Comunic opticas aplicadas_1

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COMUNICAÇÃO ÓPTICA 
APLICADA 
 
2014 – 2° SEMESTRE 
Prof. Thomás A. M. Castro 
Ementa 
31/8/2014 Comunicações Ópticas 
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1. Histórico da evolução dos sistemas ópticos 
2. Tipos de fibras ópticas: Parâmetros físicos e de projeto 
 Descrição física 
 Tipos de materiais utilizados 
 Reflexão de Fresnel 
 Abertura numérica 
 Número de Corte 
 Modos de propagação 
 Transmissão dos modos 
 Desvio de fase e onda evanescente 
3. Tipos de fibras ópticas 
 Fibras ópticas multimodo degrau e gradual 
 Fibras ópticas monomodo 
 Fibras especiais 
 Fibras com dispersão deslocada e dispersão zero 
Ementa 
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4. Atenuação 
 Absorção 
 Efeitos não lineares 
5. Técnicas de fabricação 
 Parâmetros de fabricação e projeto 
 Fabricação de pré-formas 
 Puxamento e revestimento 
 Tipos de casamento óptico 
6. Componentes optoeletrônicos 
 Semicondutores 
 Junção P-N 
 LED 
 Lasers 
 Fotodetetores 
 Amplificadores 
 
Bibliografia 
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 Amazonas, J. R. A., Projeto de sistemas de comunicações ópticas 
 Agrawall, G. P., Fiber-optic Communication Systems 
 Giozza, W. F. et al, Fibras ópticas: tecnologia e projeto de sistemas 
Perspectiva Histórica 
Componentes de um sistema óptico 
Características dos sistemas ópticos 
 
Introdução 
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Perspectiva Histórica 
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1950 Inicia-se experimentos em busca de um guia de luz; 
1960 
O físico Theodore Maiman criou o primeiro Laser, no Hughes 
Research Laboratory; 
1966 
Charles Kao e Charles Hockham, na Inglaterra: utilização de fibra de 
vidro (fibras ópticas) para transmissão de luz do laser, (atenuação 
da ordem de 200 dB/Km); 
1972 Fibra ópticas com atenuação de 4dB/Km já eram obtidas; 
1975 
As fibras deixam os laboratórios e entram em fase de produção 
industrial; 
Perspectiva Histórica 
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 Era Elétrica  Era óptica 
• Telegrafo; 1836 • Fibras ópticas; 1978 
• Telefone; 1876 • Amp. ópticos; 1990 
• Cabos coaxiais; 1840 • Tecnologia WDM; 1996 
• Micro-ondas; 1948 • Múltiplas Faixas; 2002 
 
• Micro-ondas e cabos coaxiais limitados a Bw ~100 Mb/s. 
• Sistemas ópticos podem operar em taxas >10 Tb/s. 
• Melhoramentos na capacidade do sistema está relacionada a alta 
frequência dos comprimentos de onda (200 THz @1.5 μm). 
Perspectiva Histórica 
Gerações 
• 0.8-μm systems (1980); Fibras de índice gradual 
• 1.3-μm systems (1985); Fibras Mono-modo 
• 1.55-μm systems (1990); Lasers Mono-modo 
• WDM systems (1996); Amplificadores ópticos 
• L and S bands (2002); Amplificadores Raman 
Século 21 
• OTN – Optical Transport Network Redes Meshed 
• Canais 100 Gbps Modulação Coerente 
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Componentes de um Sist. Óptico 
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 Transmissor óptico: 
 Converte o sinal elétrico em um fluxo óptico de bits agrupados para 
transmissão; 
 Canal de comunicação: 
 Fibras ópticas são utilizadas para transmissão óptica nas redes 
terrestres; 
 Receptores ópticos: 
 Convertem o fluxo óptico de bits na forma elétrica original; 
Transmissor 
óptico 
Canal de comunicação 
Receptor 
óptico 
Sinal elétrico de entrada Sinal elétrico de saída 
Características dos Sist. Ópticos 
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Vantagens 
 Comunicações ponto a ponto em: redes de pequeno porte, redes LAN e 
públicas , de longa e curta distância; 
 Velocidade (taxas de transmissão) elevada de alguns Tbps; 
 Segurança e rigidez elétrica e mecânica pela característica da fibra, imune a 
descargas atmosféricas; 
 Imunidade a interferências (ruídos): indicada para ambientes industriais; 
 Baixa atenuação, inferior a 0,3 dB/Km, quando comparada com os acessos 
metálicos; 
 Capacidade de atendimento intercontinental; 
Características dos Sist. Ópticos 
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Desvantagens 
 Custo mais elevado e tempo maior de implantação; 
 Dificuldade de permissões de uso do solo, de posteação, torres e outras 
estruturas de suporte; 
 Dificuldade de alimentação até o assinante, no caso de voz, requerendo 
soluções alternativas adicionais de no-breaks e baterias, que encarecem a 
instalação e a manutenção interna.