Treinamento Técnico I

Óptica

2

1. Introdução

As fibras ópticas têm sido amplamente utilizadas para diversas aplicações no nosso dia a dia, tais como

transmissão de dados telefônicos, comunicação com a internet, equipamentos eletrônicos aplicados na

medicina para exames no interior do corpo e até mesmo para estudos de física e engenharia nuclear para

visualização das operações no interior de reatores. A fibra óptica corresponde á um meio onde a potência

luminosa, injetada pelo emissor de luz, é guiada e transmitida ao fotodetector. Desta forma os dados são

convertidos através de codificadores e guiados por transmissores ópticos pela fibra óptica observando-se

um fenômeno denominado reflexão total interna.

1.1 História

Há 5 milhões de anos : homens primitivos iniciaram as comunicações ópticas com sinais e gestos visuais.

Século VI AC :Ésquilos informou a Argos da queda de Tróia por meio de uma cadeia de sinais de fogo.

Século II AC :Polibio propôs um sistema de transmissão do alfabeto grago por meio de sinais de fogo

200: Heron de Alexandria estudou a reflexão. Os primeiros vidros (Babilônicos, Egípcios e

Fenícios)não eram transparentes. Eram feitos simplesmente derretendo a areia do mar. Os vidros

transparentes apareceram na idade média. Vidros de qualidade óptica somente apareceram após o

surgimento dos famosos cristais venezianos, na Renascença. Os princípios da fibra óptica são conhecidos

desde a antiguidade e foram utilizados em prismas e fontes iluminadas.

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

1678: Christian Huygens modela a luz como onda.

1792: Claude Chappe inventou um sistema de transmissão mecânica para longas distâncias.

1800: Sir Willian Herchel descobriu a parte infravermelha do aspectro.

1801: Ritter descobre a parte ultravioleta do aspectro.

1830: Telégrafo com código Morse (digital) com repetidores chegava a 1000Km (B=10bps).

1866: Primeira transmissão transatlântica de telégrafo.

1870: John Tyndal mostrou à Royal Society que a luz se curva para acompanhar um esguicho d’agua.

1876: Invenção do telefone analógico por Graham Bell que existe até hoje ( o telefone).

1880: Photophone de Graham Bell.

1926: John LogieBaird patenteia uma TV a cores primitivas que utilizava bastões de vidro para

transportar a luz.

1930 – 1940: Alguns guias de luz foram desenvolvidos de Perplex para iluminar cirurgias.

1940: Primeiro cabo coaxial transporta até 300 ligações telefônicas ou um canal de TV com uma

portadora de 3 MHz.

1948: Os cabos coaxiais apresentam perdas grandes para f> 10 MHz. Assim surgiu a primeira

transmissão por micro-ondas com portadora de 4 GHz.

1950: Pesquisadores começam a sugerir o uso de uma casca em volta da fibra para guiar a

luz. Os primeiros “fibrescopes” foram desenvolvidos mas o custo ainda é proibitivo.

1964: Kao especulou que se a perda da fibra for somente 20 dB/km, seria possível, pelo

menos teoricamente , transmitir sinais a longa distância com repetidores. 20 dB/km: sobra

3

apenas 1% da luz após 1 km de viagem. Objetivos: menor custo e melhores para transporte da

luz.

1968: As fibras da época tinham uma perda de 1000 dB/km. The Post Office patrociana

projetos para obter vidros de menor perda.

1970: Glass produz alguns metros de fibra óptica com perdas de 20 dB/km.

1973: Um link telefônico de fibras ópticas foi instalado no EEUU.

1976: Bell Laboratories instalou um link telefônico em Atlanta de 1 km e provou ser

praticamente possível a fibra óptica para telefonia, misturando com técnicas convencionais de

transmissão. O primeiro link de TV a cabo com fibras ópticas foi instalada em Hasting (UK).

RankOptics em Leeds (UK) fabrica fibras de 110mm para iluminação e decoraçãoo.

1978: Começa em vários pontos do mundo a fabricação de fibras ópticas com perdas menores do

que 1,5 dB/km para as mais diversas aplicações.

1979: Miya e outros (Japão) anunciam fibra monomodo com 0,20 dB/kkm em 1550nm.

1980 – 1981: Instalação, teste e operação da segunda geração de sistemas comerciais (1,3m).

1982: Stern (Inglaterra) – primeiras demonstrações no campo de emendas de fibras monomodo com

perdas de 0,2 dB.

1983: Estão disponíveis comercialmente conectores para fibras monomodo com perda inferior a 0,3

dB nos EUA, Europa e Japão.

1985: AT&T Bell Labs testa sistema experimental a 4Gbps com 103 km de alcance.

1987: Iwashita e Matsumoto experimentam sistema coerente a 400 MBps com 290 km de alcance.

1988: EUA operam o primeiro cabo óptico submarino Transatlântico.

1.2 O que é Frequência de uma onda?

Em uma onda, Frequência é o número de oscilações da onda, por um certo período de tempo. A unidade

de frequência do Sistema Internacional (SI), é o hertz (Hz), que equivale a 1 segundo, e é representada

pela letra f. Então, quando dizemos que uma onda vibra a 60Hz, significa que ela oscila 60 vezes por segundo. A

frequência de uma onda só muda quando houver alterações na fonte.

1.3 Comprimento de Onda

O comprimento de onda (geralmente simbolizado por λ) é uma das características de qualquer onda

mecânica (por exemplo, o som) ou electromagnética (por exemplo, a luz visível) e corresponde à

distância entre dois pontos com as mesmas características no caminho seguido pela onda, isto é, a

distância entre dois pontos que se encontram nas mesmas condições de perturbação ou de vibração.

Numa onda mecânica corresponderia à distância entre as cristas de duas ondas sequenciais.

Sendo uma distância, o comprimento de onda é medido em unidades de comprimento e, consoante o

tipo de onda considerado, pode ser expresso em quilômetros ou em metros (por exemplo para as

ondas de radiofrequência) até pm para ondas de raio X.

4

1.4 Radiação Eletromagnética As ondas de radiação eletromagnética são uma junção de campo magnético com campo elétrico que se

propaga no vácuo transportando energia. A luz é um exemplo de radiação eletromagnética. Esse conceito

foi primeiramente estudado por James Clerk Maxwell e depois afirmado por Heinrich Hertz. Maxwell foi

físico e matemático escocês que ficou conhecido por dar forma final à teoria do eletromagnetismo, teoria

essa que une o magnetismo, a eletricidade e a óptica. Dessa teoria surgem as equações de Maxwell,

assim chamadas em sua homenagem e porque ele foi o primeiro a descrevê-las, juntando a lei de

Ampère, a lei de Gauss e a Lei da indução de Faraday.

A radiação eletromagnética se propaga no espaço. Ela possui campo magnético e campo elétrico que se

geram mutuamente e se propagam perpendicularmente um em relação ao outro e na direção de

propagação da energia, transportando assim energia sob a forma de radiação eletromagnética. A

radiação eletromagnética varia conforme a frequência da onda. A luz visível aos olhos humanos é uma

radiação eletromagnética, assim como os raios x, a única diferença entre essas duas formas de radiação

está na faixa de frequência que o olho humano consegue visualizar, ou seja, os raios x têm faixa de

frequência que fica fora do alcance da visão humana. As ondas do forno de micro-ondas também são

ondas eletromagnéticas.

Os campos magnético e elétrico obedecem ao princípio da superposição. Os vetores campo magnético e

campo elétrico se cruzam e criam o fenômeno da reflexão e refração. A luz é uma onda eletromagnética

e em um meio não linear como um cristal, por exemplo, pode sofrer interferências e causar o efeito

Faraday, a onda pode ser dividida em duas partes com velocidades diferentes. Na refração, uma onda ao

passar de um meio para outro, com densidade diferente, tem a sua velocidade e direção alterada. Uma

fonte de radiação, como o Sol, por exemplo, pode emitir luz dentro de um espectro variável. A luz solar

ao ser decomposta em um prisma possibilita a visualização de espectros de várias cores, como no arco-

íris.

λ = Comprimento de onda

f= Frequência da onda 1/s=Hz

c= Velocidade da luz no vácuo (300.000.000

m/s)

5

1.5 Luz

Para a física e em termos estritos, a luz corresponde uma parte do espectro da radiação

eletromagnética localizada nos comprimentos de onda situados entre a radiação infravermelha e a

radiação ultravioleta. Em termos mais gerais, o termo luz também pode ser utilizado para designar

todo o espectro de radiação electromagnética designando a pequena faixa localizada entre a radiação

infravermelha e a radiação ultravioleta como luz visível, dado que é esta a faixa a que o olho humano é

sensível.

Uma das propriedades mais relevantes da luz é o fato desta se comportar simultaneamente como

uma partícula e como uma onda. A característica de partícula está associada à teoria de Max

Planck que afirmou que a luz são pequenos pacotes indivisíveis de energia (os quanta) designados por

fotões. A característica de onda é a que está associada a diversos fenómenos ópticos, entre os quais a

difracção e a refracção.

As três grandezas físicas que permitem caracterizar a luz são o comprimento de onda ou frequência

(que na luz visível permite distinguir as cores), a amplitude (que na luz visível é comunmente

designada como brilho) e ainda a polarização (ou ângulo de vibração).

1.6 Espectro Eletromagnético

6

1.7 Reflexão / Refração/Difração/Transparência

1.7.1 Reflexão:reflexão é um fenômeno no qual ocorre a mudança de direção de propagação

da luz (desde que o ângulo de incidência não seja de 90º). Ou seja, consiste no retorno dos feixes de luz

incidentes em direção à região de onde ela veio, após os mesmos entrarem em contato com uma

determinada superfície refletora.

Quando a luz incide sobre uma superfície e retorna para o meio em que estava se propagando, dizemos

que ela sofreu reflexão. A reflexão difere da refração, pois a refração consiste no desvio de luz para um

meio diferente do qual a luz estava se propagando. A reflexão pode ser de dois tipos:

Reflexão Regular: quando os raios de luz incidem sobre superfícies totalmente polidas.

Reflexão Difusa: quando os raios incidem sobre superfícies irregulares.

Essa última é responsável pela percepção do ambiente que nos cerca. Para representar graficamente os

raios de luz que incidem sobre uma superfície, existe as leis da reflexão, que nos auxiliam na visualização

dos raios de luz sobre a superfície. São elas:

o 1º Lei: o raio incidente, o raio refletido e a normal são coplanares, ou seja, pertencem ao mesmo

plano.

o 2º Lei: o ângulo de reflexão é igual ao ângulo de incidência, ou seja, r=i.

Acompanhe a gravura que ilustra essas leis.

1.7.2 Refração: A refração é um fenômeno que ocorre com a luz quando ela passar de um

meio homogêneo e transparente para outro meio também homogêneo e transparente, porem diferente

do primeiro. Nessa mudança de meio, podem ocorrer mudanças na velocidade de propagação e na

direção de propagação.

7

Figura 1: Refração da Luz

Meio homogêneo: é o meio no qual todos os pontos apresentam as mesmas propriedades físicas,

como densidade, pressão e temperatura.

Meio Transparente: é o meio através do qual podemos visualizar nitidamente os objetos.

Meio isotrópico: é o meio no qual a velocidade da luz é a mesma em qualquer que seja sua direção

de propagação.

Índice de Refração absoluto

O fato de a velocidade de propagação da luz depender do meio possibilita caracterizá-lo opticamente.

Isso é entendido com uma propriedade óptica do meio e recebe o nome de índice de refração absoluto.

No vácuo a luz não encontro dificuldades para se propagar. Portanto o índice de refração absoluto no

vácuo é sempre 1. No ar a dificuldade da luz para se propagar é baixa. Assim para resolvermos exercícios

podemos consideram o índice de refração também igual a 1.

Nos demais meios a luz tem dificuldade considerável para se propagar por isso o índice de refração da luz

nesses casos é maior que 1.

Outra observação importante deve ser feita quando a luz, propagando-se num meio, passa para outro e

muda de direção aproximando-se da reta normal (N). Nessa situação, sua velocidade de propagação é

menor que no segundo meio. Se a passagem da luz ocorre no sentido inverso, com velocidade de

propagação maior no segundo meio, a luz se afasta da reta normal (N). Veja as figuras abaixo:

Figura 2: Aproxima-se da normal – V1 > V2

8

Figura 3: Afasta-se da normal – V1 < V2

Lembrando também que quando a luz sai de um meio menos refringente e passa para um meio mais

refringente, a luz se aproxima da normal (N) como podemos ver na figura 2. Do contrario a luz se afasta

da normal (N), como podemos ver na figura 3.

1.7.3 Difração da Luz

A difração é um fenômeno físico que ocorre com qualquer tipo de onda, por exemplo, com as ondas

sonoras e com os raios de luz, e que pode ser entendido como sendo o desvio da trajetória retilínea da

luz após ela passar pela aresta de um objeto. Esse fenômeno acontece quando parte da frente de onda

encontra um obstáculo ou barreira. Podemos definir esse fenômeno da seguinte forma:

A difração é a propriedade que as ondas têm de contornar obstáculos ou passar por um orifício quando

são parcialmente interrompidas por ele.

Essa propriedade dos movimentos ondulatórios foi estudada no ano de 1803, pelo médico, físico e

cientista inglês Thomas Young, o qual se tornou muito famoso por ter conseguido obter interferência

com a luz. Durante um experimento, Young demonstrou que a luz é um movimento ondulatório e que

também sofre difração ao passar por um pequeno orifício. De modo, a provar que a difração também

acontecia com a luz, Thomas fez com que feixes de luz passassem por uma pequena e estreita abertura e

com um anteparo localizado do outro lado ele viu que não aparecia somente uma linha reta, mas um

conjunto de várias faixas com diferentes intensidades. Dessa forma, ele acabou por mostrar que a luz,

assim como os outros fenômenos ondulatórios, sofria o fenômeno da difração.

Imagine a seguinte situação exemplo: duas pessoas separadas por uma parede. Sabendo que a difração

ocorre com os fenômenos ondulatórios podemos prever que é possível as duas pessoas dialogarem

perfeitamente, pois as ondas sonoras contornam o obstáculo e chegam aos ouvidos da outra pessoa.

9

1.7.4 Transparência

Transparência é a propriedade de ser transparente, isto é, que permite passar luz. A propriedade oposta

é a opacidade. Embora no uso comum a transparência geralmente se refira a luz visível, pode realmente

referir-se a qualquer tipo de radiação. Por exemplo, a carne é suficientemente transparente aos raios X,

permitindo a impressão em películas fotográficas, enquanto o osso não é permitido o uso de máquinas

de raio X. Exemplos de materiais transparentes à luz visível são ar e alguns outros gases, líquidos tais

como a água, a maioria dos vidros, muitos cristais e plásticos como Perspex. Onde o grau de

transparência varia de acordo com o comprimento de onda da luz, um dado material pode ser

transparente para alguma cor, por exemplo, o azul, mas opaco para a luz amarela. Lembrando que a luz

azul e amarelo são radiações eletromagnéticas ativas com freqüências diferentes, A imagem vista através

do material é matizada. Isto é, por exemplo, ser devido a determinadas moléculas de óxido metálico no

vidro, ou a grandes partículas coloridas, como numa fumaça pouco espessa. Se muitas de tais partículas

estivessem presentes o material pode tornar-se opaco, como numa fumaça densa. Pode ver-se

completamente através dos materiais transparentes à luz visível; Isto é, eles permitem a visualização de

imagens claras. Materiais translúcidos permitem que a luz passe através deles apenas difusamente, e

então não permitem uma visão completa. Exemplos de materiais translúcidos incluem o vidro fosco,

papel, minerais como quartzo rosa e alguns tipos de âmbar.

10

1.8 Núcleo, Casca e Sobre casca 0,25 e 0,9

1.8.1 O que são fibras ópticas?

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.

Se você olhar bem de perto uma única fibra óptica, verá eu ela possui as seguintes partes:

Núcleo: minúsculo centro de vidro da fibra, no qual a luz viaja; (Transparente)

Interface ou Casca: material óptico externo que circunda o núcleo e reflete a luz de volta para ele;

(Opaco)

Capa Protetora ou Revestimento Primário: revestimento plástico que protege a fibra de danos e

umidade.

Algumas fibras ópticas podem ser feitas de plástico, possuem núcleo grande (cerca de 1mm de diâmetro)

e transmitem luz infra vermelha visível (comprimento de onda = 650 nm)proveniente de LEDs.

1.8.2 Como uma fibra óptica transmite luz?

Imagine que você queira enviar o facho de luz de uma lanterna através de um longo corredor reto. Basta

apontá-lo diretamente na direção do corredor: a luz viaja em linha reta, então isso não é um problema.

Mas e se o corredor virar à esquerda ou à direita? Você poderia colocar um espelho na curva para refletir

o facho de luz e dobrar a esquina. Mas e se o corredor for muito sinuoso, com múltiplas mudanças de

direção? Poderia revestir as paredes com espelhos e ajustar o ângulo do facho de modo que ele refletisse

de um lado para outro ao longo do corredor. Isso é exatamente o que acontece em uma fibra óptica.

Em um cabo de fibra óptica, a luz viaja através do núcleo (o corredor) refletindo constantemente na

interface (as paredes revestidas de espelhos), o que representa um princípio chamado de reflexão interna

11

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 (por exemplo, 850 nm = 60 a 75%/km; 1.300 nm = 50 a 60%/km;

para 1.550 nm, ela é maior do que 50%/km). Algumas fibras ópticas de qualidade excepcional

apresentam uma degradação de sinal muito menor: menos de 10%/km em 1.550 nm.

1.8.3 Multiplexação

Multiplexar é enviar certo número de canais através do mesmo meio de transmissão.

Os dois tipos mais utilizados são: multiplexação por divisão de freqüências (FDM) e multiplexação por

divisão de tempo (TDM). O objetivo básico para a utilização desta técnica é economia, pois utilizando o

mesmo meio de transmissão para diversos canais economiza-se em linhas, suporte, manutenção,

instalação, etc.

CONCEITO DE MULTIPLEXADOR:

O problema em uma transmissão multiplexada é evitar a interferência entre os vários Canais que se está

transmitindo. Cada técnica utiliza um método diferente para não deixar essa interferência ocorrer.

Multiplexação por Frequência

É um tipo de multiplexação que permite transmitir simultaneamente vários sinais, dentro do mesmo

meio de transmissão, onde cada sinal, possui uma frequência, que vária de forma discretamente

proporcional a amplitude do sinal a transmitir.

Utiliza bandas de guarda para evitar a interferência entre o os canais;

Exige a utilização de filtros próprios para cada canal;

A frequência é medida em Hertz (Hz);

Usa múltiplas portadoras de sinal que envia os dados em diferentes freqüências.

12

1.8.4 Um sistema de retransmissão por fibras ópticas

Para compreender como as fibras ópticas são usadas nos sistemas de comunicação, vamos usar um

exemplo de um filme ou documentário sobre a Segunda Guerra Mundial em que dois navios de guerra de

uma frota precisam se comunicar um com o outro enquanto mantêm silêncio de rádio ou estão em

mares tempestuosos. Um navio emparelha com o outro. O capitão de um navio envia uma mensagem

para um marinheiro no convés. Esse marinheiro traduz a mensagem em código Morse (pontos e traços) e

usa um sinaleiro ou farolete para enviar a mensagem ao outro navio. Um marinheiro no convés do outro

navio anota o código Morse, decodifica a mensagem e envia-a para o capitão.

Agora imagine fazer isso quando os navios estão um de cada lado do oceano, separados por milhares de

quilômetros, e você possui um sistema de comunicação por fibra óptica em vez de dois navios. Os

sistemas de retransmissão por fibra óptica consistem do seguinte:

Transmissor: produz e codifica os sinais luminosos;

Fibra Óptica: conduz os sinais luminosos através da distância;

Regenerador Óptico: podem ser necessário para intensificar o sinal luminoso para grandes

distâncias; (Cabos Submarinos)

Receptor Óptico: recebe e decodifica os sinais luminosos.

Transmissor

O transmissor faz o papel do marinheiro que envia a mensagem no convés do navio. Ele recebe e

direciona o dispositivo óptico para acender e apagar a luz na sequencia correta, gerando assim um sinal

luminoso.

O transmissor está fisicamente próximo da fibra óptica e pode até possuir uma lente para focalizar a luz

na fibra. Os lasers possuem mais energia do que os LEDs, mas apresentam maior variação com mudanças

na temperatura e são mais caros. Os comprimentos de onda mais comuns para os sinais luminosos são

850 nm, 1.300 nm e 1.550 nm (infravermelho, porções invisíveis do espectro).

Regenerador Óptico

Como já mencionado, algumas perdas de sinais ocorrem quando a luz é transmitida através da fibra,

especialmente por grandes distâncias, como acontece nos cabos submarinos. Assim, um ou mais

regeneradores ópticos são acrescentados ao longo do cabo para intensificar os sinais luminosos

degradados.

13

Um regenerador óptico consiste de fibras ópticas com um revestimento especial (dopagem). A porção

dopada é "bombeada" com um laser. Quando o sinal degradado penetra na camada dopada, a energia do

laser permite que as moléculas dopadas se tornem elas mesmas lasers (emissoras de luz estimuladas por

radiação). As moléculas dopadas emitem então um novo sinal luminoso, mais forte, com as mesmas

características que o fraco sinal luminoso recebido. Basicamente, o regenerador é um amplificador a laser

para o sinal recebido.

Receptor Óptico

O receptor óptico faz o papel do marinheiro que recebe a mensagem no convés do navio, recebendo os

sinais luminosos digitais, decodificando-os e enviando o sinal elétrico para

o computador, TV ou telefone do outro usuário (o capitão do navio destinatário). O receptor usa

uma fotocélula ou fotodiodo para detectar a luz.

1.8.5 Aplicações de fibra óptica

Os sistemas de transmissão por fibras ópticas podem ser classificados segundo algumas características

básicas. Estas características estão associadas às aplicações dos sistemas ou à especificidade de alguma

técnica, configuração ou dispositivo utilizado pelo sistema. Tipos de sistemas:

Sistemas de Comunicação

As fibras ópticas são aplicadas a vários sistemas de comunicação, tais como:

Rede Telefônica: serviços de tronco de telefonia, interligando centrais de tráfego interurbano e

interligação de centrais telefônicas urbanas.

Rede Digital de Serviços Integrados (RDSI): rede local de assinantes, isto é, a rede física interligando

os assinantes à central telefônica local.

Cabos Submarinos: sistemas de transmissão em cabos submarinos.

Televisão por Cabo (CATV): transmissão de sinais de vídeo através de fibas ópticas.

Sistema de Energia e Transporte: distribuição de energia elétrica e sistema de transmissão

ferroviário.

Redes Locais de Computadores: aplicações em sistemas de longa distância e locais. Fast Ethernet,

Giga Ethernet e 10G Ethernet.

Sistema de Sensores

Nestes tipos de sistemas, a fibra é utilizada como sensor de estímulos externos, tais como a temperatura,

a pressão, o campo magnético, a rotação, etc. Vários tipos de sensores com fibras ópticas já estão

disponíveis comercialmente. Mercados orientados ao desenvolvimento desse tipo de sistema são:

Aplicações industriais: sistemas de telemetria e supervisão em controle de processos.

Aplicações médicas: sistemas de monitoração interna ao corpo humano e instrumentação cirúrgica.

Automóveis: monitoração do funcionamento do motor e acessórios.

Aplicação Militares

As aplicações militares de fibras ópticas incluem desde sistemas de comunicação de voz e dados a baixa

velocidade, onde as fibras ópticas simplesmente substituem suportes metálicos convencionais, até

aplicações envolvendo sistemas de navegação e controle de mísseis ou torpedos guiados por cabo.

14

1.8.6 Vantagens das Fibras Ópticas

Por que os sistemas de fibra óptica estão revolucionando as telecomunicações? Comparadas ao fio

metálico convencional (de cobre), as fibras ópticas são:

Mais baratas: muitos quilômetros de cabo óptico podem ser fabricados com custo menor que o

comprimento equivalente de fio de cobre. Isso economiza o dinheiro de seu provedor (de TV a cabo

ou Internet) e o seu também;

Mais finas:as fibras ópticas podem ser estiradas com diâmetros menores 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;

Menor degradação do sinal: a perda de sinal em uma fibra óptica é menor do que em um fio de

cobre;

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;

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. Mais uma vez, isso economiza dinheiro para seu provedor e para

você;

Sinais digitais: as fibras ópticas são teoricamente adequadas para a transmissão de informação

digital, o que é especialmente útil nas redes de computadores;

Não inflamáveis: como não há eletricidade circulando através das fibras ópticas, elas não geram

risco de incêndio;

Leves: um cabo óptico pesa menos que um cabo de fios de cobre comparável. Os cabos de fibra

óptica ocupam menos espaço no solo;

Isoladas de Interferências Eletromagnéticas;

Isolada Galvanicamente: não transmite energia elétrica;

Flexíveis: como as fibras ópticas são tão flexíveis e podem transmitir e receber luz, elas são

usadas em muitas câmeras digitais flexíveis para as seguintes finalidades:

o Geração de imagens médicas: em broncoscópios, endoscópios, laparoscópios;

o Geração de imagens mecânicas: na inspeção mecânica de soldas em tubos e motores

(em aviões,foguetes, ônibus espaciais, carros);

o Encanamentos - para inspecionar linhas de esgoto.

Por causa dessas vantagens, você vê as fibras ópticas sendo utilizadas em muitas indústrias,

particularmente a de telecomunicações e as redes de computadores. Por exemplo, se você telefonar para

a Europa a partir dos Estados Unidos (ou vice-versa) e o sinal for refletido por um satélite de

comunicações, frequentemente haverá um eco na linha. Entretanto, com os cabos de fibra óptica

transatlânticos, a conexão é direta, sem ecos.

15

1.8.7 Perdas de Luz na Fibra Óptica

Existem alguns fatores que influenciam negativamente a propagação de luz em uma Fibra Óptica. Um

destes fatores é a chamada Perda por Absorção, que a seguir detalhamos.

Perdas por absorção total

Define-se como Perdas por Absorção Total (Pat) a somatória das Perdas por Absorção Intrínseca(Pai),

Extrínseca (Pae) e, por Alteração Atômica (Paa).

Pat = Pai + Pae + Paa

Perdas por Absorção Intrínseca

Devido à natureza do material utilizado para a construção da Fibra Óptica, comummente Sílica, as

Perdas por Absorção Intrínseca são inferiores á 0,003 dB por Km, para Comprimentos de Onda

situados entre 1300 á 1600 nm.

Perdas por Absorção Extrínseca

O material utilizado para a construção da Fibra Óptica pode conter impurezas. Um dos exemplos deste

tipo de perda é a presença de íons do tipo Oxidrila (OH-), erroneamente chamado de atenuação pelo pico

de água (WaterPeakAttenuation).

Perdas por Absorção por Alteração Atômica

Em condições normais, as Perdas por Absorção por Alteração Atômica, são desprezíveis. Entretanto,

quando uma Fibra Óptica Convencional é exposta uma radiação de alta intensidade, geralmente se

verifica uma alteração na Estrutura Atômica do material utilizado para a construção desta Fibra Óptica e,

desta forma, as Perdas por Absorção por Alteração Atômica podem ser muito significativas.

16

1.9 Multimodo e Monomodo

Existem dois tipos de fibras óticas: Monomodo e Multimodo.

1.9.1 Fibras Monomodo

A fibra Monomodo possui um núcleo tipicamente de mais ou menos 9µm. A transmissão da luz é

feita somente por um modo. Possui uma largura de banda maior, permitindo uma propagação por uma

distância maior, sendo geralmente instalada em redes de acesso metropolitanas e WANs. Esse tipo de

fibra precisa de dispositivos e fontes óticas que apresentam um custo superior aos dispositivos utilizados

em redes com fibras multimodo.

1.9.2 Fibras Multimodo

As fibras multimodo tem núcleo de 50 e 62,5µm e permitem que a transmissão da luz ocorra de várias

maneiras (ou modos) dentro da fibra, isto provoca um um distúrbio chamado dispersão modal devido às

diferentes velocidades de cada modo de transmissão e, conseqüentemente, a atenuação do sinal é

superior e a largura de banda é limitada de acordo com a distância. Essa limitação levou os fabricantes a

desenvolverem um novo tipo de laser: o VCSEL, otimizado para 850 nm e para uma fibra de núcleo de

50µm.

Para sistemas 10Gbps, as fibras multimodo de índice gradual funcionam muito bem e apresentam um

custo de instalação e manutenção inferior. Para garantir bom funcionamento as fibras devem ser

testadas, sendo que os valores de referência para medições em redes que irão suportar 10 Gbps Ethernet

(10GbE) estão disponíveis nas normas ANSI/TIA 568 B-1 e ISO/IEC 11801.

As fibras multimodos OM3 são recomendadas para todas as aplicações em redes locais e de acesso, com

operação otimizada na banda de 850nm para taxas de transmissão 10 GbE, podendo atingir até 320

metros (OM3) e 550 metros (OM3+/OM4).

Existem dois tipos de fibras multimodo:

Multimodo Índice Degrau: o funcionamento é baseado no fenômeno da reflexão total interna na

casca de índice de refração baixo. O termo degrau vem da existência de uma descontinuidade na

mudança de índices de refração na fronteira entre o núcleo e a casca da fibra.

17

Multimodo Índice Gradual: ai invés de uma mudança brusca no índice de refração do núcleo para

a casca, o índice de refração diminui gradativamente e de forma contínua. Os feixes de luz se propagam

de forma gradual ao longo da fibra devido ao fato de que os índices de refração são mais uniformes na

fronteira entre o núcleo e a casca da fibra óptica.

2. Cabos Ópticos As fibras ópticas são elementos extremamente frágeis, tornando o seu manuseio, a níveis práticos,

bastante difícil. Para implementar um adequado conjunto de prestações as fibras ópticas são processadas

e colocadas no interior de cabos, chamados cabos ópticos. Para o projeto de cabos óticos devem ser

observados os seguintes itens:

Número de fibras.

Aplicação.

Minimização de atenuação por curvaturas.

Características de transmissão estáveis dentro da maior faixa possível de Temperatura.

Resistência à tração, curvatura, vibração, compressão adequadas.

Resistência ao envelhecimento.

Facilidade de manuseio, instalação, confecção de emendas, etc.

2.1 Instalação de Cabos

Cabos óticos necessitam cuidados especiais para instalação, pois as fibras são materiais frágeis e

quebradiços.

2.2 Devemos Observar que: O cabo não deve sofrer curvaturas acentuadas, o que pode provocar quebra das fibras em seu

interior.

O cabo não deve ser tracionado pelas fibras, e sim pelos elementos de tração ou aço do cabo.

A velocidade do puxamento não pode ser elevada..

Não se deve exceder a máxima tensão de puxamento especificada para o cabo.

18

O cabo deve ser limpo e lubrificado, a fim de diminuir o atrito de tracionamento.

Puxa-se o cabo com um destorcedor, para permitir uma acomodação natural do cabo no interior do

duto ou canalização.

2.3 Tipos de Cabos

Cabos Tipo Loose: neste tipo de cabo as fibras são acomodadas dentro de um tubo com

diâmentro muito maior que os das fibras. Promove assim o isolamento das fibras quanto as tensões

externas nos cabos tais como tração, flexão ou variações de temperatura. Com a finalidade de isolar da

umidade externa, normalmente, é aplicado um gel derivado do petróleo.

Cabos Tipo Tight: neste tipo de estrutura, as fibras recebem um revestimento secundario de

nylon ou poliester. As fibras após receberem este revestimento, são agrupadas juntas com um elemento

de tração que irá dar-lhe resistência mecânica. Sobre este conjunto é aplicado um revestimento externo

que irá proteger o cabo contra danos físicos.

Cabos Tipo Groove: em uma estrutura tipo groove, as fibras ópticas são acomodadas soltas em

uma estrutura interna do tipo estrela. Esta estrutura apresenta ainda um elemento de tração ou

elemento tensor incorporada em seu interior, a função básica deste elemento é de dar resistência

mecânica ao conjunto. Uma estrutura deste tipo permite um número maior de fibras por cabo.

19

Cabos Tipo Ribbon: este tipo de estrutura é derivada do tipo groove. Nestes cabos as fibras são

agrupadas horizontalmente e envolvidas por uma camada de plástico, tornando-se um conjunto

compacto. Estes conjuntos são alojados nas ranhuras das estruturas estrelares do cabo tipo groove. Essa

configuração é utilizada em aplicações em que é necessário um número muito grande de fibras ópticas

(4.000 fibras).

Diferentes tipos de cabos são responsáveis por proteções diferentes para fibras óticas, por exemplo:

Cabos óticos aéreos devem ser resistente a variações de temperatura e umidade.

Cabos óticos submarinos devem poder suportar altas pressões debaixo da água.

Cabos óticos subterrâneos precisam suportar forças de esmagamento e a ação dos roedores.

Cabo Universal

É projetado para permitir o seu lançamento tanto externo quanto internamente aos edifícios. É um cabo

tipo "Loose" geleado, o qual é compatível com os requerimentos da UL 910. O seu projeto prevê a

proteção contra o meio ambiente, quando usado na parte externa dos edifícios.

20

Cabos Externos/internos

Precisam ser compatíveis ou melhores do que está especificado pela norma TR-NWT-000020. As capas de

proteção destes cabos produzem pouca fumaça em caso de incêndio e a ausência de produtos tóxicos

deve ser exigida, a fim de ser evitar a morte de pessoas, além de oferecer uma melhor proteção aos

equipamentos eletrônicos.

Cabos Externos

Há uma linha de cabos ópticos, também do tipo "Loose" geleados, para lançamento externamente aos

edifícios. Deve possuir proteção contra umidade e raios Ultra Violeta. Estes cabos externos podem ser

fabricados com uma única capa em polietileno (PE), com duas capas ou com duas capas e ainda uma

proteção metálica corrugada entre as duas capas. São lançados em dutos ou instalados de forma aérea.

Existem cabos externos, que já vêm com uma estrutura de sustentação para a instalação destes de forma

aérea (em postes por exemplo).

Cabos Internos

Os cabos ópticos para rede de computadores que são lançados internamente aos edifícios devem ser

leves e flexíveis a fim de que possam ser instalados sem maiores dificuldades em locais de difícil acesso.

São do tipo "Tight" e são divididos em dois tipos de cabos: Os mais simples são compostos de fibras

ópticas envolvidas por fios de arame e protegidos com uma capa não inflamável. Cabos internos para

condições ásperas, com cada fibra óptica protegida com fios de arame e recoberta por uma capa

antiinflamável, sendo o conjunto de fibras ópticas que compõem o cabo, finalmente, protegido por uma

capa externa. Existem conectores, ramificações e outros acessórios, próprios para a instalação destes

cabos destinados a redes de computadores. No passado os planejadores de redes de computadores

aceitavam a idéia de que para um "Upgrade" para uma rede com taxas de transmissão mais rápidas, seria

necessária a instalação de cabos de cobres mais apropriados para as novas taxas de transmissão. Isto

significava dizer que cada cinco a sete anos era necessária a instalação de novos cabos de cobre.

Entretanto, notamos que nos últimos anos as taxas de transmissão nestas redes estão crescendo em

ritmo exponencial, uma vez que o uso da multimídia e o trabalho corporativo, exigem uma banda

passante mais larga. As fibras ópticas representam a solução para estas redes modernas, com a vantagem

de não precisarem ser substituídas no futuro, uma vez que a banda passante admissível neste meio de

transmissão permite a evolução das já elevadas taxas de transmissão. Outra vantagem do uso das fibras

ópticas como meio de transmissão em redes de computadores é a maior distância alcançada nestas

21

redes, em relação aos cabos de cobre e a menor distorção relativa à faixa de freqüência de banda básica,

além de serem imunes a diafonia e a indução eletromagnética.

Cabo Óptico Anti-Roedor

Os cabos ópticos proporcionam excelente performance de transmissão e proteção das fibras ópticas contra mudanças ambientais.

Este cabo foi desenvolvido com uma proteção externa contra ataques de roedores. Aplicações:

Instalação em duto ou subduto, podendo ser utilizado em instalações aéreas espinado; Sistemas de comunicação óptica de longa distância; Regiões onde existam ataques biológicos (roedores, fungos, térmitas ou cupins); Operam nas faixas de comprimento de onda de 850nm, 1310nm e 1550nm. Características Excelentes.

AR Anti-Roedor

Cabo óptico para uso enterrado antiroedor armado de fita de aço corrugada. Aplicação: instalação

externa. Revestimento externo em polietileno cor preta.

22

AS Auto Sustentável

Cabo óptico auto-sustentado seco ou geleado, capa em polietileno normal ou retardante a chama,

tecnologia com revestimento interno para vãos de 80, 120 a 200 metros. Instalação aérea

autosustentável e sistemas de comunicação óptica.

DEG

Este cabo foi desenvolvido com uma proteção externa especial contra ataques biológicos.

Aplicação: Instalação diretamente enterrada; Sistemas de comunicação de longa distância; Regiões onde

existam ataques biológicos (fungos, bactérias, térmitas ou cupins); Operam nas faixas de comprimento de

onda de operação de 1310 nm ou 1550nm

CFOT UT

Este cabo tem como diferencial ser constituído por um único tubo loose e um elemento de tração em

fibra de vidro, garantindo e facilitando instalações onde um maior esforço é exigido.

Aplicações: Instalação Interna/Externa; Redes internas locais; Redes FDDI; Operam nas faixas de

comprimento de onda de 850 nm, 1310 nm e 1550 nm.

Figura 8

Este cabo tem como característica ser constituído por um único tubo loose e um elemento de tração em

fibra de vidro, garantindo e facilitando instalações onde um maior esforço é exigido.

Aplicação: Instalação interna em dutos e externa; Instalações aéreas espinadas em cordoalha de aço;

Redes internas locais; Redes FDDI; Operam nas faixas de comprimento de onda de 850 nm, 1310 nm e

1550 nm.

23

2.4 Códigos de Cores

Código de Cores de Cabo Óptico

Grupo de 6 fibras

Grupo de 12 fibras

Fibra Nº

Cor da Fibra

1º

GR

UP

O

DE

6 F

IBR

AS

GR

UP

O D

E 1

2 F

IBR

AS

1 VERDE

2 AMARELO

3 BRANCO

4 AZUL

5 ENCARNADO

6 VIOLETA

2º

GR

UP

O

DE

6

FIB

RA

S

7 MARROM

8 ROSA

9 PRETO

10 CINZA

11 LARANJA

12 ÁGUA MARINHA

24

3. Simplex / Duplex

Cordão Simplex

Cordão Duplex

4. Conectores Ópticos

3.1 ST/LC/SC/MTRJ/E2000 e Outros Conector SC: Quadrado

Sistema de conectividade de fibra única, com ferrolho circular de 2,5mm; Contato físico por ferrolho com polimento convexo; Mecanismo de travamento: alavanca push-pull; Resistente à tensão; Montagem por colagem e polimento; Versões : simplex (SX) e duplex (DX) / monomodo (SM) e multimodo (MM) e 0,9mm à 3mm/ PC e APC;

Conector FC:

Sistema de conectividade de fibra única, com ferrolho circular de 2,5mm; Contato físico por ferrolho com polimento convexo e mecanismo interno de mola axial; Mecanismo de travamento: rosca com travamento anti-torção; Resistente à tensão; Montagem por colagem e polimento; Versões : simplex (SX) e duplex (DX) / monomodo (SM) e multimodo (MM) e 0,9mm à 3mm/ PC e APC;

25

Conector MU:

Sistema de conectividade de fibra única, com ferrolho circular de 1,25mm; Contato físico por ferrolho com polimento convexo; Mecanismo de travamento: alavanca push-pull; Resistente à tensão; Montagem por colagem e polimento; Versões: simplex (SX) e duplex (DX) / monomodo (SM) e multimodo (MM) e 0,9mm à 2mm/ PC;

Conector E2000:

Sistema de conectividade de fibra única, com ferrolho circular de 2,5mm; Contato físico por ferrolho com polimento convexo e mecanismo interno de mola axial; Mecanismo de travamento: alavanca push-pull; Resistente à tensão; Montagem por colagem e polimento; Versões: simplex (SX) e duplex (DX) / monomodo (SM) e multimodo (MM) e 0,9mm à 3mm/ PC e APC;

Conector LC:

Sistema de conectividade de fibra única, com ferrolho circular de 2,5mm; Contato físico por ferrolho com polimento convexo e mecanismo interno de mola axial; Mecanismo de travamento: rosca com travamento anti-torção;

26

Resistente à tensão; Montagem por colagem e polimento; Versões : simplex (SX) e duplex (DX) / monomodo (SM) e multimodo (MM) e 0,9mm à 3mm/ PC e APC;

Conector DIN:

Sistema de conectividade de fibra única, com ferrolho circular de 2,5mm; Contato físico por ferrolho com polimento convexo e mecanismo interno por mola axial; Mecanismo de travamento: baioneta com travamento anti-torção; Montagem por colagem e polimento; Versões: simplex (SX) e duplex (DX) / monomodo (SM) e multimodo (MM) e 0,9mm à 3mm/ PC e APC;

Conector ST:

Redondo Sistema de conectividade de fibra única, com ferrolho circular de 2,5mm; Contato físico por ferrolho com polimento convexo e mecanismo interno por mola axial; Mecanismo de travamento : baioneta com travamento anti-torção; Montagem por colagem e polimento; Versões : simplex (SX) e duplex (DX) / monomodo (SM) e multimodo (MM) e 0,9mm à 3mm/ apenas PC;

Conector MT-RJ:

02 fibras em ferrolho retangular de 2,5mm x 4,5mm centrado por dois pinos guias;

27

Contato físico por fibras convexas projetadas em ferrolhos com mecanismo interno de mola axial; O sistema de conexão requer um conector sem guia de pinos (fêmea) e um com guia de pinos (macho); Mecanismo de travamento: alavanca push-pull; Resistente à tensão; Montagem por colagem e polimento em versões: monomodo (SM) e multimodo (MM) ;

28

DIOs e Caixa de Emendas

4.1 Distribuidor Interno Óptico (DIO)

O Distribuidor Interno Óptico (DIO) é um acessório óptico que representa uma solução em termos de

proteção, acomodação e distribuição das fibras e das emendas de um cabo óptico. É utilizado para

acomodar e proteger as emendas do cabo óptico com as extensões ópticas e acomodar as conexões dos

cordões ópticos com os conectores dos pigtails através da placa de adaptadores ópticos.

Existem 2 tipos de DIOs:

5. DIO de Parede;

6. DIO de Rack;

Ambos têm a mesma função, porem, o de parede geralmente tem uma quantidade de espaços inferior

para fibras comparado ao DIO de rack. A maior diferença entre DIOs ta relacionada a sua frente, o

formato da perfuração da frente do DIO. Existem vários formatos de perfuração, dentre todos, os

principais são:

Quadrado (para conectores tipo SC);

Quadrado menor (para conectores LC);

Redonda (para conectores LC);

Redonda (para conectores ST);

DIO de Rack e DIO de Parede

29

4.2 Adaptadores / Alinhadores Ópticos (DIO)

ST/ST

SC/SC

LC/LC

SC/ST

SC/LC

ST/LC

30

4.3 Mini DIO e Caixa de Emendas Interna 6/12 Fibras

DIO 6 e 12 Fibras

Caixa de Emenda 6 e 12 Fibras

31

4.4 Cordões Ópticos Simplex/Duplex

ST/ST

SC/SC

LC/LC

32

ST/LC

ST/SC

SC/LC

33

4.5 Polimento Conectores

4.5.1 Fibra MM (Multimodo):

Polimento PC: conector azul

Polimento APC: conector verde

4.5.2 Fibra SM (Single Mode):

Somente Polimento APC: conector verde

4.6 Extensões Ópticas

Usadas nas caixas de Emenda Óptica internas de 6 a 12 fibras. Igual ao cordão óptico, porém só tem

conector de um lado.

4.7 Caixa de Emenda Externa É para proteger e abrigar emendas diretas ou derivadas de cabos ópticos com capacidade para até 72

fibras em redes aéreas ou subterrâneas. Permite a entrada de cabos com diâmetros entre 10 e 25 mm

oferecendo uma capacidade de até 72 fibras para o cabo principal e de até 36 fibras para os cabos

derivados. As fibras são abrigadas em bandejas especiais, cada uma com capacidade máxima de 24

emendas para fusão, e em função do seu sistema basculante permite um fácil manuseio e proteção dos

cabos. Os elementos plásticos possuem características que conferem ao produto elevada resistência

contra deterioração, quando expostos a períodos prolongados no meio ambiente, inclusive à ação de

radiação ultravioleta (UV). Não necessita de ferramenta especial. Permite reserva de fibra com tubo

‘loose’ para recuperação em caso de perda da fibra.

34

5. Medidas Ópticas

5.1 Medição da Potência Óptica

A medição mais básica que se faz em fibras ópticas em operação é o da potência óptica na extremidade

da fibra. Esta medição é a base das medições de perdas ou atenuação e das medições da potência de

uma fonte ou receptor.

A potência óptica é baseada no poder de aquecimento das luz, e alguns instrumentos efetivamente

medem o calor quando a luz é absorvida em um detector. Isso funciona para lasers de alta potência, mas

estes detectores não são sensíveis o suficiente para os níveis de potência típicos dos sistemas de

comunicação com fibras ópticas. A potência óptica é medida em “dBm” ou “decibéis referenciados a 1

miliwatt de potência”. Medidores de potência óptica tipicamente utilizam detectores semicondutoeres,

uma vez que eles são extremamente sensíveis à luz nos comprimentos de onda comuns às fibras ópticas.

A maioria destes medidores está disponível com três diferentes opções de detectores:

Si (silício)

Ge (germânio) ou

InGaAs (índio-gálio-arsênio)

35

5.2 Tabela de Frequência x Alcance x Velocidade

MM MM SM Tipo Comprimento

de Onda Velocidade (Mbps) 50 62.5 9

SX 850 nm 10/100 2 km 2 km Não se aplica

SX 850 nm 10/100/1000 550m 220m Não se aplica

LX 1310 nm 10/100 550m 550m 15km

LX 1310 nm 10/100 550m 550m 35km

LX 1310 nm 10/100 550m 550m 50km

LX 1310 nm 10/100 550m 550m 20km

LX 1310 nm 10/100 550m 550m 20km

LX 1310 nm 10/100/1000 550m 550m 10km

LX 1310 nm 10/100/1000 550m 550m 15km

LX 1310 nm 10/100/1000 550m 550m 15km

LX 1310 nm 10/100/1000 550m 550m 60km

LX 1310 nm 10/100/1000 550m 550m 60km

5.3 Curva de Resposta da FO Transparência x Freqüência

SM (LX) SM (LX) MM (SX)

36

5.4 Conversores

5.5.1 Conversores de Mídia

Os conversores de mídia, como o próprio nome indica, convertem meios de comunicação, tipicamente de

UTP para fibra ótica. Eles são normalmente utilizados em projetos aonde é necessário o uso de fibra

ótica, mas e estrutura de rede atual (switches, placas de rede, etc.) não possui esse tipo de conector.

Dessa forma os conversores de mídia permitem “transformar” portas de switch Ethernet 100BaseT ou

Gigabit Ethernet 1000BaseT em fibra ótica com diversas opções de alcance (desde algumas centenas de

metros até várias dezenas de quilômetros).

Conversor WDM

Tem a mesma função de outros conversores, porem com uma diferença: ele é usado para transmitir dois

canais ópticos por uma mesma fibra óptica, proporcionando economia do meio de transmissão.

Conversor SX= Para curtas distâncias (MM)

Conversor LX= Para longas distâncias (SM)

37

5.5.2 Módulo Mini GBIC

Existem switches com portas de fibra e existem também placas de rede para servidores com saída em fibra ótica, os

modelos de switches são os que têm porta SFP ou slots para fibra óptica. O tipo de fibra óptica a ser utilizada

(Multimodo ou Monomodo) será de acordo com o conversor a ser utilizado, que no caso chama-se Mini GBIC, um

conversor pequeno que se encaixa nestes slots dos switches que tem apenas como opção de conector o LC,

portanto deve-se utilizar cordão ou extensão óptica com conector LC. A velocidade necessária também varia de

acordo com o Mini GBIC a ser utilizado, podendo ser 10/100 ou 10/100/1000.

5.5.4 Esquema Conversores

MGB-TL70

Onde:

MGB→Módulo MGBIC

T→ Temperatura

70→ Distância (m)

38

5.6 Tabela Conversores Planet

CONVERSORES

Modelo Descrição Velocidade Conector optico

TIPO FO Multimodo 62,5/125

FO Multimodo 50/125

FO Singlemode 9/125

FT-801

10/100Base-TX to 100Base-FX Media Converter

10/100 Mbps ST SX 2km 2km

Não se aplica

FT-802

10/100Base-TX to 100Base-FX Bridge Media Converter

10/100 Mbps SC SX 2km 2km

Não se aplica

FT-803

10/100Base-TX to 100Base-FXBridge Media Converter

10/100 Mbps MT-RJ SX 2km 2km

Não se aplica

GT-802

10/100/1000Base-T to 1000Base-SX Media Converter

10/100/1000 Mbps SC SX 220m 550m

Não se aplica

FT-802S15

10/100Base-TX to 100Base-FX Bridge Media Converter

10/100 Mbps SC LX

Não se aplica

Não se aplica 15km

FT-802S35

10/100Base-TX to 100Base-FXBridge Media Converter

10/100 Mbps SC LX

Não se aplica

Não se aplica 35km

FT-802S50

10/100Base-TX to 100Base-FXBridge Media Converter

10/100 Mbps SC LX

Não se aplica

Não se aplica 50km

FT-806A20 *

10/100Base-TX to 100Base-FX (WDM TX:1310nm, SM) Bridge Media Converter

10/100 Mbps SC LX

Não se aplica

Não se aplica 20km

FT-806B20 *

10/100Base-TX to 100Base-FX (WDM TX:1550nm, SM) Bridge Media Converter

10/100 Mbps SC LX

Não se aplica

Não se aplica 20km

GT-802S

10/100/1000Base-T to 1000Base-LX Media Converter

10/100/1000 Mbps SC LX

Não se aplica

Não se aplica 10km

GT-806A15 *

10/100/1000Base-T to 1000Base-LX (WDM TX:1310nm, SM) Media Converter

10/100/1000 Mbps SC LX

Não se aplica

Não se aplica 15km

GT-806B15 *

10/100/1000Base-T to 1000Base-LX (WDM TX:1550nm, SM) Media Converter

10/100/1000 Mbps SC LX

Não se aplica

Não se aplica 15km

GT-806A60 *

10/100/1000Base-T to 1000Base-LX (WDM TX: 1310nm, SM) Media Converter

10/100/1000 Mbps SC LX

Não se aplica

Não se aplica 60km

GT-806B60 *

10/100/1000Base-T to 1000Base-LX (WDM TX: 1550nm, SM) Media Converter

10/100/1000 Mbps SC LX

Não se aplica

Não se aplica 60km

39

5.6.1 Exemplo de Nomenclatura de Conversores Planet

Exemplo: GT-806B15

O x pode ser de 2 tipos:

X→F Fast Ethernet 100 Mbps

X→G Giga Ethernet 1000 Mbps

O Y representa o tipo de conector óptico:

Y→1 Conector ST

Y→2 Conector SC

Y→3 Conector MT-RJ

Y→5 Conector LC

Y→6 Conector SC WDM

O Z pode ser:

Z→S Para Fibras Single Mode (SM) Conversor tipo LX 1310nm

Z→(Vazio) Para Fibras Multi Mode (MM) Conversor tipo SX 850

Z→A Para Conversor WDS X m 1310nm

Z→B Para Conversor WDS X m 1550nm

O D representa o alcance (distância)

D→10 10km

D→15 15km

D→35 35km

XT-80YZD

40

5.7 Tabela MiniGBIC Planet

MINI GBIC

Modelo Descrição Velocidade Conector optico

TIPO FO Multimodo 62,5/125

FO Multimodo 50/125

FO Singlemode 9/125

MGB-LX SFP-Port 1000Base-LX mini-GBIC module - 10km

10/100/1000 Mbps LC LX

Não se aplica

Não se aplica 10km

MGB-SX SFP-Port 1000Base-SX mini-GBIC module - 550m

10/100/1000 Mbps LC SX 220m 550m

Não se aplica

MGB-L30 SFP-Port 1000Base-LX mini-GBIC module - 30km

10/100/1000 Mbps LC LX

Não se aplica

Não se aplica 30km

MGB-L50 SFP-Port 1000Base-LX mini-GBIC module - 50km

10/100/1000 Mbps LC LX

Não se aplica

Não se aplica 50km

MGB-L70 SFP-Port 1000Base-LX mini-GBIC module - 70km

10/100/1000 Mbps LC LX

Não se aplica

Não se aplica 70km

MGB-L120

SFP-Port 1000Base-LX mini-GBIC module - 120km

10/100/1000 Mbps LC LX

Não se aplica

Não se aplica 120km

MGB-LA10 *

SFP-Port 1000Base-LX (WDM, TX:1310nm) mini-GBIC module-10km

10/100/1000 Mbps LC LX

Não se aplica

Não se aplica 10km

MGB-LB10 *

SFP-Port 1000Base-LX (WDM, TX:1550nm) mini-GBIC module-10km

10/100/1000 Mbps LC LX

Não se aplica

Não se aplica 10km

MGB-LA20 *

SFP-Port 1000Base-LX (WDM, TX:1310nm) mini-GBIC module-20km

10/100/1000 Mbps LC LX

Não se aplica

Não se aplica 20Km

MGB-LB20 *

SFP-Port 1000Base-LX (WDM, TX:1550nm) mini-GBIC module-20km

10/100/1000 Mbps LC LX

Não se aplica

Não se aplica 20Km

MGB-LA40 *

SFP-Port 1000Base-LX (WDM, TX:1310nm) mini-GBIC module-40km

10/100/1000 Mbps LC LX

Não se aplica

Não se aplica 40Km

MGB-LB40 *

SFP-Port 1000Base-LX (WDM, TX:1550nm) mini-GBIC module-40km

10/100/1000 Mbps LC LX

Não se aplica

Não se aplica 40Km

MGB-TSX

SFP-Port 1000Base-SX mini-GBIC module - 550m -40 á +75 graus celsios

10/100/1000 Mbps LC LX 220m 550m

Não se aplica

MGB-TLX

SFP-Port 1000Base-LX mini-GBIC module - 10km temperatura de -40 á +75 graus celsios

10/100/1000 Mbps LC LX

Não se aplica

Não se aplica 10km

MGB-TL30

SFP-Port 1000Base-LX mini-GBIC module - 30km -40 á +75 graus celsios

10/100/1000 Mbps LC LX

Não se aplica

Não se aplica 30km

MGB-TL70

SFP-Port 1000Base-LX mini-GBIC module - 70km -40 á +75 graus celsios

10/100/1000 Mbps LC LX

Não se aplica

Não se aplica 70km

41

Exercício 1) Qual é a unidade de medida de freqüência no SI (sistema Internacional) ?

a) Gbps

b) nm

c) µm

d) Hz

e) dB/km

Exercício 2) O comprimento de onda (λ):

a) Corresponde à distância entre dois pontos com diferentes características no caminho

seguido pela onda.

b) Corresponde ao tamanho dos pontos com diferentes características no caminho seguido

pela onda.

c) Corresponde ao caminho percorrido entre dois pontos com diferentes características no

caminho seguido pela onda.

d) Todas as alternativas anteriores.

e) Nenhuma das alternativas anteriores.

Exercício 3) A difração da luz:

a) É uma propriedade que as ondas têm de refletir obstáculos ou passar por um orifício

quando são parcialmente interrompidas por ele.

b) É um fenômeno que ocorre somente com ondas sonoras.

c) É uma propriedade que as ondas têm de contornar obstáculos ou passar por um orifício

quando são parcialmente interrompidas por ele.

d) É um fenômeno que ocorre somente com ondas eletromagnéticas.

e) Nenhuma das alternativas anteriores.

Exercício 4) Assinale a opção incorreta:

a) Núcleo é o minúsculo centro de vidro da fibra, no qual a luz viaja.

b) Fibras Ópticas são fios longos e finos constituídos de vidro, com diâmetro aproximado de

um fio de cabelo humano.

c) Casca ou interface é o material óptico externo que circunda o núcleo e reflete a luz de volta

para ele.

d) Casca ou Interface é o revestimento plástico que protege a fibra de danos e umidade.

e) Capa Protetora ou Revestimento Primário é o revestimento plástico que protege a fibra de

danos e umidade.

42

Exercício 5) Qual das alternativas abaixo NÃO é vantagem no uso da fibra óptica ?

a) Menor consumo de energia

b) Não inflamáveis

c) Isoladas galvanicamente

d) Sinais analógicos

e) Flexíveis

Exercício 6) Assinale a alternativa correta:

a) A fibra Multimodo possui núcleo tipicamente de 9, 50 e 62.5µm.

b) A fibra Monomodo possui núcleo tipicamente de 125µm.

c) Existem dois tipos de fibra Multimodo: Multimodo Índice Degrau e Multimodo Índice

Gradual.

d) Existem dois tipos de fibra Monomodo: Monomodo Índice Degrau e Monomodo Índice

Gradual.

e) Todas as alternativas anteriores estão incorretas.

Exercício 7) A respeito da instalação dos cabos ópticos, assinale a alternativa INCORRETA:

a) O cabo óptico não deve sofrer curvaturas acentuadas, o que pode provocar quebra das

fibras em seu interior.

b) O cabo óptico não deve ser tracionado pelas fibras, e sim pelos elementos de tração ou aço

do cabo.

c) O cabo óptico deve ser limpo e lubrificado, a fim de diminuir o atrito de tracionamento.

d) Pelas fibras ópticas estarem protegidas no interior do cabo, a velocidade de puxamento

pode ser elevada.

e) Todas as alternativas anteriores estão incorretas.

43

Exercício 8) Assinale a alternativa INCORRETA a respeito dos tipos de cabos ópticos:

a) Nos cabos tipo loose as fibras são acomodadas dentro de um tubo com diâmetro muito

maior que os das fibras, promovendo assim o isolamento das fibras quanto as tensões

externas nos cabos tais como tração, flexão ou variação de temperatura.

b) Nos cabos tipo groove as fibras são acomodadas soltas em uma estrutura interna do tipo

estrela, essa estrutura apresenta ainda um elemento de tração ou elemento tensor

incorporada em seu interior.

c) Nos cabos tipo Tight as fibras recebem um revestimento secundário de nylon ou poliéster.

Após receberem este revestimento, são agrupadas juntas com um elemento de tração que

irá dar-lhe resistência mecânica.

d) Nos cabos tipo ribbon as fibras são agrupadas horizontalmente e envolvidas por uma

camada de plástico, tornando-se um conjunto compacto. Estes conjuntos são alojados nas

ranhuras das estruturas estrelares do cabo.

e) Todas as alternativas anteriores estão incorretas.

Exercício 9) Ainda a respeito dos cabos ópticos, assinale V para verdadeiro e F para falso:

( ) Cabo Anti-Roedor foi desenvolvido com uma proteção externa contra ataques de roedores.

( ) Cabos Internos são lançados internamente aos edifícios e devem ser leves e flexíveis a fim de

que possam ser instalados sem maiores dificuldades em locais de difícil acesso.

( ) Cabos Externos são lançados externamente aos edifícios e devem possuir proteção contra

umidade e raios ultra violeta.

( ) Cabo CFOT UT são constituídos por dois tubos loose, protegidos por termoplástico preto

retardante a chama.

44

Exercício 10) Na década de 80 do século passado, foi inaugurado o primeiro cabo submarino

feito de fibra ótica. Atualmente todos os continentes da Terra já estão conectados por cabos

submarinos feitos dessa fibra. Na comunicação por fibra ótica, o sinal se propaga obedecendo a

um importante fenômeno da ótica geométrica. Assinale a alternativa que apresenta esse

fenômeno.

a) Refração

b) Reflexão Interna Total

c) Disperção

d) Reflexão Difusa

e) Absorção

Exercício 11) Relacione o conector com seu respectivo polimento:

a) Conector ST MM azul

b) Conector SC SM verde

c) Conector LC SM azul

( ) polimento PC

( ) polimento PC

( ) polimento APC

Exercício 12) Escreva com poucas palavras qual a função do Distribuidor Interno Óptico (DIO) :

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

Exercício 13) Escreva em poucas palavras qual a definição de Multiplexação por freqüência :

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

45

Exercício 14) Escreva em poucas palavras qual a função de um conversor de mídia:

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

Exercício 15) Assinale a alternativa correta a respeito da Frequência:

a) Frequencia é o tamanho da onda, por um certo período de tempo.

b) Frequencia corresponde à distância entre dois pontos com as mesmas características no

caminho seguido pela onda.

c) Frequencia corresponde ao caminho percorrido pela onda.

d) Frequencia é o numero de oscilações da onda, por um certo período de tempo.

e) Todas as alternativas anteriores estão incorretas.

Exercício 16) Sobre o conceito de luz assinale V para verdadeiro e F para falso:

( ) Luz corresponde a uma parte do espectro da radiação eletromagnética localizada nos

comprimentos de onda situados entre a radiação infravermelha e a radiação ultravioleta.

( ) A característica de onda é a que está associada a diversos fenômenos ópticos, entre os quais a

reflexão e a difração.

( ) Luz são pequenos pacotes indivisíveis de energia ( os quanta) designados por fotões.

( ) Uma das propriedades mais relevantes da luz é o fato desta se comportar simultaneamente

como uma partícula e como uma onda.

46

Exercício 17) Assinale V para verdadeiro e F para falso a respeito dos fenômenos ópticos:

( ) Difração é um fenômeno no qual ocorre a mudança de direção de propagação da luz. Ou seja,

consiste no retorno dos feixes de luz incidentes em direção à região de onde ela veio, após os

mesmos entrarem em contato com uma determinada superfície refletora.

( ) Refração é um fenômeno que ocorre com a luz quando ela passa de um meio homogêneo e

transparente para outro meio também homogêneo e transparente, porem diferente do primeiro.

( ) reflexão é um fenômeno fífico que ocorre com qualquer tipo de onda e que pode ser entendido

como sendo o desvio da trajetória retilínea da luz após ela passar pela aresta de um objeto.

Exercício 18) Escreva em poucas linhas e com suas palavras qual a função dos adaptadores ópticos:

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

Exercício 19) Escreva em poucas linhas e com suas palavras qual a função de uma extensão óptica:

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

47

Exercício 20) Escreva em poucas linhas e com suas palavras qual a função de um cordão óptico:

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

Exercício 21) Quando foi a primeira operação de um cabo óptico submarino transatlântico?

a) 1979

b) 1980

c) 1885

d) 1988

e) Nenhuma das datas anteriores

Exercício 22) Analise o conversor e assinale a alternativa correta:

a) É um conversor 10/100.

b) Seu alcance Maximo é 100 km.

c) É um conversor do tipo SX.

d) O número 6 refere-se a seu tipo de conector.

e) Todas as alternativas anteriores estão incorretas.

Exercício 23) Qual a diferença de um conversor de mídia comum e um conversor de mídia WDM?

a) Ambos têm as mesmas funções. Só diferem quanto o seu alcance Maximo;

b) Ambos têm as mesmas funções, porem o WDM suporta velocidades mais elevadas.

c) Ambos têm as mesmas funções, com uma pequena diferença, o WDM é usado para

transmitir dois canais ópticos por uma mesma fibra óptica, proporcionado economia do

meio de transmissão.

d) Ambos têm as mesmas funções e não se diferem em nada.

e) Todas as alternativas anteriores estão incorretas.

GT-806A15

48

Exercício 24) Qual é o tipo de conector que se encaixa no MiniGBIC?

a) ST

b) LC

c) SC

d) E2000

e) MT-RJ

Exercício 25) Analise o MiniGBIC e assinale a alternativa INCORRETA:

a) Suporta velocidade de 10/100/1000

b) Tipo SX

c) Seu alcance máximo é 30 km

d) A letra T representa temperatura

e) Todas as alternativas anteriores estão incorretas

Exercício 26) Supondo que você fez uma fusão em duas fibras ópticas diferentes, uma 50 e a outra

62.5µm. Depois de feito o procedimento a fibra vai ou não funcionar? Justifique a sua resposta.

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

Exercício 27) Cite 5 vantagens das fibras ópticas.

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

GMG-TL30

49

Exercício 28) Analise o conversor e assinale a alternativa correta:

a) É um conversor SX

b) É um conversor 10/100/1000

c) Usa o conector ST

d) É um conversor para fibras single modo (SM)

e) Todas as alternativas anteriores estão incorretas

Exercício 29) Assinale a opção correta a respeito da medição de potência óptica:

a) A potência óptica é baseada no poder de aquecimento da luz, e alguns instrumentos

efetivamente medem o calor quando a luz é absorvida em um detector. b) A potência óptica é baseada no poder de aquecimento da fibra, e alguns instrumentos

efetivamente medem o calor quando a luz é absorvida em um detector. c) A potência óptica é baseada no poder de resfriamento da fibra, e alguns instrumentos

efetivamente medem o calor de resfriamento quando a luz é absorvida em um detector. d) A potência óptica é baseada no poder de resfriamento da luz, e alguns instrumentos

efetivamente medem o calor de resfriamento quando a luz é absorvida em um detector. e) Todas as alternativas anteriores estão incorretas.

Exercício 30) Dentre a dimensões a seguir, núcleo/casca, quais representam tipicamente fibras

monomodo e fibras multimodo respectivamente?

a) 25µm/60µm e 50µm/60µm

b) 25µm/125µm e 25µm/125µm

c) 15µm/60µm e 50µm/60µm

d) 9µm/50µm e 60µm/125µm

e) 9µm/125µm e 50µm/125µm

FT-802S35