REDES INDUSTRIAIS
AULA 3 – MEIOS FÍSICOS DE
TRANSMISSÃO
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4. MEIOS FÍSICOS DE TRANSMISSÃO
4.1 Meio de Transmissão
Diferem com relação a:







Banda passante
Potencial para conexão ponto-a-ponto ou multiponto
Limitação geográfica devido à atenuação
característica do meio.
Imunidade a ruído
Custo
Disponibilidade de componentes
Confiabilidade
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4.1 Meio de Transmissão
Meios Mais usados:
 Par trançado
 Cabo coaxial
 Fibra ótica
 Radiodifusão
 Infravermelho
 Laser
 Enlaces de satélite e microondas
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4.1.1 Par-Trançado
 Permite transmissão analógica e digital.
 Taxas de transmissão dependem da
espessura do fio e da distância viajada (até
alguns Gigabits para pequenas distâncias é
possível).
 Perda de energia com a distância (radiação,
calor)
 Em baixas freqüências a imunidade do ruído
é tão boa quanto a do cabo coaxial.
 Em freqüências um pouco mais elevada
(cerca de 100 kHz) o cabo coaxial é bem
superior.
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Cabos de Par Trançado




Nos anos 90 era muito comum encontrar rede de
computadores usando cabo coaxial de 50 Ohms.
Isso se dava pelo fato de ser uma rede mais fácil de
ser instalada pois o cabo era parecido com o cabo de
antena de televisão e poderia ser instalado em
qualquer local sem problemas com interferências.
Com o avanço das redes de computadores,
aumentando sua taxa de transferência, o cabo
coaxial começou a ser substituído pelo cabo par
trançado.
As principais vantagens de uso do cabo par trançado
são: uma maior taxa de transferência de arquivos,
baixo custo do cabo e baixo custo de manutenção de
rede.
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Taxas de Transmissão
10 Mbps (Ethernet);
 100 Mbps (Fast Ethernet)ou
 1000 Mbps (Gigabit Ethernet).

Os cabos de par trançado são muito comuns em
equipamentos para internet banda larga como ADSL e
CATV para ligar a placa de rede nos Hubs, Switch ou
Roteador. Estes equipamentos geralmente são
instalados em redes domésticas através do cabo UTP
Categoria 5.
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Tipos: Existem 3 tipos.






1. Unshielded Twisted Pair - UTP ou Par Trançado
sem Blindagem: é o mais usado atualmente tanto em
redes domésticas quanto em grandes redes industriais
devido ao fácil manuseio, instalação.
Permite taxas de transmissão de até 100 Mbps com a
utilização do cabo CAT 5e.
É o mais barato para distâncias de até 100 metros.
Para distâncias maiores emprega-se cabos de fibra
óptica.
Sua estrutura é de quatro pares de fios entrelaçados e
revestidos por uma capa de PVC.
Pela falta de blindagem este tipo de cabo não é
recomendado ser instalado próximo a equipamentos
que possam gerar campos magnéticos (fios de rede
elétrica, motores, inversores de frequência) e também
não podem ficar em ambientes com Humidade.
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Cabos UTP
Cabo UTP sem blindagem com 4 pares.
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Seção de cabo UTP
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Tipos: Existem 3 tipos.





2 Shielded Twisted Pair - STP ou Par Trançado
Blindado (cabo com blindagem): É semelhante ao
UTP. A diferença é que possui uma blindagem feita
com a malha metálica.
É recomendado para ambientes com interferência
eletromagnética acentuada.
Por causa de sua blindagem possui um custo mais
elevado.
Caso o ambiente possua umidade, grande
interferência eletromagnética, distâncias acima de
100 metros ou exposto diretamente ao sol ainda é
aconselhável o uso de cabos de fibra óptica.
O Cabo STP é um padrão introduzido pela IBM.
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Cabos STP
Seção de cabo STP
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Tipos: Existem 3 tipos.



3. Screened Twisted Pair - ScTP também
referenciado como FTP (Foil Twisted Pair),
os cabos são cobertos pelo mesmo
composto do UTP categoria 5 Plenum.
Para este tipo de cabo, no entanto, uma
película de metal é enrolada sobre cada par
trançado, melhorando a resposta a ruídos ou
campos eletromagnéticos.
Necessita de maiores cuidados quanto ao
aterramento para garantir eficácia frente às
interferências.
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Cabo FTP
Os cabos Categoria 5e blindados FTP da NEXANS foram projetados
especialmente para aplicações que necessitam de isolamento
adicional de sinais. Este cabo de alta performance possui uma fita
flexível de alumínio e um condutor estanhado para facilidade do
aterramento. Esta construção é ideal para instalações que podem
estar sujeitas a interferências eletromagnéticas externas acima do
normal.
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Categoria



Os cabos UTP foram padronizados pelas
normas da EIA/TIA-568-B e são divididos em
9 categorias.
Estas categorias levam em conta o nível de
segurança e a bitola do fio, onde os números
maiores indicam fios com diâmetros
menores.
Veja a seguir um resumo simplificado dos
cabos UTP.
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

Categoria do cabo 1 (CAT1): Consiste em um cabo
blindado com dois pares trançados compostos por
fios 26 AWG. São utilizados por equipamentos de
telecomunicação e rádio. Foi usado nas primeiras
redes Token-ring mas não é aconselhável para uma
rede par trançado.
 (CAT1 não é mais recomendado pela TIA/EIA).
Categoria do cabo 2 (CAT2): É formado por pares
de fios blindados (para voz) e pares de fios não
blindados (para dados). Também foi projetado para
antigas redes token ring E ARCnet chegando a
velocidade de 4 Mbps.
 (CAT2 não é mais recomendado pela TIA/EIA).
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
Categoria do cabo 3 (CAT3): É um cabo não
blindado (UTP) usado para dados de até 10Mbits
com a capacidade de banda de até 16 MHz. Foi
muito usado nas redes Ethernet criadas nos anos
noventa (10BASET). Ele ainda pode ser usado para
VOIP, rede de telefonia e redes de comunicação
10BASET e 100BASET4.


(CAT3 é recomendado pela norma EIA/TIA-568-B).
Categoria do cabo 4 (CAT4): É um cabo par
trançado não blindado (UTP) que pode ser utilizado
para transmitir dados a uma frequência de até 20
MHz e dados a 20 Mbps. Foi usado em redes que
podem atuar com taxa de transmissão de até
20Mbps como token ring, 10BASET e 100BASET4.
Não é mais utilizado pois foi substituido pelos cabos
CAT5 e CAT5e.

(CAT4 não é mais recomendado pela TIA/EIA).
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
Categoria do cabo 5 (CAT5): usado em redes fast
ethernet em frequências de até 100 MHz com uma
taxa de 100 Mbps.


Categoria do cabo 5e (CAT5e): é uma melhoria da
categoria 5. Pode ser usado para frequências até
125 MHz em redes 1000BASE-T gigabit ethernet.
Ela foi criada com a nova revisão da norma EIA/TIA568-B.


(CAT5 não é mais recomendado pela TIA/EIA).
(CAT5e é recomendado pela norma EIA/TIA-568-B).
Categoria do cabo 6 (CAT6): definido pela norma
ANSI EIA/TIA-568-B-2.1 possui bitola 24 AWG e
banda passante de até 250 MHz e pode ser usado
em redes gigabit ethernet a velocidade de 1.000
Mbps.

(CAT6 é recomendado pela norma EIA/TIA-568-B).
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

Categoria: CAT 6a: é uma melhoria dos cabos
CAT6. O a de CAT6a significa augmented
(ampliado). Os cabos dessa categoria suportam até
500 MHz e podem ter até 55 metros no caso da rede
ser de 10.000 Mbps, caso contrario podem ter até
100 metros. Para que os cabos CAT 6a sofressem
menos interferências os pares de fios são separados
uns dos outros, o que aumentou o seu tamanho e os
tornou menos flexíveis. Essa categoria de cabos tem
os seus conectores específicos que ajudam à evitar
interferências.
Categoria 7 (CAT7): foi criado para permitir a
criação de rede 10 gigabit Ethernet de 100m usando
fio de cobre (apesar de atualmente esse tipo de rede
esteja sendo usado pela rede CAT6).
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Cores
As cores dos fios são:
 Laranja e branco
 Laranja
 Verde e branco
 Azul
 Azul e branco
 Verde
 Castanho (ou marrom) e branco
 Castanho (ou marrom)
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Observações sobre Cabos de Par Trançado





É importante que a sequência de cores seja respeitada ao se
montar um cabo. Caso contrário, pode haver perda parcial ou total
de pacotes, principalmente em cabos de mais de 3 metros.
A norma EIA/TIA-568-B prevê duas montagens para os cabos,
denominadas T568A e T568B. A montagem T568A usa a
sequência branco e verde, verde, branco e laranja, azul, branco e
azul, laranja, branco e castanho, castanho.
A montagem T568B usa a sequência branco e laranja, laranja,
branco e verde, azul, branco e azul, verde, branco e castanho,
castanho.
As duas montagens são totalmente equivalentes em termos de
desempenho, cabendo ao montador escolher uma delas como
padrão para sua instalação. É boa prática que todos os cabos
dentro de uma instalação sigam o mesmo padrão de montagem.
Um cabo cujas duas pontas usam a mesma montagem é
denominado Direto (cabo), e serve para ligar estações de
trabalho e roteadores a switches ou hubs. Um cabo em que cada
ponta é usado uma das montagens é denominado Crossover, e
serve para ligar equipamentos do mesmo tipo entre si.
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Observações sobre Cabos de Par Trançado
 Existem cabos com diferentes
representações destes códigos de cores.
 O fio com a cor branca pode ser a cor mais
clara (verde-claro, azul-claro, laranja-claro,
castanho-claro);
 Fio branco com uma lista de cor;
 Fio completamente branco. Neste caso é
necessário ter atenção aos cabos que estão
entrelaçados;
 Fio dourado representando o fio "branco e
castanho".
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Cabos Sólidos e Flexíveis






A norma EIA/TIA-568-B prevê ainda que os cabos UTP sejam
divididos em "sólidos" (os condutores são formados de um único
filamento) e "flexíveis".
O cabo "sólido" deve ser usado para instalações estáticas, onde
não há movimentação do cabo.
O cabo "flexível" deve ser usado para as pontas da instalação,
onde há movimentações constantes do cabo.
Como o cabo "flexível" tem características elétricas diferentes das
do cabo "sólido", há a recomendação de que seja usado no
máximo 10 metros de cabo flexível num enlace.
Caso seja necessário usar cabos flexíveis numa distância maior, o
tamanho do enlace deve ser diminuído proporcionalmente, para
evitar perda de sinal (p.ex., com 20 metros de cabo flexível, o
tamanho máximo do enlace desce para 90 metros).
Outras aplicações que não a transmissão de dados em Ethernet,
Fast Ethernet ou Gigabit Ethernet podem ter limites diferentes
para o tamanho máximo do cabo
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Cabo Crossover



Um cabo crossover, é um cabo de rede par
trançado que permite a ligação de 2 (dois)
computadores pelas respectivas placas de
rede sem a necessidade de um concentrador
(Hub ou Switch) ou a ligação de modems.
A alteração dos padrões das pinagens dos
conectores RJ45 dos cabos torna possível a
configuração de cabo crossover.
A ligação é feita com um cabo de par
trançado onde tem-se: em uma ponta o
padrão T568A, e, em outra, o padrão T568B
(utilizado também com modems ADSL).
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Cabo Crossover
1ª e 2ª pontas
pino função cor
(da esquerda para a
Padrão T568A:
direita)
branco verde
Padrão T568B:
(transmissão)
branco laranja
verde (transmissão)
(Recepção)
branco laranja
laranja (Recepção)
(Recepção)
branco verde
(Transmissão)
azul
azul
branco azul
branco azul
laranja (Recepção)
verde (Transmissão)
branco marrom
branco marrom
marrom
marrom
Obs.: As informações sobre transmissão e recepção são
baseados nos padrões 10BASET (Ethernet) e
100BASETX (Fast Ethernet. O padrão 100BASET4,
usado em algumas redes Fast Ethernet usa os 4 pares
de fios. A rede 1000BASET também usa os 4 pares do
cabo CAT5E.
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Dois conectores T568B/T568A (RJ-45)
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Montagem do Cabo de Rede de Par Trançado
CAT3/CAT4/CAT5 ou CAT5e




1) Corta-se o cabo de conexão horizontal (para ligar
da tomada para o computador) no comprimento
desejado (geralmente o cabo deve ter 1,5m).
2) Em cada ponta, com a lamina do alicate
crimpador retira-se a capa de isolamento azul com
um comprimento aproximado de 2 cm.
3) Prepare os oitos pequenos fios para serem
inseridos dentro do conector RJ45, obedecendo a
seqüência de cores desejada (T568A ou T568B).
4) Após ajustar os fios na posição corta-se as pontas
dos mesmos com um alicate ou com a lamina do
próprio crimpador para que todos fiquem no mesmo
alinhamento e sem rebarbas, para que não ofereçam
dificuldades na inserção no conector RJ45.
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Montagem do Cabo de Rede de Par Trançado
CAT3/CAT4/CAT5 ou CAT5e
Alicate de crimpar
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Notem que as pontas dos fios devem
ficar totalmente dentro do conector
RJ45
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Montagem do Cabo de Rede de Par Trançado
CAT3/CAT4/CAT5 ou CAT5e




5) cuidadosamente dentro do conector observando
que os fios fiquem bem posicionados.
6) Examine o cabo percebendo que as cabeças dos
fios entraram totalmente no conector RJ45. Caso
algum fio ainda não esteja alinhado refaça o item 4
para realinhar.
7) Inserir o conector já com os fios colocados dentro
do alicate crimpador, e pressionar até o final.
8) Após a crimpagem dos dois lados, use um
testador de cabos certificar que os 8 fios estão
funcionando bem.
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Conector RJ-45 não crimpado
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Componentes do Cabeamento de Par
Trançado




O par trançado utiliza o conector telefônico
RJ-45 para conectar-se a um computador.
Esse conector é semelhante ao conector
telefônico RJ-11 (conector utilizado na
telefonia).
Embora pareçam iguais à primeira vista, há
diferenças essenciais entre os dois.
O RJ-45 é ligeiramente maior e não se
ajustará à tomada telefônica RJ-11. O RJ-45
aloja oito conexões de cabo, ao passo que o
RJ-11 só aloja quatro.
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Cabo Coaxial




Em certa época, cabo coaxial era o tipo de cabeamento de rede
mais amplamente utilizado.
Havia várias razões para a ampla utilização do cabo coaxial.
Era relativamente barato, leve, flexível e fácil de manipular.
A utilização era tão comum que sua instalação tornou-se
segura e fácil de ser suportada.
Em sua forma mais simples, o cabo coaxial é constituído por
um núcleo de cobre sólido cercado por um isolante, uma
blindagem de malha metálica e uma cobertura externa. Uma
camada de folha isolante e outra camada de blindagem de
malha metálica constituem o que se chama de blindagem dupla.
Contudo, para ambientes sujeitos a interferências mais altas,
está disponível a blindagem quádrupla. Esta é constituída por
duas camadas de folha isolante e duas camadas de blindagem
de malha metálica.
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Cabo Coaxial
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Cabo Coaxial






Maioria dos sistemas em banda básica utilizam o cabo com
impedância de 50 ohms.
TVs a cabo e redes em banda larga utilizam cabos de 75 ohms.
Na transmissão em banda básica o cabo de 50 ohms sofre
menos reflexões devido às capacitâncias introduzidas na
ligação das estações ao cabo.
O cabo coaxial tem uma imunidade de ruído de crosstalk bem
melhor e uma fuga eletromagnética mais baixa que o par
trançado.
A transmissão em banda larga fornece uma imunidade de ruído
melhor que em banda básica.
O custo do cabo coaxial e das interfaces para ligação ao cabo é
mais elevado que o custo do par trançado.
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Cabos Coaxiais – Uso Comercial
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Usos do Cabo Coaxial






A principal razão da sua utilização deve-se ao fato de
poder reduzir os efeitos e sinais externos sobre os
sinais a transmitir, por fenômenos de IEM (
Interferência Eletromagnética).
Os cabos coaxiais geralmente são usados em
múltiplas aplicações desde áudio ate as linhas de
transmissão de freqüências da ordem dos gigahertz .
A velocidade de transmissão é bastante elevada
devido a tolerância aos ruídos graças à malha de
proteção desses cabos.
Os cabos coaxiais são usados em diferentes
aplicações:
Ligações de áudio (Telecomunicações)
Ligações de rede de computadores
Ligações de sinais radio freqüência de rádio e TV (Transmissores/receptores)
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Fibra Óptica



Você ouve a respeito de cabos de fibra óptica
sempre que as pessoas falam sobre o
sistema telefônico, o sistema de TV a cabo
ou a Internet.
As linhas de fibra óptica são fios de vidro
opticamente puro, tão finos quanto um fio de
cabelo, que transmitem informação digital ao
longo de pequenas ou grandes distâncias.
Transmissão através do envio de um sinal de
luz codificado dentro do domínio de
freqüência do infravermelho, 1012 a 1014 Hz.
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Estrutura da Fibra Óptica

A estrutura cilíndrica básica da fibra óptica é formada
por uma região central, chamada de núcleo, envolta
por uma camada, também de material dielétrico,
chamada casca, como mostrado na figura abaixo.
A secção
em corte transversal mais usual do núcleo é
a circular, porém fibras ópticas especiais podem ter um
outro tipo de secção (por exemplo, elíptica).
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Estrutura da Fibra Óptica


A composição da fibra óptica, com material
de índice de refração ligeiramente inferior ao
do núcleo, oferece condições à propagação
de energia luminosa através do seu núcleo. A
fibra óptica propaga luz por reflexões
sucessivas.
A capacidade de transmissão (banda
passante) de uma fibra óptica é função do
seu comprimento, da sua geometria e do seu
perfil de índices de refração. Existem duas
classes principais de fibras: monomodo e
multimodo.
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Tipo Multimodo



Multimodo refere-se à possibilidade de que
vários feixes em diferentes ângulos de
incidência propaguem-se através de
diferentes caminhos pela fibra.
Fibras multimodo são as mais simples e
foram as primeiras a serem produzidas. Cada
raio é dito ter um diferente modo.
Este tipo de fibra possui vários modos de
propagação e de acordo com o perfil da
variação de índices de refração da casca
com relação ao núcleo, classificam-se em:
índice degrau e índice gradual.
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Tipo 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 pois a
longa distância tem muita perda.
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Fibras Multimodo
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Fibras Multimodo

Dependendo de como o Núcleo
é construído, a propagação da
Luz ao longo da Fibra irá variar.
Para o caso do chamado Índice
Degrau, em inglês Step Index,
abaixo ilustra como se processa
esta propagação.
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
Na Fibra Óptica Multimodo Índice
Gradual, que constitui uma
evolução da Fibra Óptica
Multimodo de Índice Degrau,
projetada para prover uma
melhor propagação dos Feixes
de Luz incidentes na Fibra Óptica
Mulimodo.
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Fibras Monomodo
Permite o uso de apenas um sinal de
luz pela fibra.
 Dimensões menores que os outros
tipos de fibras.
 Maior banda passante por ter menor
dispersão.
 Geralmente é usado laser como fonte
de geração de sinal.

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Fibras Monomodo e Multimodo
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4.1.3 Fibra Ótica
 O padrão ISSO 9314?ANSI X3T9.5 (FDDI) especifica a
possibilidade de utilização de cabos de fibra multimodo degrau
50/125, 100/140 e 85/125. (Tab. 4.2)
 Fibras multimodo de índice gradual apresentam taxas de
velocidades maiores que a multimodo degrau. (Fig. 4-7)
 Fibras monomodo possuem o núcleo de diâmentro tão
pequeno que apenas um módulo é transmitido.
 São os tipos de fibras mais caras porém podem ser usadas
para distâncias mais longas.
 Fibras monomodos usuais podem transmitir dados em
vários Gbps por 30 km sem repetidor.
 Experimentos tem apresentado transmissão via laser até
100 km sem usar repetidores porém operando com
velocidades menores. (Fig. 4-8)
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Cabos de Fibra Óptica Segundo a
Nomenclatura IBM
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Fibra Multimodo com Índice Gradual
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Fibra Monomodo
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4.1.3 Fibra Ótica
Fontes de Transmissão de Luz
 Diodos emissores de luz: mais baratos, tempo de vida maior,
se acomodam melhor a temperatura ambiente.
 Lasers semicondutores: preferidos por serem mais eficientes
em termos de potência, e devido a sua melhor largura espectral
que reduz os efeitos de dispersão de fibra. (Tab. 4.3,Fig. 4-9)
Vantagens das Fibras Óticas
 Banda larga
 Leve e pequena (fina)
 Baixa perda de sinal
 Livre de interferências eletromagnéticas
 Segura
 Confinamento do sinal
 Baixo custo
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Comparações entre Diodos Emissores de Luz e
Lasers
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Sistemas Baseados em Fibra Óptica
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4.1.3 Fibra Ótica
Desvantagens
 Difícil manuseio e fragilidade
 Custo de interface alto
 Requer duas fibras ou duas bandas de
freqüência.
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4.1.4 Outros Meios de Transmissão




(Fig. 4-10)
L=Low, M=Medium, H=High, V=Very,
U=Ultra, S=Super, E=Extremely,
T=Tremendously.
Quanto maior a banda de freqüência, maior é
a taxa de dados que esta banda pode
produzir.
Ultravioleta, raio X e raios gama podem
transmitir bem a informação porém não são
usados porque são difíceis de:
 Produzir, modular, não propagam bem
entre edifícios, são danosos a vida.
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O Espectro Magnético e seu Uso para
Comunicações
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4.1.4.1 Ondas de Rádio


Bandas VLF, LF, MF
 Propagam na superfície da terra (fig. 4-11(a))
 Podem ser detectadas a distâncias de 1000 Km.
 Trafegam facilmente através de edifícios
 Principal problema: Pequena largura de banda
Bandas HF e VHF
 Tendem a ser absorvidas pela superfície terrestre.
 São propagadas por reflexão na ionosfera (fig. 411(b)).
 Rádio amador e militares usam estas bandas.
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(a)As Ondas de radio nas bandas VLF, LF e MF seguem a
curvatura da terra. (b) Em HF e VHF são refletidas na
ionosfera.
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4.1.4.2 Microondas

Trafegam em linha reta concentrando energia em pequenos
espaços.

Repetidores são usados.

Não atravessam edifícios bem.

Altamente dependente do tempo.

Largamente usada para telefonia de longa distância, telefonia
celular, distribuição de televisão.

Vantagens sobre a fibra: fácil implementação, baixo custo

Usada em banda industrial/Científica/Médica: Esta banda
não requer licença governamental (telefonia sem fio, auto
falantes sem fio de alta freqüência, portões de segurança, etc.
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4.1.4.3 Infra Vermelho
Usado em controle remoto de televisão, vídeo cassete, stereos
 Direcional, barato e fácil de construir.
 Não ultrapassam materiais sólidos (não interferem com outros
sistemas)
 Não é necessário licença governamental para o seu uso.
 Sendo utilizado recentemente em LANs internas a um
ambiente.
4.1.4.1 Transmissão Óptica
 Transmissão óptica via laser para conectar LANs em 2 edifícios.
 Não requer licença governamental.
 Oferece banda larga em baixo custo.
 Não penetram a chuva, nuvens.
 Correntes de convecção podem interferir com sistemas de
comunicação via laser. (Fig. 4-12).

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Um Sistema Bidirecional com dois lasers.
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4.3 Instalação Física e Cabeamento Estruturado


Padrão EIA/TIA-568, EIA/TIA-569: especifica um sistema de
cabeamento de telecomunicações genérico que possibilita a
utilização de diferentes produtos de vários fabricantes em um
mesmo ambiente. (Fig. 4-18)
Permite o planejamento da instalação do cabeamento em
edifícios sem que seja necessário definir com exatidão os
produtos que serão instalados a posteriori.
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Elementos Definidos pelo padrão IA/TIA-568/569
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