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| Esta pesquisa deve fornecer um conteúdo atualizado sobre o tema acima. Não esqueça de incluir as
| | = Conceito = |
| referëncias (fontes) no último item, reforçando que não deve ser um Copy/Paste e sim uma síntese
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| das pesquisas que fizer.
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| = Conceito =
| | * A fibra óptica é um filamento de vidro, também pode ser produzido do polímero, que tem alta capacidade de transmitir os raios de luz. Esta é constituída por uma estrutura segundo a foto abaixo: |
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| | * [[Arquivo:estrutura-fibra-optica.jpg]] |
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| Fibras ópticas, simplificadamente, são fios que conduzem a potência luminosa injetada pelo emissor de luz, até o fotodetector. São estruturas transparentes, flexíveis, geralmente compostas por dois materiais dielétricos, tendo dimensões próximas a de um fio de cabelo humano.
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| | == Conceito de modos de propagação == |
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| Há uma região central na fibra óptica, por onde a luz passa, que é chamada de núcleo. O núcleo pode ser composto por um fio de vidro especial ou polímero que pode ter apenas 125 micrômetros de diâmetro nas fibras mais comuns e dimensões ainda menores em fibras mais sofisticadas.
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| | * Modos de propagação consiste nos caminhos dos raios de luz dentro da fibra óptica. Ele é calculado com a formula da frequência. |
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| Fibra Óptica ou Ótica, como também é conhecida, é o meio pelo qual a potência luminosa injetada pelo Emissor de Luz, é transmitida até o Fotodetector. Formada por um Núcleo de material dielétrico, geralmente Óxido de Silício (SiO2), dopado com Germânio, Fósforo e Alumínio para aumentar seu índice de refração, e por uma Casca de material dielétrico, podendo ser Sílica pura, com índice de refração ligeiramente inferior ao do Núcleo, o Cabo Ótico é protegido mecanicamente e ambientalmente por encapsulamentos (geralmente plásticos), conforme sua aplicação, podendo conter uma ou mais Fibras.
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| | = História = |
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| [[Arquivo:fibra_detalhamento.jpg]]
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| Exposição da Fibra Óptica em Camadas
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| Para confinar a luz dentro do Núcleo (fenômeno denominado Reflexão Total), a densidade ou índice de refração deve ser maior no Núcleo do que na Casca, variação que permite a reflexão da luz.
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| A Fibra Ótica transmite luz introduzida numa extremidade para a outra com pequena perda, devido a sequência de reflexões ao longo do caminho. Para exemplificar, imagine um tubo plástico de pequeno diâmetro, flexível e internamente espelhado. Em uma das pontas se injeta um Raio Laser, que é refletido ao longo de todo percurso pela superfície espelhada, mesmo nas curvas. Na outra ponta, o Raio Laser é detectado.
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| A luz, nos sistemas de Fibra óptica, é transmitida por variação de amplitude, existindo processos analógicos e digitais.
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| '''Com capacidade de transmissão 1 milhão de vezes maior do que a do Cabo Metálico, a Fibra Óptica é o principal meio de comunicação mundial.'''
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| | * Em 1870, o físico inglês Jonh Tyndall provou que a luz era "dobrável". 100 anos depois, o físico Narinder Singh Kampany criou uma forma de aprisionar a luz dentro de um material e sair na outra extremidade, assim criou-se a primeira fibra óptica, mas com aplicações na medicina. Foi então que o Chinês Charles Kao teve a ideia de utilizar a ideia das fibras ópticas, de Narinder, nas transmissão de dados. Assim, hoje, utilizamos as fibras nas transmissão de dados de internet. |
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| | = Tipos de Fibras = |
| Mantendo somente Cabos Metálicos como condutores de informações, em certos casos seria mais rápido enviar uma pessoa para entregar a correspondência, do que transmitir tais dados.
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| Para transmitir um pacote de informações com 72Gb- que corresponde ao conteúdo de um disco rígido de 9Gb- a uma distância de 10Km, utilizando Cabo Metálico, seriam necessárias dez horas. Por Fibra Ótica seriam gastos apenas 7,2 segundos.
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| Analogamente, se num estádio de futebol lotado houvesse apenas uma pequena porta de saída, o tempo para esvaziá-lo seria muito maior do que utilizando diversos portões.
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| = Funcionamento =
| | * A diferença nas fibras consiste, em suma, na maneira que os raios se propagam no em torno no fio. |
| | ** Fibra Multimodo: Foi a primeira fibra a ser comercializada, na qual os raios se propagam em várias direções diferentes."Esse tipo de fibra é utilizada em intranets, onde as ligações não tem mais de 2km".Existem dois tipos de fibras multimodo: step index e graded index. |
| | ** Fibra Monomodo:Tem o core muito menor que a multimodo. De acordo com o nome, a fibra monomodo, tem apenas um raio, assim tem o diâmetro muito menor, consequentemente ela chega a distâncias muito superiores à multimodo(100 a 1000 vezes mais). |
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| O funcionamento desses cabos ocorre de forma bem simples. Cada filamento que constitui o cabo de fibra óptica é basicamente formado por um núcleo central de vidro, por onde ocorre a transmissão da luz, que possui alto índice de refração e de uma casca envolvente, também feita de vidro, porém com índice de refração menor em relação ao núcleo. A transmissão da luz pela fibra óptica segue o princípio da reflexão. Em uma das extremidades do cabo óptico é lançado um feixe de luz que, pelas características ópticas da fibra, percorre todo o cabo por meio de sucessivas reflexões até chegar ao seu destino final.
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| Reflexão é quando a luz, propagando-se em um determinado meio, atinge uma superfície e retorna para o meio que estava se propagando.
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| '''PRINCÍPIOS DE TRANSMISSÃO'''
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| Para que os raios de luz sofram reflexão total na fronteira entre núcleo e casca e permaneçam confinados no interior do núcleo da fibra, eles devem ser injetados num determinado ângulo que seja inferior ao ângulo do cone de captação, conforme ilustra a figura a seguir. Qualquer raio de luz que entre na fibra com um ângulo maior que o ângulo do cone de captação será refratado e consequentemente perdido.
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| [[Arquivo:figura-2.jpg]]
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| '''PROPAGAÇÃO DA LUZ'''
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| Raios de luz entram na fibra em diferentes ângulos e não seguem os mesmos caminhos. Os raios que entram no centro do núcleo da fibra com ângulo bem pequeno (praticamente horizontal) seguirão por um caminho relativamente direto pelo centro da fibra. Raios de luz que entram na fibra com elevado ângulo de incidência, seguirão por um caminho diferente, mais longo, e levarão mais tempo para atravessar a fibra. Cada caminho, resultante de um diferente ângulo de incidência, dará origem a um modo. Diferentes modos sofrerão diferentes atenuações enquanto trafegam ao longo da fibra.
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| '''VELOCIDADE'''
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| A velocidade da luz em um determinado meio depende do índice de refração daquele meio, que por sua vez é definido como:
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| h = c/v
| | = Emissores e receptores ópticos = |
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| Onde:
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| h – índice de refração do meio de transmissão
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| c – velocidade da luz no vácuo (3 x 108 m/s)
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| v – velocidade da luz no meio de transmissão
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| Valores típicos de h para o vidro (ou para a fibra óptica) estão na faixa de 1,45 a 1,55. Note que quanto maior o índice de refração, menor é a velocidade da luz no meio de transmissão.
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| = Tipos =
| | * O trabalho dos emissores e receptores ópticos, consiste na tradução de sinais elétricos para sinais luminosos, no caso dos emissores, e seu inverso nos receptores. O pulso percorre a fibra e passa para o receptor, que assim é novamente transformado em sinal elétrico, para a leitura da máquina. |
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| As fibras ópticas são classificadas em fibras multimodo ou monomodo, baseado na forma que a luz as percorre. O tipo de fibra está relacionado ao diâmetro do núcleo e da casca.
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| [[Arquivo:figura-3.jpg]]
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| '''FIBRA MONOMODO'''
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| As fibras monomodo possuem vantagens em relação às fibras multimodo, principalmente em relação à atenuação e a largura de banda. O principal motivo é o seu núcleo, bem menor, que limita os modos de propagação da luz a apenas um, eliminando completamente o fenômeno da dispersão modal. Tipicamente uma fibra monomodo pode transportar sinais ópticos na faixa de 10 a 40 Gbps. Esse tráfego pode ser ainda maior caso se utilizem técnicas de modulação WDM (wavelenght division multiplexing).
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| Como principais desvantagens, as fibras monomodo exigem fontes de luz e sistemas de alinhamento mais precisos, portanto mais caros, para um acoplamento eficiente ao longo do link óptico. Além disso, técnicas de fusão e conectorização também se tornam mais complicadas e caras no universo das fibras monomodo. No entanto, para sistemas de comunicação de alto desempenho ou muito extensos, sem dúvida as fibras monomodo são a melhor escolha. As dimensões típicas de uma fibra monomodo variam de um núcleo de 8 a 12 um e uma casca de 125 um. O valor típico do índice de refração da fibra monomodo é de 1.465.
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| [[Arquivo:figura-7.jpg]]
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| '''FIBRA MULTIMODO'''
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| As fibras multimodo, devido ao seu núcleo largo, permitem a transmissão da luz em diferentes caminhos (múltiplos modos) ao longo do link, tornando-a particularmente sensível à dispersão modal.
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| Dentre as vantagens das fibras multimodo estão sua facilidade de acoplamento às fontes de luz e às outras fibras (devido ao seu núcleo largo), a possibilidade de utilizar fontes de luz de baixo custo e a simplicidade dos processos de fusão e conectorização. Entretanto, possuem atenuação alta e largura de banda estreita, fatores que limitam sua utilização às curtas distâncias.
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| [[Arquivo:figura-4.jpg]]
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| '''FIBRAS MULTIMODO ÍNDICE DEGRAU'''
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| Fibras multimodo índice degrau possuem um índice de refração constante no interior do núcleo da fibra. A consequência desse fato é que os raios de luz sofrem reflexão total na fronteira entre o núcleo e a casca, percorrendo uma trajetória formada por segmentos de reta, conforme mostrado na figura abaixo:
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| [[Arquivo:figura-5.jpg]]
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| '''FIBRAS MULTIMODO ÍNDICE GRADUAL'''
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| Fibras multimodo índice gradual possuem um índice de refração não-uniforme, que diminui de valor gradualmente do centro do núcleo em direção à casca. A consequência dessa variação é que os raios de luz percorrem o interior da fibra seguindo uma trajetória senoidal, conforme mostrado na figura abaixo:
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| [[Arquivo:figura-6.jpg]]
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| = Benefícios = | | = Vantagens = |
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| Dimensões Reduzidas;
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| Capacidade para transportar grandes quantidades de informação (Um par de fibras ópticas, cujo diâmetro pode ser comparado com o de um fio de cabelo, pode transmitir 2.5 milhões ou mais de chamadas telefônicas ao mesmo tempo. Um cabo de cobre com a mesma capacidade teria um diâmetro da ordem de 6 m!);
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| Imunidade às interferências eletromagnéticas;
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| <br>
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| Matéria-prima muito abundante;
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| Segurança no sinal;
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| Facilidade na instalação;
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| Menos deterioração com o tempo comparando com os fios de cobre.
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| <br> | | <br> |
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| = Comparação com par trançado =
| | * Alto alcance; |
| | * Quase não há perda de velocidade; |
| | * Imune à interferências eletromagnéticas e ruídos; |
| | * Maior segurança da informação veiculada. |
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| = Desvantagens = | | = Desvantagens = |
| <br> | | <br> |
| Custo elevado;
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| | * Dificuldade ara ramificar; |
| | * Dificuldade para manuseio quando a fibra está "nua". |
| <br> | | <br> |
| Fragilidade das fibras óticas sem encapsulamento;
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| | = Referências = |
| Dificuldade para ramificações (Uma rede ponto a ponto seria mais viável, caso contrário as conexões tipo “T” sofrem com perdas muito elevadas de dados);
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| Impossibilidade de alimentação remota dos repetidores;
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| <br>
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| Falta de padronização dos componentes ópticos.
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| <br> | | <br> |
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| = Referências bibliográficas =
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| <br>
| | * https://www.student.dei.uc.pt |
| http://www.gta.ufrj.br/grad/08_1/wdm1/Fibraspticas-ConceitoseComposio.html
| | * https://www.researchgate.net |
| <br>
| | * wikipedia |
| http://www.protecnos.com.br/artigos/conceitos-de-fibra-otica/
| | * https://www.eec.ufg.br/~lguedes/moodle/txdados/fo.pdf |
| <br>
| | * https://www.gta.ufrj.br/grad/04_1/wdm/wdm.html |
| http://brasilescola.uol.com.br/fisica/fibra-optica.htm
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| <br>
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| http://www.tecmundo.com.br/web/1976-o-que-e-fibra-otica-.htm
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| <br>
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| https://telteq.wordpress.com/2014/12/23/principio-de-funcionamento-e-tipos-de-fibra-optica/
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| <br>
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| https://www.oficinadanet.com.br/artigo/redes/o-que-e-fibra-otica-e-como-funciona | |
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