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Cabeamento Estruturado. Meios Ópticos de Transmissão: F ibra Ó ptica Prof. César Augusto cesarfreitas@gmail.com http://cesarfreitas.wordpress.com. Meios Ópticos de Transmissão. Fundamentos Tipos Conectores Largura de banda Perda Redes de fibras ópticas. Narinder Singh Kapany

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Presentation Transcript
cabeamento estruturado

Cabeamento Estruturado

Meios Ópticos de Transmissão: Fibra Óptica

Prof. César Augusto

cesarfreitas@gmail.com

http://cesarfreitas.wordpress.com

meios pticos de transmiss o

Meios Ópticos de Transmissão

Fundamentos

Tipos

Conectores

Largura de banda

Perda

Redes de fibras ópticas

Narinder Singh Kapany

Inventor da Fibra Óptica

meios pticos de transmiss o1

Meios Ópticos de Transmissão

Meio de transmissão feito de vidro ultrapuro, plástico ou outro isolante elétrico (material com alta resistência ao fluxo de corrente elétrica

Seu diâmetro é extremamente fino (comparado a um fio de cabelo)

A fibra óptica transmite informações através de sinais luminosos em vez de sinais elétricos

A idéia é simples: luz transmitida indica um valor “1” e luz não transmitida, um valor “0”

meios pticos de transmiss o2

Meios Ópticos de Transmissão

É constituída por um núcleo central em vidro envolvida por um revestimento (casca). Tudo isso é envolvido por um material protetor (capa externa ou revestimento primário)

meios pticos de transmiss o3

Meios Ópticos de Transmissão

A base da fibra consiste em duas regiões:

Núcleo por onde passa a luz

Casca que envolve o núcleo

O índice de refração (n) do núcleo tem que ser maior que o da casca para poder ocorrer a reflexão total da luz

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Meios Ópticos de Transmissão

Refração: é a mudança na direção de uma onda ao atravessar a fronteira entre dois meios com diferentes índices de refração

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Meios Ópticos de Transmissão

Tipos

Existem 2 tipos de fibras ópticas

Fibra Multimodo: MMF (MultipleModeFiber)

Fibra Monomodo: SMF (Single ModeFiber)

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Meios Ópticos de Transmissão

Fibra Multimodo

Características

Baixo custo, quando comparado a outro tipo de fibra

Não só da fibra em si, mas de todos os materiais agregados: conectores, regeneradores, etc

O núcleo sendo de grande diâmetro torna mais fácil o alinhamento: no caso de emendas, conectores, etc

Por serem mais baratas, são as mais utilizadas em redes locais

Geralmente é usado o LED como fonte de geração de sinal

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Meios Ópticos de Transmissão

Fibra Multimodo

Apresentam vários feixes de luz em diferentes ângulos de incidência

Divide-se em duas categorias:

Multimodo Índice Degrau

Multimodo Índice Gradual

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Meios Ópticos de Transmissão

Fibra Multimodo

Multimodo Índice Degrau

O núcleo é construído de forma que a propagação da luz ao longo da fibra irá seguir diferentes caminhos

Dessa forma, o receptor terá que detectar a informação correta e eliminar os sinais duplicados.

Quanto maior a distância, maior esse problema

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Meios Ópticos de Transmissão

Fibra Multimodo

Multimodo Índice Gradual

É uma evolução da fibra multimodo de índice Degrau

Projetada para prover melhor propagação dos feixes de luz

Os feixes chegam ao mesmo tempo no receptor

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Meios Ópticos de Transmissão

Fibra Monomodo

Tem diâmetro menor que a multimodo (normalmente de 3µm a 8µm)

A luz propaga em um único feixe

Vantagens:

alcança distância maiores sem a necessidade de repetição comparadas a multimodo

Taxa de transmissão muito altas (160Gbps) quando comparadas a multimodo

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Meios Ópticos de Transmissão

Multimodo x Monomodo

meios pticos de transmiss o12

Meios Ópticos de Transmissão

Estrutura de Encapsulamento

Existem 2 tipos:

Tight Buffer: indicada para ambiente interno

Possui fibras de aramidas para proteger a fibra de microfissuras na passagem de dutos e dobras de cabos

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Meios Ópticos de Transmissão

Estrutura de Encapsulamento

Loose Buffer

Ideal para ambientes externos

Fibra acondicionada em tubos plásticos ou metálicos preenchidos com gel

Proporciona maior proteção da fibra contra variações de temperatura

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Meios Ópticos de Transmissão

Conectores

São componentes passivos utilizados para conectar facilmente fibras ópticas entre si e com interfaces ativas e passivas em LANs e WANs.

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Meios Ópticos de Transmissão

Conectores

São requisitos de qualidade para a montagem de conectores:

Alinhamento preciso do conector com o núcleo da fibra

Alta estabilidade mecânica

Atenuações menores possíveis (baixas perdas por inserção e por retorno)

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Meios Ópticos de Transmissão

Conectores

Há vários tipos de conectores no mercado

Variam no formato e forma de fixação

Os mais comuns:

ST

LC

SC

MT-RJ

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Meios Ópticos de Transmissão

Conectores

ST (StraightTip)

Conector mais antigo

Muito popular em fibras multimodo

Possui corpo metálico

Utilizado em DIO (Distribuidor Interno Óptico)

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Meios Ópticos de Transmissão

Conectores

LC (Lucent Conector)

Desenvolvido pela empresa Lucent

Bastante popular, sobretudo em fibras Monomodo

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Meios Ópticos de Transmissão

Conectores

SC (Standard Connector)

Um dos padrões mais utilizados

Tanto em fibras monomodo como multimodo

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Meios Ópticos de Transmissão

Conectores

MTRJ (MechanicalTransferRegistered Jack)

Utiliza um ferrolho quadrado

Com dois orifícios para combinar as duas fibras em um único conector

É basicamente usado em switches

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Meios Ópticos de Transmissão

Transmissores Ópticos

Responsáveis por converter sinais elétricos em sinais ópticos que irão trafegar na fibra

Pode ser de dois tipos:

LED (Diodo Emissor de Luz)

Diodo LASER

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Meios Ópticos de Transmissão

Receptores ópticos (fotodetectores)

Responsáveis por converter sinais ópticos recebidos pela fibra em sinais elétricos

O mais usado:

Fotodiodo

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Meios Ópticos de Transmissão

Transceptores (Transceivers)

Converte os sinais ópticos recebidos através do cabo em sinais elétricos que são enviados ao switches e vice-versa

Apesar do pequeno tamanho, o transceiver são quase sempre os componentes mais caros ao criar um link de fibra

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Meios Ópticos de Transmissão

Emendas Ópticas

Consiste em uma junção permanente ou temporária

de dois ou mais segmentos de fibras

Primeiramente a fibra é limpa com álcool isopropílico

Depois ela é clivada (sofre corte de 90º)

Por fim ela sobre o processo de fusão

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Meios Ópticos de Transmissão

Perdas no cabeamento óptico

Causadas tipicamente por atenuação e dispersão do sinal

Fabricantes costuma informar a perda (atenuação) em uma unidade chamada dB/Km (decibéis por kilômetro)

Causas

Absorção do sinal

Espalhamento

Atenuações em emendas e conectores

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Meios Ópticos de Transmissão

Principais Vantagens da Fibra Óptica

Maiores distâncias de transmissão

Maior capacidade de largura de banda (75 Tbps)

Não afetado pela EMI

Não sofre o efeito crosstalk

Baixa atenuação

Alto nível de segurança (difícil de “grampear”)

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Meios Ópticos de Transmissão

Desvantagens

Cara para curtas distâncias

Requer instaladores altamente qualificados

Fragilidade mecânica

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Meios Ópticos de Transmissão

Referências:

GIOZZA, William Ferreira; CONFORTI, Evandro; WALDMAN, Hélio. Fibras Ópticas: Tecnologia e Projeto de Sistemas. Rio de Janeiro: EMBRATEL; São Paulo: Makron, 1991.

DERFLER, Frank J.; FREED, Les. Tudo Sobre Cabeamento de Redes. Rio de Janeiro: Campus, 1994.

TABINI, Ricardo; NUNES, Danizard. Fibas Ópticas. São Paulo: Érica, 1990.