Fibra Optica Elsa

Redes de fibra óptica

• 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 micrómetro (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.

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 refracção mais elevado, característica que aliada ao ângulo de incidência do feixe de luz, possibilita fenómeno da reflexão total.

• 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.

• O meio de transmissão por fibra óptica é chamado de "guiado", porque as ondas electromagnéticas são "guiadas" na fibra, embora o meio transmita ondas omnidireccionais, contrariamente à transmissão "semfio", 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 quilómetro.

• 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 fenómeno de reflexão, ela não consegue alcançar a velocidade de propagação no vácuo, que é de 300.000 km/segundo, sendo esta velocidade diminuída consideravelmente.

• Cabos fibra óptica atravessam oceanos.

• Usar cabos para conectar dois continentes separados pelo oceano é um projecto monumental. É preciso instalar um cabo com milhares de quilómetros de extensão sob o mar, atravessando fossas e montanhas submarinas.

• Nos anos 80, tornou-se disponível, o primeiro cabo fibra óptica intercontinental desse tipo, instalado em 1988, e tinha capacidade para 40.000 conversas telefónicas simultâneas, usando tecnologia digital.

• Desde então, a capacidade dos cabos aumentou. Alguns cabos que atravessam o oceano Atlântico têm capacidade para 200 milhões de circuitos telefónicos.

Vantagens

• Em Virtude das suas características, as fibras ópticas apresentam bastantes vantagens sobre os sistemas eléctricos:

• - Dimensões Reduzidas • - Capacidade para transportar grandes quantidades de informação ( Dezenas de milhares de conversações num par de Fibra);

• - Atenuação muito baixa, que permite grandes espaçamentos entre repetidores, com distância entre repetidores superiores a algumas centenas de quilómetros.

• - Imunidade às interferências electromagnéticas; • - Matéria-prima muito abundante; • - Custo ainda elevado de compra e manutenção;

Aplicações • Uma característica importante que torna a fibra óptica indispensável em muitas aplicações é o facto de não ser susceptível à interferência electromagnética, pela razão de que não transmite pulsos eléctricos, como ocorre com outros meios de transmissão que empregam os fios metálicos, como o cobre. Podemos encontrar aplicações do uso de fibra óptica na medicina (endoscopias por exemplo) como também em telecomunicações em substituição aos fios de cobre.

Tipo de fibras

• 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.

FDDI • O padrão FDDI (Fiber Distributed Data Interface) foi estabelecido pelo ANSI (American National Standards Institute) em 1987. Este abrange o nível físico e de ligação de dados (as primeiras duas camadas do modelo OSI).

• A expansão de redes de âmbito mais alargado, designadamente redes do tipo MAN (Metropolitan Area Network), são algumas das possibilidades do FDDI, tal como pode servir de base à interligação de redes locais, como nas redes de campus.

• As redes FDDI adoptam 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.

• 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 subredes. FDDI utiliza uma arquitectura em anel duplo.

FOIRL • A norma FOIRL (Fiber Optic Inter-Repeater Link) foi publicada em 1989 pelo IEEE, com • o objectivo de permitir a ligação de segmentos Ethernet remotos até uma distancia de 1000 m.a • especificação original permitia apenas a ligação de dois repetidores, e os fabricantes. Modificaram o sistema para permitir ligar mais segmentos, bem como estações de trabalho. Essas • mudanças foram incorporadas na norma 10BASE-F, descrita a seguir, que veio para substituir o • FOIRL.

• 10 BASE FL uma versão actualizada do padrão FOIRL • 100 BASE FX 100 Mbit/s Ethernet sobre fibra óptica. Usando fibra óptica multimodo 62,5 microns têm o limite de 400. • 1000 BASE SX um GBIT/s sobre fibra. • 1000 BASE LX um GBIT/s sobre fibra . Optimizada para distâncias maiores com fibra mono-modo.

10 BASE FL Topologia física em estrela comprimento máximo(sem repetidores) de 2000m 4 repetidores no máximo 1 máquinas por segmento, no máximo cabo de fibra óptica com conectores ST uso em backbones e sistemas terminais.

100 BASE-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 quilómetros (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.

1000 BASE-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 frequência 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 frequência cai para 400 MHz e a distância para apenas 500 metros. Os outros dois padrões utilizam lasers de 62.5 mícrons e frequências 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 frequências 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.

ATM ATM - o modo de transferência assíncrono • ATM (Asynchronous Transfer Modo,) ou seja modo de transferência assíncrono) é uma tecnologia de rede recente, que, contrariamente Ethernet, token ring, e FDDI, permite transferir simultaneamente sobre uma mesma linha dados e da voz. • ATM foi posto ao ponto ao CEM. Contrariamente às redes sincrónicas (como as redes telefónicas) onde os dados são emitidos de maneira sincrónica ou seja que a banda concorrida é repartida (multiplexado) entre os utilizadores de acordo com um corte temporal, a rede ATM transfere os dados de maneira assíncrona, o que significa que o transmite logo que puder.

• Enquanto que as redes sincrónicas não emitem nada quando um utilizador não tem nada a emitir, a rede ATM vai utilizar estes brancos para transmitir outros dados, garantindo assim melhor uma banda concorrida!

• De mais, as redes ATM emitem unicamente pacotes sob a forma de células de um comprimento de 53 bytes (5 bytes de rubrica e 48 bytes de dados) e compreendendo identificadores que permitem conhecer designadamente a qualidade de serviço (QOS, Quality Of Service). A qualidade de serviço representa um indicador de prioridade dos pacotes de acordo com o débito actual da rede.

• ATM permite assim transferir dados à uma velocidade que vai de 25 Mbps mais de 622 Mbps (é previsto mesmo obter mais 2Gbps sobre fibra óptica). Os equipamentos necessários para redes ATM caros, estes são utilizados essencialmente pelos operadores de telecomunicação sobre linhas longa distância.

• Trabalho elaborado:

Elsa Ribeiro