IFRS – Campus POA
Elétrica Aplicada – Turma Redes II Noite Prof. Sergio Mittmann
Grupo : Nilo Cesar Ferreira Alvira Caroline Silva Tolfo Claudia Silva Machado Marcelo Lucas
A Fibra Óptica
é um filamento extremamente fino e flexível, feito de vidro ultrapuro, plástico ou outro isolante elétrico (material com alta resistência ao fluxo de corrente elétrica). Possui uma estrutura simples, composta por capa protetora, interface e núcleo..as fibras ópticas transportam sinais de dados na forma de pulsos modulados de luz. Esse é um meio relativamente seguro de enviar dados porque nenhum impulso elétrico é transportado no cabo de fibra óptica. Isso significa que não é possível interceptar o cabo de fibra óptica e subtrair seus dados, o que pode acontecer com qualquer cabo baseado em cobre que transporta dados na forma de sinais eletrônicos. O cabo de fibra óptica é apropriado para transmissão de dados a grande velocidade e alta capacidade, devido à ausência de atenuação e à pureza do sinal.
A tecnologia tem conquistado o mundo, sendo muito utilizada nas telecomunicações e exames médicos, como endoscopias e cirurgias corretivas de problemas visuais, entre outras
aplicações possíveis
Composição da Fibra Óptica
Uma fibra óptica é constituída por um cilindro de vidro extremamente fino, chamado de núcleo, cercado por uma camada concêntrica de vidro, conhecida como revestimento. As fibras
algumas vezes são feitas de plástico. O plástico é mais fácil de instalar, mas não pode transportar os pulsos de luz para tão longe quanto o vidro.
Cada filamento de vidro transporta o sinal somente em uma direção, portanto, um cabo é constituído de dois filamentos com invólucros separados. Um filamento transmite e outro recebe. Uma camada de plástico de reforço circunda cada filamento de vidro e fibras kevlar. As fibras kevlar do conector óptico são colocadas entre os dois cabos, que são revestidos com plástico.
Estrutura da Fibra Óptica
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A espessura da fibra indica se a mesma é mono ou multímodo. A Fibra multímodo é mais grossa e conseqüentemente os feixes de luz refletem dentro da fibra de vidro perdendo
potência mais rapidamente. Em compensação a fibra mono-modo é mais fina e conduz o sinal de luz mais homogeneamente reduzindo a atenuação, no entanto esta fibra mais fina é mais cara que a fibra multímodo.
Tipos de Fibras Ópticas
Os tipos variam conforme o tipo de fonte luminosa usada e a quantidade de sinais que podem ser emitidos dentro da fibra:
• Monomodo
A propagação é feita por um único modo, pois a fibra apresenta um núcleo pequeno. O que significa que a largura da banda utilizada é maior e há menor dispersão da luz laser emitida, permitindo a transmissão de sinais a grandes distâncias (WAN). Apesar de a qualidade superior das fibras monomodo, a fabricação é mais cara, o manuseio é difícil e exige técnicas avançadas.
• Multímodo
Além do laser, as fibras podem usar como fonte LEDs (diodo emissor de luz). Possuem um diâmetro maior e, por isso, mais de um sinal pode transitar o filamento. Dessa maneira, ainda se encontram duas subdivisões: fibras multímodo de índice degrau e as de índice gradual.
A diferença entre elas é que a capacidade de fibra de índice degrau é inferior em relação às outras, tanto pela quantidade de sinal transmitido ser menor quanto por causar maior perda das informações. Na fibra de índice gradual, há uma variação parabólica — como se fizesse uma seqüência de arcos durante o percurso — e isso aumenta a faixa de freqüência do sinal utilizado.
Devido a essas características, as multímodo são mais usadas para comunicações a curta distância, como redes locais (LAN).
Como funciona?:
Para entender o funcionamento da fibra óptica, é necessário retomar o conceito básico de refração da luz, uma daquelas matérias mais conhecidas das aulas de Física do Ensino Médio. Para não entrar em explicações muito técnicas, vamos usar o seguinte exemplo:
Suponha que você mergulhe em uma piscina, segurando uma lanterna acesa e apontada para a superfície (não esqueça de que é preciso incliná-la um pouco para que não fique totalmente reta). Dessa forma, observa-se que a luz vai seguir um sentido dentro da água, mas vai sofrer um desvio ao entrar em contato com o outro ambiente (no caso, o ar). Isso ocorre porque os dois ambientes possuem índices de refração diferentes, fazendo com que haja uma mudança na direção e na velocidade da luz.
Entretanto, existe um ângulo limite para que a refração aconteça. Quando o feixe de luz é lançado em uma direção além desse ângulo, a luz não consegue ultrapassar a superfície da água e volta a se refletir para dentro da piscina. Esse fenômeno é chamado de reflexão total. É exatamente isto que ocorre no interior de um filamento de fibra ótica. A luz percorre de uma extremidade à outra da fibra, refletindo-se várias vezes nas paredes da interface — que mandam o feixe de volta para o núcleo — fazendo uma espécie de zigue-zague ao longo do caminho.
As transmissões via cabo de fibra óptica não estão sujeitas à interferência elétrica e são extremamente velozes (atualmente são transmitidas cerca de 100 Mbps, atingindo Tbps). Podem transportar um sinal – pulso de luz – por quilômetros
Benefícios do uso das Fibras Ópticas
As fibras ópticas estão substituindo os fios de cobre ao longo dos anos, principalmente no campo das telecomunicações, por não sofrerem interferência eletromagnética devido ao caráter dielétrico (isolante) do material. Em outras palavras, não há distorção do sinal por causa dos ruídos elétricos do ambiente externo ou das fibras óticas também agrupadas no cabo. Assim, a perda de informações durante o trajeto não é relevante.
Também por esta razão, a dificuldade de desviar qualquer sinal é consideravelmente grande e, dessa forma, as fibras são consideradas um meio bastante seguro para o transporte de dados. Ideal para quem requer uma rede com alto nível de privacidade.
Outra vantagem em relação aos fios de cobre: o material mais comum para a fabricação das fibras é o vidro, produzido da sílica, especificamente do quartzo, um dos minerais mais abundantes do mundo, logo o custo é relativamente baixo.
LARGURA DE BANDA: É a medida da capacidade de transportar informações, as fibras têm capacidade de largura de banda aproximado de 1 THz, excedendo amplamente os cabos de cobre.
BAIXA PERDA: As perdas comprometem a distância para os link’s, nos casos de cabos de cobre, a atenuação aumenta de acordo com a freqüência. E na fibra óptica as perdas são as mesmas para qualquer distância.
Imunidade eletromagnética (EMI): A fibra não irradia e nem recebe radiação eletromagnética, resolvendo os problemas de diversos ambientes.
BAIXO PESO: Uma fibra é muito mais leve que um fio de cobre.
Existem Desvantagens no uso da Fibra Óptica
Dentre as desvantagens da utilização de fibras ópticas frente aos meios convencionais, têm-se:
• fragilidade das fibras ópticas sem encapsulamentos – o manuseio de uma fibra óptica “nua” é bem delicado;
• dificuldade de conexão das fibras ópticas - as pequenas dimensões das fibras
ópticas exigem procedimentos e dispositivos de alta precisão na realização das conexões e junções;
• impossibilidade de alimentação remota de repetidores – como não é possível a alimentação remota, cada repetidor requer alimentação elétrica independente;
• falta de padronização dos componentes ópticos - a relativa imaturidade e o
continuo avanço tecnológico não tem facilitado o estabelecimento de padrões para os componentes de sistemas de transmissão por fibras ópticas.
Conectores
Considerações sobre a Utilização da Fibra Óptica:
• Utilize cabo de fibra óptica se houver necessidade de transmitir dados a velocidade muito altas, ao longo de grandes distâncias, em uma mídia extremamente segura.
• Não utilize cabo de fibra óptica onde estiver sujeito a um orçamento bastante limitado ou não tiver o conhecimento especializado para a instalação e para a conexão correta dos dispositivos.
É importante observar que apenas empresas autorizadas por órgãos do governo podem instalar fibras ópitcas fora de suas instalações físicas, ou seja, nas ruas, avenidas, passeios, etc.
