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Conectividade Óptica Aprendendo com a Diamond

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Conectividade Óptica

Aprendendo com a Diamond

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Índice

1. Introdução 3 2. Histórico 4 3. A mídia óptica 5 4. Conectores ópticos 10 5. Fusões ópticas 18 6. Adaptadores ópticos 19 7. Homologação Anatel para conexões ópticas 21 8. Sistemas de Rede FTTx 22 9. Ativos industriais 25

10. MFS – Mobile Fiber-Optic Service 26 11. Perguntas mais freqüentes 27 12. Glossário óptico 28

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Introdução

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Desde a origem da existência humana a natureza vem sendo a inspiração para o desenvolvimento de modelos que viabilizam a descoberta e a inovação. A observação dos seus princípios e complexos fenômenos forma a base para evoluções muitas vezes ainda mais fascinantes do que as originalmente criadas pela natureza. A tecnologia óptica é um bom exemplo. Aproveitando as vantagens do vidro, tornou-se possível transportar incríveis quantidades de informações em fibras com diâmetros iguais aos de fios de cabelo. Informações que colaboram para tornar nossas vidas mais simples, seguras e agradáveis. Existem notáveis tecnologias que tornaram a comunicação óptica uma realidade. Um dos maiores desafios superados foi o desenvolvimento de métodos precisos de alinhamento para permitir que a luz - assim como as informações nela contida - fosse transmitida de forma eficiente e sem perdas. Com capacidade de transmissão muito maior e com mais qualidade do que os meios tradicionais, a fibra óptica tem se tornado a base para o crescimento das novas redes de comunicação, requisitando componentes com alta precisão que viabilizam a plena utilização dos meios ópticos. Somente tecnologias ópticas de comunicação são capazes de atender às cada vez maiores demandas de transmissão de dados, por meio de redes WANs e LANs nos mais diversos segmentos de telecomunicações, industriais, pesquisas, comerciais e residenciais. Atendendo ao avanço tecnológico nas comunicações, a DIAMOND tornou-se um centro desenvolvedor de soluções inovadoras na área de conectividade óptica. Mundialmente conhecida e presente em mais de 50 países, oferece produtos que excedem especificações técnicas, com qualidade certificada. Na DIAMOND o futuro está evoluindo constantemente.

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Histórico

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O contínuo aumento das taxas de transmissão nos atuais sistemas de comunicação deve-se principalmente ao uso da conectividade óptica. Somente com a utilização das tecnologias ópticas foi possível atingir os altos tráfegos de transmissões nos sistemas atuais, com velocidades de centenas de gigabits por segundo. Essa realidade só se tornou possível a partir da descoberta das fibras ópticas com baixas perdas na década de 70. Mesmo antes dessa descoberta, o homem vem utilizando as fontes de luz existentes na natureza com a finalidade de estabelecer a comunicação à distância. O pesquisador inglês John Tyndall demonstrou, em 1870, que um feixe de luz podia ser conduzido através de um jato de água curvo ao sair de um reservatório. Embora não houvesse aplicações práticas na época, esta descoberta despertou o interesse de outros pesquisadores, dando seqüência às pesquisas.

Na década de 50 o físico indiano Narinder Singh Kapany, com base nos estudos efetuados por Tyndall, concluiu suas experiências que o levaram à invenção da fibra óptica, a qual passou a ter aplicações práticas na década de 70 com a viabilização de fontes de luz em estado sólido, como o laser e o led. Desde então, as linhas de pesquisa têm sido direcionadas para o desenvolvimento de sistemas com maior eficiência, maiores capacidades de transmissão/alcance e menor número de repetidores intermediários. O Brasil foi um dos primeiros países do mundo a dominar a tecnologia óptica, ainda na década de 70, sendo que a Unicamp foi a primeira organização a desenvolver e produzir fibras ópticas. Esta tecnologia, na época, foi incorporada pela estatal Telebrás e repassada, na década de 80, para as empresas privadas, visando à produção de fibras em escala comercial.

Tanque d’água

Luz Suposto percurso da luz

Percurso efetivo da luz

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A mídia óptica

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A estrutura básica da mídia óptica é composta pela fibra óptica, que é um material dielétrico (não conduz energia como, por exemplo, sílica ou plástico) capaz de manter e propagar a luz em seu interior, viabilizando a transmissão de pulsos luminosos, e estabelecendo assim uma comunicação entre as suas extremidades. Os elementos que a compõem são geralmente medidos em mm ou µm (mícron, sendo que 1µm = 10-6m). 3.1. A fibra óptica São as partes físicas que compõem a fibra óptica:

Núcleo Corresponde à parte central onde a luz é propagada (9µm, 50µm ou 62,5µm são diâmetros comuns em fibras fabricadas para redes de telecomunicações), composto de sílica dopada1 e apresentando índice de refração mais alto do que a casca, condição necessária para o confinamento da luz.

Casca É a camada que envolve o núcleo (125µm de diâmetro), composta de sílica com menor índice de refração em relação ao núcleo, fornecendo-lhe isolamento óptico.

Revestimento primário É o elemento de proteção de uma fibra óptica (250µm de diâmetro), mais comumente composto de acrilato (um tipo de resina acrílica). Este revestimento evita a formação de microcurvaturas, causadoras de degradações dos sinais, e confere maior resistência mecânica à fibra.

Os materiais dielétricos usado na fabricação de fibras ópticas voltadas para redes de comunicação devem atender aos requisitos:

Excelente transparência nas freqüências ópticas de interesse Materiais na casca e no núcleo com propriedades térmicas e mecânicas compatíveis e índices de

refração ligeiramente diferentes Possibilidade de manufatura de fibras longas, finas e flexíveis.

1 Sílica dopada: sílica contendo pequenas porcentagens de outros componentes químicos capazes de alterar seu índice de refração, favorecendo os comprimentos de onda utilizados em redes de comunicações.

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A capacidade de transmissão (largura de banda) de uma fibra óptica é determinada pelo seu comprimento, sua geometria e seu perfil de índices de refração. Atualmente existem duas classificações principais relacionadas ao tipo das fibras ópticas utilizadas em redes de comunicação:

Fibras multimodo (MM – Multimode) Desenvolvidas com um diâmetro de núcleo que permite vários modos de propagação, esse tipo de fibra faz com que os raios de luz percorram o interior da fibra simultaneamente por diversos caminhos - os chamados modos. Em função dessa característica, nessas fibras ocorre o fenômeno da dispersão modal, colaborando para a atenuação do sinal óptico. As fibras multimodo utilizadas em redes de comunicação possuem núcleo com diâmetros típicos iguais a 62,5µm ou 50µm, composto por materiais com diferentes valores de índice de refração que diminuem as diferenças de tempos de propagação da luz em seu interior. Essa característica possibilita a variação gradual do índice de refração do núcleo em relação à casca, fazendo com que os raios apresentem tempos próximos de propagação, amenizando assim problemas de perdas, devido à dispersão modal, e aumentando a largura de banda da fibra óptica. O maior diâmetro do núcleo torna mais fácil o alinhamento da fibra em emendas e conectorizações, consequentemente colaborando para o menor custo dos componentes a ela interligados, como conectores e equipamentos eletrônicos. Por outro lado, as transmissões nessas fibras são limitadas por distâncias menores e taxas de transmissão mais baixas.

Sinal de entrada Sinal de saída

Fibras monomodo (SM – Singlemode) Desenvolvidas com diâmetro de núcleo menor do que as fibras multimodo – tipicamente 9µm -, esse tipo de fibra permite um único modo de propagação, ou seja, os raios de luz percorrem o interior da fibra por um só caminho. Essa característica faz com que esse tipo de fibra seja insensível à disperção modal. Para a transmissão de apenas um modo pela fibra, é necessário que o diâmetro do núcleo seja poucas vezes maior do que o comprimento da onda da luz transmitida. Essa característica faz com que as perdas sejam bem mais baixas, viabilizando transmissões em maiores distâncias e taxas de transmissão muito maiores quando comparadas com as fibras multimodo. Por outro lado, o processo de alinhamento em emendas e processos de conectorização torna-se mais sensível, além de exigir maior precisão dos componentes eletrônicos a ela interligados, traduzindo-se em maiores custos dos sistemas.

Sinal de entrada Sinal de saída

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As características específicas das fibras ópticas implicam em consideráveis vantagens em relação aos suportes físicos de transmissão convencionais, tais como o par metálico e o cabo coaxial. As principais características das fibras ópticas, destacando suas vantagens como meio de transmissão, são as seguintes:

Grandes capacidades de transmissão, podendo inclusive suportar canais de múltiplos serviços (dados, áudio, vídeo etc) em uma mesma mídia. Essa capacidade é atualmente limitada somente pelos equipamentos ativos que compõem os sistemas.

Imunidade a interferências como EMI (Eletromagnetic Interference) e RFI (Radio Frequency Interference),

permitindo uma operação satisfatória dos sistemas de transmissão mesmo em ambientes ruidosos.

Baixas perdas, sendo possível implantar sistemas de transmissão de longas distâncias com grandes espaçamentos entre repetidores, reduzindo custos e complexidade do sistema.

Pequeno tamanho e peso, permitindo otimizar os espaços e evitar congestionamento de dutos nos subsolos de sites.

Sigilo para comunicação, visto que as fibras ópticas não irradiam a luz propagada, implicando em alto grau de segurança para a informação transportada.

Permanência do investimento no cabeamento, visto que os sistemas de transmissão por fibras ópticas

podem ter sua capacidade de transmissão aumentada sem que seja necessário alterar o cabeamento

Recursos naturais abundantes.

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3.2. O cabo óptico Conforme abordado anteriormente, a fibra óptica é revestida com uma camada de acrilato para proteção. Em alguns casos esse revestimento primário é suficiente para permitir que a fibra seja utilizada em aplicações de cabeamento. Entretanto, na maioria dos sistemas, é necessário adicionar proteções extras à fibra, dando origem a cabos ópticos que proporcionam maiores facilidades de manuseio na instalação sem riscos de danos. O uso de elementos tensores e outros componentes conferem a estabilidade mecânica nesses cabos. São requisitos a serem considerados na especificação de um cabo óptico:

Resistência à elasticidade Prevenção a tensões (alongamento) Número e tipo de fibras nele confinadas Limitação dos raios de curvatura Resistência a pressões laterais Redução de problemas com umidade e outras características onde o cabo será instalado.

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Os cabos ópticos são categorizados pelo tipo de acondicionamento das fibras e pela função a que se destinam. De um modo geral, classificamos os cabos em duas classes abrangentes, a partir das quais as diversas estruturas específicas são delas derivadas: cabos tipo Loose e cabos tipo Tight.

Cabo óptico tipo “Loose” Apresenta as fibras ópticas soltas (“loose”) confinadas em tubos plásticos, no interior dos quais um gel sintético à base de petróleo protege o sistema, em função de três fatores: o Como não existe esforço sobre as fibras, o conjunto torna-se mais resistente a choques mecânicos o Como variações de temperatura implicam em expansões e retrações no cabo, com as fibras “soltas”

dentro do tubo não existe esforço interno o O gel, derivado do petróleo, dificulta a penetração da água em possíveis rupturas no revestimento do

tubo.

Cabo óptico tipo “Tight” Apresenta cada fibra óptica fixada (“tight”) no interior de um revestimento secundário de 900µm aplicado diretamente sobre ela. O cabo que confina essas fibras revestidas pode receber elementos de tração e capa externa individual ou global, proporcionando maior proteção ao conjunto.

3.3. Sistema Fan-out A DIAMOND desenvolveu o sistema de cabeamento Fan-out como uma solução de compactação física utilizada para realizar conversões de cabos ópticos geleados (“loose”) para até 48 cordões monofibras de 02 milímetros de tal forma a conectá-los em distribuidores ópticos ou diretamente em componentes ativos.

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Conectores ópticos

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Conectores ópticos são componentes passivos utilizados para conectar freqüente e facilmente fibras ópticas entre si e com interfaces ativas e passivas em LANs e WANs. São requisitos de qualidade para a montagem de conectores ópticos:

Alinhamento preciso do furo do ferrolho com o núcleo da fibra Alta estabilidade mecânica Atenuações menores possíveis (baixas perdas por inserção e por retorno) Proteção das superfícies dos ferrolhos.

Estrutura mais comum de um conector óptico:

Ferrolho Chave anti-rotativa Acoplamento e peças externas Fibra com revestimento secundário Fibra em excesso Corpo do conector Mola Provisão para o encaixe da fibra Cápsula protetora da fibra (boot)

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4.1. Fatores de degradação As atenuações nos lances ópticos conectorizados são medidas a partir de dois parâmetros principais:

Perda por inserção (IL – Insertion Loss) Consiste na quantidade de potência óptica perdida quando um novo componente é inserido no sistema. A perda por inserção contribui para a soma total da perda de potência óptica de todo o sistema e define a distância máxima com que um sinal pode ser transmitido e ainda assim captado pelo receptor. Esta perda está totalmente relacionada com o processo de alinhamento entre conector e fibra e com a qualidade do acabamento das superfícies dos ferrolhos em contato. O cálculo da perda por inserção é medido em dB, comparando a potência antes e após a conexão. A diferença representa essa perda, segundo a seguinte fórmula:

IL = -10 x log(P1/P0) dB onde P0 é a potência inicial medida e P1 é a potência óptica medida depois que os conectores são acoplados. Os valores típicos situam-se na ordem de 0,1dB até 1dB.

Perda por retorno (RL – Return Loss) Consiste na perda luminosa que ocorre em função da quantidade de potência óptica refletida na conexão, sendo que essa luz pode retornar até a fonte de luz. A maior causa de perda de qualidade em RL é a contaminação da face do ferrolho. É uma medida importante, pois, por exemplo, a reflexão em operações com fibra monomodo pode ser difundida na cavidade do laser, degradando sua estabilidade; ou, em operações multimodo, a reflexão pode causar sinais extrínsecos, reduzindo deste modo seu desempenho. Consiste na perda luminosa que ocorre em função da quantidade de potência óptica refletida na conexão, sendo que essa luz pode retornar até a fonte de luz. Uma das causas mais comuns de perda em RL é a contaminação e a própria geometria da face do ferrolho. Em determinadas situações a reflexão em operações com fibra monomodo pode ser difundida na cavidade do laser, degradando sua estabilidade; ou, em operações multimodo, a reflexão pode causar sinais extrínsecos, reduzindo deste modo seu desempenho. O cálculo da perda por retorno é medido em dB, comparando a potência incidente e a refletida. A diferença representa essa perda, segundo a seguinte fórmula:

RL = 10 x log(Pr/Pi) dB onde Pi é a potência incidente e Pr é a potência refletida. Assim, a perda por retorno é a medida da atenuação da potência óptica refletida, particularmente a potência que é transmitida, absorvida, dispersa ou radiada. Os valores típicos dependem basicamente do tipo de polimento da superfície do ferrolho.

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4.2. Polimento Na superfície do ferrolho é realizado um polimento para que sejam minimizados problemas relacionados com perdas por retorno. Os polimentos podem ser realizados de 03 formas:

Polimento plano (flat) Neste caso as superfícies são planas. IL baixa (bom) e RL alta (ruim), típico ≅ 14dB.

Polimento PC – Physical Contact A superfície do ferrolho mantém um perfil convexo, minimizando a reflexão da luz e gerando melhores respostas às perdas por retorno e por inserção. IL baixa (bom) e RL média (regular) típico de 45dB (multimodo) e 50dB (monomodo).

Polimento APC – Angled Physical Contact É realizado um polimento PC com geometria em ângulo de 8º na superfície do ferrolho. O polimento angular da face do conector elimina quase toda a reflexão, refletindo a luz através da casca da fibra, até que esta seja dissipada. RL típico de 70dB (monomodo).

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4.3. Ferrolho: a “alma” do conector Para satisfazer as atuais aplicações no mercado de comunicação óptica, com altas taxas de transmissão e elevadas potências, os conectores ópticos devem possuir características especiais que permitam o contato de todos os tipos de fibras, oriundas de vários fabricantes, sem perda de qualidade na transmissão. A maioria dos conectores ópticos atuais baseia-se no uso de ferrolhos, através do qual a luz da fibra é transmitida. É a “alma do conector”, componente responsável pela conexão das fibras. Na extremidade do ferrolho é realizado um polimento para que sejam minimizados problemas relacionados com a reflexão da luz. A eficiência desse componente está ligada à precisão do alinhamento entre os núcleos da fibra e do ferrolho. O mercado mundial de conectores tem usado, até o momento, componentes com ferrolhos monobloco de cerâmica com tolerâncias muito pequenas a fim de obter um bom contato entre as fibras. Apesar desses cuidados, problemas crônicos de excentricidade entre o núcleo e o ferrolho estão longe de serem resolvidos, por causa de detalhes como:

O orifício do ferrolho é excêntrico em relação ao diâmetro externo do ferrolho O núcleo da fibra é excêntrico em relação à sua casca O orifício do ferrolho é muito grande e a casca da fibra fica “folgada” A casca da fibra é muito fina e se desalinha no orifício do ferrolho.

Uma vez que o ferrolho monobloco convencional dá margem a erros de excentricidade como os citados acima, a DIAMOND deu um passo decisivo para resolver definitivamente estes problemas, eliminando praticamente todos os problemas originados pelas imperfeições características da fibra.

O projeto desenvolvido pela DIAMOND é baseado no revolucionário ferrolho tipo cogumelo, constituído por uma camada externa rígida de cerâmica zircônica e um por inserto metálico de alpaca, possibilitando o alinhamento preciso. O ferrolho DIAMOND possui as seguintes vantagens:

Possibilidade de centralização do núcleo Processo de fabricação seriado Menor custo do polimento, maior qualidade do perfil do ferrolho Maiores taxas de transmissão

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4.4. Processo de Alinhamento Ativo do Núcleo A qualidade do ferrolho garante a precisão dos conectores, observando parâmetros de excentricidade, posicionamento do ângulo de contato, acabamento do polimento, contato físico e características dos materiais utilizados. A DIAMOND observa todos esses parâmetros, graças ao seu processo de terminação óptica de alta precisão denominado Alinhamento Ativo do Núcleo, que elimina a excentricidade residual no núcleo da fibra e garante altas taxas de repetibilidade e de reprodutibilidade, com baixas perdas por inserção combinado a um polimento de alta qualidade. O inserto metálico do ferrolho DIAMOND é a base para o processo preciso de terminação. A técnica consiste no alinhamento da casca e do núcleo.

Na primeira fase, chamada cunhagem, a liga metálica do ferrolho é deformada suavemente conforme o diâmetro da fibra. O furo do ferrolho molda-se de acordo com o diâmetro real da fibra, incluindo a tolerância da casca. Em seqüência, a fibra é guiada ao centro do furo, assegurando uma distribuição uniforme dos materiais de fixação, ainda em processo de cura, e eliminando a folga entre furo capilar e fibra.

Na segunda fase, chamada recunhagem, o eixo do ferrolho é alinhado ativamente em relação ao núcleo da fibra. Neste processo, um feixe de luz visível é injetado em seu interior, visando à iluminação do núcleo. O ferrolho é inserido em uma bucha de alinhamento (carbureto de tungstênio de alta precisão), sendo girada em um processo de movimentação, observando a existência de alguma excentricidade entre o núcleo e o eixo do ferrolho. Uma cunha de 120º move a fibra em 1/10 µm por passo. Após esta operação, a excentricidade é reduzida ao máximo de 0,25µm. O perfeito alinhamento do núcleo da fibra é a razão dos baixos valores de perda por inserção nos conectores DIAMOND.

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4.5. Principais tipos de conectores

E-2000™ Originalmente projetado pela Diamond Possui tampa especial para uma maior proteção do ferrolho Alta repetibilidade de conexões/desconexões Travas intercambiáveis com codificação por cores e/ou mecânica

facilitam a documentação

F-3000™ Semelhante ao conector E-2000™, porém mais compacto, com

dimensional compatível com os conectores LC Ferrolho de 1,25 mm Utilizado em aplicações de alta densidade

SC “Subscription Channel” Tipo de encaixe push-pull Tem uma seção em corte quadrada que permite maior densidade de

acondicionamento em painéis de ligação ST™

“Straight Tip” É construído em torno de um ferrolho cilíndrico que se encaixa com um

adaptador de interconexão ou receptáculo de acoplamento Tem uma seção em corte redonda e é preso no lugar ao ser girado para

encaixar um soquete baioneta com mola FC

Tipo de encaixe rosqueado Suas perdas ópticas são similares aos tipos ST™ e SC

DIN É um tipo de conector com tamanho compacto Tem perda por inserção menor e maior perda por retorno

FSMA

Foi um dos primeiros conectores construídos para uso com fibra ótica Existem basicamente três tipos de FSMA:

o HFS 13AG (MM), ferrolho com 2,5mm o HMS 10AG (SM), ferrolho com 2,5mm o HFS 25A (MM), ferrolho com 3,175mm

MU Também conhecido como "mini-SC", em função de suas características

físicas e metade do tamanho em relação ao conector SC Utiliza uma trava simples para conexão Maiores facilidades de operação e de limpeza, design de alta densidade

MTRJ Versão óptica para padrões dimensionais do conector RJ-45 Originalmente duplex O mecanismo de trava facilita a conexão Tem tamanho igual ao conector RJ-45, e aproximadamente a metade do

tamanho do conector SC DMI

Originalmente projetado pela Diamond Extremamente compacto Interface de fibra óptica baseada no padrão da tecnologia do ferrolho de

2,5 mm “Clip” baseado no princípio de fácil montagem Alta estabilidade mecânica

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4.6. Conectores Outdoor-Industrial Devido à crescente demanda por soluções em conectividade óptica com altas performances em meios inóspitos ou sujeitos a intempéries, sistemas ópticos com conexões robustas passaram a ser necessárias em ambientes como:

Linhas de produção Refinarias Ambientes off-shore Mineração/siderurgia Ambientes externos Aplicações militares Aplicações não-industriais como laboratórios de pesquisa e desenvolvimento.

Observando as crescentes demandas nesses mercados, a DIAMOND desenvolveu os conectores Outdoor-Industrial com as seguintes características gerais:

Conexões robustas Proteção IP 65 (resistentes a poeira e líquidos) Resistentes a um grande intervalo de temperaturas (-40º a 85º) Auto-alinhamento no encaixe, proporcionando fácil conexão em situações de difícil visualização.

E-2000™ RHA Sistema de conexão E-2000™ Até 04 conexões ópticas SM PC/APC e MM-PC Versões para conexões em painéis e em campo

E-2000™ RHB Sistema de conexão E-2000™ Até 24 conexões ópticas SM PC/APC e MM-PC Design permite alta densidade modular

F-3000™ CRB Sistema de conexão F-3000™ Até 02 conexões ópticas SM PC/APC e MM-PC Versões para conexões em painéis e em campo

X-BEAM Até 04 conexões ópticas MM baseado na tecnologia de Feixe Expandido Sistemas de lentes integradas Versões para conexões em painéis e em campo Imerção: 01 metro de profundidade em água

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4.7. Inspeção e limpeza A performance adequada de uma conexão óptica é extremamente dependente do grau de limpeza dos ferrolhos ópticos. Uma inspeção otimizada da fibra óptica é a melhor maneira de detectar as causas das degradações típicas de performance do sistema que podem ocasionar:

Má qualidade de transmissão Aumento da taxa de erro digital Redução da potência óptica acoplada Contaminação dos conectores, podendo causar danos aos demais componentes a eles acoplados

(adaptadores e outros conectores)

Fibra limpa Arranhões no núcleo Fibra contaminada com impurezas

Fibra quebrada Fibra contaminada com gel A DIAMOND desenvolveu um Kit de inspeção e limpeza destinado à realização de manutenções preventivas, contendo todos os instrumentos necessários para os procedimentos de limpeza e posterior inspeção. Desta forma, é possível garantir o prefeito funcionamento de todos os conectores e, consequentemente, da rede de comunicações.

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Fusões ópticas

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As fusões ópticas são necessárias para permanentemente ampliar ou dar continuidade a um lance óptico nos casos onde:

O comprimento do sistema for maior do que o comprimento contínuo do cabo disponível A derivação entre cabos se faz necessária A terminação em distribuidores internos ópticos se faz necessária

Os procedimentos exigem preparo e cuidado para a execução das emendas em fibras ópticas Para atender esta demanda, a DIAMOND desenvolveu a solução Fusion, um kit completo de ferramentas para prover alta qualidade de terminação óptica por fusão, aproveitando a flexibilidade da tecnologia Alberino:

Decapador Clivador Kit completo de limpeza Máquina de fusão Zeus Fusion Crocodile Kit de montagem Alberino Alimentação com baterias de Níquel-cádmio

recarregáveis: autonomia para até 100 terminações Para solucionar problemas de conectorizações em campo - geralmente traumáticas em função das altas atenuações geradas - a DIAMOND criou o componente Alberino Fusion Crocodile: um ferrolho pré-montado, em fábrica, em uma pequena extensão de fibra, e com polimento de acordo com a necessidade do sistema (polimento PC ou APC, monomodo ou multimodo). Esta solução dispensa o uso de colas e caixas de emenda em campo. Por ser realizado em fábrica, o ferrolho Alberino Crocodile passa pelo processo DIAMOND de Alinhamento Ativo do Núcleo, o que faz com que as rigorosas especificações técnicas e ópticas desses componentes sejam mantidas, mesmo para o trabalho em campo. A Fusion Splicer é uma máquina compacta que permite a fusão, em campo, entre fibras e o ferrolho Crocodile Fusion, com excelente performance óptica (atenuação menor ou igual a 0,3dB). O processo de fusão automatiza o alinhamento das fibras, o offset da casca, a medição do ângulo de clivagem e o aviso de contaminantes antes da fusão. A máquina compacta de fusão DIAMOND ZEUS Fusion Splice System permite uma terminação em campo de forma fácil, proporcionando a mais alta qualidade do processo de fusão, incluindo requisitos para redes de transmissão Gigabit ou 10-Gigabit, com excelente performance óptica (atenuação menor ou igual a 0,3dB).

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Adaptadores ópticos

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Componentes passivos utilizados como receptáculos que recebem um conector óptico de cada lado, devendo proporcionar o acoplamento ótico com a menor perda possível. São utilizados em bandejas de distribuição óptica (DIOs) para facilitar a conexão/desconexão de fibras em uma rede. Constituição:

Corpo, que atua como suporte mecânico de fixação para os dois conectores ópticos Luva de alinhamento interno, pela qual é realizado o alinhamento entre os dois ferrolhos sob conexão.

São requisitos de qualidade para os adaptadores ópticos:

Alinhamento preciso entre os ferrolhos conectados Alta estabilidade mecânica Proteção do interior físico do componente.

Exemplos de adaptadores ópticos:

E-2000™ SC ST™ FC Adaptadores ópticos híbridos recebem um conector diferente de cada lado. Exemplos:

E-2000™/SC FC/SC ST™/SC FC/E-2000™

Adaptadores ópticos UGT permitem a conversão entre conectores PC e APC. Exemplos:

UGT E-2000™ UGT FC UGT SC

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Em conectividade óptica, deve-se atentar para a qualidade da precisão mecânica na execução das conectorizações com adaptadores. Os fatores de degradação, nas interfaces entre os conectores, que ocorrem comumente como decorrência do uso de adaptadores e/ou conectores de má qualidade são:

Problemas de desalinhamento lateral entre os conectores

Problemas de desalinhamento angular entre os conectores

Degradações por problemas de folgas longitudinais entre os conectores

Degradações por falta de qualidade na superfície dos ferrolhos, normalmente causadas por erros na clivagem das fibras e no polimento dos ferrolhos.

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Homologação Anatel para conexões ópticas

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A NBR 14433 é a norma da Anatel que fixa as condições mínimas exigíveis para conectores montados em cordões óticos ou cabos de fibra óptica e adaptadores. Esta é a norma de referência estabelecida pela ANATEL na área de conectores ópticos Fabricantes e prestadoras ou provedores de serviços de telecomunicações que usem conectores são obrigados por lei a passarem pelos procedimentos de homologação da ANATEL. Na norma, constam classes que determinam a homologação de uma organização quanto à perda por inserção da conexão óptica, e categorias relacionadas à perda por retorno. As classes (IL) são documentadas de acordo com os seguintes valores:

Classes I II III Valor médio ≤ 0,50dB ≤ 0,30 dB ≤ 0,15 dB Valor máximo ≤ 0,80 dB ≤ 0,50 dB ≤ 0,30 dB

As categorias (RL) são documentadas de acordo com os seguintes valores:

Categorias A B C D Valor mínimo 30 dB 40 dB 50 dB 60 dB

A DIAMOND fabrica produtos que excedem os requisitos de qualidade praticados pelo mercado. Na norma Anatel 14433, a DIAMOND está homologada na Classe III e Categoria D. O conector DIAMOND E-2000™ possui IL ≤ 0,1 dB e RL ≥ 80 dB, excedendo, portanto, os parâmetros mais rigorosos da norma.

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Sistemas de Rede FTTx

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Os princípios que orientam atualmente a estruturação de cabeamento são tipicamente baseados nos tradicionais "Cabeamentos Genéricos de Sistemas", segundo os quais os lançamentos horizontais devem chegar até os usuários por meio de pares metálicos. Esta estrutura demanda dutos com espaços suficientes para acomodar altas quantidades de cabos de cobre e limita, inclusive, as possibilidades de expansões futuras. Princípios de cabeamento fundamentados em conectividade óptica possibilitam um novo paradigma na estruturação de redes. São as chamadas redes FTTX - Fiber to the Office e Fiber to the Desk. Uma das principais características deste sistema é relacionada à melhor performance em função das maiores bandas de transmissão, considerando, inclusive, expansões futuras. Por outro lado, o cobre tem atingido altas cotações no mercado em função do esgotamento de recursos e, brevemente, impactará nos custos relacionados às redes metálicas. 8.1. Collapsed backbone A capacidade da fibra óptica na transmissão em longas distâncias proporciona uma topologia centralizada, conectando o usuário ou área de trabalho diretamente ao ambiente core por meio de um backbone dedicado. Esta estrutura é conhecida como "Collapsed Backbone". Considerando somente um ponto de distribuição, áreas com equipamentos intermediários passam a não ser mais necessárias, simplificando o gerenciamento e a segurança do sistema. Esta estrutura é reconhecida pelas normas de cabeamento ISO/IEC 11801 e EN 50173. Visto que todos os lançamentos de cabos partem de uma única área, pressupõe-se a necessidade de gerenciamento de um grande número de conexões no ponto central de administração. Consequentemente, os distribuidores internos instalados neste local devem proporcionar alta densidade, facilidade e eficiência no manuseio das fibras.

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Soluções com 24 adaptadores E-2000™ Compact reduzem drasticamente a altura dos DIOs de 19" e viabilizam a acomodação de 48 conexões ópticas utilizando apenas 1U em rack. Além disso, a solução DIAMOND garante o fácil e seguro acesso e visualização a todos os componentes do painel frontal e também aos elementos mecânicos e ópticos que compõem o espaço interno de acomodação de fusões e distribuição das conexões. Cada painel é fixado em uma gaveta telescópica destacável com angulação de 60º quando aberta, onde podem ser montados até 04 módulos de fusão, cada um com capacidade de acomodação de até 12 fusões. A organização e estabilidade dos cabos ópticos no DIO são facilitadas por meio de uma ampla linha de acessórios específicos para fixação e acomodação de cabos e jumpers ópticos. A possibilidade de compactação, o fácil acesso e a facilidade de manuseio dos componentes ópticos são características ainda mais importantes quando utilizadas em um contexto FTTx com foco

no usuário. DIOs de parede com painéis modulares de distribuição são usualmente mais utilizados nesses ambientes.

Fixados em trilhos DIN, módulos DIOs de até 12 canais de interconexão podem ser montados em diversos tipos de sistemas de distribuição, quadros elétricos e invólucros com proteções IP apropriadas. Os módulos têm versatilidade para a instalação de cabos pré-conectorizados e acomodação de fusões. As guias de cabos nos módulos foram projetadas visando à garantia da integridade das fibras em quaisquer situações, reduzindo inclusive o tempo de instalação em campo. A utilização de trilhos DIN permite a fácil montagem/desmontagem dos módulos assim como a inclusão de novos módulos.

8.2. Convergência de serviços Existe atualmente uma crescente demanda para atender, por meio de uma única conexão, diferentes serviços de comunicação, em particular dados, telefonia e vídeo (Triple-Play). Como o ambiente LAN é projetado sobre tecnologias Ethernet e TCP/IP ("all over IP/IP over all"), não somente dados podem ser transmitidos, mas também voz (Voice over IP) e vídeo (Video over IP). A tecnologia Triple-Play reduz, de forma considerável, o cabeamento necessário e o custo do investimento. Com a publicação do padrão IEEE 802.3af, normatizando a tecnologia "Power over Ethernet", tornou-se possível prover energia elétrica para dispositivos como telefones e câmeras por meio de cabos metálicos de rede, não havendo mais a necessidade da utilização de cabos separados para energia e comunicação. A norma padroniza 15,4 Watts para a potência máxima permitida por dispositivo, o que pode resultar em consideráveis aumentos de temperatura nos cabos metálicos, com efeitos na integridade das transmissões em função de problemas de diafonia, particularmente em situações onde maiores quantidades de cabos são envolvidos. A extensão do cabeamento óptico até as áreas de trabalho proporciona uma alternativa mais segura e eficiente.

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8.3. FTTO – Fiber to the Office A solução FTTO envolve a utilização de mini-switches que realizam a conversão óptica/elétrica e, a partir deles, patch-cords metálicos tradicionais são conectados com os equipamentos nas áreas de trabalho.

FO up-link

Installation Switch

4 Ports Twisted Pair, of which2 x Power over Ethernet 10/100 Mbits2 x 10/100/1000 Mbits

Os mini-switches - fabricados em versões para duto e para desktop - permitem a conexão Gigabit de até dois equipamentos (10/100/1000Base-T) com fibras ópticas Gigabit (1000Base-SX). Duas portas adicionais Fast Ethernet (10/100Base-TX) são disponibilizadas para a conexão de outros dispositivos. Um controlador integrado Power over Ethernet permite a alimentação elétrica de dispositivos compatíveis com a nomra IEEE 802.3af. O gerenciamento habilitado nestes mini-switches proporcionam um amplo escopo de administração, como configurações de conexões, VLANs, priorizações de dados e gerenciamento do controlador Power over Ethernet. 8.4. FTTD – Fiber to the Desk

FO Outlet

FO NIC Card

Media converter Com a estrutura FTTD, cada computador é conectado a um par dedicado de fibras por meio de um outlet. Para que esta conexão direta seja possível, em cada equipamento deverá ser instalada uma placa de rede óptica. Para equipamentos como impressoras e scanners, que possuem somente interfaces metálicas de comunicação, conversores de mídia podem ser utilizados para interfacear sinais ópticos/elétricos, permitindo a conexão destes equipamentos na rede por meio de cabos metálicos.

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Ativos industriais

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Com o objetivo de oferecer produtos que atendam ao ambiente industrial, a DIAMOND lançou uma linha de switches específicos para este segmento. A solução implementa o protocolo Fast e Gigabit Ethernet em conexões confiáveis com altas performances em meios industriais, garantindo a integridade contínua do sistema de controle existente, além de possibilitar a integração de novos serviços ou aplicativos nessas áreas. A alta performance de uma topologia física em anel (tempo de comutação < 20ms) proporciona uma estrutura tolerante a falhas ideal para os crescentes tráfegos de dados em aplicações críticas. A solução também implementa a priorização de serviços Diffserv com o QoS necessário para o tráfego de dados com confiança nas redes de produção, de forma que os dados de controle importantes permaneçam seguros, disponíveis e acessíveis quando necessário. Suporte a VLANs agregam funcionalidade ao gerenciamento do sistema.

A estrutura robusta desses equipamentos é adequada para situações específicas de montagem em diversos tipos de sistemas de distribuição, quadros elétricos e invólucros com proteções IP apropriadas, por meio de trilhos DIN 35mm. Os equipamentos operam em temperaturas entre -20ºC a 60ºC e possuem fonte de alimentação redundante, aumentando a segurança e a integridade das operações industriais. A compatibilidade com equipamentos Ethernet de mercado, proporciona um ambiente de redes flexível, integrável, habilitado para IP e de menor custo de projeto, implementação e suporte.

Existem quatro modelos dispóníveis:

Fast Ethernet Industrial Switch 4x10/100TX + 2x100FX, Multimode Fast Ethernet Industrial Switch 4x10/100TX + 2x100FX, Singlemode Gigabit Ethernet Industrial Switch 4x10/100TX + 2x1000SX, Multimode Gigabit Ethernet Ind. Switch 7x10/100TX, 1x10/100/1000T + 2x1000SX, Multimode

Status normal de operação Status de falha na transmissão

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MFS – Mobile Fiber-Optic Service

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Somente redes de comunicação em fibra óptica são capazes de atender às cada vez maiores demandas de transmissão de dados. Existem hoje centenas de milhares de redes em fibra óptica instaladas no mundo, como WANs, MANs e LANs, nos mais diversos segmentos de comércio, pesquisa e residencial. Milhões de componentes, ativos e passivos, são utilizados nessas redes de comunicação.

Serviços eficientes que lidem com a instalação, suporte e manutenção destes componentes são cada vez mais demandados para garantir a correta transmissão de dados nessas redes. O exclusivo serviço móvel de conectividade óptica da DIAMOND agora também está disponível no Brasil. Equipado com tecnologia de última geração, o veículo está equipado com todos os instrumentos e ferramentas necessárias para prestar serviços de instalação, manutenção, suporte e documentação de redes de comunicação óptica em campo.

O serviço está pronto para lhe atender:

Hotline Reação imediata para reparos emergenciais Detecção de falhas na rede de fibra óptica Eliminação de falhas Instalação de tecnologia DIAMOND fusion in loco Montagem de conectores DIAMOND Certificação de redes ópticas (perda por inserção,

perda por reflexão, documentação) Manutenção de redes ópticas Consultoria e planejamento Opção para contrato de manutenção

Reparos, medições e manutenção poderão ser efetuados a qualquer hora, para assegurar o atendimento em qualquer situação. As intervenções serão sempre coordenadas através da central nacional de atendimento (Hotline) do serviço MFS da DIAMOND BRASIL.

Hotline MFS: +55 21 3083 2002

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Perguntas mais freqüentes

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É possível mesclar soluções monomodo (SM – Singlemode) com multimodo (MM – Multimode) em um sistema? Sim, desde que o projeto inclua componentes que realizem a conversão entre os dois modos. Por exemplo, o Mode Conditioning Patchcord. É possível mesclar conectores PC (Physical Contact) e APC (Angled Physical Contact) em um sistema? Não, essa situação implica em atenuações altas e instáveis, além de comprometer a integridade dos conectores. Como realizar a limpeza de conectores ópticos? Com álcool isopropílico, lenços especiais e ferramentas específicas de limpeza. Fibras ópticas são feitas de vidro? Sim, mas um tipo de vidro muito limpo com características, não comparável com outros vidros comumente utilizados. Como a luz é gerada em uma transmissão óptica? Aplicações monomodo utilizam Laser. Aplicações multimodo (50µm e 62,5µm) utilizam LEDs. Atualmente, para sistemas multimodo de alta velocidade, são utilizados emissores VCEL - Vertical Cavity Surface Emitting Laser. Como imaginar o tamanho de 1µm? 1µm é igual a 1 x 10-6 do metro. Se dividirmos um fio de cabelo em 50 partes, temos 1µm. O núcleo de uma fibra monomodo tem a medida de 1/5 de um fio de cabelo. É possível mesclar conectores com ferrolhos feitos de materiais diferentes como alpaca, titânio e cerâmica? Sim, todos os conectores podem ser combinados sem comprometer os padrões de perdas referentes à inserção e retorno. É também possível utilizar conectores de diferentes tipos com adaptadores híbridos (por exemplo, E-2000 e SC).

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Glossário óptico

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Abertura Numérica Valor que expressa a capacidade de recepção da luz de uma fibra. Trata-se um fator característico do meio de transmissão e é expresso como o seno do ângulo de aceitação, ou seja, o ângulo máximo de incidência do feixe de luz que viabiliza a reflexão total da luz. Acoplador óptico Componente passivo que permite combinar ou separar sinais ópticos. Acrilato Tipo de resina acrílica mais usada como primeiro revestimento da fibra óptica. Adaptador óptico Componente passivo utilizado como receptáculo que recebe um conector óptico de cada lado. Alinhamento óptico Posicionamento lateral e angular do eixo central do ponto final de uma fibra em um terminador óptico realizado para minimizar perdas. Ângulo crítico Maior ângulo de incidência de uma onda que, ao atingir outro meio de índice de refração menor, ainda ocorre refração. A partir desse ângulo, a onda seria inteiramente refletida de volta ao primeiro meio de propagação. Aramida Material dielétrico sintético, em forma de fibras, muito leve, de grande resistência mecânica à tração, usado como reforço de resistência à tração em cabos. É muito conhecido como kevlar, uma de suas marcas comerciais. Atenuação Perda óptica, medida por unidade de comprimento de fibra, causada por absorção e dispersão. Expressa em decibéis por metro (dB/m) ou decibéis por quilômetro (dB/km). Atenuador Dispositivo que tem a finalidade de reduzir a amplitude de um sinal elétrico sem introduzir distorção considerável nesse sinal, adaptando a potência óptica transmitida às características do receptor implantado. Banda É uma faixa de freqüências, correspondendo à porção do espectro compreendido por duas freqüências-limite. A largura de banda é a diferença entre essas duas freqüências. Cabeamento estruturado Técnica de disposição de cabos em um edifício caracterizada por uma configuração topológica flexível, facilitando a instalação e o remanejamento de redes locais.

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Casca Camada externa da fibra óptica, composta de material de baixo índice de refração, que envolve o núcleo, fornecendo-lhe isolamento óptico. Cone de aceitação Conjunto de ângulos de incidência que formam a figura geométrica de um cone, dentro do qual todos os raios de Luz terão condições de se propagar pela fibra óptica. Decibel (dB) Medida que expressa uma relação de potência ou tensão. Dielétrico Meio não condutor de eletricidade. Dispersão Fator limitador de capacidade em uma fibra, causando o alargamento dos pulsos ao longo do comprimento da fibra, resultando em distorção do sinal transmitido. Dispersão modal Dispersão causada devido aos diferentes modos (caminhos) de propagação em uma fibra óptica. Distorção Mudança não desejada na forma de onda que ocorre entre dois pontos, em um sistema de transmissão. Dopagem Introdução de um elemento dopante (substância usada na dopagem, normalmente germânio ou óxido de boro) à sílica, para mudar seu índice de refração, favorecendo os comprimentos de onda utilizados em redes de comunicações. EMI Electromagnetic Interference: interferência causada pela ação de campos de eletromagnéticos que podem causar algum tipo de distúrbio em sistemas e/ou dispositivos eletrônicos presentes em suas proximidades. Enlace óptico Conjunto composto por um transmissor e um receptor conectados por um cabo óptico. Ethernet Padrão muito usado para a conexão física de redes locais, originalmente desenvolvido pelo Palo Alto Research Center (PARC) da Xerox nos EUA. Descreve protocolo, cabeamento, topologia e mecanismos de transmissão. Os dados trafegam com velocidade de 10 Mbps. Posteriormente, foram desenvolvidas versões mais avançadas deste protocolo, como o Fast Ethernet (100 Mbps) e Gigabit Ethernet (1.000 Mbps). Freqüência Número de ciclos de uma onda por uma unidade de tempo. Em geral expresso em Hertz (Hz), sendo que 1 Hz equivale a 1 ciclo por segundo. Fibra monomodo (SM - Single Mode) Fibra com um núcleo pequeno (tipicamente 9µm), que oferece um único percurso (ou modo) para a propagação da luz.

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Fibra multimodo (MM - Multi Mode) Fibra com um núcleo relativamente grande (tipicamente 50µm ou 62,5µm) que oferece vários percursos (ou modos) para a propagação da luz. FTTD Fiber To The Desk: Arquitetura de projeto e implantação FTTX de redes ópticas que considera, em sua concepção, a rede de fibra óptica levada do ponto central de administração diretamente até os equipamentos dos usuários. FTTO Fiber To The Office: Arquitetura de projeto e implantação FTTX de redes híbridas (fibras ópticas e cabos metálicos) que considera, em sua concepção, a rede de fibra óptica levada do ponto central de administração até a área de trabalho do usuário, a partir da qual patchcords metálicos terminam a conexão nos equipamentos dos usuários. FTTX Fiber to the X: Arquitetura de projeto e implantação de redes ópticas (puras ou híbridas) que permite o uso intenso da banda larga proporcionada por meios ópticos, possibilitando uma ampla capacidade de transmissão de dados, voz e imagens, convergendo esses serviços em fibras ópticas. O "X" deste termo remete a diversas definições, sendo os modelos principais: FTTO (Fiber to the Office) e FTTD (Fiber to the Desk). Índice de refração Propriedade de um meio de transmissão, correspondente à proporção entre a velocidade da luz no vácuo e a sua velocidade nesse meio. Jumper Pequeno lance de cordão óptico, conectorizado nas duas pontas. Usado na conexão de equipamentos ópticos. LAN Local Area Network ou Rede Local de Computadores. Restrita a uma menor área geográfica, normalmente um site ou conjunto de sites. Largura de banda Capacidade de transmissão de um meio. Depende de sua construção e do comprimento do canal. Expressa em unidades de freqüência (Hz - ciclos por segundo). Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) Dispositivo eletro-óptico que produz feixes luminosos direcionados e cujos comprimentos de ondas são mais estreitos do que nos LEDs. É normalmente utilizado com fibras ópticas monomodo, permitindo que o sinal seja transmitido em longas distâncias sem repetição, sendo muito utilizado em sistemas de telecomunicações e CATVs. LED (Light Emitting Diode) Diodo semicondutor utilizado para emissão de luz em sistemas de fibra óptica. Este dispositivo emite luz quando é aplicada corrente elétrica no mesmo. É normalmente utilizado com fibras ópticas multimodo, permitindo que o sinal seja transmitido em distâncias mais curtas do que no caso do uso de lasers, sendo muito utilizado em sistemas de redes locais de computadores e ambientes industriais.

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Loose Tipo de construção de cabos ópticos onde as fibras não estão fisicamente vinculadas ao elemento de tração do cabo. Nesta estrutura, as fibras ficam soltas dentro de tubetes plásticos cordados em torno de um elemento central. Micron (µm) Unidade de medida equivalente a um milionésimo de metro =10-6 metro. O plural de micron é micra. Núcleo Parte central de uma fibra óptica onde a luz é propagada. Apresenta índice de refração mais alto do que a casca que o envolve, viabilizando a reflexão total da luz no seu interior. OTDR Optical Time Domain Reflectometer: instrumento que mede as características de transmissão da fibra óptica, no qual se envia uma série de pequenos pulsos de luz na fibra e observa-se a luz refletida como uma função do tempo, sendo produzido um gráfico em que é possível analisar a atenuação do link óptico, a atenuação em função das emendas e a localização física de rupturas no link. Perda de inserção Perda de potência óptica causada pela adição de um componente no sistema óptico. Perda de retorno Perda de potência óptica causada em função da quantidade de potência óptica refletida na conexão, sendo que essa luz retorna até a fonte luminosa. Pigtail Pequeno lance de cordão óptico, conectorizado em uma das pontas e com a fibra nua na outra. É usado para a ligação de equipamentos ópticos. Protocolo Conjunto de regras e padrões que viabilizam a comunicação entre equipamentos em um sistema. Reflexão da luz Parte da luz que não é refratada ao mudar de meio de transmissão. Reflexão total da luz Situação na qual a luz não é refratada de um meio de transmissão para o outro, mas totalmente refletida no meio de origem. Refração da luz Variação da velocidade da luz sofrida ao mudar de meio de transmissão. Revestimento primário Revestimento de proteção de uma fibra óptica, normalmente feito de acrilato. O revestimento primário evita a formação de microcurvaturas, causadoras de atenuação e confere resistência mecânica à fibra. Revestimento secundário Revestimento aplicado, durante a fabricação do cabo óptico, sobre uma ou várias fibras, como proteção mecânica.

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RFI Radio-Frequency Interference: interferência causada pela ação de campos de rádio-frequência que podem causar algum tipo de distúrbio em sistemas e/ou dispositivos eletrônicos presentes em suas proximidades. Sílica Dióxido de silício em forma vítrea; quartzo. Utilizado na fabricação de fibras ópticas. Sinal analógico Tipo de sinal contínuo. As margens de variação podem ou não ter limites superior e inferior, mas o sinal pode ter qualquer valor dentro desses limites. Sinal digital Tipo de sinal discreto. As margens de variação têm limites tanto superior como inferior e o sinal não pode ter qualquer variação entre esses limites, somente alguns definidos (por exemplo, sinais convertidos a zeros e um´s). Tight Tipo de construção de cabos ópticos onde as fibras são fisicamente ancoradas ao elemento de tração do cabo. Topologia Mapa ou plano de rede. A Topologia física descreve de que maneira os fios ou cabos são dispostos, e a topologia lógica descreve como ocorre o fluxo de transmissão. WAN Wide Area Network ou Rede de longa distância. Representa uma rede de telecomunicações geograficamente dispersa. O termo distingue uma estrutura de rede de comunicação maior que uma rede local (LAN).