No post anterior, falamos um pouco sobre a história das Fibra Ópticas.

Neste, falaremos das características das fibras, da estrutura básica de um cabo de fibras ópticas e os tipos mais conhecidos de cabos.

1. Características das Fibras Ópticas

Basicamente temos dois tipos de fibras que são largamente empregadas em redes de telecomunicações que são as do tipo Multimodo e as do tipo Monomodo.

Fibras Multimodo:

As fibras do tipo multímodo normalmente possuem o diâmetro do núcleo maior do que as fibras do tipo monomodo. Assim, o núcleo permite que a luz tenha vários modos de propagação, percorrendo o interior da fibra por vários caminhos.

Neste tipo de fibra o núcleo possui uma dimensão de 62,5 ?m e a casca de 125 ?m.

As fibras do tipo multimodo ainda podem ser classificadas em fibras de Índice Degrau e Índice gradual, sendo esta classificação decorrente da variação do índice de refração entre o núcleo e a casca.

Índice Degrau

As fibras de Índice Degrau, de fabricação mais simples, possuem um núcleo composto por um material homogêneo de índice de refração constante e sempre superior ao da casca.

Sendo assim possuem características inferiores aos outros tipos de fibras, pois a banda passante é muito estreita, restringindo a capacidade de transmissão da fibra devido às perdas sofridas pelo sinal transmitido e reduzindo suas aplicações com relação à distância e à capacidade de transmissão.

Atualmente são pouco usadas em telecomunicações e aplicações de comunicação de dados.

Índice Gradual

São fibras mais utilizadas que as de índice degrau, sendo sua fabricação bem mais complexa.

As fibras de Índice Degrau possuem um núcleo composto por vidros especiais com diferentes valores de refração, cujo objetivo e diminuir os tempos de propagação da luz no núcleo da fibra, já que os raios de luz podem percorrer diferentes caminhos, com velocidades diferentes e chegar ao mesmo tempo à outra extremidade da fibra. Os resultados são a redução da dispersão, aumento da banda passante e como conseqüência um aumento da capacidade de transmissão da fibra.

Tipos de Fibras
Figura 1 – Comparativo dos tipos de fibras

Fibras Monomodo:

As fibras Monomodo possuem um núcleo de diâmetro finíssimo (muito menor que os das fibras Multimodo) e também possuem um único modo de propagação com a luz percorrendo o interior da fibra por um único caminho, isto é um único modo.

Como as fibras Monomodo superam as capacidades de transmissão das fibras Multimodo, esse tipo de fibra é largamente utilizado em comunicações de médias e longas distâncias. Os enlaces com fibras monomodo, geralmente, ultrapassam 50 km entre os repetidores

Também se diferenciam pela variação do índice de refração do núcleo em relação à casca, e se classificam em:

  • “Single Mode (SM – G.652 ITU-T): Sofre com grande dispersão cromática. No entanto, como essa fibra tem um núcleo maior do que os novos tipos de fibra óptica, seu uso é bom em sistemas que requerem grande capacidade de comprimentos de onda.
  • Dispersion Shifted (DS – G.653 ITU-T): Fibra sem dispersão. Pensava-se que seria boa para ser usada em sistemas WDM e SDH de alta capacidade. Porém, com o crescimento da quantidade de comprimentos de onda, constatou-se que ela sofre efeitos de mistura de quatro ondas, o que restringiu seu uso em sistemas de WDM.
  • Non Zero Dispersion (NZD – G.655 ITU-T): Fibra com dispersão baixa, mas não nula. Foi criada para servir de meio termo entre os dois tipos de fibra anteriores. Para diminuir a dispersão cromática, o núcleo da fibra foi reduzido. Essa redução impede seu uso em sistemas com muitos comprimentos de onda.
  • Low Water Peak (LWP – G.652D ITU-T): é tipo de fibra onde os processos de fabricação eliminaram a contaminação por íons hidroxila, permitindo que a utilização dos comprimentos de onda ao redor de 1400nm.”

 

2. Estrutura básica de um cabo de Fibras Ópticas

A figura a seguir mostra os elementos básicos que compõe um cabo de Fibras Ópticas.

 Estrutura do Cabo Óptico
Figura 2 – Estrutura básica do cabo

Núcleo

O núcleo, (ou “Core”) é onde realmente ocorre a transmissão dos pulsos de luz.

Casca ou Camada de refração

A camada de refração (ou “Cadding”) cobre o núcleo e é responsável pela propagação de todos os feixes de luz, evitando que existam perdas no decorrer dos trajetos.

Revestimento interno

O revestimento (ou “Coating”) tem função de proteção primária, isolando os impactos externos e evitando que a luz natural (externa) atinja as fibras de vidro internas, o que poderia resultar em interferências no sinal transmitido.

Fibra de fortalecimento

Têm a função de proteger a fibra de quebras que podem acontecer em situações de torção do cabo, impactos no transporte além de permitir o puxamento do cabo durante o processo de instalação.

Proteção plástica

Essa camada de proteção é composta por uma camada plástica e é responsável pela proteção externa evitando o desgaste natural por exposição ao ambiente.

3. Tipos de Cabos de Fibras Ópticas

Quanto à composição interna das Fibras Ópticas os cabos podem ser:

a. Cabos tipo Loose:  

Figura 3 – Cabos de Fibras Ópticas tipo Loose

Neste tipo de cabo as fibras são acomodadas dentro de um tubo com diâmetro muito maior que os das fibras.

Promove assim o isolamento das fibras quanto a tensões externas nos cabos tais como tração, flexão ou variações de temperatura.

Com a finalidade de isolar as fibras da umidade externa, normalmente, é aplicado um gel derivado de petróleo.

b. Cabos tipo Tight: 

Figura 4 – Cabos de Fibras Ópticas tipo Tight

 Neste tipo de estrutura, as fibras recebem um revestimento secundário de nylon ou poliéster.

As fibras após receberem este revestimento, são agrupadas juntas com um elemento de tração que irá dar-lhe resistência mecânica, sobre este conjunto é aplicado um revestimento externo que irá proteger o cabo contra danos físicos.

c. Cabos tipo Groove:  Figura 5 – Cabos de Fibras Ópticas tipo Groove

Em uma estrutura tipo GROOVE as fibras ópticas são acomodadas soltas em uma estrutura interna do tipo ESTRELA. Esta estrutura apresenta ainda um elemento de tração ou elemento tensor incorporada em seu interior, a função básica deste elemento é de dar resistência mecânica ao conjunto. Uma estrutura deste tipo permite um número muito maior de fibras por cabo.

d. Cabos tipo Ribbon: Este tipo de estrutura é derivada da do tipo GROOVE, nestes cabos as fibras são agrupadas horizontalmente e envolvidas por uma camada de plástico, tornando-se um conjunto compacto. Estes conjuntos são alojados nas ranhuras das estruturas estelares do cabo tipo groove. Essa configuração é utilizada em aplicações em que é necessário um número muito grande de fibras ópticas (4.000 fibras).

 

Figura 6 – Cabos de Fibras Ópticas tipo Ribbon

4. Exemplo de Nomenclatura (marcação) nos cabos de Fibras Ópticas

 

Onde:

CFOA – Cabo de Fibra Óptica Revestida em Acrilato

XX – Tipo de Fibra Óptica:

  • SM (Monomodo)
  • MM (Multimodo)
  • NZD (Monomodo c/ Dispersão Não Nula )

DD – Duto Dielétrico

G – Geleado

Z – Número de Fibras Ópticas

MÊS/ANO =  Data de fabricação (mm/AAAA)

LOTE = Número do lote de fabricação

(**) = Marcação Seqüencial Métrica       xxxxxx m

5. Nomenclatura (ABNT)

Veja nas figuras abaixo a nomenclatura usada nos cabos de fibras ópticas segundo à aplicação dos mesmos. Clique nas figuras para ampliar.

ATENÇÃO: nunca olhe diretamente para o núcleo da fibra ou do conector se não tiver certeza que a mesma está desligada da fonte de energia! Como a propagação de luz se dá na faixa do infravermelho, o feixe de luz é invisível, apesar da grande potência emitida, havendo grande risco de danos irreparáveis a visão.

Acompanhe os próximos posts sobre este assunto: Planejamento, Implantação e Aplicaçoes.