06 aula 20032012

Recapitulando
Vimos:
-CABOS
-Coaxial
-Par trançado

Revisando meio Físico de Cobre

A FIBRA OTICA
• 1910, houve as primeiras pesquisas sobre a propagação
eletromagnética em cilindros dielétricos;
• 1930, o alemão Lamb desenvolveu as primeiras experiências de
transmissão de luz em fibras de vidro;
• 1951 invenção do Fiberscope pelo holandês Heel e pelos ingleses
Hopkins e Kapany (utilização médica);
• Em 1966, Kao e Hockmam, na Inglaterra, apresentaram um
trabalho cujos resultados sugeriam a possibilidade de uso de
fibras de vidro em sistema de transmissão a longa distância. O
trabalho mostrava que a forte atenuação, até então, em fibras
ópticas, não era intrínseca ao material vidro utilizado, mas,
principalmente, devida à presença de impurezas. Com esses
resultados, houve uma corrida mundial pela fibra óptica de menor
atenuação.

A FIBRA OTICA
• Fibra óptica é um filamento de vidro ou de materiais
poliméricos com capacidade de transmitir luz.
• Tal filamento pode apresentar diâmetros variáveis,
dependendo da aplicação, indo desde diâmetros
ínfimos, da ordem de micrômetros (mais finos que
um fio de cabelo) até vários milímetros.
• A fibra óptica foi inventada pelo físico indiano
Narinder Singh Kapany. Há vários métodos de
fabricação de fibra óptica, sendo os métodos MCVD,
VAD e OVD os mais conhecidos.

Meio Físico de Fibra
Fabricação
• Fabricação da Fibra Óptica
• Fabricação da preforma:
– Processo MCVD: Modified Chemical Vapour
Deposition
– Processo PCVD: Plasma Activated Chemical
Vapour Deposition
– Processo OVD: Outside Vapour Deposition
– Processo VAD: Vapour-phase Axial Deposition
• Puxamento de uma preforma em uma torre
de puxamento /Teste

Método MCVD

Processo PVCD
Processo OVD

Método VAD
Torre de puxamento

Tipos de Fibras
• Estrutura da fibra óptica
– Núcleo
– Casca
– Capa
– Fibras de resistência
mecânica
– Revestimento externo

• Tipos de fibra Óptica
– Fibras Multimodo (MMF Multimode Fiber)
• Multimodo de Índice Degrau
• Multimodo de Índice Gradual
– Fibras Monomodo (SMF Single Mode Fiber)

Tipos de Fibras
1°
2°
3°
1° - Multimodo de Índice Degrau
2° - Multimodo de Índice Gradual
3° - Fibras Monomodo

Tipos de Fibras
• As fibras ópticas podem ser basicamente de dois modos:
• Monomodo:
– Permite o uso de apenas um sinal de luz pela fibra.
– Dimensões menores que as fibras ID.
– Maior banda passante por ter menor dispersão.
– Geralmente é usado laser como fonte de geração de sinal.
• Multimodo:
– Permite o uso de fontes luminosas de baixa ocorrência tais como LEDs (mais
baratas).
– Diâmetros grandes facilitam o acoplamento de fontes luminosas e
requerem pouca precisão nos conectores.
– Muito usado para curtas distâncias pelo preço e facilidade de
implementação.

Aplicação
• Sensores
• Redes Telefônicas
• Cabos Submarinos
• Uso de Fibras Ópticas na Medicina
• Redes Locais de Computadores
• Televisão por Cabo (CATV)

Um consórcio suíço desenvolve roupas especiais capazes de
monitorar as funções vitais do corpo humano, que
poderiam ser utilizadas até na recuperação de ferimentos
ou de traumatismos.
Sensores:

Primeira versão do sensor desenvolvido pela Coppe/UFRJ para
identificar bactérias como a E. coli. A luz passa pela fibra óptica e sofre
interferência do aglomerado de bactérias. A seta indica a
localização do sensor capaz de detectar a presença das bactérias.
Sensores:

Redes Telefônicas
Estação distribuidora ótica na área central de São Paulo

Cabos Submarinos
Cabos submarinos:
Trabalhadores preparam cabos
para serem instalados no oceano

Rede de fibra ótica possibilita
operação médica via Internet
Uso de Fibras Ópticas na Medicina:

Em um único segundo, é possível transmitir as palavras de 200 livros por um desses
fios de fibra óptica. Dois deles são capazes de processar simultaneamente dez mil
chamadas telefônicas.
Redes Locais de Computadores

Conversor de UTP para fibra ótica
Cabo híbrido SC/ST
Placa de rede com conectores SC
para fibras óticas.

COMO FUNCIONA
• A transmissão da luz pela fibra segue um
princípio único, independentemente do
material usado ou da aplicação: é lançado um
feixe de luz numa extremidade da fibra e,
pelas características ópticas do meio (fibra),
esse feixe percorre a fibra por meio de
reflexões sucessivas.
• .

• A fibra possui no mínimo duas camadas: o núcleo e o
revestimento. No núcleo, ocorre a transmissão da luz
propriamente dita.
• A transmissão da luz dentro da fibra é possível
graças a uma diferença de índice de refracção entre
o revestimento e o núcleo, sendo que o núcleo
possui sempre um índice de refração mais elevado,
característica que aliada ao ângulo de incidência do
feixe de luz, possibilita o fenômeno da reflexão total

REDES DE FIBRA OTICA:
• As fibras ópticas são utilizadas como meio de
transmissão de ondas electromagnéticas (como a
luz) uma vez que são transparentes e podem ser
agrupadas em cabos. Estas fibras são feitas de
plástico ou de vidro. O vidro é mais utilizado porque
absorve menos as ondas electromagnéticas. As
ondas electromagnéticas mais utilizadas são as
correspondentes à gama da luz infravermelha.

REDES DE FIBRA
• O meio de transmissão por fibra óptica é chamado de
"guiado", porque as ondas eletromagnéticas são
"guiadas" na fibra, embora o meio transmita ondas
omnidirecionais, contrariamente à transmissão "sem-
fio", cujo meio é chamado de "não-guiado". Mesmo
confinada a um meio físico, a luz transmitida pela fibra
óptica proporciona o alcance de taxas de transmissão
(velocidades) elevadíssimas, da ordem de dez elevado à
nona potência a dez elevado à décima potência, de bits
por segundo (cerca de 1Gbps), com baixa taxa de
atenuação por quilômetro

REDES DE FIBRA
• Mas a velocidade de transmissão total
possível ainda não foi alcançada pelas
tecnologias existentes. Como a luz se propaga
no interior de um meio físico, sofrendo ainda
o fenômeno de reflexão, ela não consegue
alcançar a velocidade de propagação no
vácuo, que é de 300.000 km/segundo, sendo
esta velocidade diminuída consideravelmente

As redes FDDI
• As redes FDDI adotam uma tecnologia de
transmissão idêntica às das redes Token Ring,
mas utilizando, vulgarmente, cabos de fibra
óptica, o que lhes concede capacidades de
transmissão muito elevadas (em escala até de
Gigabits por segundo) e a oportunidade de se
alargarem a distâncias de até 200 Km,
conectando até 1000 estações de trabalho

As redes FDDI
• Estas particularidades tornam esse padrão
bastante indicado para a interligação de redes
através de um backbone – nesse caso, o
backbone deste tipo de redes é justamente o
cabo de fibra óptica duplo, com configuração
em anel FDDI, ao qual se ligam as sub-redes.
FDDI utiliza uma arquitetura em anel duplo.

FOIRL• FOIRL
• FOIRL (Fiber Optic Inter-Repeater Link) é um método de
conexão de repetidores em redes Ethernet baseadas em
fibra óptica. Definido pelo padrão IEEE 802.3c.
• A norma FOIRL foi publicada em 1989 pelo IEEE, com o
objectivo de permitir a ligação de segmentos Ethernet
remotos até a uma distância de 1000m.
• A especificação original permitia apenas a ligação de dois
repetidores no entanto, os fabricantes modificaram o
sistema para permitir ligar mais segmentos, bem como
estações de trabalho. Essas mudanças foram incorporadas
na norma 10BASE-F, que veio para substituir o FOIRL

Padrão 10BaseFL
• Usa cabo de fibra ótica para conectar
computadores e repetidores. Transmite sinal
em banda base a 10 Mbps. A razão para usar o
10BaseFL é acomodar grandes comprimentos
de cabo entre repetidores para interligar
prédios por exemplo, uma vez que cada
segmento pode ter no máximo 2000 metros

10BASE-F
• 10BASE-FL é a especificação mais comumente usada
10BASE-F de Ethernet sobre fibra óptica
Ela substitui a especificação FOIRL original, mas
mantém compatibilidade com equipamentos FOIRL-
based. O comprimento máximo do segmento de valores
de 2000metros (Este comprimento é a partir do nó ao
hub.)
Misturá-lo com equipamentos FOIRL, comprimento
máximo do segmento reduz a 1000 FOIRL de metros.
O padrão 10BASE-FL requer um duplex de fibra 62.5/125
mM de cabo de fibra óptica cada link. As distâncias de
transmissão de até 2 km são possíveis - como é
integral operação duplex.

100BASE-FX
• 100BASE-FX é uma versão da Fast Ethernet com fibra óptica. É
usado uma luz infra vermelho (NIR) com comprimento de
onda de 1300 nm transmitida por duas vias de fibra óptica,
uma para recepção (RX) e o outro para transmissão (TX). O
comprimento máximo da fibra é de 400 metros (1.310 ft) para
conexões half-duplex (para ter certeza que colisões podem ser
detectados) ou 2 quilômetros (6.600 ft) para Full-duplex
usando o cabo de fibra óptica multimodo. Para distâncias mais
longas é necessário o uso de fibra óptica monomodo.
100BASE-FX usa a mesma codificação da rede 100BASE-TX
que é 4B5B e NRZI. 100BASE-FX pode usar os conectores do
tipo SC, ST, ou conectores de MIC com SC que é a opção mais
usada.
• 100BASE-FX não é compatível com 10BASE-FL, que é a versão
de 10MBit/s com fibra óptica

1000BASE-SX
• 1000BASE-SX
• Nesta tecnologia entra o uso de fibras ópticas nas redes, e é
recomendada nas redes de até 550 metros. Ela possui a mesma
tecnologia utilizada nos CD-ROMs, por isso é mais barata que a
tecnologia 1000baseLX, outro padrão que utiliza fibras ópticas.
• Ela possui quatro padrões de lasers. Com lasers de 50 mícrons e
freqüência de 500 MHz, o padrão mais caro, o sinal é capaz de
percorrer os mesmos 550 metros dos padrões mais baratos do
1000BaseLX. O segundo padrão também utiliza lasers de 50 mícrons,
mas a freqüência cai para 400 MHz e a distância para apenas 500
metros. Os outros dois padrões utilizam lasers de 62.5 mícrons e
freqüências de 200 e 160 MHz, por isso são capazes de atingir apenas
275 e 220 metros, respectivamente. Pode utilizar fibras do tipo
monomodo e multimodo, sendo a mais comum a multimodo (mais
barata e de menor alcance).

1000BASE-LX
• 1000BASE-LX
• Esta é a tecnologia mais cara, pois atinge as maiores distâncias. Se
a rede for maior que 550 metros, ela é a única alternativa. Ela é
capaz de atingir até 5km utilizando-se fibras ópticas com cabos de
9 mícrons.
• Caso utilize-se nela cabos com núcleo de 50 ou 62.5 mícrons, com
freqüências de, respectivamente, 400 e 500 MHz, que são os
padrões mais baratos nesta tecnologia, o sinal alcança somente
até 550 metros, compensando mais o uso da tecnologia
1000baseSX, que alcança a mesma distância e é mais barata.
• Todos os padrões citados acima são compatíveis entre si a partir
da camada Data Link do modelo OSI. Abaixo da camada Data Link
fica apenas a camada física da rede, que inclui o tipo de cabo e o
tipo de modulação usada para transmitir os dados através deles. A
tecnologia 1000baseLX é utilizado com fibra do tipo monomodo,
por este motivo que ela pode alcançar uma maior distância em
comparação com o padrão 1000basesx.

Vantagens
• Banda passante potencialmente enorme
• Perda de transmissão muito baixa
• Imunidade a interferências e ao ruído
• Isolação elétrica
• Pequeno tamanho e peso
• Segurança da informação e do sistema
• Custos potencialmente baixos
• Alta resistência a agentes químicos e variações de
temperatura

Desvantagens
• Fragilidade das fibras ópticas sem encapsulamentos
• Dificuldade de conexão das fibras ópticas
• Acopladores tipo T com perdas muito altas
• Impossibilidade de alimentação remota de
repetidores
• Falta de padronização dos componentes ópticos

• Os cabos de fibra ótica são divididos em dois tipos,
conforme o modo de transmissão em seu interior
– multimodo (62,5 / 125 mm)
– monomodo (9 / 125 mm)
• O uso de fibras óticas exige painéis distribuidores
especiais, colocados nos Armários de Telecomunicações
e Salas de Equipamentos
• Cuidados especiais são exigidos para a instalação de
fibras óticas
– O principal deles é: pessoal capacitado e experiente

Email: profengrubens@gmail.com
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