FIBRAS OPTICAS 2010.1http://www.gta.ufrj.br/grad/08_1/wdm1/index.html

Fibras ópticas e WDM

Autor: Rafael José Gonçalves Pereira 

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Mapa do site:

Nesse trabalho serão apresentadas as fibras ópticas, seus tipos, vantagens e desvantagens, e suas aplicações, dentre as quais será destacada a multiplexação por divisão em comprimento de onda ( wavelength division multiplexing, de agora em diante chamado de WDM) , descrevendo seus tipos e características.

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Site elaborado como trabalho de graduação na Disciplina Redes de Computadores I, ministrada pelo professor Otto Muniz Duarte.

1. Fundamentos teóricos em óptica

Antes de passarmos às fibras ópticas em si, precisamos estudar brevemente os fenômenos da refração e da reflexão total, para podermos entender melhor o que se passa no interior de uma fibra óptica.

Refração

É a mudança de direção e velocidade que ocorre quando a luz passa de meio para outro. Cada meio possui capacidade própria quanto à refração da luz, caracterizada pelo seu índice de refração, que é definido pela fórmula:

n = c / v, onde: “c” é a velocidade da luz no vácuo e “v” é a velocidade da luz no meio.

No fenômeno da refração, o desvio do raio de luz que passa de um meio 1 para outro (meio 2) pode ser calculado pela Lei de Snell-Descartes:

n 1 . sen q 1 = n 2 . sen q 2, sendo “n” o índice de refração característico de cada meio e “ q ” o ângulo que o raio de luz forma com a normal à superfície de interface entre os meios.

 

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Reflexão Total

Quando um feixe de luz passa de um meio mais refringente (n2) para meio menos refringente (n1, onde n2>n1), há um ângulo de incidência que é chamado de ângulo crítico, e é dado por:

n1 sen 90 = n1 = n2 sen (ang. Crít)

ang Crít = arc.sen( n1 / n2 )

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Se o feixe de luz fizer um ângulo maior com a normal que o ângulo crítico, o feixe é refletido e permanece no meio mais refringente.

2. Sistemas de transmissão por fibras ópticas

Os sistemas de transmissão por fibras ópticas são constituídos basicamente pelo cabo de fibra óptica em si, por um transmissor óptico e por um receptor óptico.

Nesta seção serão explorados um pouco da história da evolução das comunicações ópticas, a composição de cada um dos componentes dos sistemas de comunicação ópticos, analisando seu funcionamento, seus tipos, vantagens e desvantagens.

História

A idéia de utilizar a luz nas comunicações vem desde a antigüidade, apesar de esse fato ter se concretizado apenas recentemente. Primeiramente foram criados sistemas de comunicação óptica pelo ar, utilizando espelhos, tochas e outros objetos que se interpunham ao sol ou geravam luz. No entanto, essa idéia fracassou por conta dos distúrbios atmosféricos (chuva, névoa) e pela necessidade de o emissor e o receptor estarem bem visíveis entre si, o que acarretava grandes dificuldades.

Muitos pesquisadores tentavam solucionar tais problemas buscando a transmissão da luz através de trajetórias curvilíneas. Em 1870, John Tyndall comprovou a viabilidade dessa opção, ao utilizar um recipiente cheio de água com um pequeno orifício, por onde esta escorria, para demonstrar que a luz se propagava ao longo do recipiente e saía com a água pelo orifício.

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A seguir, outros pesquisadores passaram a estudar meios mais adequados para a transmissão da luz e a transmissão de sinais luminosos por eles. Hondros e Derbye, em 1910, comprovaram a possibilidade de propagar radiação eletromagnética por cilindros dielétricos, estrutura mais rudimentar da fibra óptica. Devido à falta de tecnologias e materiais na época, no entanto, não se pôde comprovar resultados quanto à transmissão de luz em grandes distâncias, já que havia níveis de perda de potência luminosa da ordem de milhares de dB/km.

O termo “fibra óptica” só veio a surgir em 1951, depois de uma longa espera por melhores tecnologias, quando o holandês Heel e os ingleses Kapany e Hopkins criaram algumas fibras de vidro com revestimento para guiar luz e imagens, num equipamento chamado Fiberscope , utilizado na medicina.

Embora na década de 60 já se previsse que a fibra era capaz de atingir baixas taxas de atenuação e embora as fibras ópticas tenham começado a substituir os cabos de metal nessa década, somente nos anos 70 elas puderam ser tratadas como opção para sistemas de telecomunicações. A atenuação nas fibras foi reduzida da ordem de 1000 dB/km para 20 dB/km (1970). Ainda nos anos 70, foram aperfeiçoados (pois surgiram na década de 50) os dispositivos emissores, como o LED e o Laser, que possibilitaram o surgimento dos primeiros sistemas de transmissão por fibra óptica.

Com o desenvolvimento das telecomunicações nos anos 80, a capacidade de transmissão dos cabos coaxiais chegou a seu limite, o que causou a sua substituição gradual pelo cabo de fibra óptica. Nessa década, foram instalados os primeiros cabos submarinos, lançando a transmissão de dados transoceânica. Além disso, era cada vez menor a taxa de atenuação para as fibras ópticas, o que foi o fato decisivo para seu sucesso, pela possibilidade de criação de sistemas maiores e com número menor de repetidores, chegando a taxas de atenuação atuais abaixo de 0,20 dB/km.

Fibras ópticas - Conceitos e Composição

Fibras ópticas, simplificadamente, são fios que conduzem a potência luminosa injetada pelo emissor de luz, até o fotodetector. São estruturas transparentes, flexíveis, geralmente compostas por dois materiais dielétricos, tendo dimensões próximas a de um fio de cabelo humano.

Há uma região central na fibra óptica, por onde a luz passa, que é chamada de núcleo. O núcleo pode ser composto por um fio de vidro especial ou polímero que pode ter apenas 125 micrômetros de diâmetro nas fibras mais comuns e dimensões ainda menores em fibras mais sofisticadas.

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Ao redor do núcleo está a casca, que é um material com índice de refração menor. É a diferença entre os índices de refração da casca e do núcleo que possibilita a reflexão total e a conseqüente manutenção do feixe luminoso no interior da fibra.

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Ao redor da casca, ainda há uma capa feita de material plástico, como forma de proteger o interior contra danos mecânicos e contra intempéries.

A diferença entre os índices de refração do núcleo e da casca é obtida usando-se materiais distintos ou através de dopagens convenientes de semicondutores na sílica. Essa diferença caracteriza o chamado “perfil de índices da fibra óptica”.

De acordo com seus perfis de índice, as fibras podem ser classificadas em “perfil de índice degrau” e “perfil de índice gradual”, que serão abordadas adiante.

 

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A capacidade de transmissão da fibra, suas freqüências ópticas, níveis de atenuação e características mecânicas são determinados pela geometria, perfil de índices, pelos materiais e processos utilizados na fabricação da fibra.

Toda fibra óptica tem como característica um ângulo de admissão (ou de aceitação), que é o ângulo limite de incidência da luz, em relação ao eixo, para que esta penetre no cabo. Feixes de luz com ângulo superior ao de admissão não satisfazem as condições para a reflexão total e, portanto, não são conduzidos (esse ângulo limitante define um cone de aceitação de luz, mostrado na figura a seguir).

Onde n0 é o índice de refração do meio externo à fibra, n1 é o índice de refração do núcleo e n2 é o índice de refração da casca.

A partir da definição de ângulo de admissão, define-se “abertura numérica” de uma fibra que consiste no ângulo de admissão. Em alguns livros ou sites pode-se encontrar a mesma fórmula sem o n 0 no denominador. Isso pode ser feito se considerar-se o ar como o meio externo à fibra. A fórmula, portanto é:

Lembrando n 0 é o índice de refração do meio externo à fibra, n 1 é o índice de refração do núcleo e n 2 é o índice de refração da casca.

A abertura numérica de uma fibra é um parâmetro muito utilizado para calcular sua capacidade de captar e transmitir a

luz. Deve-se ressaltar que a abertura numérica e o ângulo de admissão não dependem do raio do núcleo.

Antes de prosseguir no estudo dos tipos de fibras ópticas e suas aplicações, precisamos definir o conceito de modos de propagação. Os modos de propagação são soluções espaço-temporais das equações de Maxwell para cada fibra, caracterizando configurações de campos elétricos e magnéticos que se repetem ao longo do cabo. Na prática, representam as diferentes possibilidades de propagação da luz pela fibra.

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Os modos dependem do material, da geometria e do ângulo de incidência da luz na fibra. Existem condições limitadoras aos modos de propagação, isto é, condições a partir das quais uma propagação não pode existir.

O número de modos aceitáveis numa fibra são dados a partir de um parâmetro calculado com as características da fibra, o chamado número V ou freqüência normalizada, dado por:

 

Tal que a é o raio da fibra óptica, NA é a Abertura numérica e l 0 é o comprimento de onda que está sendo introduzido na fibra. Importante notar que o número V depende do raio do núcleo da fibra e do comprimento de onda da luz transmitida.

Existem valores de V para os quais um único modo pode existir numa fibra óptica (isso ocorre quando V<2,405). Essa condição caracteriza as fibras ópticas monomodo, cujas aplicações são largamente exploradas, principalmente em aplicações onde uma capacidade de transmissão muito alta é requerida.

Quanto maior o ângulo de admissão, maior é o diâmetro requerido para a fibra. Se o diâmetro for grande, a fibra pode admitir a entrada de vários raios luminosos e essas diferentes possibilidades de propagação pela fibra são denominadas modos. Cada modo é uma solução espaço-temporal das equações de Maxwell, que depende apenas do ângulo de incidência.

Tipos de fibras

De acordo com o número de modos, a fibra óptica pode ser classificada como monomodo ou multimodo. A espécie multimodo divide-se em duas subespécies: índice degrau ou abrupto, e índice gradual.

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Na fibra de índice degrau o índice de refração do núcleo é uniforme e completamente diferente do da casca. A refração, nesse caso, ocorre como ilustrado previamente, isto é, somente na interface entre o núcleo e a casca.

Devido à disposição simples do perfil de índices e às suas dimensões relativamente grandes que facilitam sua conectividade e fabricação, esse sistema é o mais econômico e o mais fácil de ser construído. Outra vantagem desse tipo de fibra é sua grande capacidade de captar energia luminosa, que advém da relativamente alta abertura numérica desse tipo de fibra, o que permite a utilização de emissores mais baratos.

No entanto, os altos valores de abertura numérica trazem inconvenientes ao permitir que um elevado número de modos exista dentro da fibra. O número de modos elevado causa o fenômeno da dispersão modal, o que reduz significantemente a banda das fibras multimodo de índice degrau e obriga esse tipo de fibra a ser utilizado somente em pequenas distâncias.

 

Na fibra de índice gradual o núcleo não possui índice de refração constante, mas este aumenta progressivamente do eixo central até as bordas. Dessa forma, ocorre uma refração gradual à medida que os raios se aproximam das bordas. Essa fibra foi projetada para adequar-se às aplicações em sistemas de telecomunicações.

São menores do que as fibras multimodo de índice degrau e possuem aberturas numéricas menores, que diminuem a quantidade de modos possíveis e aumentam a banda passante e a distância que essa banda pode atingir. Possui complexidade média de fabricação, mas que ainda mantém uma certa facilidade de conexão e tem uma capacidade de transmissão adequada às aplicações que se propõe, mas ainda não pode ser usada em longas distâncias.

 

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Por fim, temos o tipo monomodo. Ele é caracterizado por um núcleo finíssimo (de apenas alguns micrômetros) por onde há apenas um único caminho para a luz, ou seja, apenas um modo. Como as dimensões dos cabos são próximas aos comprimentos da luz incidente, a óptica geométrica não consegue explicar o que ocorre nas fibras monomodo, e, portanto, para os cálculos nesse tipo de fibra, deve-se tratar a luz como onda eletromagnética, e não mais como partícula. A casca mantém seu tamanho inalterado em relação à das fibras multimodo, pois ela precisa ser espessa o suficiente para suportar os campos eletromagnéticos do modo transmitido.

A produção de fibras ópticas monomodo tem como fator limitante a dificuldade mecânica de fabricação de fios e acopladores para fibras tão finas, visto que não se deseja alterar os índices de refração das fibras nem o comprimento de onda da luz incidente.

Com essa técnica, anula-se a dispersão modal e obtém-se uma menor atenuação. Por outro lado, suas pequenas dimensões dificultam sua conectividade, que requer alta qualidade, elevando muito o custo do sistema. Por superar as capacidades de transmissão de fibras multimodos, esse tipo de fibra é utilizado em comunicações de média e longa distâncias, inclusive em comunicações intercontinentais, onde há elevada transmissão de dados.

Há um tutorial da Teleco [27], já fala-se em novos tipos de fibras monomodo atualmente, são elas:

"Single Mode (SM - G.652 ITU-T):Fibra monomodo já explorada. Sofre com grande dispersão cromática. No entanto, como essa fibra tem um núcleo maior do que os novos tipos de fibra óptica, seu uso é bom em sistemas que requerem grande capacidade de comprimentos de onda. 

Dispersion Shifted (DS - G.653 ITU-T): Fibra sem dispersão. Pensava-se que seria boa para ser usada em sistemas WDM e SDH de alta capacidade. Porém, com o crescimento da quantidade de comprimentos de onda, constatou-se que ela sofre efeitos de Mistura de quatro ondas, o que restringiu seu uso em sistemas de WDM. 

Non Zero Dispersion (NZD - G.655 ITU-T): Fibra com dispersão baixa, mas não nula. Foi criada para servir de meio termo entre os dois tipos de fibra anteriores. Para diminuir a dispersão cromática, o núcleo da fibra foi reduzido. Essa redução impede seu uso em sistemas com muitos comprimentos de onda. 

Low Water Peak (LWP - G.652D ITU-T): é tipo de fibra onde os processos de fabricação eliminaram a contaminação por íons hidroxila, permitindo que a utilização dos comprimentos de onda ao redor de 1400nm."

Atenuação e limitações das fibras ópticas

Nesta seção estudaremos um pouco sobre as limitações enfrentadas pela fibra, como os fatores geradores de atenuação, fatores que restringem taxa de transmissão e outras dificuldades.

A atenuação é o motivo pelo qual a fibra óptica ganhou a importância que tem nas telecomunicações. Ela define a distância máxima (alcance) que um sistema de transmissão óptico pode ter entre emissor e receptor, e pode ser medida de acordo com a seguinte fórmula:

 

a = 10 * ( log(Pi/Po) ) * ( 1 / L ),

 

onde Pi é a potência na entrada, Po é a potência na saída e L é o comprimento da fibra.

 

 

As atenuações em fibras ópticas são causadas, basicamente, por 4 razões:

•  Absorção

Como nenhum material é perfeitamente transparente, sempre ocorre uma absorção parcial de luz quando esta é forçada a atravessar um meio (absorção intrínseca). Numa fibra, além da absorção do material que compõe seu núcleo, pode haver variações de densidade, imperfeições na fabricação (absorção por defeitos estruturais), impurezas (absorção extrínseca) e outros fatores que aumentam ainda mais as perdas por absorção.

Diversas impurezas podem contaminar uma fibra. O principal motivo de atenuações em alguns tipos de fibra é a contaminação por íons metálicos, que pode gerar perdas superiores a 1 dB/km, mas que atualmente já é controlada através de tecnologias utilizadas na fabricação de semicondutores.

Há também a contaminação por íons hidroxila (OH - ), causada por água dissolvida no vidro (também chamada de atenuação por pico de água, Water Peak Atenuation , WPA), que, por sua relevância nas tecnologias pioneiras de fibra óptica, definiram intervalos de freqüências onde essa atenuação era mínima, as chamadas janelas ópticas ou janelas de transmissão. As janelas ópticas são as regiões onde não há picos de atenuação devido ao íon OH - .

Embora, graças ao avanço das tecnologias, essa barreira já tenha sido superada, as janelas ópticas continuam a servir como referência para os sistemas ópticos, sendo cada uma delas associada a um tipo de aplicação específico.

Existem 3 janelas ópticas, ao redor de 850nm, 1300nm e 1550nm, sendo que a última foi subdividida em duas menores (Banda C e Banda L) visando o melhor aproveitamento dessa região de baixas atenuações. A primeira é utilizada para sistemas a curta distância, de baixo custo e utilizando fontes e detectores simples. A segunda, por sua vez, permite enormes capacidades de transmissão, sendo utilizada geralmente pelas fibras comerciais. Finalmente, a terceira é utilizada por fibras de sílica, por constituir uma região de atenuação mínima para esse material. Nessa janela já se fabricam fibras monomodo de atenuações da ordem de 0,2dB/km, o que já é praticamente o limite teórico para tal comprimento de onda.

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O avanço da tecnologia de fabricação das fibras monomodo, como já citado, eliminou a contaminação por íons de hidroxila, permitindo a utilização de um maior número de camadas, como demonstrado na figura abaixo.

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•  Espalhamento

Espalhamento é o fenômeno de transferência de potência de um dos modos guiados pela guia para si mesmo ou para outros modos. Há diversos tipos de espalhamentos, lineares e não lineares, mas não adentrarei neles. O principal é o espalhamento de Rayleigh, causado por variações aleatórias na densidade do material da fibra, advindas do processo de

fabricação. Outros espalhamentos são causados por imperfeições na estrutura cilíndrica da fibra, vibrações moleculares térmicas e outros fatores, sempre causando perda na potência de luz transmitida.

 

•  Curvaturas

Quando a luz na fibra óptica encontra curvas, sejam elas macroscópicas (curva de uma fibra numa quina, por exemplo) ou microscópicas (pequenas ondulações na interface entre a casca e o núcleo), alguns raios de luz podem formar um ângulo inferior ao ângulo crítico e saírem da fibra, causando perda de potência.

 

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•  Características do guia de onda

Na prática, a potência numa fibra óptica não está totalmente presa ao núcleo. Parte da potência pode viajar pela casca da fibra óptica, de forma que passa a sofrer com as atenuações do material do qual a casca é composta (maiores que as do núcleo), o que pode diminuir a capacidade de transmissão da fibra.

 

 

Além desses fatores, ainda há a dispersão, que é um fenômeno resultante da diferença de velocidades de propagação que causa o “espalhamento” de um sinal no tempo (NÃO tem a ver com o espalhamento descrito acima, apesar do uso da mesma palavra), o que limita a taxa de transmissão através das fibras e colabora com sua atenuação.

Como na fibra de índice degrau o índice de refração do núcleo é constante, a velocidade de propagação do feixe de luz também é constante e, assim, quanto maior a distância percorrida, maior o tempo gasto para se chegar ao outro extremo da fibra. Na fibra multímodo, cada um dos modos tem uma trajetória diferente, e, portanto, percorrem distâncias diferentes. Isso pode fazer com que as informações cheguem ao receptor em momentos distintos. Esse fenômeno é uma das facetas de um tipo de distorção e atenuação no sinal de saída chamada de dispersão.

Deve-se ressaltar que este tipo de dispersão não ocorre apenas em fibras de índice gradual, mas também nas fibras de índice gradual. Nestas, no entanto, a variação gradual do índice de refração permite uma compensação da velocidade de propagação dos modos (raios) cujas trajetórias são mais longas.

A dispersão torna-se mais grave conforme a taxa de envio aumenta, já que bits enviados em seguida, por estarem "espalhados",

 

Há três tipos de dispersão:

•  Dispersão Modal ou Intermodal.

É a dispersão que foi descrita nos parágrafos introdutórios desta seção. Ela ocorre nas fibras multímodo, tanto nas de índice gradual, quanto nas de índice degrau. Ressalta-se que nas últimas, sua atuação é mais significativa.

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•  Dispersão Material.

A dispersão material e a dispersão do guia de onda compõem um tipo de dispersão chamado de dispersão intramodal ou dispersão cromática.

A dispersão material caracteriza-se pelos diferentes atrasos causados pelos vários índices de refração, que variam não-linearmente de acordo com os comprimentos de onda, causando a diferença de velocidades que caracteriza a dispersão.

•  Dispersão do Guia de onda.

Este tipo de dispersão resulta da dependência do número V característico do guia de onda em relação a cada comprimento de onda da luz transmitida. Sabe-se que o atraso de um modo varia não-linearmente com o número V.

 

No caso de fibras multímodo, as dispersões que mais influenciam são a dispersão modal e a dispersão material. Na fibra monomodo, por outro lado, pesam mais a dispersão material e a dispersão do guia de onda.

Atualmente, a maior parte dessas barreiras já foi superada, sendo o fator limitante o custo para tal.

Vantagens e desvantagens das fibras

Dentre as vantagens da fibra óptica destacam-se:

•  banda passante teoricamente enorme;

Em cada uma das janelas ópticas, há aproximadamente 25 Thertz de capacidade potencial de banda. Isso dá uma banda total pelo menos 10000 vezes maior que sistemas de microondas da primeira metade da década de 90, que tinham uma banda

passante de 700Mhz. Também no início da década de 90, fibras ópticas comerciais já chegavam a 200 Ghz.km, o que contrasta significantemente com a banda passante vezes distância útil máxima de 400Mhz.km de um cabo coaxial.

•  atenuação muito baixa;

As fibras ópticas apresentam perdas de transmissão extremamente baixas, desde atenuações da ordem de 3 a 5 dB/km na janela de 850 nm até perdas inferiores a 0,2 dB/km na janela de 1550 nm. Dessa forma, é possível implementar sistemas com um

espaçamento muito grande entre os repetidores, o que reduz brutalmente os custos do sistema.

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•  imunidade a interferências eletromagnéticas e ruídos;

Por serem feitas de materiais dielétricos, as fibras ópticas não sofrem com interferências eletromagnéticas. Esse fato pode tornar-se vantajoso, pois as fibras são imunes a pulsos eletromagnéticos, descargas elétricas atmosféricas e imunes a

interferências causadas por outros aparelhos elétricos.

•  isolamento elétrico;

Quando uma fibra óptica se rompe, não há faíscas, riscos de curto-circuito e outras condições que podem constituir perigo, dependendo da aplicação a que se destinam.

•  compacidade;

As fibras ópticas possuem dimensões próximas às de um fio de cabelo humano. Para se ter uma idéia do que isso representa, um cabo metálico de cobre de 94 quilos pode ser substituído por 3,6 quilos de fibra óptica. É possível chegar-se a uma

densidade de cabos da ordem de 10 6 fibras por cm 2 . Essa redução de tamanho permite aliviar o problema de espaço no subsolo de cidades e em instalações prediais.

•  segurança;

As fibras ópticas não irradiam quase nada da luz que propagam. A maior parte das tentativas de captação de mensagens do interior da fibra é detectável, pois tais tentativas exigem que seja desviada uma quantidade significativa da potência luminosa

que corre no interior da fibra. Isso é uma característica que garante segurança à informação transportada.

Um outro fato, mais importante nas aplicações militares, é que as fibras ópticas não são detectáveis por sensores, como detectores de metais, o que dificulta sabotagens aos sistemas de comunicação que utilizam fibras ópticas.

•  baixo custo potencial;

As fibras são fabricadas a partir principalmente de quartzo e polímeros. O quartzo é um material abundante na Terra, ao contrário do cobre e dos demais metais utilizados nos outros cabos, o que o torna mais barato que o cobre. O que encarece os

sistemas ópticos é o tratamento que esse quartzo precisa sofrer como forma de retirar impurezas das fibras e o custo dos emissores e receptores dos diferentes comprimentos de onda. Com o avanço da tecnologia, no entanto, esse custo tende a

baixar.

 

•  possibilidade de ampliação da banda sem modificação da infraestrutura.

Com a utilização da multiplexação por comprimento de onda, é possível aumentar a quantidade de banda passante sem a realização de obras estruturais, bastando apenas colocar multiplexadores e demultiplexadores nas pontas das fibras.

 

Como desvantagens, podemos citar:

•  fragilidade das fibras ópticas ainda não encapsuladas;

As fibras ópticas “nuas” exigem um manuseio muito mais cuidadoso do que o realizado com cabos metálicos.

•  dificuldade para conexão;

O fato de as fibras ópticas serem pequenas e compactas gera problemas para o encaixe de conectores em suas pontas e eleva sensivelmente o custo, em especial para as fibras monomodo.

 

•  dificuldade para ramificações

As fibras ópticas são mais adequadas para conexões ponto-a-ponto, pois seus acopladores de tipo “T” sofrem com perdas muito elevadas.

 

•  impossibilidade de alimentação remota

Ao contrário que ocorre com cabos elétricos, nas fibras ópticas é impossível que ocorra a alimentação remota do repetidor através do próprio meio. O repetidor deve estar localizado num local tal que ele seja abastecido pela energia elétrica. Seria

difícil abastecê-lo remotamente por conta da atenuação que a energia elétrica sofreria até chegar até ele.

Emissores e receptores ópticos

•  Fontes luminosas

As fibras ópticas jamais teriam ganhado a ênfase que ganharam se não houvesse um desenvolvimento grande em paralelo das fontes luminosas (fotoemissores) e dos receptores luminosos (fotodetectores). Estes dispositivos são ambos feitos com materiais semicondutores, tendo suas características dadas por tais compostos.

As fontes devem possuir potência de emissão luz que permita a transmissão por longos espaços, variar o mínimo possível com as condições do meio e tornar viável o acoplamento da luz na fibra, através das lentes convergentes ou de outros métodos.

Há dois tipos básicos de fontes luminosas: os diodos emissores de luz (LED, Light Emitting Diodes ) e o diodo laser. A diferença é que nos LED's as recombinações são espontâneas, enquanto que no diodo laser, elas são estimuladas. Uma das técnicas para tal estimulação usada no diodo laser é colocar dois espelhos rigorosamente paralelos, de tal forma que ocorra interferência construtiva entre ondas sucessivamente construtivas até que a potência desejada seja atingida e o laser atravesse um dos espelhos.

Os LED's são mais simples, baratos e confiáveis, mas possuem espectro mais largo de luz gerada com uma emissão incoerente, pior eficiência de acoplamento de luz na fibra e limitações na velocidade de modulação.

Por isso, os LED's são usados principalmente em sistemas de menor capacidade de transmissão, geralmente na primeira e segunda janelas ópticas.

Os diodos laser, por sua vez, geram uma radiação mais coerente, com espectro mais estreito e feixe mais diretivo, com potências maiores. Seu custo, no entanto, é mais elevado que o dos LED's.

 

•  Receptores luminosos

A função dos fotodetectores é absorver a luz transmitida pela fibra e convertê-la em corrente elétrica para processamento do receptor. O ideal é que os fotodetectores tivessem o maior alcance possível, operando nos menores níveis possíveis de potência óptica, e convertendo-a em eletricidade com o mínimo de erros e de ruído.

A conversão de luz em corrente é realizada utilizando a energia do fóton para retirar elétrons da camada de valência de um semicondutor (fotoionização), gerando portadores de carga e colocando-os em movimento, o que caracteriza a corrente. Há dois tipos básicos de fotodiodos, o fotodiodo p-i-n e o fotodiodo de avalanche ( Avalanche photodiode ). O primeiro é um fotodiodo (diodo receptor de luz) comum que tem entre suas regiões P e N, uma região não dopada, chamada de região intrínseca, cujo objetivo é manter o campo elétrico na região constante. O segundo, por sua vez, é próximo ao p-i-n, mas gera campos elétricos mais fortes o que o torna mais sensível que o p-i-n e, ao mesmo tempo,

aumenta o ruído captado.

A eficiência de um receptor mede-se verificando a razão entre o sinal e o ruído. Isso ocorre porque a potência óptica que é recebida pode chegar a nanowatts, o que torna necessária a amplificação do sinal. Assim, A eficiência de um fotodetector depende de sua capacidade de amplificar o sinal, sem gerar ruído novo nem amplificar os que vêm misturados com o sinal.

Os receptores luminosos estão sujeitos a diversos fatores de contaminação, dentre os quais a potência óptica de polarização, que pode ser tratada como uma radiação de fundo, e a corrente escura, que é a corrente gerada pela excitação térmica do receptor, sem que ele esteja recebendo luz, entre outros.

Aplicações das fibras

-Fiber Channel

Fiber Channel é a tecnologia da camada de enlace predominante de armazenamento em rede (Storage Area Networks, SANs) com interfaces que atingem velocidades acima de 100Mbps. Ela surgiu como tecnologia substituinte dos discos SCSI (Small Computer System Interface) para backup, recuperação de dados e espelhamento ( mirroring ), graças ao seu menor custo e à sua capacidade de cobrir maiores distâncias. O Fiber Channel pode ser carregado diretamente sobre a camada óptica utilizando-se o DWDM.

 

Gigabit Ethernet

A tecnologia Gigabit Ethernet é um marco na história das redes locais (LANs), poir foi o primeiro sistema no qual a implementação com mídia óptica foi mais barata do que em mídia elétrica. Gigabit Ethernet é o Ethernet padrão projetado para atingir escalas de outra ordem de magnitude, chegando a taxas de transferência de 1Gbps. Por conta da capacidade da fibra de cobrir longas distâncias sem repetidores, utilizando-se o DWDM, o Gigabit Ethernet pode ser expandido para longas distâncias com grandes taxas.

 

-Rede telefônica

Uma das aplicações básicas onde as fibras ópticas foram utilizadas foi a rede telefônica. A fibra óptica, desenvolvendo sistemas de alta capacidade, era utilizada no chamado sistema tronco de telefonia, interligando centrais de tráfego interurbano, que podiam ter desde algumas dezenas e centenas de quilômetros.

Elas traziam vantagens em tais projetos pois, graças à sua capacidade de percorrer grandes distâncias sem a necessidade de repetidores e à sua grande capacidade de transmissão de banda, reduziam significantemente os custos em relação aos demais cabos e materiais utilizados para os mesmos fins.

Uma outra aplicação da fibra, ainda na telefonia, é na interligação de centrais telefônicas urbanas. Estas centrais não envolvem longas distâncias, mas as fibras ópticas entram como forte opção pois as redes subterrâneas estão geralmente congestionadas e porque sua grande banda passante é capaz de atender uma demanda crescente, representada pelo

crescimento do número de usuários da rede.

 

-Rede digital de Serviços Integrados

As fibras ópticas são capazes de suportar os novos serviços de transmissão oferecidos pela rede digital de serviços integrados, graças à sua grande capacidade de transmissão. As fibras ainda não dominaram totalmente tal aplicação por conta de seu custo ainda alto, e por conta da dificuldade de realização de interfaces ópticas adequadas aos aparelhos telefônicos.

 

- Cabos Submarinos

Os cabos submarinos são parte integrante da rede internacional de telecomunicações, e são mais um exemplo no qual as fibras ópticas obtiveram sucesso. Os cabos convencionais utilizam cabos coaxiais de alta qualidade, com grande diâmetro para diminuir a atenuação, mas requerem repetidores separados por distâncias de 5 a 10 km. Com as fibras ópticas, essa distância entre repetidores pode ser aumentada para mais de 100km, além de oferecer outras vantagens já conhecidas como a alta banda passante e facilidades operacionais devido a suas pequenas dimensões.

O primeiro dos cabos ópticos submarino transatlântico, o TAT-8, entrou em operação em 1988, e elevou para 20000 circuitos de voz a capacidade de tráfego entre EUA e Europa graças à sua grande capacidade de transmissão e à tecnologia DWDM.

Desde então, foram instalados muitos outros cabos, criando uma forte rede de comunicações que interligam todos os 5 continentes, tendo cada cabo capacidade de transmissão da ordem de 1Tbps. Os cabos são utilizados para diferentes tarefas, como transmissão de dados, telefonia, televisão, etc.

 

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- Televisão por Cabo (CATV)

Os atrativos da fibra óptica para os sistemas de CATV são as já conhecidas grande capacidade de transmissão e seu alcance sem repetidores. Nos sistemas de CATV com cabos coaxiais, o espaçamento entre repetidores é da ordem de 1 km e o número de repetidores está limitado a 10 por conta do ruído e da distorção aos quais tais cabos estão submetidos.

Portanto, as fibras ópticas superam economicamente e com sua confiabilidade os cabos coaxiais banda-larga.

 

- Sensores

As fibras ópticas são utilizadas em sistemas sensores ou de instrumentação seja em aplicações industriais, médicas, automóveis e até militares. A idéia de utilizar a fibra óptica em tais ambientes vale-se de suas pequenas dimensões e da sua resistência à ambientes hostis.

Na indústria, as fibras ópticas são utilizadas principalmente em sistemas de telemetria, graças à resistência da fibra a diferentes condições de temperatura, pressão, e outros, e supervisão de controle de processos.

Na área médica há um vasto número de aplicações, destacando-se o primitivo Fiberscope, a primeira aplicação prática na qual uma fibra óptica foi utilizada. Em tais aplicações, o objetivo é observar e iluminar o interior do corpo humano. Hoje em dia, há, além dos aparelhos de imagens, sensores de temperatura, pressão, pH, e de vazão sanguínea. A área médica ainda conta com as redes de comunicações locais ou redes de distribuição de recursos, que realizam teleconferências, e outras transferências de dados em alta velocidade.

Na automobilística, as aplicações das fibras vão desde o controle do motor e da transmissão até os acessórios secundários (controle de janelas e portas, aquecimento e refrigeração de ar, entre outros. As vantagens da fibra de ser imune à interferências, ter dimensões pequenas e isolamento elétrico, auxiliaram para que ela conquistasse mais este tipo de aplicações.

3. WDM

A partir de agora será discutida a técnica da multiplexação por divisão em freqüência (WDM). Será visto o que ela é, como ela é feita, seus tipos e suas vantagens.

Funcionamento

Um modelo simplificado e didático para os multiplexadores e demultiplexadores seria o de um prisma que separa cada um dos comprimentos de onda de interesse.

Primeiramente, quando o feixe de luz emerge da fibra óptica, ele diverge de acordo com a abertura numérica da fibra. Para que seja possível ocorrer a separação de cada comprimento de onda num prisma, primeiramente é necessário fazer com que tal feixe convirja, o que torna necessária a utilização de uma lente convergente.

Logo a seguir, vem um prisma de baixo poder dispersivo, que separa cada um dos comprimentos de onda, graças aos diferentes índices de refração que cada comprimento de onda distinto encontra. Ao final, queremos recuperar um sinal elétrico a partir de um sinal óptico. Dessa forma, é desejada uma maior convergência entre os raios de cada cor, de forma que são utilizadas lentes convergentes para aumentar a intensidade da luz e facilitar sua conversão para eletricidade.

Tal modelo, embora bem simples de ser imaginado, não é interessante na prática, pois prismas, além de terem grandes dimensões, não são tão eficientes.

 

 

O transmissor usado em WDM é sempre o Laser, por ter seu espectro em freqüência mais estreito e estável, o que permite que ele seja alocado com maior facilidade no tamanho dos canais.

Para a multiplexação e o acoplamento, há várias opções. A solução mais simples é a utilização de conectores em Y. O problema destes conectores é que eles requerem que a luz faça uma curva acentuada e, como já discutimos, tais curvas fazem que raios acertem a parede da fibra com um ângulo menor que o ângulo crítico e sejam perdidos, causando perda de potência luminosa. Perde-se aproximadamente 3dB, o que corresponde a metade da potência de entrada, por cada conector. Isso geralmente requer que amplificadores sejam utilizados. Podem-se usar também algumas tecnologias de demultiplexação, que veremos a seguir.

Para a demultiplexação de sinais, ao invés do simples prisma, há diversos tipos de filtros ajustáveis que se baseiam em fenômenos de interferência como forma de identificar e isolar cada um dos comprimentos de onda multiplexados. Uma boa parte deles funciona baseada nos princípios da difração e da interferência.

A difração é um fenômeno que ocorre quando o comprimento de um obstáculo tem dimensões próximas ao comprimento de onda da luz que tenta atravessá-lo. Nos sistemas de WDM, ela permite que a luz seja tratada como onda, e possibilita a utilização dos fenômenos de interferência. Para a multiplexação, a idéia básica é fazer interferências construtivas com o comprimento de onda que se deseja “ler” e interferências destrutivas com os demais comprimentos. Além disso, pode-se colocar filtros em cascata tal que, após um filtro que não bloqueie todas as freqüências indesejadas, haja um novo que bloqueie as que restaram.

Uma das tecnologias que explora essa técnica é o Array Waveguide Gratings . Um aparelho de AWG consiste num conjunto de guias de onda com uma diferença de tamanho entre as guias adjacentes. Quando a luz entra num diffraction grating ela sofre difração e entra no conjunto de guias de onda. Como os guias do conjunto possuem tamanhos distintos, os feixes saem de seus respectivos guias com fases distintas, causando interferências construtivas em comprimentos diferentes, compondo estes a saída. Esta forma de multiplexação já reduz as perdas para 5 dB em sistemas que acoplam 64 comprimentos de onda numa mesma fibra (com conectores em Y, essa quantia subiria para 18 dB).

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Há ainda outras formas de demultiplexação como a utilização de redes de difração, interferômetros e dos “ Waveguide Grating Routers ” (WGRs).

Esses filtros tornam-se necessários tendo em vista que nem sempre os emissores e os receptores não conseguem multiplexar ou demultiplexar os comprimentos de onda.

 

 

Problemas enfrentados pelo WDM.

Os sistemas de WDM enfrentam, além dos problemas enfrentados pela fibra óptica (destacam-se aqui os espalhamentos), diversas outras dificuldades.

Primeiramente, podemos destacar o problema de “encaixar” cada comprimento de onda no seu respectivo canal, no interior das bandas de guarda. Isso requer vários cuidados, como: Lasers caros, que emitam um conjunto de comprimentos de onda o mais fino possível; e filtros, multiplexadores e demultiplexadores que não alterem o comprimento de onda do sinal e que não o atenuem. Tudo isso, sem contar com o fato de que os comprimentos de onda não são estanques, eles “andam” e “espalham-se” pelo espectro, por conta de fatores como o envelhecimento do laser, temperatura e outros.

Utilizam-se filtros com o objetivo de tornar o espectro de um sinal mais estreito, pois isso reduz a dispersão cromática. O mau planejamento de filtros (especialmente os em cascata), no entanto, pode fazer com que eles acabem centrados em comprimentos de onda diferentes, o que faz com que nada chegue ao receptor.

Outra barreira de sistemas de WDM é a diafonia ( crosstalk ). Como os comprimentos de onda podem estar muito próximos, uma parte da potência que deveria ter chegado num dado canal, pode acabar chegando num canal adjacente. Esse fenômeno gera ruído e aumenta severamente a taxa de erros. A diafonia é medida de acordo com a diferença entre o sinal enviado e a parte do sinal que chega ao canal vizinho. Essa taxa pode chegar a até 30dB.

Outra grave questão enfrentada pelo WDM, no entanto, é a mistura de quatro ondas (o four-wave mixing, FWM) ou geração de harmônicos. Quando duas ou mais ondas de comprimentos de onda diferente propagam-se na mesma fibra monomodo, os sinais misturam-se (interferência), gerando novos sinais com um espaçamento igual ao das duas ondas originais. Esse fenômeno aumenta não linearmente conforme a potência luminosa aumenta. Fatores que auxiliam no combate ao FWM são a dispersão cromática (pois ela diminui a potência) e o espaçamento desigual entre os canais, que não impede o fenômeno e a queda de potência nos dois comprimentos de onda originais, mas que impede que as novas ondas caiam num outro canal que esteja sendo utilizado.

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O ruído é um problema que permeia todos os elementos de um sistema óptico. Graças à tecnologia, a maior parte dos tipos de ruído existentes já são controláveis. Os tipos de ruído mais graves são os ruídos provenientes de amplificadores ópticos e o ruído proveniente dos fotoreceptores.

Há ainda a questão da padronização fraca. Por ser uma tecnologia relativamente recente e por ainda existirem discordâncias quanto aos tópicos a serem padronizados, as regulamentações existentes sobre as tecnologias de WDM ainda não são firmes. Estas estão sendo criadas e supervisionadas pela International Telecommunications Union (ITU-T). Busca-se, com essa padronização, viabilizar a utilização de equipamentos de WDM de diferentes fornecedores e a

diminuição de preços, pois é mais barato comprar produtos padronizados do que produtos feitos especialmente para cada necessidade além de permitir a concorrência entre empresas.

Tipos de WDM

Existem diversos tipos de WDM, sendo que sua classificação é dada basicamente pela distância entre cada um dos comprimentos de onda multiplexados. Os dois tipos principais de WDM são o CWDM (Course Wavelength-Division Multiplexing) , e o DWDM ( Dense Wavelength-Division Multiplexing ), mas não há uma separação muito clara entre eles, pois tais determinações (denso ou esparso) são qualitativas, e o que pode ser considerado como denso por alguns pode ser esparso para outros.

O CWDM é basicamente o WDM com uma distância grande entre os comprimentos de onda multiplexados, sendo geralmente utilizado nas fibras multi. Embora esse método de multiplexação não aproveite toda a capacidade da fibra, ele já multiplica a capacidade de uma fibra sem multiplexação e permite a utilização da fibra bidirecionalmente. Possui espaçamento da ordem de 20 nm e pode ter de 4 a 16 canais. Suas taxas de transmissão são geralmente mais baixas que as do DWDM (podem ir de 34Mbit/s até 2,5Gbit/s).

O DWDM, por sua vez, é o WDM com canais de tamanho aproximadamente igual a 1 nm. Os comprimentos de onda devem estar contidos em tais canais, como forma de não ocorrer interferência de diferentes comprimentos de onda. O tamanho do canal depende de muitos fatores, como do tamanho do sinal modulado pelo emissor e de sua estabilidade. Pode ter de 16 a 128 canais, com taxas de transmissão que vão de 155Mbit/s a 10Gbit/s.

Há ainda outro tipo ainda em desenvolvimento, o Ultra-Dense Wavelength Division Multiplexing(UDWDM) que é um tipo de WDM que possui um espaçamento ainda menor que o do DWDM, e mais canais do que este (mais de 128 canais).

Vantagens

Com o avanço da Internet e dos demais serviços de informação, aumenta cada vez mais a necessidade por banda. Esse crescimento vertiginoso pode levar alguns locais a esgotarem as capacidades de suas fibras ópticas, já que elas foram instaladas há alguns anos e não previam um crescimento tão rápido assim dos sistemas de informação.

A principal vantagem do WDM é aumentar a capacidade das fibras já existentes, sem a necessidade de substituí-las. Ou seja, há a possibilidade de ter bandas da ordem de Tbits, sem a necessidade de realizar obras de grande escala, para substituição das fibras já instaladas.

Além disso, deve-se ressaltar que os sistemas que utilizam WDM são muito flexíveis, no sentido que são facilmente usados, facilmente alterados e aceitam uma grande variedade de sistemas concomitantemente. As redes atuais devem suportar diferentes taxas de transmissão, formatos, e protocolos diferentes ao mesmo tempo. Isso é viável com o WDM, pois cada canal é independente, o que permite que vários métodos distintos sejam usados em cada canal, permitindo inclusive a utilização bidirecional da fibra.

4. Perguntas e Respostas1 – Explique como a luz se mantém no interior de uma fibra óptica, citando as regiões da fibra envolvidas e explicando

brevemente o fenômeno que permite tal feito.

R: A luz se propaga no interior da fibra através do fenômeno da reflexão total que ocorre nas fibras ao tentar atravessar do núcleo (mais refringente) para a casca (menos refringente). Quando um raio de luz tenta atravessar de um meio mais refringente para um menos refringente, se o ângulo que ele forma com a normal for maior que o ângulo crítico, ele sofre

a reflexão total, o que é exatamente o que ocorre na fibra.

 

2 – O que são os modos de propagação e dispersão modal? Como estes conceitos estão relacionados entre si?

R: Os modos de propagação são as soluções espaço-temporais das equações de Maxwell, representando as diferentes maneiras como a luz pode propagar-se numa fibra. A dispersão modal, por sua vez, é o fenômeno do “espalhamento” da

luz no tempo que acontece por conta das diferentes trajetórias percorridas por cada modo. Estes conceitos estão relacionados, pois a dispersão modal acontece por conta das diferentes trajetórias de cada modo.

 

3 – O que são as janelas ópticas e diga se elas ainda tem funcionalidade atualmente?

R : As janelas ópticas são as regiões onde a atenuação por absorção devido ao íon Hidroxila (OH-) era menor. A utilização das janelas ópticas, apesar de já ter perdido seu sentido atualmente por já ser possível fabricar fibras sem

atenuações devido a tal íon, ainda são mantidas por motivos históricos e por melhorarem a eficiência da utilização de determinados comprimentos de onda.

 

4 – No que se baseiam os métodos atuais para multiplexação e demultiplexação?

R: Os métodos atuais baseiam-se nos fenômenos de difração e de interferência. O fenômeno da difração faz com que a luz seja tratada como onda, permitindo então a exploração do fenômeno da interferência.

 

5 – Cite ao menos 3 vantagens da fibra óptica e 1 desvantagem:

R: Vantagens (citar 3 destas):

banda passante potencialmente enorme;

atenuação muito baixa; imunidade a interferências eletromagnéticas e ruídos;

isolamento elétrico; compacidade; segurança;

baixo custo potencial; possibilidade de ampliação da banda sem modificação da infraestrutura.

 

Desvantagens, citar 1:

•  fragilidade das fibras ópticas ainda não encapsuladas;

•  dificuldade para conexão;

•  dificuldade para ramificações

•  impossibilidade de alimentação remota

5. Bibliografia

Livros:

1) WIRTH, Almir. Fibras óticas: Teoria e Prática Rio de Janeiro: Alta Books, 2002.

2) YARIV, Amnon. Optical Electronics In Modern Communications. New York, Oxford University Press, 1997.

3) TONG, F. Wavelength Divison Multi Access Computer Networks: Device Issues. Yorktown: Interbusiness Machines. T J W Research Center, S1993.

4) AGRAWAL, Govind P. . Fiber-Optic Communication Systems. John Wiley & Sons Canada, Ltd.; 2 edition (Aug 11 1997)

5) KAZOVSKY, Leonid; BENEDETTO, Sergio; WILNER, Alan. Optical Fiber Communication Systems Artech House Publishers (November 1996)

6) GIOZZA, William F.;CONFORTI, Evandro; WALDMAN, Hélio. Fibras ópticas - Tecnologia e Projeto de Sistemas.Rio de Janeiro: EMBRATEL; 1991

Teses:

7) Moraes, Igor Monteiro. Diferenciação de serviços em redes de comutação de rajadas ópticas /Igor Monteiro Moraes ; orientador: Otto Carlos Muniz Bandeira Duarte.

Rio de Janeiro : UFRJ, 2006.

xii,81f. : il. ; 30cm. Disponível em:

http://www.pee.ufrj.br/teses/textocompleto/2006031302.pdf ( Texto ) .

8) Bicudo, Marco Dias Dutra. Sobrevivência em redes ópticas transparentes /Marco Dias Dutra Bicudo ; orientador: Otto Carlos Muniz Bandeira Duarte.Rio de Janeiro : UFRJ, 2005. xiv,75f. : il. ; 30cm. Disponível em:

http://teses.ufrj.br/COPPE_M/MarcoDiasDutraBicudo.pdf ( Texto. ) .

Artigos e papers:

9) Ishio, H. Minowa, J. Nosu, K

Review and status of wavelength-division-multiplexing technology and its application 

Nippon Telegraph and Telephone Public Corporation, Midoricho, Musashino-shi, Tokyo, Japan;

Disponível em:

http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=1073653

10) Brackett, C.A.

Dense wavelength division multiplexing networks: principles and applications Beel Commun. Res., Morristown, NJ;

http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=57798

11) Soo-Jin Park Chang-Hee Lee Ki-Tae Jeong Hyung-Jin Park Jeong-Gyun Ahn Kil-Ho Song

Fiber-to-the-home services based on wavelength-division-multiplexing passive optical network Telecommun. Network Labs., Korea Telecom, South Korea;

http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=1353390

12) Hill, G.R.

A wavelength routing approach to optical communications networks British Telecom Res. Labs., Martlesham Heath;

New Orleans, LA, USA;

http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=12937

13) Dono, N.R. Green, P.E., Jr. Liu, K. Ramaswami, R. Tong, F.F.-K.

A wavelength division multiple access network for computer communication IBM Thomas J Watson Res. Center, Yorktown Heights, NY; http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=57801

14) Senior, J.M. Handley, M.R. Leeson, M.S.

Developments in wavelength division multiple access networking Manchester Metropolitan Univ.;

http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=735874

Sites:

15) Site da CISCO sobre DWDM em redes metropolitanas:http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/product/mels/dwdm/index.htm16) Compartilhamento de linhas:http://www.ee.pucrs.br/%7Edecastro/pdf/Redes_Comutadas_Cap3_2.pdf 17) Um redbook da IBM, com muitos tópicos de redes, dentre os quais, WDM:http://www.redbooks.ibm.com/pubs/pdfs/redbooks/sg245230.pdf18) Tutoriais sobre redes ópticas, WDM, DWDM e outros – http://www.iec.org/online/tutorials/ 19) Site explicando WDM: http://www2.rad.com/networks/1999/wdm/wdm.htm 20) Tutorial sobre fibras ópticas: http://www.arcelect.com/fibercable.htm 21) Dados gerais sobre fibras ópticas: http://www.gare.co.uk/technology_watch/fibre.htm 22) WDM em Fibras ópticas de polímeros: http://www.harzoptics.de/wdm-over-pof.html 

23) Site da National instruments sobre WDM: http://zone.ni.com/devzone/cda/ph/p/id/303 24) Site de pesquisa da IBM, sobre estudos em redes ópticas:http://www.research.ibm.com/wdm/motive/roadmap.html25) Patente de CWDM: http://www.freepatentsonline.com/5943456.html 26) Comparações entre CDWM e DWDM:http://www.rnp.br/_arquivo/wrnp2/2003/cwdm_dwdm.pdf 27) Tutorial da Teleco sobre redes ópticas:http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialrwdm/pagina_2.asp

6. Índice de figuras 

Imagens no HTML (e possivelmente na apresentação)

[0] A do cabeçalho. www.redesdecomputadores.info

[1], [17], [18] Figura ilustrativa da fibra óptica e cabos submarinos na América do Sul. http://www.terr a .com.br/reporterterra/fibra/capa.htm

[2] Refração. Eu que fiz!

[3] Reflexão total. Eu que fiz!

[4] John Tyndall: http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.fiber-optics.info/images/fiber-history-01.jpg&imgrefurl=http://www.fiber-optics.info/fiber-history.htm&h=240&w=275&sz=6&hl=pt-BR&start=10&um=1&tbnid=nkujALmXvH05oM:&tbnh=99&tbnw=114&prev=/images%3Fq%3Djohn%2Btyndall%26um%3D1%26hl%3Dpt-BR%26sa%3DN

[5] Composição de uma fibra óptica. Adaptado de: http://www.img.lx.it.pt/~mpq/st04/ano2002_03/trabalhos_pesquisa/T_5/FO_ficheiros/image013.jpg

[6] Reflexão total no interior da fibra à grego100.wordpress.com

[7] ,[15] Índices gradual e degrau e dispersão Modal à adaptado de commons.wikipedia.org

[8] Diversos modos numa fibra de índice degrau. www.dc.uel.br

[9] Eu que fiz!

[10] monomodo comparada com uma fibra de índice gradual: http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://images.guiadohardware.net/imagens/img-a1de63dc.jpg&imgrefurl=http://www.guiadohardware.net/tutoriais/fibra-optica/&h=144&w=600&sz=19&hl=pt-BR&start=80&um=1&tbnid=_tbmZpTrKlunAM:&tbnh=32&tbnw=135&prev=/images%3Fq%3Dfibra%2Boptica%2Bmonomodo%26start%3D60%26ndsp%3D20%26um%3D1%26hl%3Dpt-BR%26sa%3DN

[11] Janelas ópticas à http://www.img.lx.it.pt/~mpq/st04/ano2002_03/trabalhos_pesquisa/T_5/FO_ficheiros/image011.gif

[12] Janela atual: http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialwdm/pagina_6.asp

[13] Micro e macro curvaturas à http://br.geocities.com/redescefetpi/feitos/fibra/3.htm

[14] Microcurvaturas à redbook ibm, vide bibliografia

[15] Vide [7] dessa seção.

[16] Retirado do livro GIOZZA, William F. Fibras ópticas – Tecnologia e projeto de sistemas

[17], [18] Vide [1] dessa seção.

[19] WDM à http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/product/mels/cm1500/dwdm/dwdm.pdf

[20] AWG à http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/product/mels/cm1500/dwdm/dwdm_ovr.htm#wp1031617

[21] FWM à redbook IBM, vide bibliografia

 

 

Imagens utilizadas na apresentação, mas não no HTML:

[?] lapisnocopo.bmp à http://www.seara.ufc.br/tintim/fisica/refracao/lapisnocopo.gif

[?] Fibra óptica(optical fiber.bmp) http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/e/e4/Optical-fibre.png

[?] Cone de aceitação à adaptado de: http://www.geocities.com/CapeCanaveral/4545/tese/tese2a.doc

[?] Cable Map Big à http://bp2.blogger.com/_RrwOZOlvlkM/R6RHT8GBoUI/AAAAAAAADbY/cjrqarkzfhg/s1600-h/Cable_Map_big.gif