um cabo de fibra ótica é uma fibra flexível, transparente, feita de vidro de alta qualidade (sílica) extrusado, ou de plástico, é ligeiramente mais espesso que fio um cabelo humano. Podendo funcionar como um guia para as ondas de luz, como um “túnel de luz”. Isso possibilita transmitir a luz entre as duas extremidades da fibra.
Fibras óticas normalmente incluem um núcleo transparente rodeado por um material de revestimento transparente, com menor índice de refração. A luz é mantida no núcleo por reflexão totalmente interna. Isto faz com que a fibra atue como um guia de ondas. As fibras que sustentam muitos caminhos de propagação ou modos transversais são chamadas fibras multímodo (MMF).
Enquanto que aquelas que suportam apenas um único modo são chamadas fibras monomodo (SMF). Fibras multímodo geralmente têm o diâmetro do núcleo mais amplo, e são usadas para links de comunicação de curta distância e para aplicações onde a alta potência deve ser mantida na transmissão. Fibras monomodo são usadas para a maioria dos links de comunicação com mais de 1.000 metros.
Juntar comprimentos de fibra óptica é mais complicado do que unir fios ou cabos elétricos. As extremidades das fibras deve ser cuidadosamente clivadas, e, em seguida, unidas em conjunto, quer mecanicamente ou por meio da fusão com calor. Conectores de fibras ópticas especiais de ligações removíveis, também são utilizados.
CARACTERISTICAS DAS FRIBAS MONOMODO E MULTIMODO
Monomodo:
Permite o uso de apenas um sinal de luz pela fibra;
Tem núcleo de 8 a 9 μm e casca de 125 μm;
Alcance limitado de 4km para cabeamento estruturado;
Dimensões menores que os outros tipos de fibras;
Maior banda passante por ter menor dispersão;
Utiliza comprimentos de ondas de 1.310 ou 1550 nm;
Geralmente é usado laser como fonte de geração de sinal.
Multimodo:
Tipo mais comum em cabeamentos primários inter e intra edifícios;
Tem núcleo de 50 ou 62,5 μm (equivale à milésima parte do milímetro) e casca de 125μm;
Permite o uso de fontes luminosas de baixa ocorrência tais como LEDs (mais baratas);
Alcance limitado de 2km para cabeamento estruturado;
Diâmetros grandes facilitam o acoplamento de fontes luminosas e requerem pouca precisão nos conectores;
Muito usado para curtas distâncias pelo preço e facilidade de implementação pois a longa distância tem muita perda.
E podendo ter características como:
OPGW: Função original dos cabos de para raio, exercer blindagem contra DA diretas nos condutores fase, além de suportar o feixe de FO.
ADSS: Função original dos cabos ADSS ou dielétricos, utilizar um cabo com características isolantes em pequenos lances, além de suportar o feixe de FO.
APLICAÇÕES
Aplicações na Comunicação:
A fibra ótica pode ser utilizada como um meio para telecomunicações e redes de computadores, pois é flexível e pode ser agrupada em cabos. É especialmente vantajosa para comunicações de longa distância, porque a luz se propaga através da fibra com pouca atenuação em comparação com cabos elétricos. Isso permite longas distâncias usando repetidores.
Os sinais de luz na fibra foram modulados a taxas tão elevadas quanto 111 gigabits por segundo (Gbit/s), embora 10 ou 40 Gbit/s é o padrão dos sistemas implantados. Em junho de 2013, pesquisadores demonstraram uma transmissão de 400 Gbit/s.
Aplicações em sensores:
Fibras têm muitos usos no sensoriamento remoto. Em algumas aplicações, o sensor é feito da própria fibra ótica. Em outros casos, a fibra é usada para ligar um sensor para a medição. Dependendo da aplicação, a fibra pode ser utilizada devido ao seu pequeno tamanho, ou devido ao fato de que não é precisa de energia elétrica no local remoto, ou porque vários sensores podem ser multiplexados ao longo do comprimento de uma fibra utilizando diferentes comprimentos de onda de luz para cada sensor, ou através da detecção do intervalo de tempo quando a luz passa ao longo da fibra através de cada sensor. O tempo de atraso pode ser determinado utilizando um dispositivo tal como um reflectômetro no domínio do tempo óptico.
As fibras óticas podem ser usadas como sensores para medir a tensão , a temperatura, pressão e outras grandezas. Sensores que variam a intensidade da luz são os mais simples, uma vez que são necessários apenas uma fonte e um detector simples. Uma característica particularmente útil dos referidos sensores de fibra ótica é de que eles podem, se necessário, proporcionar detecção de distribuídos a distâncias de até um metro.
Outros usos para sensores de fibra ótica, incluem sistemas de segurança avançados de detecção de intrusão. A luz é transmitida ao longo de um cabo do sensor de fibra ótica colocado em uma cerca, encanamento, ou cabeamento, e o sinal de retorno é monitorado e analisado para detectar distúrbios. Este sinal de retorno é processado digitalmente para detectar distúrbios e disparar um alarme se uma intrusão ocorrer.
UM POUCO DE HISTÓRIA... 
A fibra ótica, seja vista como fruto do mundo moderno, é bastante simples, e relativamente antiga. Orientadores de luz por refração, o princípio que as torna possíveis, foi demonstrado pela primeira vez por Daniel Colladon e Jacques Babinet em Paris no início de 1840.
Em 1880, Alexander Graham Bell e Sumner Tainter inventaram o Photophone em Washington, para transmitir sinais de voz num feixe óptico. Era uma forma avançada de telecomunicações, mas sujeita a interferências atmosféricas e impraticável até o transporte seguro de luz que seria oferecido por sistemas de fibra-ótica. No final do século 19 e início do século 20, a luz foi guiada através hastes de vidro dobradas para iluminar cavidades do corpo.
As aplicações práticas, tais como iluminação interna na odontologia, surgiram no início do século 20. A Transmissão de imagens por meio de tubos foi demonstrada de forma independente pelo pesquisador de rádio Clarence Hansell e o pioneiro da televisão John Logie Baird em 1920. O princípio foi utilizado pela primeira vez para exames médicos internos por Heinrich Lamm na década seguinte.
Fibras óticas modernas, em que a fibra de vidro é revestida com um revestimento transparente para oferecer um melhor índice de refração, surgiram mais tarde. Pesquisadores do Imperial College, em Londres conseguiram baixar a perda de transmissão de luz através de um pacote de 75 centímetros de comprimento que combinou vários milhares de fibras.
A NASA usou fibra ótica nas câmeras de televisão que foram enviadas para a lua. Na época, o uso das câmeras foi classificado confidencial e somente aqueles com o certificado de segurança certo ou aqueles acompanhados por alguém com a habilitação de segurança certa foram autorizados a lidar com as câmeras.
O campo emergente dos cristais fotônicos, levou ao desenvolvimento em 1991 de fibrafotônica de cristal, que orienta luz por difração de uma estrutura periódica, ao invés de reflexão interna total. As primeiras fibras de cristal fotônicas se tornaram comercialmente disponíveis em 2000. Fibras de cristal podem transportar energia fotônica superior do que as fibras convencionais e suas propriedades de comprimento de onda podem ser manipuladas para melhorar o desempenho.
A REFLEXÃO INTERNA TOTAL
Quando luz que viaja num meio oticamente denso atinge um limite em que um ângulo (maior do que o ângulo crítico para a fronteira), a luz é totalmente refletida. Isto é chamado de reflexão interna total. Este efeito é utilizado em fibras ópticas para confinar a luz no núcleo. A luz viaja através do núcleo da fibra, saltando para trás e para a frente fora da fronteira entre o núcleo e o revestimento. Porque a luz deve atingir o limite com um ângulo superior ao ângulo crítico, apenas a luz que entra na fibra dentro de uma certa gama de ângulos pode viajar ao longo da fibra, sem vazar. Esta gama de ângulos é chamado o cone de aceitação da fibra. O tamanho deste cone de aceitação é uma função da diferença de índice de refração entre o núcleo e o revestimento da fibra.
MECANISMOS DE ATENUAÇÃO
Atenuação em fibra ótica, também conhecida como perda de transmissão, é a redução da intensidade do feixe de luz (ou sinal), como ele viaja através do meio de transmissão. Coeficientes de atenuação de fibra óptica geralmente usam unidades de dB / km através do meio, devido à relativamente elevada qualidade de transparência dos meios de transmissão ótica modernas. O meio é normalmente uma fibra de vidro de sílica, que limita o raio de luz incidente para o interior. A atenuação é um fator importante limitando a transmissão de um sinal digital através de grandes distâncias. Assim, muita investigação tem sido feita para limitar tanto a atenuação como maximizar a amplificação do sinal ótico. A pesquisa empírica mostrou que a atenuação em fibras óticas é causada principalmente tanto pela dispersão quanto pela absorção.
REFLEXÃO DIFUSA
As superfícies ásperas e irregulares, até mesmo em nível molecular, podem fazer com que os raios de luz sejam refletidas em direções aleatórias. Isto é chamado de reflexão difusa ou dispersão, e é tipicamente caracterizada pela grande variedade de ângulos de reflexão.
A dispersão de luz depende do comprimento da onda de luz a ser espalhada. Assim, os limites para escalas espaciais de visibilidade surgem, dependendo da frequência da luz de onda incidente e a dimensão física (ou escala espacial) do centro da dispersão, que é geralmente na forma de uma função micro estrutural específica. Desde que a luz visível tenha um comprimento de onda da ordem de um micrômetro (um milionésimo de metro) espalhando centros terão dimensões em escala espacial similar.