1. REDES OPTICAS

2. Evolução dos sistemas de
comunicação
• A frequência é uma das maneiras de se distinguir os diferentes
sistemas de comunicação
• A capacidade de um sistema de comunicação pode ser medida
através do produto taxa de
• transmissão vezes a distância do enlace BL, em que B é a taxa
de bits e L é a distância entre Repetidores
• Primeira Geração de Sistemas Ópticos
• Segunda Geração de Sistemas Ópticos

3. Aumento do produto taxa de
bits vezes distância entre 1850
e 2000.

4. FIBRA OPTICA
• A fibra óptica permite a transmissão de sinais, com baixas
perdas, sobre uma faixa de frequências que é muito maior do que a
faixa disponível nos cabos de cobre ou qualquer outro meio de
transmissão.
• Estrutura:

5. PERDAS
• PERDAS NO MATERIAL
•PERDAS POR ESPALHAMENTO
•PERDA NO GUIA DE ONDA E MICRO-CURVATURAS
•EFEITOS LINEARES
•DISPERSÃO CROMATICA
•DISPERSÃO POR MODO DE POLARIZAÇÃO
•EFEITOS NÃO-LINERARES

6. Componentes de um sistemas
de comunicação óptica
• TRANSMISSOR
•MODULADOR ÓPTICO
•RECEPTOR

7. TRANSMISSOR
• O PAPEL DE UM TRANSMISSOR OPTICO É CONVERTER O SINAL DO
DOMINIO ELETRICO PARA O OPTICO PARA QUE ELE POSSA SER
INSERIDO NA FIBRA.
•ESTRUTURA

8. TRANSMISSOR
• TIPOS DE FONTES OPTICAS: “LED” E “LASER SEMICONDUTOR”
•EMISSÃO DE LUZ PODE OCORRER POR DOIS PROCESSOS
FUNDAMENTAIS: “EMISSÃO ESPONTÂNEA DE LUZ”(OS FOTONS DE
LUZ SÃO EMITIDOS EM DIREÇÕES ALEATORIAS, SEM RELAÇÃO
ENTRE SI) E “EMISSÃO ESTIMULADA”(AO CONTRARIO DA EMISSÃO
ESPONTANEA, ELA OPERA SOB A CONDIÇÃO DE INVERSÃO DE
POPULAÇÃO E É INICIADA COM UM FÓTON JÁ EXISTENTE.)

9. Modulador Óptico
•Um dos primeiros passos no projeto de comunicação
óptica é decidir como o sinal elétrico será convertidos
em uma sequencia de bits ópticos.
•Normalmente a saída de uma fonte óptica é
modulada aplicando-se o sinal elétrico ou
diretamente na fonte óptica(modulação direta) ou a
um modulador externo(modulação externa).

10. Modulação Direta
A modulação direta de lasers(DML – directly
modulated laser) é a maneira mais fácil de imprimir
informação sobre uma portadora óptica.
A informação é modulada sobre a corrente de
controle do laser, resultando num formato de
modulação em intensidade binária.

11. Modulação Externa
•A modulação externa é usada na transmissão de
altas taxas de bits, devido a maior velocidade de
chaveamento proporcionada por esse tipo de
modulação.
•Ela pode ser feita através de duas formas: utilizando
moduladores de eletro-absorção e moduladores
Mach-Zehnder.
Os moduladores de eletro-absorção (EAMs), são
estruturas de semicondutor pin cujo limiar de
absorção poder ser modulado pela aplicação de uma
tensão externa, dessa forma alterando o índice de
refração do dispositivo
•Os moduladores Mach-Zehnder, Mach-Zehnder
modulator (MZM), são moduladores externos
baseados no interferômetro Mach-Zehnder, que
utiliza o princípio de interferências construtivas e
destrutivas entre as fases dos sinais que se propagam
por cada braço do modulador.

12. RECEPTOR
• A função dos receptores ópticos é recuperar os dados
originalmente transmitidos por uma fonte luminosa através de um
sistema de comunicação por fibra óptica. Seus componentes
básicos são: fotodetector, pré-amplificador eletrônico e outros
elementos eletrônicos para o processamento do sinal
•Tipos de receptores: receptores por detecção direta e receptores
por detecção coerente(homodina e heterodina)

13. RECEPTORES POR DETECÇÃO
DIRETA

14. RECEPTORES POR DETECÇÃO
COERENTE

15. RECEPTORES POR DETECÇÃO
COERENTE
• Homódino: para o qual a frequência local coincide com a
frequência da portadora óptica portanto não há translação para
uma frequência intermediária.
• Heteródino: para o qual a frequência do oscilador local é
diferente da frequência da portadora óptica, e a frequência
intermediaria é da ordem da região de microondas.
•Porque detecção coerente em vez detecção direta?
•Uma das vantagens de se utilizar detecção coerente é que a
sensibilidade do receptor pode ser melhorada teoricamente em
torno de 20dB em comparação com os sistemas de detecção direta.
•Outra grande vantagem é que essa técnica abre portas para o uso
de diferentes tipos de modulação do sinal, além da modulação em
amplitude.

16. RECEPTORES POR DETECÇÃO
COERENTE
• Homódino: para o qual a frequência local coincide com a
frequência da portadora óptica portanto não há translação para
uma frequência intermediária.
• Heteródino: para o qual a frequência do oscilador local é
diferente da frequência da portadora óptica, e a frequência
intermediaria é da ordem da região de microondas.
•Porque detecção coerente em vez detecção direta?
•Uma das vantagens de se utilizar detecção coerente é que a
sensibilidade do receptor pode ser melhorada teoricamente em
torno de 20dB em comparação com os sistemas de detecção direta.
•Outra grande vantagem é que essa técnica abre portas para o uso
de diferentes tipos de modulação do sinal, além da modulação em
amplitude.

17. MODULAÇÃO OPTICA
•O campo óptico( que pode ser tanto elétrico quanto
magnético) de um sinal de luz pode ser descrito
como:
•E(T)=A(T)*cos[w(t)+Q(t)]
•Há basicamente quatro características que podem
ser exploradas para modular esse sinal:
amplitude, fase e frequência além da polarização da
luz, resultado respectivamente nos seguintes
formatos ASK, PSK, FSK e Pol-SK.
•Tipos de formatos mais utilizados: os de modulação
de intensidade e de fase.

19. •Dentro de cada grande grupo há subgrupos
baseados nas características de modulação
auxiliares, tais como: modulação com memória ou
sem memória, modulação com chirp ou sem chirp

20. MODULAÇÃO DE INTENSIDADE
•A modulação em intensidade é aquela cuja potência do
sinal é alterada de forma que representa o símbolo a ser
enviado, no caso dos sistemas de comunicações digitais
pode ser representado pela ausência ou presença de luz
na fibra.
•As modulações OOK é o tipo de modulação mais
popular utilizado nas mais diversas aplicações. Isso se dá
devido a sua simplicidade e baixos custos de
implementação. Essa modulação possui a vantagem de
permitir ao transmissor de ficar ocioso durante a
transmissão de um bit “zero”, conservando assim
energia.
•Já como desvantagem a possibilidade de surgir um sinal
indesejado, durante a transmissão, devido o
nivelamento incorreto da potência transmitida ou
perdas.
•Tipos:NRZ, Return-to-Zero (Retorna a Zero) (RZ) 50% e
RZ 33%.

21. MODULAÇÃO EM
FASE(DIFERENCIAL)
•A modulação em fase, como o próprio nome
diz, utiliza o chaveamento na fase óptica para
carregar a informação
• Na modulação DPSK, a potência óptica aparece em
cada slot de bit. A informação é codificada nos
deslocamentos de fase, 0 ou , entre bits adjacentes.
•Ela pode ser dividida em duas formas, de acordo
com a Figura 2.1, em NRZ-DPSK e RZ-DPSK. Na NRZ-
DPSK a potência óptica ocupa todo o slot do bit, já na
RZ-DPSK apenas parte dele

22. Componentes para simular a
modulação NRZ-DPSK.

23. Componentes para simular a
modulação RZ-DPSK.