trabalho de optica fribra optica

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FACULDADE DE CIÊNCIAS 
DEPARTAMENTO DE FÍSICA 
LICENCIATURA EM FÍSICA 
Trabalho escrito de: 
Óptica e Ondas 
Grupo N° 6 
Tema: 
Fibra Óptica 
 
Descentes: Docentes: 
 Cossa, João Albertina Prof.D.r: Carlos Abilio Alejandro Alfonso 
Pinto, Chane Lacerda Amadeu Prof: Phinifolo 
 
 
 Maputo, Abril 2020 
 
 
 
 
Índice 
Índice 2 
I. Resumo I 
1. Introdução 1 
2. Fibra Óptica 2 
3. Princípio de propagação 5 
4. Perfís de indice de refracção 5 
4.1 Fibras com índice Degrau 5 
4.2 Fibras com índice gradual 6 
5. Estrutura da Fibra Óptica 7 
 Núcleo 7 
 Interface 7 
 Capa protetora 7 
6. Tipos de Fibra Óptica 8 
6.1 Fibras Monomodo 8 
6.2 Fibras Multimodo 9 
7. Composições das fibras ópticas 11 
8. Fibras de vidro 11 
9. Fibras de plástico 11 
10. Fontes ópticas 11 
11. Diodos Emissores de Luz (LEDs) 13 
 
 
 
12. Diodos Laser 13 
13. Elementos de um sistema de comunicação óptico 14 
14. Transmissão de Luz 14 
15. Vantagens da Fibra Óptica 15 
 Mais finas 16 
 Sinais luminosos 16 
 Menor consumo de energia 17 
 Sinais digitais 17 
 Leves 17 
 Flexíveis 17 
16. Vantagens na área da Engenharia 17 
17. Física da reflexão interna total 18 
18. Conclusão 19 
Bibliografia 20 
 
 
 
 
I 
I. Resumo 
 A evolução em telecomunicações com o uso intenso da fibra óptica acompanhando a 
expansão tecnológica e a demanda de transmissão de dados torna-se uma necessidade na 
actualidade. Neste trabalho apresenta-se uma análise bibliográfica com conceitos técnicos, 
viabilidade de aplicações em projetos e levantamento de dados trazendo comparações e 
destacando a situação atual deste avanço. Identificam-se os benefícios do uso da fibra óptica 
e as sua respectivas vantagens, projetos concretos e idealizados que fazem este tema tornar-se 
realidade e perspectiva futura na continuidade do aumento de velocidade e permissão de 
crescimento nas transmissões. 
Palavras chaves: Fibra óptica, telecomunicações. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 
Introdução 
 Nos dias de hoje, as fibras ópticas são largamente utilizadas em diversos setores com um 
número grande de aplicações em sistemas de telecomunicação. Outras aplicações que 
também podemos citar são sistemas de TV de alta resolução e de controle, sensoriamento de 
várias grandezas físicas e químicas, como por exemplo, temperatura, pressão e concentrações 
químicas. Além disso, possuem aplicações em medicina e na indústria de automóvel. 
 Quando as fibras ópticas são usadas como guias de onda na transmissão de sinais ópticos, a 
propagação da luz é possível devido ao fenômeno de reflexão total da luz, conhecido desde 
de 1854. No entanto, fibras ópticas com revestimento só foram idealizadas a partir de 1950 
por Brian O´Brien, porém estas fibras possuíam alta perdas e por isso suas aplicações eram 
limitadas a pequenas distâncias. 
 O desenvolvimento de técnicas de medição óptica a partir dos anos 70 e de fibras ópticas 
com baixas perdas e alta qualidade para uso em telecomunicação permitiu o avanço 
significativo das técnicas de sensoriamento pois viabilizaram a monitorização de grandezas a 
longas distâncias. 
 Neste presente trabalho, falarei com exactidão das vantagens da fibra óptica e destacarei os 
diversos tipos e as suas respectivas funcionalidades, composições e estrutura tendo como 
destaque as comparações das mesmas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
Fibra Óptica 
 Fibras ópticas são fios longos e finos de vidro muito puro, com o diâmetro aproximado de 
um fio de cabelo humano, dispostas em feixes chamados cabos ópticos e usadas para 
transmitir sinais de luz ao longo de grandes distâncias. (Bertoloto, 2012) 
 As Fibras ópticas são compostas basicamente de material dielétrico, vidro ou plástico. Têm 
uma forma cilíndrica e alongada, transparente e flexível, cujas dimensões se aproximam a um 
fio de cabelo. 
 Sempre ouve-se sobre cabos de fibra óptica quando fala-se em sistema telefônico, sistema 
de TV a cabo ou Internet. As linhas de fibra óptica consistem em fios de vidro opticamente 
puro dispostas em feixes, que transmitem informação digital através de grandes distâncias, 
geram imagens médicas e ajudam em inspeções de engenharia mecânica. (Mussel) 
 Uma fibra óptica de óxido de silício (SiO2) consiste de um núcleo central cilíndrico 
envolvido por uma camada denominada de casca. Fibras de vidro são bastante resistentes 
desde que sua superfície não seja arranhada, desta forma, um outro revestimento plástico 
externo é encontrado na configuração destas fibras para uma maior proteção. 
 O processo de fabricação das fibras mais usado é a deposição química por fase vapor 
modificada. Primeiramente, se fabrica uma preforma de óxido de silício (SiO2) com um 
diâmetro entre 3 e 10cm. A seção transversal da preforma apresenta uma forma circular, onde 
a região central é da ordem de alguns milímetros e possui um índice de refração ligeiramente 
maior que a periferia. (CARVALHO, 2015) 
 Fibras de telecomunicação são feitas de sílica pura (SiO2) sendo o núcleo dopado com 
GeO2. 
 Alguns outros dopantes também são muito usados, como por exemplo, pentóxido de fósforo 
(P2O5), alumínio e fluorenos. Esses elementos alteram algumas propriedades dos vidros, 
como a viscosidade e o ponto de fusão, alterando consequentemente o índice de refração do 
núcleo. (CARVALHO, 2015) 
 As fibras ópticas podem ser produzidas em diversos diâmetros, entretanto, as fibras padrões 
para telecomunicação possuem o diâmetro do núcleo e da casca tipicamente da ordem de 
8μm e 125μm, respectivamente. Com este processo de fabricação, o índice de refração do 
 
 
 
3 
núcleo (n1) é ligeiramente maior que o índice de refração da casca (n2) devido a presença de 
germânio no núcleo. (CARVALHO, 2015) 
 
Figure 1: Secção longitudinal 
 
Figure 2: Secçao 
N1 → Índice de refracao do meio 1 (núcleo); 
N2 → Índice de refracao do meio 2 (casca); 
N1 N2 → Sempre . 
 
 
 
4 
 
Figura 3: Seção transversal de uma fibra óptica e perfil do índice de refração de uma fibra 
de (a) índice gradual e (b) índice degrau 
 A casca e o núcleo têm densidades diferentes. Essas densidades características são 
denominadas de Índice de Refração. Essa diferença é necessária para satisfazer a condição de 
confinamento e propagação da luz, usando-se materiais dielétricos diferentes. 
 O Índice de Refração do Núcleo é sempre maior que o da casca, para que haja o 
confinamento da luz. 
 As fibras aqui abordadas são constituídas de Sílica (SIO2). O núcleo tem a função de 
propagar a luz e a casca, confina a luz no interior do núcleo. 
 A fibra óptica pode ter casca simples ou dupla, sendo esta a melhor, já que tem maior 
confinamento e menor perda. Encapsulamento de várias fibras na mesma estrutura, dá origem 
ao cabo óptico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
Princípio de propagação 
 A propagação da luz tem comportamento bastante diverso, quando passa de um meio para 
outro com densidade diferente. Em um determinado meio, a luz pode reflectir totalmente, 
parcialmente ou simplesmente não reflectir. Para haver reflexão total, o raio de luz deve ir do 
meio mais denso para o menos denso. Os raios de luz que incidem na fibra ótica ficam 
confinados no núcleo (devido a sua densidade) e sofrem sucessivas reflexões na interface 
núcleo/casca. Entretanto os raios que são refratados para a casca são absorvidos por ela. A 
reflexão ou refração depende do ângulo de incidência do raio. 
 
Perfís de indice de refracção 
 Existem dois tipos de perfis de índices de refração para as fibrasópticas mais comumente 
encontradas, conhecidos como índice degrau e índice gradual. 
1.1 Fibras com índice Degrau 
 O núcleo recebe essa denominação devido à discrepância entre os índices de refração do 
núcleo e da casca. A lei de Snell define um ângulo crítico para que o fenômeno de reflexão 
total aconteça. E para ângulos menores tem-se a refração, quando o raio se perde na casca. 
Observa-se na Figura abaixo que estas têm uma grande capacidade de capitar energia 
luminosa. (CARVALHO, 2015) 
 
 
 
6 
 
Figura 4: Propagação dos feixes ópticos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Sendo que, é o ângulo máximo de entrada, é o ângulo de captação, é o ângulo 
crítico, é o índice de refração do meio, é índice de refração do núcleo da fibra, é 
índice de refração da casca da fibra, é a abertura numérica da fibra. 
 Nas fibras com índice degrau, o índice de refração entre o núcleo e a casca varia 
abruptamente. (Mussel) 
1.2 Fibras com índice gradual 
 Os núcleos desse tipo não são homogêneos, são mais difíceis de produzir, e possuem grande 
capacidade de transmissão. Apresentam dimensões menores que a classificação anterior 
inclusive menor abertura numérica, mas em compensação uma banda passante mais adequada 
às aplicações em telecomunicações. O índice de refração decresce gradualmente do centro à 
interface núcleo-casca. O índice de refração na maioria das fibras gradual varia na forma 
quadrática decrescente. (CARVALHO, 2015) 
 
 
 
 
7 
Estrutura da Fibra Óptica 
A fibra optica, tem na sua constituicao: 
 Núcleo → Minúsculo (18 milímetros2, espessura de um fio de cabelo) centro de vidro 
da fibra, no qual a luz propaga; 
 Interface → Material óptico externo que circunda o núcleo e reflete a luz de volta 
para ele; 
 Capa protetora → Revestimento plástico que protege a fibra de danos e umidade. 
 
 
Figura 5: Estrutura da Fibra Óptica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
Tipos de Fibra Óptica 
As fibras ópticas são fabricadas em dois tipos: 
1.3 Fibras Monomodo 
 As fibras monomodo possuem núcleos pequenos (cerca de 9 micrometros, ou seja, 9 
milésimos de milímetro de diâmetro) e transmitem luz laser infravermelha (comprimento de 
onda de 1.300 a 1.550 nanômetros). (Mussel) 
 As fibras monomodo são adequadas para aplicações que envolvam grandes distâncias 
devido as baixas perdas, embora requeiram conectores de maior precisão possuindo um alto 
custo. 
 A capacidade de transmissão está relacionada a lei física da refração da luz, ou seja, quando 
um raio de luz passa de um meio para o outro, o raio é refratado (desviado) no limite desses 
meios, isso faz com que o raio luminoso viaje pela fibra óptica sem se perder, sendo refratado 
cada vez que toca a fronteira núcleo/casca. (Bertoloto, 2012) 
 Essas fibras não sofrem a dispersão intermodal, que resumidamente é consequência da 
ligeira diferença de velocidade com que os vários modos circulam numa fibra multimodo. 
 Os feixes de luzes se propagam em linha reta, sem ter que respeitar o fenômeno de reflexão 
total. Atingindo maiores distâncias na transmissão. Suas dimensões ficam próximas do 
comprimento de luz incidente. Essa pequena dimensão pode dificultar a conectividade dessa 
fibra. (CARVALHO, 2015) 
 As fibras monomodo são projetadas com um diâmetro do núcleo abaixo do ponto de corte 
do primeiro modo de ordem mais alta, ou seja, todos os modos de ordem superior são 
cortados e estas suportam somente o modo fundamental da fibra, modo que vai deixar de 
existir apenas quando o diâmetro do núcleo for igual à zero. As dimensões típicas são 125 μm 
na casca e 8 a 12 μm no núcleo. (CARVALHO, 2015) 
 
Figure 6: Fibra óptica monomodo 
 
 
 
9 
1.4 Fibras Multimodo 
 As fibras multimodo possuem núcleos maiores (cerca de 62,5 milésimos de milímetro de 
diâmetro) e transmitem luz infravermelha (comprimento de onda = 850 a 1.300 nm) 
proveniente de diodos emissores de luz (LEDs). Algumas fibras ópticas podem ser feitas de 
plástico, possuem um núcleo grande (1 mm de diâmetro) e transmitem luz vermelha visível 
(comprimento de onda = 650 nm) proveniente de LEDS. (Mussel) 
 As fibras multimodo são utilizadas na maioria das aplicações em redes locais. Em função do 
diâmetro maior do seu núcleo é possível a utilização de transmissores relativamente baratos, 
como os diodos, e conectores de baixo custo. 
 Vários feixes de luz se propagando no interior desse tipo de fibra e em várias direções este 
seria um resumo de suas características. Possuem múltiplos modos de propagação para V > 
2,405. Essas fibras são classificadas como índice degrau (ID) ou gradual (IG) dependendo de 
sua aplicação. (CARVALHO, 2015) 
 As fibras multimodos de ID são usadas em distâncias curtas, pois apresentam banda 
passante limitada, destacam-se pela facilidade com que se conecta com outras fibras e pelo 
fato da luz introduzida poder ser LED, isso devido à grande NA e ao grande diâmetro do 
núcleo que varia entre 50 e 200 μm, com o diâmetro da casca usualmente entre 125 e 400 μm. 
(CARVALHO, 2015) 
 Já as de IG, sofrem menos o efeito da dispersão modal e foram desenvolvidas para 
aplicações em telecomunicações. As dimensões típicas do diâmetro da casca estão entre 125 e 
140 μm, e do núcleo entre 50 e 100 μm. Na Figura 8, podem-se observar as várias 
configurações da fibra. (CARVALHO, 2015) 
 
Figure 7: Fibra óptica multimodo 
 
 
 
10 
 
Figura 8: comparação entre os tipos de fibra 
 No primeiro caso, o índice de refracção do núcleo é uniforme em toda a sua extensão, 
sofrendo uma variação abrupta (“degrau”, ou em inglês “step”); esta fibra designa-se por 
fibra de índice em degrau (ou fibra “monomodo” ). Tem dispersão zero em 1310 nm. O 
número de modos na fibra está diretamente relacionado ao diâmetro do núcleo, quando o 
diâmetro é grande, a luz se propaga em diferentes modos, quando o diâmetro é muito estreito, 
apenas um modo de propagação é permitido. (Avila, 2007) 
 No segundo caso, o índice de refracção do núcleo não é homogéneo mas varia com a 
distância radial ao centro da fibra; esta é a fibra de índice gradual ( ou fibra “multimodo” ). 
 Como o nome indica, fibras monomodo suportam apenas um único modo de propagação. 
Ao invés, as fibras multimodo suportam a propagação de centenas de modos. De reparar que 
na figura estão indicadas as dimensões típicas das diferentes fibras, o que dá uma ideia da sua 
escala dimensional. 
 
 
 
11 
Composições das fibras ópticas 
 Quando se pensa numa fibra óptica conclui-se que a mesma deve ser fina e flexível, ter 
transparência óptica em certo comprimento de onda e deve respeitar a condição da pequena 
diferença nos índices de refração da casca e do núcleo. E assim, chega-se aos dois materiais 
comumente utilizados para fabricação de fibras, vidro e plástico. 
Fibras de vidro 
 O vidro compõe-se por fusão de misturas de óxidos metálicos, sulfuretos ou selenetos. O 
mais comum para produção de fibras é a sílica (SiO2), cuja matéria prima é a areia de alta 
pureza, emprega-se esse mesmo material para o núcleo e a casca e para variar os índices de 
refração utiliza-se materiais apropriados para dopagem. Para aumentar o índice de refração, 
por exemplo, GeO2 ou P2O5 e para o efeito contrário B2O3. (CARVALHO, 2015) 
O vidro apresenta resistência à deformação quando expostos a altas temperaturas (até ≈ 1.000 
oC) e baixa expansão térmica o que dificulta ruptura por choque térmico. (CARVALHO, 
2015) 
Fibras de plástico 
 Partindo da necessidade de apresentar fibras mais baratas para transmissão de curtas 
distâncias, fabricam-se fibras de plástico, que em comparação com as de vidro possuem 
maior atenuação e maior resistência mecânica. (CARVALHO, 2015) 
Fontes ópticas 
 As duas fontes mais utilizadas em comunicações por fibra óptica são, os diodos emissores 
de luz(LEDs) e os diodos lasers, o quadro abaixo traz um comparativo para aplicação de 
cada um. Estes dispositivos semicondutores apresentam a faixa de comprimentos de onda 
esperada para esses sistemas, além de poderem ser modulados diretamente em frequências 
relativamente altas. 
 
 
 
 
 
 
12 
Tabela 1: Comparativo LASER e LAD 
Características LASER LED 
Potência óptica Alta Baixa 
Custo Alto Baixo 
Utilização Complexo Simples 
Largura espectro Estreita Larga 
Tempo de vida Menor Maior 
Velocidade Rapido Lento 
Divêrgencia na emissão Menor Maior 
Acoplamento da Fibra Melhor Pior 
Sensibilidade à temperatura Maior Menor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
Diodos Emissores de Luz (LEDs) 
 Nas aplicações em transmissão por fibra óptica os LEDs se tornam viáveis para taxas de bits 
menores ou iguais a 100 - 200 Mbps e apresentam vantagens como: baixo custo, circuitos de 
acionamento pouco complexos, adaptação às condições climáticas, vida útil considerável e 
emissão de luz de superfície ou lateral. É preciso confinar a emissão óptica na região ativa da 
junção pn. Heterojunção é estrutura eficaz que concentra os portadores e o campo óptico 
numa camada ativa central cercada por ligas diferentes, isso devido às diferenças de bandgaps 
e de índices de refração entre estas. Assim alcança-se alta radiância de saída para 
acoplamento de elevados níveis de potência na fibra, rápida resposta de emissão para 
aplicação do impulso de corrente e alta eficiência quântica relacionada aos pares elétrons-
lacunas. Esta camada ativa deve possuir um bandgap direto, composto por elementos das 
famílias III e V da tabela periódica, podendo citar Al, Ga, In, P, As ou Sb, utilizados em 
diversas combinações entre eles dependendo do espectro esperado. Para visualização prática, 
no espectro de oitocentos – novecentos nm utiliza-se uma liga ternária de Ga1-xAlxAsx, 
determina o bandgap da linha. Para x = 0,08 a potência de saída pico é em 810 nm e a largura 
do padrão espectral no seu ponto de meia potência (FWHM – Full Width Half - maximum) é 
de 36 nm. Outra liga pode ser a quaternária In1-xGaxAsyP1-y que atende comprimentos de 
ondas entre 1 e 1,7 μm. 
Diodos Laser 
 Possuem espessuras reduzidas, o que os tornam frágeis e com vida útil menor comparada 
aos LEDs. Destaca-se a saída como um feixe de luz altamente monocromático e muito 
direcional. Utiliza-se em sistemas com larguras de banda superiores a duzentos MHz. Sendo 
dominantes nas aplicações em sistemas de transmissões por fibra óptica. O ponto de atenção 
fica na construção destes dispositivos, que necessitam concentrar a corrente em uma pequena 
cavidade, controla-se este fator aumentando a resistividade ou com uma junção pn polarizada 
reversamente assim tem-se a concentração dos portadores e do campo óptico. Outro ponto é 
sua dependência com a temperatura, com a variação desta, a corrente limiar pode aumentar. 
Uma construção de laser prática, Figura 7, é com um fotodetector provendo a realimentação 
óptica. 
 
 
 
 
14 
Elementos de um sistema de comunicação óptico 
 Os sistemas de comunicação óptica, Figura abaixo, baseiam-se em transmissor óptico, canal 
de comunicação (fibra óptica), receptor óptico, e componentes adicionais como 
amplificadores ópticos, conectores, emendas, acopladores regeneradores entre outros 
dependendo da complexidade do projeto. 
 
Figura 9: Sistema de comunicação óptico 
Transmissão de Luz 
 Em um cabo de fibra óptica, a luz viaja através do núcleo refletindo constantemente na 
interface, o que representa um princípio chamado de reflexão interna total. Como a interface 
não absorve nenhuma luz do núcleo, a onda de luz pode viajar grandes distâncias. Entretanto, 
uma parte do sinal luminoso se degrada dentro da fibra, principalmente em razão de 
impurezas contidas no vidro. O grau dessa degradação do sinal depende da pureza do vidro e 
do comprimento de onda da luz transmitida. (Mussel) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
15 
Vantagens da Fibra Óptica 
 A fibra óptica é totalmente imune a interferências eletromagnéticas, o que significa que os 
dados não serão corrompidos durante a transmissão. Outra vantagem é que a fibra óptica não 
conduz corrente elétrica, logo não haverá problemas com eletricidade, como problemas de 
diferença de potencial elétrico ou problemas com raios. (Avila, 2007) 
 Em sistemas de telecomunicações, as fibras ópticas, devido as suas características, 
apresentam algumas vantagens em relação aos guias de transmissão convencionais, tais 
como, o par trançado e o cabo coaxial. (Bertoloto, 2012) 
 Através das fibras ópticas, um sistema de comunicação possuirá uma maior capacidade de 
transmissão de informação ou largura de banda (largura de banda é uma medida da 
capacidade de uma fibra óptica transmitir dados). Além de uma maior largura de banda, as 
fibras ópticas podem transmitir dados numa velocidade muito maior. (Bertoloto, 2012) 
 Os sinais que são transmitidos através de uma fibra óptica experimentam menor atenuação 
(ou perda da potência dos sinais) e, portanto, podem viajar por distâncias muito maiores. 
Mesmo para distância relativamente curtas, as fibras ópticas ainda se sobressaem milhares de 
vezes aos cabos de cobre mais avançados. (Bertoloto, 2012) 
 As fibras ópticas também são imunes a radiação eletromagnética. Dessa maneira, os sinais 
propagados não sofrem interferências de geradores elétricos, motores, linhas elétricas de alta 
potência, relâmpagos que freqüentemente são causadores de ruídos nas linhas de transmissão 
baseadas em cabos de cobre. (Bertoloto, 2012) 
 A velocidade, taxa e capacidade de transmitir informação de uma fibra óptica é maior que 
qualquer sistema baseado em cabos de cobre. De outra maneira, podemos dizer que a fibra 
óptica transmite muito mais informação, em taxas muito maiores e por distância muito 
maiores 
 As fibras ópticas são constituídas de vidro ou plástico, material abundante e que é um 
isolador elétrico, não havendo necessidade de se preocupar com aterramento, problemas de 
interface de equipamento e interferência eletromagnética. Com os sistemas de cabos de fibra 
óptica uma maior quantidade de dados pode ser transmitida a distâncias maiores em relação 
ao sistema de cabos coaxial, desse modo se reduz o número de guias de transmissão e o 
 
 
 
16 
número de repetidores necessários no percurso entre o transmissor até o receptor. Esta 
redução nos equipamentos e componentes reduz o custo do sistema de transmissão e a sua 
complexidade. 
 A enorme redução do tamanho dos cabos, promovida pelas fibras ópticas, permitiu reduzir o 
problema de espaço e de congestionamento de dutos nos subsolos das grandes cidades e em 
grandes edifícios comerciais. O efeito combinado do tamanho e peso reduzido fez das fibras 
ópticas o meio de transmissão ideal em aviões, navios, satélites, entre outros. Além disso, os 
cabos ópticos oferecem vantagens quanto ao armazenamento, transporte, manuseio e 
instalação em relação aos cabos metálicos de resistência e durabilidade equivalentes. 
 As fibras ópticas não irradiam significativamente a luz propagada, implicando em um alto 
grau de segurança para a informação transportada. Isso torna a fibra importante em aplicações 
bancárias, redes de computadores e sistemas militares. As aplicações das fibras ópticas são as 
mais diversas, como por exemplo, em telecomunicações e em medicina, na indústria 
automotiva e militar. Aqui temos especial interesse em sua aplicação no sensoriamento de 
grandezas físicas e químicas, como por exemplo, temperatura, pressão e concentrações 
químicas. 
 Comparadas ao fio metálico convencional de cobre, as fibras ópticas são mais baratas, 
quilômetros de cabo óptico podem ser fabricados com custo menor que o comprimento 
equivalente de fio de cobre. (Mussel) 
 Mais finas → As fibras ópticas podem ser estiradas com diâmetrosmenores do que 
um fio de cobre; Maior capacidade de transmissão - Como as fibras ópticas são mais 
finas do que os fios de cobre, mais fibras do que fios de cobre podem ser colocadas 
juntas em um cabo de determinado diâmetro. Isso permite que mais linhas telefônicas 
passem pelo mesmo cabo ou que mais canais sejam transmitidos através do cabo para 
seu aparelho de TV a cabo; 
 Sinais luminosos → Ao contrário do que ocorre com os sinais elétricos nos fios de 
cobre, os sinais luminosos não interferem com os de outras fibras ópticas contidas no 
mesmo cabo. Isso significa conversações ao telefone ou recepção de TV mais nítidas; 
 
 
 
17 
 Menor consumo de energia → Como os sinais nas fibras ópticas se degradam 
menos, podem ser usados transmissores de menor potência em vez dos transmissores 
elétricos de alta voltagem necessários para os fios de cobre. 
 Sinais digitais →As fibras ópticas são teoricamente adequadas para a transmissão de 
informação digital, o que é especialmente útil nas redes de computadores; 
 Leves → Um cabo óptico pesa menos que um cabo de fios de cobre comparável. Os 
cabos de fibra óptica ocupam menos espaço no solo; 
 Flexíveis - Como as fibras ópticas são tão flexíveis e podem transmitir e receber luz, 
elas são usadas em muitas câmeras digitais flexíveis para geração de imagens médicas 
(oncoscópios, endoscópios, laparoscópios ), geração de imagens mecânicas (na 
inspeção mecânica de soldas em tubos e motores), encanamentos ( para inspecionar 
linhas de esgoto). 
 Por causa dessas vantagens, encontra-se as fibras ópticas sendo utilizadas em muitas 
indústrias, particularmente a de telecomunicações e as redes de computadores. (Mussel) 
Vantagens na área da Engenharia 
 Com o crescimento da demanda de serviços que reúnam TV, internet e telefonia, também 
conhecido com Triple Play, construtoras e incorporadoras passam a considerar o uso de 
tecnologias modernas de infraestrutura que atendam a necessidade. Desta forma arquitectos, 
engenheiros civis e outros profissionais ligados à área da construção civil tem adequado seus 
conhecimentos para projetar e reestruturar edificações considerando os avanços tecnológicos 
da comunicação. Considera-se o uso de fibra óptica, pois a mesma apresenta duas vantagens 
importantes em relação aos cabos de metálicos : é imune a interferências eletromagnéticas, 
que permitem que os dados não sejam corrompidos durante uma transmissão. E também não 
conduz corrente elétrica, não sofrendo inteferência de raios em uma tempestade. (Mussel) 
 A fibra também vem sendo utilizada em poços de petróleo e na aviação para a análise 
estrutural de aeronaves. A fibra pode ser empregada para sensoriamento remoto com até 50 
km de distância. Nos poços de petróleo, ela já vem sendo utilizada para medir pressão, 
temperatura e vibração do solo. No ramo da engenharia aeronáutica, as fibras servem para 
 
 
 
18 
monitorar a integridade estrutural de aviões, permitindo verificar se existem possíveis fissuras 
ao longo da sua estrutura. (Mussel) 
Física da reflexão interna total 
 Quando a luz passa de um meio m1 com um índice de refração para outro meio m2 com um 
índice de refração mais baixo, ela se desvia ou refrata para longe de uma linha imaginária 
perpendicular à superfície. Conforme o ângulo do feixe através de m1 se torna maior em 
relação à linha normal, a luz refratada através de m2 se desvia para longe da linha. Em um 
ângulo particular (o ângulo crítico), a luz refratada não penetrará em m2, viajando ao longo 
da superfície entre os dois meios: (sen(ângulo crítico) = n2/n1, onde n1 e n2 são os índices de 
refração dos meios m1 e m2 – sendo que n1 é maior do que n2. (Mussel) 
 Se o ângulo do feixe através de m1 for maior do que o ângulo crítico, então o feixe refratado 
será refletido inteiramente de volta para m1 (reflexão interna total), mesmo que m2 seja 
transparente. Em física, o ângulo crítico é descrito em relação à linha normal. Para as fibras 
ópticas, o ângulo crítico é descrito em relação ao eixo paralelo que corre pelo meio da fibra. 
Assim, o ângulo crítico da fibra óptica é igual a 90 graus menos o ângulo crítico físico. 
(Mussel) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19 
Conclusão 
 A fibra já permitiu e ainda permitirá muito a evolução em média e longa distância, As redes 
ópticas hoje viabilizam o avanço da tecnologia. Permitem o escoamento de uma grande 
quantidade de dados por segundo. Sendo muito mais viável no cenário atual integrar tudo em 
um mesmo sistema (internet, vídeo, VOIP, backhaul para redes móveis), provendo 
conectividade 100% via fibra óptica. O mundo vem popularizando esse conceito, nos últimos 
anos muito tem se falado não só nos serviços oferecidos por essa tecnologia, mas na 
qualidade com que estes chegam até o usuário. E muitos são os projetos que já concluídos ou 
em execução tornam isso realidade. Atualmente, a rede, seja ela parcialmente com fibra ou 
inteira com essa tecnologia, vem se expandindo com altas taxas de crescimento e muitas 
promessas de investimento por parte das operadoras e do governo. E em paralelo novas 
tecnologias ou desenvolvimento cada vez mais viável de fibras de ultrabaixa perda tem 
evoluído no intuito de sustentar essa rede de inúmeras possibilidades. Prevê-se um modelo 
aberto e devido a essas redes ópticas hoje serem bem mais do que uma alternativa e sim uma 
necessidade tudo que esta sendo construído de novo dificilmente optará por um meio de 
transmissão diferente de fibra e o desafio ainda fica para a renovação e substituição das redes 
de cobre. 
 Conclui-se ainda que As fibras ópticas tem papel importantíssimo na nova era digital em 
que vivemos, onde a informação tem que ser rápida e alcançar cada canto do planeta. Seu uso 
na área da medicina auxilia na precisão de resultados e procedimentos impecáveis. No ramo 
da engenharia auxilia na obtenção de novos dados em pesquisas nas suasminúmeras áreas. 
 Fibra óptica é uma excelente opção pra quem quer investir em baixos custos e certeza de 
retorno e qualidade do serviço.
 
 
 
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Bibliografia 
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Mussel, C. L. (n.d.). Fibra Optica. Luz: Fibra Optica.