Curso de Fibra Óptica -Resumo

Comunicações ópticas

A fibra óptica

Fibra óptica • Quando ouvimos falar sobre comunicação óptica, logo

associamos o assunto ao uso de fibra óptica. • A comunicação utilizando fibra óptica é realizada através do envio de um sinal de luz codificado, dentro do domínio de

frequência do infravermelho, 1012 a 1014 Hertz; • A fibra óptica é um filamento de vidro transparente e com alto grau de pureza.

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Julyana Leite

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Fibra óptica • A fibra óptica é um filamento de vidro transparente e com alto grau de pureza.

Fonte da imagem: http://www.clikeveja.com/wpcontent/uploads/2010/11/fibra-4621.jpg

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Fibra óptica • É tão fino quanto um fio de cabelo, podendo carregar milhares de informações digitais a longas distâncias sem perdas significativas.

Fonte da imagem: http://lucianaweb.com/blog/beleza-esaude/estrutura-capilar/

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Fonte da imagem: http://www.hveragerdi.is/thumb/1600/i mages/sent/533eda8b7b2ea.jpg

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Fonte da imagem: http://cable-jet.com/wp-content/uploads/2013/12/cable-fibra-optica.jpg

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Fibra óptica • Ao redor do filamento existem outras substâncias de menor índice de refração, que fazem com que os raios sejam refletidos internamente, minimizando assim as perdas de transmissão.

Fonte da imagem: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/imagens/010110120206-fibra-optica-eletronica.jpg

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Fonte da imagem: http://www.cianet.ind.br/img/imagens/tecnologias/fibra_optica_estrutura_corte_fibra_optica.jpg

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Aplicação

Fonte da imagem: http://www.tecmundo.com.br/imagens//materias/9862/infografico-tecmundo-9862.jpg

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Fibra óptica VANTAGENS • perdas de transmissão baixa e banda passante grande

• pequeno tamanho e peso • imunidade a interferências • isolação elétrica

• dificuldade de conexões das fibras ópticas

• fragilidade das fibras ópticas • impossibilidade de

alimentação remota de repetidores

• não deve ser instalada em

• segurança do sinal

• matéria-prima abundante 25/03/2015

DESVANTAGENS

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ambientes radioativos

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Fibra óptica • Os sistemas de comunicações baseados em fibra ópticos utilizam lasers ou dispositivos emissores de luz (LEDS).

Fonte da imagem: http://laser-shop.cz/img/p/9/7/5/975-large.jpg

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Fonte da imagem: http://thumbs4.ebaystatic.com/m/mwiou_Exvuh3_JthWYu3DpQ/140.jpg

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Fonte da imagem: http://contembits.com.br/imagens/RaioX/Monitores/LED.jpg

Fonte da imagem: http://www.wavespectrumlaser.com/admin/infofiles/files/images/000000117.png

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THE VISIBLE SPECTRUM "WHITE LIGHT"

200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 250 350 450 550 650 750 850 950 1050 1150 1250 1350 1450 1550 Violet Yellow Red Green Orange

Near Ultraviolet

Visible

(Germicidal and Fluorescent Effects)

First Window

Near Infrared

Second Window

Wavelength in Nanometers

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Third Window

a073.104d S

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Breve Histórico

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Revisão de ótica geométrica

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A natureza da luz • A luz pode ser descrita como uma onda eletromagnética, como as ondas de rádio, radar, raios X, ou microondas, com valores de frequências e comprimentos de onda (λ) distintos que variam de 400nm a 700nm, para luz visível.

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Princípios básicos Os princípios em que se baseia a Óptica Geométrica são três: – Propagação Retilínea da Luz – Independência dos Raios de Luz – Reversibilidade dos Raios de Luz

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Princípios básicos Propagação Retilínea da Luz: Em um meio homogêneo e transparente a luz se propaga em linha reta. Cada uma dessas "retas de luz" é chamada de raio de luz.

Fonte da imagem: http://www.fisicapaidegua.com/teoria/optica/sombramao.jpg

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Princípios básicos Independência dos Raios de Luz: Quando dois raios de luz se cruzam, um não interfere na trajetória do outro, cada um se comportando como se o outro não existisse. Fonte da imagem: http://www.cescage.com.br/ead/adm/shared/fotos/196d1b38ef1bcd137a4 47049e7ad4694.jpg

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Princípios básicos Reversibilidade dos Raios de Luz: Se revertermos o sentido de propagação de um raio de luz ele continua a percorrer a mesma trajetória, em sentido contrário.

Fonte da imagem: http://www.babies.co.nz/ic/327988683/Safety%201st%20Baby%20View%20 Mirror.jpg

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Meios ópticos

TRANSPARENTE Fonte da imagem: http://craft-stop.com/images/glass-vase.jpg

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OPACO

TRANSLÚCIDO Fonte da imagem: http://mlb-s1-p.mlstatic.com/13950MLB196979953_3816-R.jpg

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Fonte da imagem: http://temperclub.com.br/images/img/jateado4.jpg

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Propriedades Óticas do Meio Ao incidir sobre uma superfície que separa dois meios

de propagação, a luz sofre algum, ou mais do que um, dos fenômenos a seguir: – Reflexão – Refração – Absorção

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Reflexão A luz que incide na superfície e retorna ao mesmo meio, regularmente, ou seja, os raios incidentes e refletidos são paralelos. Ocorre em superfícies metálicas bem polidas, como espelhos.

Fonte da imagem: http://1.bp.blogspot.com/2TiJ9VRl4c4/UbJp5xTZLLI/AAAAA AAAALM/vzCuUmfz0aw/s1600/8 f_15_02.jpg

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Refração É o fenômeno que ocorre com a luz ao passar de um meio para outro, durante esta passagem o raio de luz sofre alteração na sua velocidade e direção

Fonte da imagem: http://www.sobiologia.com.br/figuras/ oitava_serie/refracao2.jpg

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Refração

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Refração

Fonte da imagem: http://images.slideplayer.com.br/1/526 21/slides/slide_3.jpg

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Fonte da imagem: http://www.geocities.ws/saladefisica8/optica/refr acao20.jpg

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Fonte da imagem: http://3.bp.blogspot.com/_AX0lXdomqV Y/Sy4YicmJgvI/AAAAAAAAABw/uHZrJqc dt9w/s200/refractus-lapis.jpg

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Absorção A luz incide na superfície, no entanto não é refletida e nem refratada, sendo absorvida pelo corpo, e aquecendo-o. Ocorre em corpos de superfície escura.

ABSORÇÃO

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Leis de Snell LEI DA REFLEXÃO • O raio refletido está contido no plano de incidência, e Ø1’ = Ø2’ (Reflexão)

Fonte da imagem: http://www.aulas-fisica-quimica.com/imagens/8f_15_09.jpg

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Leis de Snell LEI DA REFRAÇÃO • O raio refratado está contido no plano de incidência, e

n1 . sen θ1 = n2 . sen θ2

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Ângulo incidente

θ1 AR (meio 1)

n1

ÁGUA (meio 2)

n2

θ2 Ângulo refratado

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Índice de refração • É a relação que existe entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz no meio. Usado para calcular a diferença entre o ângulo de incidência e o ângulo de refração. Dado por:

n= c v

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Onde: n= índice de refração ₈ c= velocidade da luz no vácuo C= 3x10 m/s v= velocidade da luz no meio

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Índice de refração

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Substância Ar

Índice de refração 1,00

Água Álcool etílico

1,333 1,362

Acetona Querosene

1,357 1,448

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Reflexão total Na natureza, existem casos em que, dependendo

do ângulo de incidência e do meio pelo qual a luz está vindo, não ocorre a refração, mas somente a reflexão. Esse fenômeno é conhecido como reflexão total.

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Ângulo crítico Pôde-se observar que, a partir de determinado ângulo de incidência, não há mais refração. Esse ângulo é denominado ângulo limite ou ângulo crítico.

Calculado por:

Θc= sen -1 (n2/n1)

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Onde n1