A constituição da Fibra Óptica

Fibra óptica é um filamento de vidro ou composto por materiais poliméricos (compostos químicos com elevada massa molecular relativa) com capacidade de transmitir luz. Tal filamento pode apresentar diâmetros variáveis, dependendo da aplicação, indo desde diâmetros ínfimos, da ordem de micrómetros (mais finos que um fio de cabelo) até vários milímetros.

Existem vários métodos de produção de fibra óptica, sendo actualmente mais conhecidos os métodos de MCVD, VAD e OVD.

As fibras ópticas podem ser basicamente agrupar em dois grupos:

Mono modo:

·         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.

Como funciona?

O sinal luminoso é transmitido para a fibra óptica sob a forma de impulso de '0'/'1' representando uma sequência de símbolos em sistema binários. As ondas passam através do núcleo do cabo, que é tapado por uma camada chamada cladding (revestimento de um material com outro). A quebra do sinal é controlada pelo desenho do cabo, que são os receptores e os transmissores, onde o sinal luminoso não pode escapar do cabo óptico porque o índice de quebra no núcleo, é maior no índice de falha do cladding. Deste modo, a luz viaja através do cabo num caminho todo espelhado.

Os transmissores ópticos são responsáveis por converter os sinais eléctricos em sinais ópticos que irão circular na fibra. A fonte óptica é modulada pela intensidade do sinal, através da variação da corrente eléctrica injectada no gerador óptico.

A fonte óptica é um semicondutor que pode ser o laser ou um led.

Os detectores de luz também chamados de foto detectores são responsáveis pela conversão dos sinais ópticos recebidos da fibra em sinais eléctricos correspondentes aos originais que são usados no terminal, computador ou modem. Os detectores mais utilizados são os fotodiodos, e o mais comum são PIN e APD (Avalanche Photo Diode).

Fibra óptica – as tecnologias

A tecnologia Gigabit Ethernet começou a ser desenvolvida em 1997 pela IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) nos Estados Unidos, e acabou por se ramificar em quatro padrões diferentes: 1000baseLX, 1000baseSX, 1000baseCX e o 1000baseT.

Os padrões 1000baseLX, 1000baseCX e 1000baseSX são padronizados pelo IEEE 802.3z, já o padrão 1000baseT está padronizado pelo IEEE 802.3ab.

Características das tecnologias

A tecnologia Gigabit Ethernet é apontada como uma óptima opção para redes de telecomunicação de alta velocidade. A migração das tecnologias Ethernet e Fast Ethernet para a tecnologia Gigabit Ethernet não exige grande investimento, já que as especificações técnicas são mantidas, em especial o quadro ethernet que se mantém em virtude da compatibilidade com as demais tecnologias ethernet.

A rede Gigabit Ethernet suporta transmissões no modo Half-duplex e Full-duplex. No geral, ela é compatível com as suas antecessoras, mas algumas mudanças foram necessárias para se suportar o modo Half-duplex.

1000BASE-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 mono modo e multi modo, sendo a mais comum a multi modo (mais barata e de menor alcance).

1000BASE-LX

Esta é a tecnologia mais cara do mercado, pois atinge maiores distâncias. Se a rede for maior que 550 metros, esta tecnologia é a única alternativa. Ela é capaz de atingir até 5km utilizando-se fibras ópticas com cabos de 9 mícrons.

Caso sejam utilizados 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.

Todos os padrões citados acima são compatíveis entre si a partir da camada Data Link do modelo OSI. Abaixo da camada Data Link fica apenas a camada física da rede, que inclui o tipo de cabo e o tipo de modulação usada para transmitir os dados através deles. A tecnologia 1000 base LX é utilizada com fibra do tipo mono modo, por este motivo que ela pode alcançar uma maior distância em comparação com o padrão 1000basesx.

O FDDI

A especificação FDDI foi normalizada pelo ANSI, mas utiliza as especificações LLC (IEEE 802.2). Este tipo de rede, anterior ao 100baseT e 100VG AnyLan constituiu durante algum tempo a opção ideal para base de interligação de várias redes locais. Actualmente ainda existe bastante sucesso na sua comercialização.

O nível MAC utiliza uma técnica baseada em token e tem uma topologia em anel, contudo existem algumas diferenças relativamente ao Token-Ring (IEEE 802.5).

O token é libertado imediatamente após o envio da última trama, não aguardando que esta dê a volta ao anel (“Early Token Release”). Como consequência desta técnica (usada também em algumas implementações 802.5) podem existir tramas de várias proveniências a circular simultaneamente no anel.

O protocolo MAC das redes FDDI é conhecido por TTP (“Timed Token Protocol”). Quando um token circula pelo anel, trata-se de uma variante da técnica usada para o MAC 802.5 em que é dado maior relevo ao controlo de tempos. Assim o tempo que o token demora a descrever o anel é controlado, ultrapassando um determinado limite que nenhum nó o pode capturar. Por outro lado e tal como no 802.5 o tempo em que o token pode estar detido por um nó, é pequeno.

O nível físico FDDI é dividido nos níveis já descritos para o 100baseT. Tal como no caso do Token-Ring, todos os nós são repetidores, no caso da fibra óptica a distância máxima entre repetidores é de 2 Km, com um máximo de 500 nós permite alcançar distâncias de 100 Km, e tudo isto a uma taxa de 100 Mbit/s.

A largura de Banda

Em telecomunicações, a largura da banda ou apenas banda, normalmente refere-se à taxa de transferência de bits de uma rede de transferência de dados, ou seja, a quantidade da taxa de bits que a rede suporta. A denominação banda, designada originalmente a um grupo de frequências, justifica-se pelo fato de que o limite de transferência de dados de um meio estar ligado à largura da banda em hertz.

O termo banda larga indica conexões com uma largura que se mede em hertz relativamente alto, em contraste com a velocidade padrão em linhas analógicas convencionais (56 kbp/s), na chamada conexão discada.