FIBRAS ÓTICAS: INTERLIGANDO CONTINENTES

Titulação Nome do Professor(a) Prof(ª). Titulação Nome do Professor(a) Prof(ª). Titulação Nome do Professor(a) Campinas, dia de mês de 2017 Dedico este trabalho a Deus, por ser extremamente paciente e piedoso comigo e a minha família, que foi companheira em todas as horas. AGRADECIMENTOS A Deus, por ter dado saúde e força para superar as dificuldades. Aos professores por proporcionar o conhecimento não apenas racional, mas a manifestação de caráter e da educação no processo de formação profissional. Palavras-chave: Fibra Óptica; Backbones; Banda Larga; Continentes. MOREIRA, Bruno Borges. Optical Fiber: interconnecting continents. TOTAL DE FOLHAS. Completion of course work (Graduation in Information System) – Anhanguera College, Campinas, 2017. Em virtude do constante aumento no uso de banda larga, a procura por internet rápida, fácil e confiável é cada vez maior, fazendo com que melhorias na instalação das conexões sejam sempre buscadas.

A fibra óptica representa uma dessas melhorias e contribui com tecnologias mais inovadoras, garantindo fornecimento de serviço necessário, com menor consumo de energia, com a utilização de redes passivas e menor infraestrutura. Por conta da modificação nos meios de comunicação, graças ao intenso processo de globalização, a necessidade de se ter uma boa conexão com a internet é grande, já que ela é muito utilizada, além do consumo doméstico, em bancos, empresas e nas relações comerciais em geral. Apesar da importância das conexões via fibra óptica, este trabalho apresenta como problema de pesquisa a seguinte questão: “Como a instalação de fibra óptica pode tornar a transmissão de dados mais rápida entre os continentes da Terra?”. Para responder essa pergunta, é necessário entender como funciona, exatamente, a realização da interligação entre os continentes.

Essa descoberta fez com que os estudos da área avançassem e descobrissem que a fibra óptica poderia fornecer um canal confiável de comunicação (KEISER, 2014, p. Segundo Keiser (2014, p. a fibra óptica é um guia de ondas dielétrico, geralmente cilíndrico, que tem por função operar nas frequências ópticas, confinando e armazenando energia eletromagnética na forma de luz, guiando-a em uma direção paralela ao seu eixo. Para Wirth (2002), a fibra óptica possui um diâmetro muito próximo a um fio de cabelo e é importante para a transmissão de luz a longa distância. Fibras ópticas, simplificadamente, são fios que conduzem a potência luminosa injetada pelo emissor de luz, até o fotodetector. A transmissão de dados usando sinais luminosos oferece desafios, já que os circuitos eletrônicos utilizam eletricidade e não luz.

Para solucionar o problema, é utilizado um transmissor óptico, que converte o sinal elétrico no sinal luminoso enviado através da fibra e um receptor, que faz o processo inverso. O transmissor utiliza uma fonte de luz, combinada com uma lente, que concentra o sinal luminosos, aumentando a percentagem que é efetivamente transmitida pelo cabo. Do outro lado, é usado um receptor ótico, que amplifica o sinal recebido e o transforma novamente nos sinais elétricos que são processados (MORIMOTO, 2008). Segundo Mata (2015), cabos de cobre de muitas instalações estão sendo substituídos pelos cabos de fibra óptica, já que eles aumentam a velocidade de transmissão de dados. Figura 1: Fibra Monomodo Fonte: Carvalho (2011, p. Neste ponto, para notar vantagens e desvantagens em relação aos tipos de fibras, faz-se necessário enunciar as características de cada uma, sendo elas, de acordo com Mata (2015): • Monomodo: permite o uso de apenas um sinal de luz pela fibra, alcance limitado de 4km para cabeamento estruturado, dimensão menor, maior banda passante por conta da menor dispersão, utiliza laser como fonte de geração de luz; • Multimodo: mais comum em cabeamentos primários, alcance limitado de 2km para cabeamento estruturado, facilidade de acoplamento de fontes luminosas por conta do diâmetro maior, usado para curtas distâncias, utiliza LEDs como fonte de geração de luz Segundo Pereira (2008), a fibra multimodo divide-se em duas subespécies: a índice degrau e a índice gradual.

No primeiro subtipo, o índice de refração no núcleo da fibra óptica é uniforme, porém diferente e superior ao índice da casca, a superfície sílica que cobre o núcleo. De acordo com Campos (2002), as fibras de multimodo de índice degrau possuem uma fabricação mais simples, tendo características inferiores aos outros tipos de fibras e uma restrita capacidade de transmissão. Este tipo de fibra foi o primeiro a surgir e é o tipo mais simples. Dessa forma, ocorre uma refração gradual à medida que os raios se aproximam das bordas. Essa fibra foi projetada para adequar-se às aplicações em sistemas de telecomunicações. São menores do que as fibras multimodo de índice degrau e possuem abertura numéricas menores, que diminuem a quantidade de modos possíveis e aumentam a banda passante e a distância que essa banda pode atingir.

Possui complexidade média de fabricação, mas que ainda mantém uma certa facilidade de conexão e tem uma capacidade de transmissão adequada às aplicações que se propões, mas ainda não pode ser usada em longas distâncias (PEREIRA, 2008). Figura 3: Fibra Multimodo Índice Gradual Fonte: Carvalho (2011, p. Após a conversão de sinal elétrico em luz, dois processos podem ocorrer na fibra óptica para que exista a transmissão de informação: a modulação e a multiplexação. Nesta seção, serão consideradas apenas as conceituações e definições a respeito da modulação. Na modulação, segundo Campos (2002), o sinal não é transmitido em sua forma original, mas sim com uma mudança de amplitude, frequência ou fase.

Essas alterações, de acordo com a Teleco (2012, p. existem para que o sinal a ser transmitido seja devidamente adequado, logo modula-se a onda portadora. entende que é desejável que os sinais impossibilitem a interferência. Com isso, os sinais digitais, por emitirem pulsos retangulares que faz com que cada um tenha uma duração finita igual a de um bit, são os mais adequados. MULTIPLEXAÇÃO Diferente da modulação, que envia um único sinal modificado do transmissor ao receptor, a multiplexação ocorre quando vários sinais podem ser transportados por um meio óptico (CAMPOS, 2012). Os três tipos de multiplexação são: • TDM (Time Division Multiplexing); • FDM (Frequency Division Multiplexing); e • WDM (Wavelength Division Multiplexing) Multiplexação é uma técnica de transmissão de sinal em que determinado número de sinais de voz passa a ser combinado em um sinal composto e transmitido por um único circuito de comunicação.

Para que vários sinais sejam transmitidos simultaneamente por um meio comum, eles devem ser tratados de tal maneira que não haja interferência entre si, possibilitando a recuperação no terminal de recepção e estabelecendo, assim, uma multiplexação (CARVALHO, 2011, p. Por último, a multiplexação WDM é a multiplexação realizada pela divisão do comprimento de onda, envolvendo a transmissão de vários sinais com comprimentos de ondas diferentes em uma mesma fibra óptica. Apesar de ser um método antigo, sua implementação é viável graças ao avanço tecnológico da fabricação das fibras (CARVALHO, 2011, p. De acordo com Campos (2012), a multiplexação WDM multiplexa cores, ou seja, comprimentos de ondas de luz, em uma única fibra, através de várias fontes e de vários comprimentos de ondas.

Seu funcionamento é semelhante ao FDM, porém dentro de uma porção de infravermelho de espectro eletromagnético. Segundo os estudos de Pereira (2008), os sistemas WDM enfrentam, ainda, algumas dificuldades, como: • “Encaixamento” de cada comprimento de onda em seu respectivo canal; • “Espalhamento” dos comprimentos de onda pelo espectro; • Chegada de potência de um dado canal a outro adjacente, gerando ruído e aumentando a taxa de erros (diafonia); • Mistura de quatro ondas ou geração de harmônicos, causando interferência; e • Padronização fraca A partir, então, das fundamentações realizadas neste capítulo, é possível compreender parte do funcionamento da fibra óptica, o que será de extrema importância para entender como se dá a interligação entre continentes, conteúdo esse que será melhor explorado no capítulo a seguir.

o primeiro cabo submarino do qual se tem notícia é um cabo telegráfico, na década de 1850, no Canal Inglês de Dover. Já em 1858 foi lançado o primeiro cabo submarino metálico, que ligou a América do Norte e a Inglaterra, porém, a comunicação não era eficaz e só podia transmitir duas palavras por minuto. Vivia-se nos meados do séc. XIX uma fase de um crescente desenvolvimento do comércio internacional, em particular nos impérios coloniais. Era, por isso, considerado totalmente insustentável esperar seis semanas para receber na Índia uma mensagem oriunda de Inglaterra. uma necessidade constante de estações intermediárias entre os continentes interligados que pudessem regenerar e retransmitir um sinal. Ainda de acordo com os estudos da Anacom (2015, p.

foi no século XX que os cabos telegráficos submarinos ganharam concorrência com o desenvolvimento da telegrafia sem fio e das chamadas telefônicas via rádio. Pouco a pouco os cabos telegráficos foram sendo substituídos por cabos submarinos coaxiais, os quais possuíam amplificação de sinal através de repetidores submarinos e possibilitavam a comunicação de milhares de conversações telefônicas simultaneamente. Ao contrário do que se passava nas linhas terrestres, o nível do sinal nos cabos submarinos telegráficos caía rapidamente, como resultado, sobretudo, da sua elevada impedância capacitiva. Figura 6: Unidade de derivação, repetidor e equipamento terminal de um sistema óptico submarino Fonte: Anacom (2015, p. Por fim, para que seja possível entender a perspectiva da internet nos cabos submarinos, tem-se que foi graças à enorme evolução e consequente crescimento das instalações dos cabos submarinos e seu aumento de capacidade que a internet pode tornar-se algo mundial, de acesso à maior parte das pessoas.

É por cabos submarinos ópticos que passam, por exemplo, 99% do tráfego de internet entre os continentes. Além disso, é preciso ter em mente que os backbones são os principais responsáveis por fazer com que a internet seja algo possível. Segundo Muller (2017), backbone é a espinha dorsal da internet e é por onde percorre o principal tráfego que interliga vários pontos, ou seja, pode ser considerado um conjunto de pontos físicos que transportam dados entre locais diferentes. Disponível em: <http://www. fpc. pt/wp-content/uploads/2017/07/Cat%C3%A1logo-da-exposi%C3%A7%C3%A3o-3. pdf> Acesso em: 15 nov. CAMPOS, André Luiz Gonçalves. São Paulo: Editora Paz e Terra, 1999. KEISER, Gerd. Comunicações por fibras ópticas. Porto Alegre: AMGH Editora Ltda. MATA, Amanda. br/livros/redes/fibra-optica.

html> Acesso em: 12 nov. MULLER, Nicolas. O que é um backbone? 2017. Disponível em <https://www. pdf> Acesso em: 15 nov. PEREIRA, Rafael. Fibras ópticas e WDM. Disponível em <https://www. gta. teleco. com. br/pdfs/tutorialfsoeab1. pdf> Acesso em: 15 nov. TELECO.