sexta-feira, 4 de dezembro de 2009
Tipos de Medição de Fibra Optica
A radiação infravermelha faz parte do espectro eletromagnético, e incluem vários Tipos de ondas como rádio, microondas, luz visível, luz ultravioleta, raios gama e raios X. A faixa infravermelha está entre a porção visível do espectro e as ondas de rádio. Os comprimentos de ondas infravermelhas são geralmente expressos em mícron (µm), com o espectro se estendendo de 0,7 micra a 1.000 micra. Somente a faixa de 0,7 micra a 18 micra é usada para a mediçãomedição de temperatura.
A intensidade da energia infravermelha emitida de um objeto aumenta ou diminui em razão da sua temperatura. Emissividade é o termo utilizado para determinar as características de emissão de energia de diferentes materiais e superfícies. Um pirômetro óptico de duas cores ou de razão, (4) detecta a energia infravermelha de um objeto e focaliza a energia em dois sensores fotossensíveis, incorporados em uma única pastilha de silício. Os detectores convertem a energia infravermelha num sinal elétrico, que é convertido dentro de um valor de temperatura baseado na equação de calibração do medidor e na configuração da inclinação da curva de saída de temperatura (slope). Esse valor de temperatura pode ser exibido no medidor, saindo como sinal elétrico (4 mA a 20 mA) e exibido no computador.
Quando o alvo é muito pequeno ou quando outras partículas interferem no sinal de medição como fumaça, vapor e poeira, um pirômetro de duas cores ou de razão é mais efetivo.
Os pirômetros ópticos, onde a cabeça está separada dos medidores eletrônicos com um cabo de fibra óptica, são aplicados em locais onde há campos eletromagnéticos ou em outros ambientes desfavoráveis.
Como Ocorrem as Medições Ópticas
O processo de medição consiste basicamente em mergulhar a cerâmica e aquecê-la à temperatura do aço líquido. O pirômetro óptico faz a leitura da radiação instantânea, processa e envia para o sistema de registro e indicação. O tempo inicial necessário para estabilizar a medição é de aproximadamente 6 a 10 minutos.
A vida útil desse tubo cerâmico depende das características do aço em processo. Em média, a cerâmica dura 24 h de operação, podendo atingir um tempo maior.
Equipamento de Medições Opticos
Nos atuais sistemas de transmissão entre rotas de entroncamento (a rede de cabos que interliga as centrais telefônicas), o único meio físico permitido para utilização é a fibra óptica. Devido ao crescimento da rede de entroncamento em nosso país, foi necessário o desenvolvimento de um sistema de supervisão que monitorasse a qualidade e localizasse as possíveis falhas nos cabos ópticos instalados e em operação, para que a perda de receita nas empresas operadoras do Sistema Telebrás fosse a mínima possível e os clientes tivessem disponível uma rede de telecomunicações com alta confiabilidade.
Para isso, o CPQD - Telebrás desenvolveu o SRO (Sistema de Supervisão da Rede Óptica) que tem como objetivo prover a manutenção preventiva e corretiva da rede óptica de entroncamento.
O SRO é composto por 2 softwares: 1 Centralizado de Supervisão Óptica (CSO) e até 8 Pontos Remotos de Supervisão (PRS). A comunicação entre eles é realizada via linha privada (LP) e, através dela, o CSO realiza quase a totalidade de funções de um PRS, como a programação, cadastro de usuários, reconhecimento de alarmes, etc.
Para que um PRS realize a medição numa rota óptica, é escolhida uma fibra óptica dentro do cabo óptico, que será monitorada por um equipamento profissional de teste e medição denominado OTDR (Optical Time Domain Reflectometer). Este equipamento realiza a medição das características físicas da fibra óptica através de um laser e um fotodetector. Esta medição, denominada curva de retroespalhamento, é exibida através de um gráfico de atenuação (eixo vertical) versus distância (eixo horizontal), e nos fornece informações sobre a qualidade da fibra e sobre possíveis falhas que existam.
Pesquisas do CCITT (Comitê Consultivo Internacional de Telegrafia e Telefonia) indicam que sistemas de supervisão que supervisionam apenas 1 fibra em um cabo óptico, garantem até 70% de sua confiabilidade.
O OTDR pode ser utilizado manualmente por um técnico especializado ou através de programação, recebendo comandos específicos via interface IEEE 488 (GPIB - General Purpose Interface Bus). Esta interface possui um protocolo de comunicação específico e necessita de uma placa controladora conectada ao computador para enviar os comandos ao OTDR. Os dados de configuração do equipamento (SETUP) e dos pontos das curvas são armazenados no sistema para posterior tratamento.
Além do OTDR, uma chave óptica, também controlada via interface IEEE 488, é necessária para realizar o chaveamento entre as diversas rotas de supervisão.
Curiosidades sobre os sistemas ópticos
O CPQD disponibiliza um sofisticado pacote de serviços de campo para medições ópticas para todas as operadoras de Telecom e seus fornecedores de sistemas para determinar a integridade de suas redes. Estes são os principais parâmetros das fibras a serem caracterizados em um enlace para um dimensionamento adequado dos sistemas ópticos.Além de ser o pioneiro neste tipo de serviços no Brasil, o CPQD é o único laboratório do País acreditado pelo INMETRO para realizar a calibração óptica.
A radiação infravermelha faz parte do espectro eletromagnético, e incluem vários Tipos de ondas como rádio, microondas, luz visível, luz ultravioleta, raios gama e raios X. A faixa infravermelha está entre a porção visível do espectro e as ondas de rádio. Os comprimentos de ondas infravermelhas são geralmente expressos em mícron (µm), com o espectro se estendendo de 0,7 micra a 1.000 micra. Somente a faixa de 0,7 micra a 18 micra é usada para a mediçãomedição de temperatura.
A intensidade da energia infravermelha emitida de um objeto aumenta ou diminui em razão da sua temperatura. Emissividade é o termo utilizado para determinar as características de emissão de energia de diferentes materiais e superfícies. Um pirômetro óptico de duas cores ou de razão, (4) detecta a energia infravermelha de um objeto e focaliza a energia em dois sensores fotossensíveis, incorporados em uma única pastilha de silício. Os detectores convertem a energia infravermelha num sinal elétrico, que é convertido dentro de um valor de temperatura baseado na equação de calibração do medidor e na configuração da inclinação da curva de saída de temperatura (slope). Esse valor de temperatura pode ser exibido no medidor, saindo como sinal elétrico (4 mA a 20 mA) e exibido no computador.
Quando o alvo é muito pequeno ou quando outras partículas interferem no sinal de medição como fumaça, vapor e poeira, um pirômetro de duas cores ou de razão é mais efetivo.
Os pirômetros ópticos, onde a cabeça está separada dos medidores eletrônicos com um cabo de fibra óptica, são aplicados em locais onde há campos eletromagnéticos ou em outros ambientes desfavoráveis.
Como Ocorrem as Medições Ópticas
O processo de medição consiste basicamente em mergulhar a cerâmica e aquecê-la à temperatura do aço líquido. O pirômetro óptico faz a leitura da radiação instantânea, processa e envia para o sistema de registro e indicação. O tempo inicial necessário para estabilizar a medição é de aproximadamente 6 a 10 minutos.
A vida útil desse tubo cerâmico depende das características do aço em processo. Em média, a cerâmica dura 24 h de operação, podendo atingir um tempo maior.
Equipamento de Medições Opticos
Nos atuais sistemas de transmissão entre rotas de entroncamento (a rede de cabos que interliga as centrais telefônicas), o único meio físico permitido para utilização é a fibra óptica. Devido ao crescimento da rede de entroncamento em nosso país, foi necessário o desenvolvimento de um sistema de supervisão que monitorasse a qualidade e localizasse as possíveis falhas nos cabos ópticos instalados e em operação, para que a perda de receita nas empresas operadoras do Sistema Telebrás fosse a mínima possível e os clientes tivessem disponível uma rede de telecomunicações com alta confiabilidade.
Para isso, o CPQD - Telebrás desenvolveu o SRO (Sistema de Supervisão da Rede Óptica) que tem como objetivo prover a manutenção preventiva e corretiva da rede óptica de entroncamento.
O SRO é composto por 2 softwares: 1 Centralizado de Supervisão Óptica (CSO) e até 8 Pontos Remotos de Supervisão (PRS). A comunicação entre eles é realizada via linha privada (LP) e, através dela, o CSO realiza quase a totalidade de funções de um PRS, como a programação, cadastro de usuários, reconhecimento de alarmes, etc.
Para que um PRS realize a medição numa rota óptica, é escolhida uma fibra óptica dentro do cabo óptico, que será monitorada por um equipamento profissional de teste e medição denominado OTDR (Optical Time Domain Reflectometer). Este equipamento realiza a medição das características físicas da fibra óptica através de um laser e um fotodetector. Esta medição, denominada curva de retroespalhamento, é exibida através de um gráfico de atenuação (eixo vertical) versus distância (eixo horizontal), e nos fornece informações sobre a qualidade da fibra e sobre possíveis falhas que existam.
Pesquisas do CCITT (Comitê Consultivo Internacional de Telegrafia e Telefonia) indicam que sistemas de supervisão que supervisionam apenas 1 fibra em um cabo óptico, garantem até 70% de sua confiabilidade.
O OTDR pode ser utilizado manualmente por um técnico especializado ou através de programação, recebendo comandos específicos via interface IEEE 488 (GPIB - General Purpose Interface Bus). Esta interface possui um protocolo de comunicação específico e necessita de uma placa controladora conectada ao computador para enviar os comandos ao OTDR. Os dados de configuração do equipamento (SETUP) e dos pontos das curvas são armazenados no sistema para posterior tratamento.
Além do OTDR, uma chave óptica, também controlada via interface IEEE 488, é necessária para realizar o chaveamento entre as diversas rotas de supervisão.
Curiosidades sobre os sistemas ópticos
O CPQD disponibiliza um sofisticado pacote de serviços de campo para medições ópticas para todas as operadoras de Telecom e seus fornecedores de sistemas para determinar a integridade de suas redes. Estes são os principais parâmetros das fibras a serem caracterizados em um enlace para um dimensionamento adequado dos sistemas ópticos.Além de ser o pioneiro neste tipo de serviços no Brasil, o CPQD é o único laboratório do País acreditado pelo INMETRO para realizar a calibração óptica.
terça-feira, 17 de novembro de 2009
Emendas Ópticas
Uma emenda óptica consiste na junção de 2 ou mais seguimentos de fibras, podendo ser permanente ou temporária. Servem para prolongar um cabo óptico, uma mudança de tipo de cabo, para conexão de um equipamento ativo ou efetuarmos manobras em um sistema de cabeamento estruturado.
Como características básicas, as emendas apresentam as seguintes características:
- Baixa Atenuação: típica de 0,2 à 0,02dB por emenda;- Alta Estabilidade Mecânica: cerca de 4 kgf de tração;- Aplicações em Campo: requer poucos equipamentos para sua feitura.
Existem três tipos de emendas ópticas:
- Emenda por Fusão: as fibras são fundidas entre si;- Emenda Mecânica: as fibras são unidas por meios mecânicos;- Emenda por Conectorização: são aplicados conectores ópticos, nas fibras envolvidas na emenda.
As emendas ópticas, sejam por fusão ou mecânicas, apresentam uma atenuação muito menor que um conector óptico.
Processo de Emenda
Quando efetuamos um dos 3 tipos de emendas mencionados, devemos obedecer etapas distintas do processo de emenda, estas etapas são necessárias para que possamos ter o desempenho desejado. O processo de emenda consiste nas seguintes operações:
Limpeza
Os passos envolvidos nesta etapa são:
Remoção da capa do cabo;
Remoção do tubo LOOSE;
Remoção do gel com o uso de álcool isopropílico, utilizando-se algodão, lenços de papel ou gaze.
Decapagem
Esta operação consiste em:
Remoção do revestimento externo de acrilato da fibra;
Limpeza da fibra com álcool isopropílico;
Repetir o processo até que todo o revestimento externo da fibra seja removido.
Clivagem
A clivagem de uma fibra óptica consiste no corte das extremidades das fibras em um ângulo de 90º, ou seja, cada ponta da fibra deve ter sua face paralela. Esta necessidade do ângulo ser de 90º deve-se ao fato de quando fizermos sua emenda, ambas as faces deverão estar paralelas para uma perfeita emenda. É nesta etapa que devemos o máximo de cuidado com o manuseio da fibra, é desta etapa que saíra a fibra pronta para a emenda.
A clivagem de uma fibra óptica é feito usando um equipamento que faz um risco na fibra, analogamente ao corte de um vidro pelo vidraceiro.
As operações envolvidas são:
Clivagem da fibra;
Limpeza das extremidades com álcool isopropílico.
Atenuações em Emendas Ópticas
Como já mencionado em conectores ópticos, existem 2 tipos de fatores que influenciam o processo de emenda, que são:
- Fatores Intrínsecos;- Fatores Extrínsecos;- Fatores Reflexivos.
Fatores Intrínsecos
São os fatores que envolvem a fabricação da fibra óptica, são os seguintes:
- Variação do diâmetro do núcleo;- Diferença de perfil;- Elipticidade ou Excentricidade do núcleo ou casca.
É especialmente crítico a variação do diâmetro do núcleo para as fibras Monomodo.
Fatores Extrínsecos
São os fatores que decorrem do processo de emenda, são os seguintes:
- Precisão no alinhamento da fibra;- Qualidade das terminações da fibra;- Espaçamento entre as extremidades;- Contaminação ambiental.
Fatores Refletores
São os fatores que advém das próprias emendas, estas podem gerar em seu interior, reflexos de luz que irão atenuar os sinais transmitidos, ocasionando perda de potência.
Com os equipamentos empregados no processo de emenda, e a constante melhoria na qualidade da fabricação da fibra, este tipo de atenuação é inferior a 50dB.
Emenda por Fusão
É o processo pelo qual, 2 seguimentos de fibra são fundidos entre si, através de uma descarga elétrica produzida pelo equipamento.
As etapas envolvidas são:
limpeza;
Decapagem;
Clivagem;
Inserção do protetor de emenda, "Tubete Termo Contrátil";
Colocação das fibras no dispositivo V Groove da máquina de fusão;
Aproximação das fibras até cerca de 1µm;
Fusão através de arco voltaíco;
Colocação do protetor e aquecimento.
Esquemático do dispositivo de fusão das fibras
Máquina de Emendaa por Fusão - Furukawa
Emenda Óptica Mecânica
É o processo pelo qual, 2 seguimentos de fibra são unidos usando-se um Conector Óptico Mecânico. Neste tipo de emenda os processos de limpeza, decapagem e clivagem são iguais aos processo por fusão.
As etapas envolvidas são:
limpeza;
Decapagem;
Clivagem;
Inserção de cada extremidade da fibra em uma extremidade do conector;
Verificação da correta posição das fibras;
Fechamento do conector.
Conector Mecânico tipo FIBRLOCK II, fabricação 3M
Conector Mecânico FIBRLOCK II fechado
Emenda Óptica por Conectorização
Neste tipo de emenda, as fibras ópticas não são unidas e sim posicionadas muito perto, isto é conseguido através do uso de um outro tipo de conector chamado de Adaptador, mencionado na parte de conectores. Este tipo de emenda é executada de forma rápida, desde que os conectores já estejam instalados nos cordões ópticos.
Ele é também muito usado em acessórios ópticos chamados de Distribuidores Ópticos, onde fazem a interface entre um cabo vindo de uma sala de equipamentos e os equipamentos ativos instalados noo andar, no Armário de Telecomunicações.
Emenda Óptica através da adaptador
Uma emenda óptica consiste na junção de 2 ou mais seguimentos de fibras, podendo ser permanente ou temporária. Servem para prolongar um cabo óptico, uma mudança de tipo de cabo, para conexão de um equipamento ativo ou efetuarmos manobras em um sistema de cabeamento estruturado.
Como características básicas, as emendas apresentam as seguintes características:
- Baixa Atenuação: típica de 0,2 à 0,02dB por emenda;- Alta Estabilidade Mecânica: cerca de 4 kgf de tração;- Aplicações em Campo: requer poucos equipamentos para sua feitura.
Existem três tipos de emendas ópticas:
- Emenda por Fusão: as fibras são fundidas entre si;- Emenda Mecânica: as fibras são unidas por meios mecânicos;- Emenda por Conectorização: são aplicados conectores ópticos, nas fibras envolvidas na emenda.
As emendas ópticas, sejam por fusão ou mecânicas, apresentam uma atenuação muito menor que um conector óptico.
Processo de Emenda
Quando efetuamos um dos 3 tipos de emendas mencionados, devemos obedecer etapas distintas do processo de emenda, estas etapas são necessárias para que possamos ter o desempenho desejado. O processo de emenda consiste nas seguintes operações:
Limpeza
Os passos envolvidos nesta etapa são:
Remoção da capa do cabo;
Remoção do tubo LOOSE;
Remoção do gel com o uso de álcool isopropílico, utilizando-se algodão, lenços de papel ou gaze.
Decapagem
Esta operação consiste em:
Remoção do revestimento externo de acrilato da fibra;
Limpeza da fibra com álcool isopropílico;
Repetir o processo até que todo o revestimento externo da fibra seja removido.
Clivagem
A clivagem de uma fibra óptica consiste no corte das extremidades das fibras em um ângulo de 90º, ou seja, cada ponta da fibra deve ter sua face paralela. Esta necessidade do ângulo ser de 90º deve-se ao fato de quando fizermos sua emenda, ambas as faces deverão estar paralelas para uma perfeita emenda. É nesta etapa que devemos o máximo de cuidado com o manuseio da fibra, é desta etapa que saíra a fibra pronta para a emenda.
A clivagem de uma fibra óptica é feito usando um equipamento que faz um risco na fibra, analogamente ao corte de um vidro pelo vidraceiro.
As operações envolvidas são:
Clivagem da fibra;
Limpeza das extremidades com álcool isopropílico.
Atenuações em Emendas Ópticas
Como já mencionado em conectores ópticos, existem 2 tipos de fatores que influenciam o processo de emenda, que são:
- Fatores Intrínsecos;- Fatores Extrínsecos;- Fatores Reflexivos.
Fatores Intrínsecos
São os fatores que envolvem a fabricação da fibra óptica, são os seguintes:
- Variação do diâmetro do núcleo;- Diferença de perfil;- Elipticidade ou Excentricidade do núcleo ou casca.
É especialmente crítico a variação do diâmetro do núcleo para as fibras Monomodo.
Fatores Extrínsecos
São os fatores que decorrem do processo de emenda, são os seguintes:
- Precisão no alinhamento da fibra;- Qualidade das terminações da fibra;- Espaçamento entre as extremidades;- Contaminação ambiental.
Fatores Refletores
São os fatores que advém das próprias emendas, estas podem gerar em seu interior, reflexos de luz que irão atenuar os sinais transmitidos, ocasionando perda de potência.
Com os equipamentos empregados no processo de emenda, e a constante melhoria na qualidade da fabricação da fibra, este tipo de atenuação é inferior a 50dB.
Emenda por Fusão
É o processo pelo qual, 2 seguimentos de fibra são fundidos entre si, através de uma descarga elétrica produzida pelo equipamento.
As etapas envolvidas são:
limpeza;
Decapagem;
Clivagem;
Inserção do protetor de emenda, "Tubete Termo Contrátil";
Colocação das fibras no dispositivo V Groove da máquina de fusão;
Aproximação das fibras até cerca de 1µm;
Fusão através de arco voltaíco;
Colocação do protetor e aquecimento.
Esquemático do dispositivo de fusão das fibras
Máquina de Emendaa por Fusão - Furukawa
Emenda Óptica Mecânica
É o processo pelo qual, 2 seguimentos de fibra são unidos usando-se um Conector Óptico Mecânico. Neste tipo de emenda os processos de limpeza, decapagem e clivagem são iguais aos processo por fusão.
As etapas envolvidas são:
limpeza;
Decapagem;
Clivagem;
Inserção de cada extremidade da fibra em uma extremidade do conector;
Verificação da correta posição das fibras;
Fechamento do conector.
Conector Mecânico tipo FIBRLOCK II, fabricação 3M
Conector Mecânico FIBRLOCK II fechado
Emenda Óptica por Conectorização
Neste tipo de emenda, as fibras ópticas não são unidas e sim posicionadas muito perto, isto é conseguido através do uso de um outro tipo de conector chamado de Adaptador, mencionado na parte de conectores. Este tipo de emenda é executada de forma rápida, desde que os conectores já estejam instalados nos cordões ópticos.
Ele é também muito usado em acessórios ópticos chamados de Distribuidores Ópticos, onde fazem a interface entre um cabo vindo de uma sala de equipamentos e os equipamentos ativos instalados noo andar, no Armário de Telecomunicações.
Emenda Óptica através da adaptador
terça-feira, 3 de novembro de 2009
O que são fibras ópticas?Fibras ópticas são fios longos e finos de vidro muito puro, com o diâmetro aproximado de um fio de cabelo humano, dispostas em feixes chamados cabos ópticos e usadas para transmitir sinais de luz ao longo de grandes distâncias.
Se você olhar bem de perto uma única fibra óptica, verá que ela possui as seguintes partes:núcleo - minúsculo centro de vidro da fibra, no qual a luz viaja;
interface - material óptico externo que circunda o núcleo e reflete a luz de volta para ele;
capa protetora - revestimento plástico que protege a fibra de danos e umidade. Centenas ou milhares dessas fibras ópticas são dispostas em feixes nos cabos ópticos, que são protegidos pela cobertura externa do cabo, chamada jaqueta.
As fibras ópticas são fabricadas em dois tipos:
fibras monomodo
fibras multimodo
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