Fibras Óticas

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Fibras Óticas
Monomodo e multimodo
Bruno Diniz dos Santos
RODRIGO DE SOUSA GUILHERME
ENGENHARIA ELETRÔNICA 5ºpERÍODO
2020
Breve história da Fibra Ótica
	Os primeiros experimentos utilizando fibra ótica ocorreram em 1930 na Alemanha, mas as pesquisas sobre suas propriedades e características tiveram inicio por volta de 1950. Hoje, as fibras óticas são largamente utilizadas e representam uma revolução na transmissão de informações. Hoje em dia, as fibras óticas utilizadas em sistemas podem operar com taxas de transmissão que chegam até a faixa dos terahertz.
Regulamentação
Normas técnicas 
Normas para Cabeamento Estruturado Fibra Óptica
ANSI/EIA/TIA TSB72 – Guia para gerenciamento centralizado de dispositivos de fibra óptica
	A intenção deste boletim e especificar conjunto de diretrizes para administrar sistemas
de fibra ópticas no ambiente da sala de equipamentos utilizando sistema de racks e
armários de telecomunicações.
ANSI/EIA/TIA 526-14 – Especificações técnicas para medidas ópticas multimodo
	Este documento especifica procedimentos usados para medir um link de fibra óptica
multimodo, incluindo terminações, componentes passivos, fontes de luz, calibração e
interpretação de resultados.
ANSI/EIA/TIA 526-7 – Especificações técnicas para medidas ópticas monomodo
	Tem a mesma função do documento anterior, só que para fibras monomodo.
ANSI/EIA/TIA 568 – Componentes para Cabeamento de fibra óptica
	Esta norma especifica os requisitos mínimos para componentes de fibra óptica, tais
como cabos, conectores, hardware de conexão, patch cards e equipamento de teste
de campo. Cabos 50/125μm multimodo e monomodo são reconhecidos.
	É um guia de onda dielétrico com estrutura circular cilíndrica e sessão circular reta que funciona como meio de transmissão a longa distância sem interferência externa para a luz produzida pelo transmissor óptico. constituídas basicamente de materiais dielétricos (isolantes) que, como já dissemos, permitem total imunidade a interferências eletromagnética; uma região cilíndrica composta de uma região central, denominada núcleo, por onde passa a luz e uma região periférica denominada casca que envolve o núcleo.
Conceito de fibra ótica
Características
	A fibra ótica é composta por um núcleo envolto por uma casca, ambos de vidro sólido com altos índices de pureza, porém com índices de refração diferentes. O índice de refração do núcleo (n1) é sempre maior que o índice de refração da casca (n2). Se o ângulo de incidência da luz em uma das extremidades da fibra for menor que um dado ângulo, chamado de ângulo crítico ocorrerá à reflexão total da luz no interior da fibra.
Estrutura em corte do cabo de fibra ótica
Núcleo: O núcleo é um fino filamento de vidro ou plástico, medido em micra (1ηm = 0,000001m), por onde passa a luz. Quanto maior o diâmetro do núcleo mais luz ele pode conduzir.
Casca: Camada que reveste o núcleo. Por possuir índice de refração menor que o núcleo ela impede que a luz seja refratada, permitindo assim que a luz chegue ao dispositivo receptor.
Capa: Camada de plástico que envolve o núcleo e a casca, protegendo-os contra choques mecânicos e excesso de curvatura.
Fibras de resistência mecânica: São fibras que ajudam a proteger o núcleo contra impactos e tensões excessivas durante a instalação. Geralmente são feitas de um material chamado kevlar, o mesmo utilizado em coletes a prova de bala.
Revestimento externo: É uma capa que recobre o cabo de fibra óptica.
Características
Vantagens e Desvantagens
Vantagens
Perdas de transmissão muito baixas;
Banda passante potencialmente enorme – maior quantidade de informações a ser transmitidas; 
Imunidade a interferências e ruídos;
Segurança na transmissão;
Isolação elétrica;
Flexibilidade na expansão da capacidade dos sistemas 
Custos potencialmente baixos
Desvantagens
Falta de padronização dos componentes ópticos - a relativa imaturidade e o continuo avanço tecnológico não tem facilitado o estabelecimento de padrões para os componentes de sistemas de transmissão por fibras ópticas.
Impossibilidade de alimentação remota de repetidores – como não é possível a alimentação remota, cada repetidor requer alimentação elétrica independente
Dificuldade de conexão das fibras ópticas - as pequenas dimensões das fibras ópticas exigem procedimentos e dispositivos de alta precisão na realização das conexões e junções; 
Tipos de Fibra ótica
Existem duas categorias de fibras ópticas: Multimodais e Monomodais. Essas categorias definem a forma como a luz se propaga no interior do núcleo.
	As fibras multimodo (MMF MultiMode Fiber) foram as primeiras a serem comercializadas. Porque possuem o diâmetro do núcleo maior do que as fibras monomodais, de modo que a luz tenha vários modos de propagação, ou seja, a luz percorre o interior da fibra óptica por diversos caminhos. E também porque os conectores e transmissores ópticos utilizados com elas são mais baratos.
	As setas verde, azul e vermelha representam os três modos possíveis de propagação (neste exemplo), sendo que as setas verde e azul estão representando a propagação por reflexão. As dimensões são 62,5 ηm para o núcleo e 125 ηm para a casca. Dependendo da variação de índice de refração entre o núcleo e a casca, as fibras multimodais podem ser classificadas em: Índice Gradual e Índice Degrau.
Fibras Multimodo (MMF Multimode Fiber)
Propagação da luz multimodal
	Possuem um núcleo composto por um material homogêneo de índice de refração constante e sempre superior ao da casca. As fibras de índice degrau possuem mais simplicidade em sua fabricação e, por isto, possuem características inferiores aos outros tipos de fibras a banda passante é muito estreita, o que restringe a capacidade de transmissão da fibra. As perdas sofridas pelo sinal ransmitido são bastante altas quando comparadas com as fibras nomodo, o que restringe suas aplicações com relação à distância e à capacidade de transmissão.
Multimodo de Índice Degrau
Fibra Óptica Multimodo ID
	Possuem um núcleo composto com índices de refração variáveis. Esta variação permite a redução do alargamento do impulso luminoso. São fibras mais utilizadas que as de índice degrau. Sua fabricação é mais complexa porque somente conseguimos o índice de refração gradual dopando com doses diferentes o núcleo da fibra, o que faz com que o índice de refração diminua gradualmente do centro do núcleo até a casca.
	Mas, na prática, esse índice faz com que os raios de luz percorram caminhos diferentes, com velocidades diferentes, e chegue à outra extremidade da fibra ao mesmo tempo praticamente, aumentando a banda passante e, consequentemente, a capacidade de transmissão da fibra ótica. São fibras que com tecnologia de fabricação mais complexa e possuem característica principais uma menor atenuação 1dBm/km, maior capacidade de transmissão de dados (largura de Banda de 1Ghz), isso em relação as fibras de multimodo de índice Degrau.
Multimodo de Índice Gradual
Fibra Multimodo IG
	As fibras monomodais são adequadas para aplicações que envolvam grandes distâncias, embora requeiram conectores de maior precisão e dispositivos de alto custo. Nas fibras monomodais, a luz possui apenas um modo de propagação, ou seja, a luz percorre interior do núcleo por apenas um caminho. As dimensões do núcleo variam entre 8 ηm a 10 ηm, e a casca em torno de 125 ηm. As fibras monomodais também se diferenciam pela variação do índice de refração do núcleo em relação à casca; classificam-se em Índice Degrau Standard, Dispersão Deslocada (Dispersion Shifed) ou Non-Zero Dispersion.
Fibras Monomodo (SMF Single Mode Fiber)
Propagação da luz em monomodal
Cabos Multifibras
	Os cabos multifibras podem ter várias características de construção diferentes. São cabos com duas ou mas fibras, utilizados como suporte de comunicação efetivo nas redes de telecomunicações.
Cabos Monofibras
	Os cabos monofibras são utilizados em sistemas de comunicação unidirecional. Este tipo de cabo é muito utilizado para conectar o equipamento transmissor ou receptorao cabo multifibras, o qual é o suporte de transmissão. Estes cabos podem ser encapsulados de forma solta ou compacta.
Bibliografia
Conterato, Luiz Sérgio. Curso Prático e Teórico de Fibras Óticas. Versão II. 1998.
 · Revista World TELECOM. Janeiro / 2001.
 · http://fibraoh.cjb.net