redes optic as

IV WTR do PoP-BA

Construo e Certificao de Redes pticas

25 a 27 de Setembro de 2013 Salvador/BA

Luiz Barreto

1. Princpios de transmisso ptica

2. Infraestrutura de sistemas pticos

2.1. Cabeamento ptico;

2.2. Terminaes pticas;

2.3. Emendas pticas;

3. Implantao e Certificao de Sistemas pticos

3.1. Falhas;

3.2. Implantao

3.3. Obrigaes contratuais;

3.4. Documentao

3.5. Aceite

4. Atividade Prtica: Fuso de fibras pticas

Agenda:

1 - Princpios de Transmisso ptica

Porque utilizarmos fibras pticas na construo de redes

de computadores?


Vantagens das fibras pticas:

Altas taxas de transmisso

Baixa atenuao (minimiza a necessidade de regeneradores)

Baixo peso por metro

Baixo custo de instalao

Pequeno dimetro

Imunes a interferncias eletromagnticas

Dispensam aterramentos

No produzem curto circuitos

Imunes a corroso

No propagam surtos de eletricidade



de computadores?

Vantagens das fibras pticas:

Sistemas pticos so bastante confiveis!

H apenas duas razes para um sistema ptico no entrar em

operao depois de instalado:

Falha no equipamento;

Fibra ou cordo rompido;



de computadores?

Potncia de sada insuficiente;

Perda excessiva ao longo da fibra;

Largura de banda;


E quando um enlace fica instvel?

Parmetros considerados no projeto de sistemas

pticos:

Aceitao de luz;

Perda de luz;

Largura de banda;

Esses parmetros so determinados pela regio mais

interna da fibra, denominada ncleo.


Princpios importantes:

A transmisso ptica consiste na propagao de uma radiao

eletromagntica, tipicamente luz infravermelha, atravs de um

meio vtreo.

Para a transmisso so utilizadas as propriedades de reflexo e

refrao desse meio.

Todos os materiais transparentes luz possuem um ndice

de refrao.

Este ndice definido pela relao:


Princpios importantes: transmisso ptica

Velocidade da luz no vcuo

Velocidade de luz no material

Refrao o termo que se aplica deformao sofrida pela luz

quando esta atravessa a superfcie que delimita dois meios com

ndices de refrao diferentes.

Fundamental para definir o ngulo de incidncia do laser no

ncleo da fibra.


Princpios importantes: Porque a refrao relevante?

No

rma

l Reflexo Total

Refrao o termo que se aplica deformao sofrida pela luz

quando esta atravessa a superfcie que delimita dois meios com

ndices de refrao diferentes.

Fundamental para definir o ngulo de incidncia do laser no

ncleo da fibra.



No

rma

l

r i

Refrao



Feixe de luz propagado em tudo de vidro


Princpios Importantes: Fibras Monomodo

Para viabilizar enlaces com 50 Km de extenso e bandas acima

de 1 Gbps, foi preciso eliminar a disperso modal;

A forma encontrada foi, simplesmente, eliminar todos os modos,

exceto um.


Princpios Importantes: Fibras Monomodo

A fibra ptica monomodo (single-mode) foi desenvolvida para

transportar apenas um feixe de luz;

Devido sua capacidade de reter o pulso de luz dentro da fibra,

permite a transmisso do sinal por distncias superiores

multimodo.

Teoricamente, possvel criar um cilindro com alto ndice de

refrao, cuja superfcie externa seja absolutamente lisa e capaz

de criar o fenmeno reflexo interna total.

Na prtica, tal cilindro no existe, pois impossvel evitar

pequenos danos e contaminaes em sua superfcie, durante sua

fabricao


Princpios importantes: Contaminantes

contaminao

rachadura

O conceito de duas camadas foi desenvolvido com o objetivo de

criar uma interface (CCI) de alta qualidade, lisa e isenta de

impurezas.

O ncleo transmissor de luz, com ndice de refrao menor,

revestido por uma casca com ndice de refrao maior, que o isola

de impurezas e protege sua superfcie de arranhes.

Uma fibra cuja CCI seja ntegra e livre de contaminantes

proporciona reflexo interna ininterrupta para a luz, desde que no

sofra curvamentos crticos.


Princpios importantes: Interface ncleo casca (CCI*)

(*) Core Clad Interface D

d

CCI

A perda de potncia sofrida pela luz ao percorrer uma

fibra chamada atenuao ou perda de insero.

Fatores intrnsecos: Ocorrem dentro do ncleo da fibra.

Ex: Absoro e Espalhamento;

Fatores extrnsecos: Deve-se a alteraes sofridas pela CCI

Ex: Micro curvaturas e Macro curvaturas;


Princpios importantes: Perdas de Luz e Atenuao

Absoro: um fenmeno que ocorre quando a luz se

perde por colises com estruturas atmicas dentro do

ncleo.

As estruturas atmicas do ncleo absorvem radiao

eletromagntica em comprimentos especficos. Por

isto, a atenuao est diretamente associada aos

comprimentos de onda


Princpios importantes: Absoro

O espalhamento Rayleigh o fenmeno pelo qual a

luz se espalha em todas as direes, devido a colises

sofridas com transientes estruturais do ncleo.

Parte da luz segue em frente, parte se perde, parte

refletida para a origem.


Princpios importantes: Espalhamento

Luz perdida

Ponto de espalhamento

Luz perdida

Luz perdida Luz perdida

Atenuao x Frequncia em fibra monomodo standard, G.652

C10 C09 C08 C07 C06 C05 C04 C03 C02 C01

192,0 192,5 193,0 193,5 194,0 194,50 195,0 195,5 196,0

0,220

0,218

0,216

0,214

0,212

0,210

0,208

0,206

0,204

0,202

0,200

Perd

a e

m d

B/K

m

Frequncia THz


Princpios importantes: Atenuao

Atenuao tambm depende do comprimento de onda

utilizado para transmisso.

Ondas de comprimentos diferentes viajam em velocidades

diferentes, provocando o alargamento dos pulsos.

Quanto maior a distncia percorrida, mais difcil se torna

distinguir um pulso 1 de um pulso 0 .

Este efeito conhecido como ISI (Inter-Symbol-Interference).


Princpios importantes: Disperso

As Micro curvaturas so curvaturas microscpicas produzidas na

interface casca/ncleo (CCI), por compresso e danos.

So mais crticas em fibras monomodo.


Princpios importantes: Micro curvaturas

A figura acima mostra a luz se perdendo em microcurvatura

produzida por curvatura acentuada na fibra.

Micro-curvaturas

As Micro curvaturas podem ser a maior causa de atenuao em

fibras. A CCI pode sofrer rugosidades em decorrncia de

problemas ambientais e de tenses produzidas por falhas de

produo ou instalao.

Algumas vezes, uma fibra apresenta boa transmisso em

condies normais, mas, apresenta perdas severas quando

manipulada, caso tenha tendncia a micro curvaturas.

Um simples conector, que nada provoca numa fibra normal, cria

perdas significativas numa fibra com tendncia a micro curvaturas.


Princpios importantes: Micro curvaturas

c >

ncleo

casca c <

c = casca

As Macro curvaturas podem ser causadas pelo manuseio e

estocagem inadequados e tambm por instalao incorreta do

cabeamento ptico.

Curvaturas recorrentes provocam atenuaes considerveis e

diminuem a vida til do cabo e das fibras.


Princpios importantes: Macro curvaturas

Voltas adicionais do cabo

criando presso adicional

Dobra inicial causada por

falha no enrolamento


Princpios importantes: Macro curvaturas

Exemplo de perda provocada por curvatura

excessiva numa fibra:

2- Infraestrutura de Sistemas pticos

2.1 Cabeamento ptico


Um ncleo de fibra ptica normalmente produzido por

slica dopada com germnio e outros materiais.

Devido fragilidade do material, as fibras no podem

sofrer danos como:

Toro;

Compresso

Flexo;

Cisalhamento.

2 Infraestrutura de Sistemas pticos: Cabeamento ptico

Perfil de uma fibra monomodo com

revestimento de acrilato

250 m

m Acrilato

125 m

Ncleo

casca

m

Aps receber o revestimento de acrilato, as fibras so agrupadas

em conjuntos, constituindo tubetes, fitas e outros tipos de solues

mecnicas, conforme as finalidades de uso.


Cabos

pticos

Uso

Interno

Uso

Externo

Uso

Areo

Uso

Espinado

Uso

Autossustentado

Uso diretamente

enterrado

Instalao

Canalizada

Uso

Subterrneo

Tipos de Cabos de acordo com as suas finalidades


Os acondicionamentos mais comuns para as fibras so:

Acolchoamento justo (tight buffer);

Fita (ribbon);

Tubo frouxo (loose tube);


Acolchoamento Justo (tight buffer) :

Fibras com acolchoamento justo se destinam

principalmente a uso interno;

Nestes casos, sobre o revestimento de acrilato das

fibras, aplicado um tubo de acolchoamento;

O dimetro interno do tubo de acolchoamento coincide

com o dimetro externo do revestimento de acrilato;


O acolchoamento justo consegue manter um enlace

funcionando quando a fibra se rompe, pelo fato do tubo

segurar a fibra firmemente;

Uma pequena separao que surja no ponto de

rompimento no interrompe completamente a

passagem da luz;

Cada tubo corresponde a apenas uma fibra e isto

facilita a aplicao de conectores;

Acolchoamento Justo (tight buffer) :


Acolchoamento

justo

500 m

Ncleo

m

Perfil de uma Fibra com Acolchoamento

Justo (tight buffer) :


Sub-capa

Camada aramida

Fibra ptica

Acrilato

Acolchoado justo

Elemento de enchimento central

Cordo de rasgamento

Sobre o acolchoamento justo, so aplicadas

uma camada de aramida e uma sub-capa

Cabo com acolchoamento justo

24 cordes

Perfil de um cabo com Acolchoamento

Justo (tight buffer) :


Capa externa

Feixe Aramida

Fibra

Acolchoamento

Firme

Cabo com Acolchoamento Justo (tight buffer) :

Fibras pticas

Fibra acolchoada 0,9 mm

Capa externa

Fibras de vidro

Sub-capa

Cordo rasgamento

Cordo rasgamento

Elemento de

trao central

Elemento

12 Fibras

Cabo com 72

fibras


Distribuio Tubo frouxo Subdivisvel


Exemplos de Cabeamento:

Fibras pticas

Composto de enchimento

Tubos frouxos

Fibra de vidro

Cordo de rasgadura

Capa externa

Revestimento poliamida

Cabo de 12 fibras

Exemplo de cabo anti-inseto 12 fibras

(Tudo central de poliamida)

http://www.ornets.com/Products/Fiber_Optics/All_Dielectric_Single_Jacketed_Central_Tube_with_Polyamide_coat_for_Insect-resistant.html

Fibras pticas

Geleia

Tubo frouxo

Elemento central

Bloqueio de gua

Enchimento plstico

Enfaixamento

Tensionamento externo

Capa SZH externa

Fita bloqueio de gua

Cordo de rasgamento

Armao corrugada

Capa SZH externa

Exemplo de cabo com dupla armadura (tudo frouxo)


12 Fibras pticas

Enchimento plstico

Tubo frouxo

Geleia

Enchimento plstico

Faixa absorvente de gua

Camada de aramida

Cordo de rasgamento

Capa HDPE externa, 1,5 mm

Capa interna PE, 1 mm

Camada absorvente de gua

Cabo de 24 fibras

Cabo autossustentado lances longos - 400 m


Fibras

Ranhura

Ncleo ranhurado

Elemento de

trao central

Cabo de ncleo ranhurado (slotted core)


Fitas

individuais

Fitas

empilhadas

Fibras em fita


Cabo com perfil ranhurado - 1008 fibras

(14 ranhuras, 12 fitas de 6 fibras em cada ranhura)

1 Elemento de trao central

2 Perfil ranhurado.

3 Fitas pticas (12 x 6 = 72)

4 Fita plstica

5 Fita de bloqueio de gua

6 Fio de tensionamento

7 Cordo de rasgadura

8 Capa externa

Cabo de ncleo ranhurado

(com fibras em fita)


Fibras em fita

Tubo frouxo

Cordo de rasgamento

Elemento de trao

Bloqueio de umidade

Barreira de gua

Armao ao corrugado

Capa externa de PE

Cabo tubo frouxo central

(com fibras em fita)


Fitas com 12 fibras

Tubo frouxo

Cordo de rasgamento

Elemento de trao

central dieltrico

Barreira de gua

Elementos de trao

dieltricos

Capa externa de PE

Cabo de tubos frouxos com elemento de trao central

http://www.ornets.com/Products/Fiber_Optics/Single_Jacket_Non_Armor_Stranded_Ribbon_Tube_Cable.html

Fibras

Cabo de tubos frouxos com elemento de trao central

Elemento dieltrico

de trao central

Tubo frouxo


Unidade Bsica

2 fibras

01 verde

02 amarelo

Fibra com

revestimento

250 m

,80 mm

Unidade bsica 2 fibras (Padro ABNT)


Unidade Bsica

6 fibras

01 verde

02 amarelo

03 branco

04 azul

05 encarnado

06 violeta

Fibra com

revestimento

250 m loose

,50 mm



Fibra com

revestimento

250 m

Unidade Bsica

12 fibras

01 verde

02 amarelo

03 branco

04 azul

05 encarnado

06 violeta

07 marrom

08 rosa

09 negro

10 cinza

11 laranja

12 turquesa

,20 mm



6 fibras

6 mm

12 fibras

6 mm

Ncleos de 06 e 12 Fibras (Padro ABNT)


24 fibras

8 mm 8 mm

18 fibras

8 mm

30 fibras

8 mm

36 fibras

Ncleos de 18, 24, 30 e 36 Fibras (Padro ABNT)


Ncleos de 48 e 72 Fibras (Padro ABNT)

48 Fibras

mm

72 Fibras

mm


144 Fibras 1

5 m

m

Ncleo 144 Fibras (Padro ABNT)


288 Fibras m

m

Ncleo 288 Fibras (Padro ABNT)


Fio de Cabelo

Fibra ptica com acrilato

Fibra ptica sem acrilato

Uma comparao prtica


Fibra com Acrilato

Tubo termocontrtil

de reforo de fuso

Ncleo e casca

Fibra ptica


2.2 - Terminaes pticas


Conectores pticos: Variedades

Servem de interface entre a conexo de fibra ptica de

um cabo e os equipamentos ativos da rede.

Existem diversas variedades de conectores pticos no

mercado.

2 Infraestrutura de Sistemas pticos: Terminaes pticas


Os equipamentos de transmisso e distribuidores

pticos utilizados no projeto vo definir o modelo a ser

utilizado.

Eles so acoplados a cordes de manobra e a pigtails,

permitindo que sinais pticos sejam transmitidos e

recebidos e que a rede seja reconfigurada ou

modificada.



ESCON DIN ST

LC SC FC


Conectores pticos: Polimentos

Existem modos de preparao das extremidades do

conectores pticos (polimento).

O polimento, tambm chamado de Physical Contact

(PC), responsvel por possibilitar a transmisso do

sinal luminoso de uma fibra para outra.



As tecnologias empregadas nos modelos de polimento

buscam uma melhor transmisso, evitando as perdas

por , tambm conhecidas como perdas por

, ou ainda por Back Reflection ;

Back Reflection a luz refletida que retorna ao

emissor ptico. Pode ser ocasionada por diversos

fatores: mau polimento, sujeira no contato

conector/acoplador, etc.



Os modelos mais comuns de polimentos utilizados so:

PC (Physical Contact) e

APC (Angled Physical Contact);

Tambm so encontrados outros modelos no mercado

(FLAT, UPC, SCP);



Efeito do Back Reflection em conectores PC e APC:

Polimento PC

Polimento APC


Distribuidores Internos pticos (DIOs)


Cabos pticos no possuem tanta flexibilidade e o no

so adequados para manobras dentro do armrio de

telecom. Para facilitar as manobras e o utilizao das

fibras, so usados Distribuidores pticos (DIOs);

Pigtails


Pigtais trata-se simplesmente de uma fibra ptica curta

com um conector ptico em uma das extremidades;

Utilizado para compor os DIOs aps fuso nas fibras

oriundas do cabo ptico;

Cordes pticos

So formados por fibra(s) com conectores pticos em

ambas as extremidades;

Utilizados para interligar os DIOs aos ativos de rede

sendo fixados dentro dos armrios de

telecomunicaes;


Cordes pticos: Simplex e Duplex

Os cordes pticos podem ser encontrados fabricados

com apenas 1 fibra (simplex) ou com duas fibras

conjugadas (duplex).


Fibras pticas

Fibra acolchoada 0,9 mm

Capa externa

Elemento de trao

Simplex Duplex

redes optic as

Documents

transmisso so utilizadas

redes pticas

refrao relevante

transmisso baixa atenuao

refrao diferentes

material refrao

fibras monomodo

luz infravermelha