FIBRA

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Introdução 
 A intensa e crescente utilização do espectro eletromagnético em sistemas de comunicações, 
nas últimas décadas, levou à busca de condições e meios que permitissem ampliar e otimizar seu 
emprego. Os resultados têm aparecido sob diversas formas, sendo interessante destacar o 
progressivo aumento na freqüência da onda eletromagnética, chegando-se a comprimentos de 
onda da ordem de 1 cm. 
O emprego da luz para transportar um sinal representa um largo degrau neste encurtamento, até 
então gradual. Com a luz estamos saltando bruscamente para comprimento de onda dentro da 
faixa de 3900A (violeta) a 750A (vermelha), ou seja, comprimento de onda cerca de 10000 vezes 
menores. 
Teoria da condução da luz - Princípio de propagação 
Reflexão interna total 
A relação entre velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz num meio qualquer define índice 
de refração do meio em questão, expresso por n=c/c(meio). 
Dessa forma, fica fácil entender o princípio de funcionamento das fibras ópticas que é realmente 
muito simples. Sabe-se que meios dielétricos mais densos correspondem a velocidade de 
propagação da luz menor e vice-versa. O índice de refração de determinado material é em função 
do comprimento da onda. A propagação da luz numa interface de dielétricos com índices de 
refração diferentes resulta nos fenômenos de refração e reflexão. Existe uma situação limite para a 
refração onde um raio incidente com um determinado ângulo, menor que 90° , conhecido como 
ângulo crítico, implica num raio refratado que se propaga paralelamente na interface entre os dois 
dielétricos. Qualquer raio incidente com um ângulo superior ao ângulo crítico não será mais 
refratado, mas será refletido totalmente. Esse efeito de reflexão interna total é o mecanismo básico 
de propagação da luz em fibras ópticas. 
Raios inclinados ou oblíquos 
Os raios inclinados tendem a se propagar na região do núcleo próximo à casca, segundo uma 
trajetória helicoidal de difícil visualização em duas dimensões. Além de contribuírem para aumentar 
a capacidade de captação da luz da fibra ótica, os raios inclinados têm implicações, também, na 
análise das perdas de propagação ao longo da fibra óptica. 
CABOS ÓPTICOS 
Os cabos ópticos são estruturas de encapsulamento e empacotamento de fibras ópticas que têm 
como funções básicas prover as fibras de: proteção, facilidade de manuseio. 
As características de transmissão dos guias de onda luminosos são sensíveis a influências 
mecânicas e ambientais, conforme foi visto anteriormente. O cabeamento, portanto, procura 
proteger a fibra ou as fibras contra adversidades mecânicas ou ambientais durante a instalação ou 
operação. Por exemplo, os cabos devem ser suficientemente resistentes de modo a evitar que as 
fibras se quebrem com as tensões de puxamento do cabo durante a sua instalação. Devem, 
também, prover a rigidez necessária fim de prevenir curvaturas excessivas nas fibras. 
 
CONECTORES 
Os conectores ópticos são dispositivos passivos que permitem realizar junções temporárias ponto-
a-ponto entre duas fibras ou, nas extremidades dos sistemas, juntando opticamente a fibra ao 
dispositivo fotoemissor ou fotoreceptor. A qualidade da conexão é garantida pela precisão com que 
as peças mecânicas, que constituem o conector óptico, conseguem posicionar as extremidades 
das fibras com relação ao corpo exterior do conector. 
Os conectores ópticos são instalados tipicamente nas extremidades dos cabos ópticos ou num 
dispositivo de suporte junto ao transmissor ou receptor óptico. Para ligar entre si dois cabos ópticos 
terminados por plugues conectores utilizam-se, em geral, realizar alinhamento correto, face a face, 
dos dois plugues (conectores). 
O uso dos conectores ópticos em junções fibra-fibra oferece vantagens operacionais com relação 
às outras técnicas de conexão ponto-a-ponto (emendas) como, por exemplo, a facilidade de 
manuseio que não exige nenhum equipamento sofisticado ou conhecimento técnico particular. 
ACOPLADORES 
Os acopladores ópticos podem ser considerados como dispositivos multiportas (> 3) que permitem 
combinar ou separar sinais luminosos. Os acopladores ópticos passivos são dispositivos 
puramente ópticos operando como guias de onda luminosa e/ou elementos de transmissão, 
reflexão e refração da luz. Não requerem nenhuma energia de alimentação externa, além do feixe 
luminoso, não possuem nenhum dispositivo óptico ativo (fotoemissores, moduladores etc.) e são 
comumente utilizados como elementos básicos de interconexão numa variedade de sistemas e 
redes locais com fibras ópticas. Na maioria das redes, o desempenho dos acopladores ópticos 
constitui, mais que as características de transmissão da própria fibra, o principal limitante que 
determina a configuração ótima da rede. 
 
ESTRUTURA FíSICA BÁSICA 
Uma fibra óptica é composta basicamente de material dielétrico (em geral, sílica ou plástico), 
segundo longa estrutura cilíndrica, transparente e flexível, de dimensões microscópicas 
comparáveis às de um fio de cabelo humano. 
A estrutura cilíndrica básica da fibra óptica é formada por uma região central, chamada de núcleo, 
envolta por uma camada, também de material dielétrico, chamada casca. A seção em corte 
transversal mais usual do núcleo é a circular, porém as fibras ópticas especiais podem ter um outro 
tipo de seção (por exemplo, elíptica). 
A composição da casca da fibra óptica com material de índice de refração ligeiramente inferior ao 
do núcleo, oferece condições à propagação de energia luminosa (freqüências ópticas) através do 
núcleo da fibra óptica. O mecanismo básico de transmissão da luz ao longo da fibra consiste, em 
termos da óptica geométrica, num processo de reflexão interna total que ocorre quando o feixe de 
luz emerge de um meio mais denso para um meio menos denso. 
As características mecânicas das fibras ópticas, expressas, por exemplo, em termos de resistência 
e flexibilidade, dependem do material dielétrico utilizado e da qualidade do processos de 
fabricação. 
TIPOS DE FIBRAS 
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 (banda passante) 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: 
MULTIMODO ÍNDICE DEGRAU 
As fibras ópticas do tipo multimodo índice degrau (ID), conceitualmente as mais simples, foram as 
pioneiras em termos de aplicações práticas. O tipo de perfil de índices e as suas dimensões 
relativamente grandes implicam uma relativa simplicidade quanto à fabricação e facilidades 
operacionais: apresenta, porém, uma capacidade de transmissão bastante limitada. 
MULTIMODO ÍNDICE GRADUAL 
As fibras multímodo índice gradual (IG), de conceituação e fabricações um pouco mais complexas 
caracterizam-se principalmente pela sua maior capacidade de transmissão com relação às fibras 
multímoda índice degrau. Desenvolvidas especialmente para as aplicações em sistemas de 
telecomunicações, as fibras multímodo IG 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. 
MONOMODO 
As fibras monomodo têm dimensões muito pequenas, dificultando, portanto, a conectividade: 
caracteriza-se, entretanto, por uma capacidade de transmissão bastante superior às fibras do tipo 
multímodo. 
Embora tenham sido fabricadas pioneiramente e tenham demonstrado suas potencialidades em 
termos de banda passante cedo, as fibrasmonomodo tiveram seu desenvolvimento e aplicações 
retardadas por mais de uma década. As dimensões muito reduzidas das fibras exigem o uso de 
dispositivos e técnicas de alta precisão para a realização de conexões entre segmentos de fibras e 
do acoplamento da fibra com as fontes e detectores luminosos. Essas dificuldades operacionais 
das fibras monomodo , associadas à pressão da demanda de sistemas de telecomunicações de 
grande capacidade, favoreceram, numa primeira fase, o desenvolvimento das fibras multímodo 
índice gradua. Todavia, a contínua tecnológica vem superando gradativamente os inconvenientes 
de conectividade, permitindo que as fibras monomodo, hoje em dia, não apenas resgatem a 
vocação para aplicações em sistemas de grande capacidade mas também se apresentem como a 
alternativa quase obrigatória dos futuros sistemas de comunicações. 
A classificação típica das fibras ópticas feita acima reflete, de maneira geral, a evolução 
tecnológica básica em termos de capacidade de transmissão na aplicação mais importante das 
fibras ópticas: a dos sistemas de telecomunicações. Todavia, considerando-se o grau de 
sofisticação das aplicações, é possível adotar classificações (ou subclassificações) específicas, 
envolvendo outros critérios, tais como: