fibra otica

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Estruturas da fibra óptica voltar para o índice O núcleo e a casca constituem o guia óptico; O índice de refração do núcleo é maior que a da casca; Dimensões reduzidas; Baixas perdas; Capacidade elevada de transmissão de sinais; Uma fibra óptica compõem-se basicamente de 2 estruturas de silício (SiO 2 ) denominadas de: Núcleo: Por onde trafega a informação; Casca: Envolve o núcleo, confinando raio de luz fique dentro do núcleo. Para que possamos fazer com que a luz fique confinada dentro do núcleo, devemos ter densidades diferentes, também chamadas de índices de refração, entre os materiais que compõem o núcleo e a casca, esta diferença entre índices de refração é que permitem o confinamento da luz dentro do núcleo. Estas diferenças de índices de refração são conseguidas usando-se materiais diferentes na composição de núcleo e da casca, estes materiais podem ser: Plásticos; Materiais Semi-Condutores: Germânio, Flúor, Fósforo, etc.

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apostila fibra optica

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Estruturas da fibra pticavoltar para o ndice O ncleo e a casca constituem o guia ptico; O ndice de refrao do ncleo maior que a da casca; Dimenses reduzidas; Baixas perdas; Capacidade elevada de transmisso de sinais;

Uma fibra ptica compem-se basicamente de 2 estruturas de silcio (SiO2) denominadas de: Ncleo: Por onde trafega a informao;

Casca: Envolve o ncleo, confinando raio de luz fique dentro do ncleo.

Para que possamos fazer com que a luz fique confinada dentro do ncleo, devemos ter densidades diferentes, tambm chamadas de ndices de refrao, entre os materiais que compem o ncleo e a casca, esta diferena entre ndices de refrao que permitem o confinamento da luz dentro do ncleo.Estas diferenas de ndices de refrao so conseguidas usando-se materiais diferentes na composio de ncleo e da casca, estes materiais podem ser: Plsticos;

Materiais Semi-Condutores: Germnio, Flor, Fsforo, etc.

Caractersticas Bsicas de uma Fibra pticavoltar para o ndice1. Imunidade as Interferncias Eletromagnticas e Caractersticas Dieltricas. - Por serem feitas de materiais dieltricos como vidro e plstico, uma fibra ptica totalmente imune as Interferncias Eletromagnticas, alm de serem isolantes passagem da corrente eltrica.

2. Dimenses Reduzidas. - As fibras pticas apresentam dimenses muito pequenas, da ordem de Microns (Micro = 1.10-6 ms), milsima parte do milmetro, quando comparadas com os sistemas de cabos de cobre.

3. Segurana no trfego de informaes. - As fibras pticas trabalham com sinais de luz, o que dificulta muito o uso de "grampos". Para que possamos executar um grampo em uma fibra ptica, necessitamos de aparelhos complexos e caros, capazes de decifrar os sinais de luz.

4. Baixas Atenuaes de Transmisso. - Por apresentarem baixas perdas de transmisso (Atenuao), as fibras pticas so muito usadas em sistemas de longa distncia. Comparativamente, um enlace de Micro Ondas est limitado linha do horizonte, cerca de 90 km, nos melhores casos, necessitando de repetidores para distncias maiores. Um enlace de fibra ptica necessita de repetidores partir de 250 km.

5. Maior Banda de Transmisso. - A capacidade de transmisso de um sistema de telemtica est limitada freqncia da portadora, como a fibra ptica trabalha com sinais de luz, encontramos valores Banda de Transmisso entre 150MHz at 500MHz, dependendo do tipo de fibra.

Nos sistemas de transmisso mais modernos, chegamos Banda de Transmisso da ordem de THZ.Princpios fsicos do condutor de fibra ptica (espectro eletromagntico)voltar para o ndiceA mais de 100 anos se utilizam as ondas eletromagnticas para a transmisso de informaes. Sua utilidade se deve por propagar-se sem necessitar de condutores metlico e ter uma velocidade muito elevada, tanto no vcuo como num meio dieltrico, ou seja, um material condutor.A fig. 2.1 mostra um resumo do espectro eletromagntico e sua utilizao. A luz visvel somente ocupa uma reduzida zona que vai de 380nm (violeta) at 780nm (vermelho). A mesma encontra-se entre a zona de ultravioleta, com longitudes de ondas menores e a zona de infravermelha, com longitudes de ondas maiores.Nas telecomunicaes por fibra ptica se utilizam as longitudes de onda do infravermelho por volta de 800nm a 1600nm, sendo os valores preferidos os de 850, 1300 e 1550nm.No vcuo as ondas eletromagnticos se propagam com uma velocidade da luz:co = 299792,456km/sPara a propagao no ar se pode tomar com suficiente aproximao no valor de:co = 300000km/s = 3 . 108m/s = 3 . 105km/sA onda eletromagntica uma onda transversal. Seu campo eltrico e magntico oscila perpendicularmente a direo de propagao.

fig. 2.1: Espectro eletromagnticoSe o campo eltrico e o campo magntico oscilam em um plano, o extremo do vetor de intensidade de campo eltrico ou magntico descreve uma linha reta. Uma onda deste tipo se diz que est polarizada linearmente. Se o extremo do vetor descreve uma circunferncia ou, em geral, uma elipse se fala de luz com polarizao circular ou elptica.

fig 2.2: classes de polarizaoNa fig 2.2 se ilustra as diferentes classes de polarizao para uma onda luminosa que se propaga ao longo do eixo z.Princpios de Funcionamento e Tipos de Fibras pticasvoltar para o ndice1. Princpios de FuncionamentoO funcionamento de uma fibra ptica baseia-se na reflexo total de um raio de luz, 1, confinando em um tudo de vidro (ncleo), com um ndice de refrao N1, revestido por um segundo tubo de vidro, com ndice de refrao diferente (casca), N2. Quando o raio 1, incide dentro do ncleo com um ngulo que seja menor que o ngulo crtico, Normal, este refletido de volta para o ncleo, propiciando a reflexo total do raio de luz R1.1 - ngulo de incidncia maior que o ngulo crtico;2 - ngulo de incidncia menor que o ngulo crtico;N1 - Meio menos denso;N2 - Meio mais denso.2. Tipos de Fibras pticasAs fibras pticas so classificadas de acordo com o seu tipo de fabricao e forma de propagao dos raios de luz, alm de sua capacidade de transmisso (Largura de Banda) e sua facilidade de acoplamento aos equipamentos ativos e conexes.So construdas em 2 tipos bsicos:- Fibra ptica Multi Modo;- Fibra ptica Mono Modo.2.1. Fibra ptica MultimodoSo tipos de fibras pticas com dimenses de ncleo relativamente grandes, permitem a incidncia de raios de luz em vrios ngulos. So relativamente fceis de fabricar. As dimenses de uma fibra ptica Multi Modo so:- Ncleo: de 50 at 200 m, comercialmente adota-se o ncleo de 62,5m.- Casca: de 125 at 240 m, comercialmente adota-se casca de 125m.Com a relao ao Ncleo, existem 2 tipos bsicos de perfis de ncleo:- ndice Degrau - apresentam apenas um nvel de reflexo entre o ncleo e a casca, este tipo perfil, por suas dimenses relativamente grandes, permitem uma maior simplicidade de fabricao e operao, alm de permitirem uma grande capacidade de captao da luz. Sua capacidade de transmisso relativamente baixa.- ndice Gradual - apresentam vrios nveis de reflexo entre o ncleo e a casca, este tipo de perfil mantm ainda uma simplicidade de fabricao e operao, porm exibe uma maior capacidade de transmisso. Suas dimenses so maiores que as do tipo Degrau.Com relao Casca, existem os seguintes tipos bsicos:- Casca Simples - apresentam apenas um envoltrio sobre o ncleo.- Casca Dupla - apresentam mais de um envoltrio sobre o ncleo.2.2. Fibra ptica Mono ModoSo tipos de fibras pticas com dimenses de ncleo muito pequenas, permitem a incidncia de raios de luz em um nico ngulo. Sua fabricao requer equipamentos muito complexos. As dimenses de uma fibra ptica Mono Modo so:- Ncleo: tpico de 08 1 comercialmente adota-se o ncleo de 08m.- Casca: de 125 at 240m, comercialmente adota-se casca de 125m.Com a relao ao Ncleo, existem 2 tipos bsicos de perfis de ncleo:- ndice Degrau - apresentam apenas um nvel de reflexo entre o ncleo e a casca.- ndice Gradual - apresentam vrios nveis de reflexo entre o ncleo e a casca.Com relao Casca, existem os seguintes tipos bsicos:- Casca Simples - apresentam apenas um envoltrio sobre o ncleo.- Casca Dupla - apresentam mais de um envoltrio sobre o ncleo.3. Composio de uma Fibra pticaIndependente do tipo de fibra ptica, ela composta basicamente de uma mistura de vidro (SiO2), plstico e gases, variando-se a composio destes elementos, conseguimos ndices de reflexo diferentes entre ncleo e casca.Nota: o ajuntamento de vrias fibras pticas, encapsuladas em um invlucro e protegidas por uma capa, forma desde um cordo ptico at um cabo ptico.

Perfis e ndice de refraovoltar para o ndice

Texto extrado do livro Fibras pticas e sus Aplicaciones Siemens1. Introduo 2. Surgimento 3. Histrico e conceitos 3.1 Histrico 3.2 Natureza da Luz 3.3 Velocidade da Luz 3.4 Ondas eletromagnticas 3.5 Atenuao, Largura de Banda e Disperso em fibra ptica 4. Modulao e Multiplexao 4.1 Modulao 4.2 Multiplexao 4.2.1 TDM - Time Division Multiplexing 4.2.2 FDM - Frequency Division Multiplexing 4.2.3 WDM - Wavelength Division Multiplexing 5. Princpio de funcionamento 6. Sistemas de comunicao 7. Tipos de fibras pticas 7.1 Fibras Multimodo (MMF MultiMode Fiber) 7.1.1 Multimodo de ndice Degrau 7.1.2 Multimodo de ndice Gradual 7.2 Fibras Monomodo (SMF - Single Mode Fiber) 8. Fontes de luz 8.1 LEDs - Light Emition Diode 8.2 ILD - Injection LASER Diode 9. Terminaes pticas 9.1 Caractersticas 9.2 Aplicao 9.3 Tipos de Conectores 10. Recomendaes da Norma TIA/EIA 568-A (TSB-72) 11. Concluso Referncias bibliogrficas

1. Introduo

Desde que foram desenvolvidas, as fibras pticas representaram uma revoluo na forma de transmitir informaes. A fibra ptica vem sendo utilizada para transmitir voz, televiso e sinais de dados por ondas de luz, por meios de fios finos e flexveis, constitudos de vidro ou plstico que, comparados com fios metlicos, apresentam inmeras vantagens.

No mais mera curiosidade de laboratrios de pesquisas. So, agora, uma importante tecnologia, provada e aprovada, um realidade reconhecida.

Na rea dos Sistemas de Telecomunicaes, a fibra ptica possui um campo bem vasto de estudo. Por isto o estudo de conceitos bsicos de tica usado tanto em fibras como em feixes pticos. O sistema ptico parte ptica e parte eletrnica. O entendimento de segmentos ptico, eletrnico e de comunicaes vem a ser, ento, importante para o estudo de estruturas pticas.

O objetivo deste artigo apresentar vrios conceitos relacionados com fibra ptica, ferramentas, tcnicas empregadas, novas tendncias e expectativa de mercado. Como o tema pode ser tornar extenso, vamos dividir este artigo em duas partes.

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2. Surgimento

Suas razes so do sculo XIX, como um dispositivo denominado FOTOFEN que convertia, utilizando a luz do sol e lentes montadas em transdutor que ao contato com o som vibrava, sinais de voz em sinais pticos.

Narinder Singh Kanpany, fsico indiano, foi quem inventou a fibra ptica, que passou a ter aplicaes prticas na dcada de 60 com o advento da criao de fontes de Luz de estado slido, como o raio laser e led.

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3. Histrico e conceitos

3.1 Histrico

H cinco milhes de anos, homens primitivos iniciaram as comunicaes pticas com sinais e gestos visuais:

Sculo VI a.C: Esquilos informaram aos Argos da queda de Tria por meio de uma cadeia de sinais de fogo.

Sculo II a.C: Polibio props um sistema de transmisso do alfabeto grego por meio de sinais de fogo (dois dgitos e cinco nveis (52=25 cdigos).

100 a.C: Vidros de qualidade ptica somente apareceram aps o surgimento dos famosos cristais venezianos, na Renascena. Os princpios da fibra ptica so conhecidos desde a Antigidade e foram utilizados em prismas e fontes iluminadas. - 200 D.C: Heron da Alexandria estudou a reflexo.

1621: Willebrod Snell descobriu que quando a luz atravessa dois meios, sua direo muda (refrao).

1678: Christian Huygens modela a luz como onda.

1792: Claude Chappe inventou um sistema de transmisso mecnica para longas distncias B