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Fibra Óptica e Cabo Coaxial

Fibra Óptica

 A fibra óptica é um pedaço de vidro ou de materiais poliméricos com capacidade de transmitir luz. Tal filamento pode apresentar diâmetros variáveis, dependendo da aplicação, indo desde diâmetros ínfimos, da ordem de micrômetros (mais finos que um fio de cabelo) até vários milímetros.

Tipos de Fibras

 As fibras ópticas podem ser basicamente de dois modos:

• 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.
• 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.

O meio de transmissão por fibra ótica é chamado de "guiado", porque as ondas eletromagnéticas são "guiadas" na fibra, embora o meio transmita ondas omnidirecionais, contrariamente à transmissão "sem-fio", cujo meio é chamado de "não-guiado". Mesmo confinada a um meio físico, a luz transmitida pela fibra ótica proporciona o alcance de taxas de transmissão (velocidades) elevadíssimas, da ordem de dez elevado à nona potência a dez elevado à décima potência, de bits por segundo (cerca de 40Gbps), com baixa taxa de atenuação por quilômetro. Mas a velocidade de transmissão total possível ainda não foi alcançada pelas tecnologias existentes. Como a luz se propaga no interior de um meio físico, sofrendo ainda o fenômeno de reflexão, ela não consegue alcançar a velocidade de propagação no vácuo, que é de 300.000 km/segundo, sendo esta velocidade diminuída consideravelmente. 

Conectores da Fibra Óptica

 
A interligação de fibras ópticas é bastante mais complicada do que para cabos de cobre. Para garantir a passagem do sinal óptico de uma fibra para a outra estas têm de ser encostadas topo a topo, mas é necessário realizar um polimento prévio dos topos das fibras.
Tudo se torna complicado devido à espessura muito reduzida da fibra. Para se conseguir o resultado pretendido a fibra já sem protecção é inserida num cilindro com um furo muito fino e depois é colada, usando uma cola ou a quente.
Posteriormente o topo do cilindro (juntamente com a fibra) é polido.

  Dois cilindros destes perfeitamente encostados são então capazes de assegurar uma transmissão do sinal óptico entre as duas fibras. Todas as terminações de cabos de fibra óptica são realizadas deste modo, logo não existem terminações em ficha fêmea, todas as terminações são em ficha macho. A interligação de fibras recorre a um encaixe fêmea duplo que garante o encosto perfeito entre os cilindros das fichas macho.

Cabo Coaxial

O cabo coaxial é um tipo de cabo condutor usado para transmitir sinais. Este tipo de cabo é constituído por diversas camadas concêntricas de condutores e isolantes, daí o nome coaxial.
O cabo coaxial é constituído por um fio de cobre condutor revestido por um material isolante e rodeado duma blindagem. Este meio permite transmissões até frequências muito elevadas e isto para longas distâncias.

• A velocidade máxima de transmissão é de 20 Mb/s.
• Foi utilizado até meados dos anos 90.
• Ainda é usado em telecomunicações 

Usos

 A principal razão da sua utilização deve-se ao facto de poder reduzir os efeitos e sinais externos sobre os sinais a transmitir, por fenômenos de IEM ( Interferência Electromagnética).
Os cabos coaxiais geralmente são usados em múltiplas aplicações desde áudio ate as linhas de transmissão de frequências 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 utilizados nas topologias físicas em barramento.
Os cabos coaxiais são usados em diferentes aplicações:

• Ligações de áudio
• Ligações de rede de computadores
• Ligações de sinais de radiofrequência para rádio e TV - (Transmissores/receptores)
• Ligações de radioamador

Cabo de Par Trançado

O que são?

Os cabos de par trançado (ou par de fios) são um tipo de cabo ethernet que faz transferência de dados, vêm substituindo os cabos coaxiais desde o início da década de 90. Hoje em dia é muito raro alguém ainda utilizar cabos coaxiais em novas instalações de rede, o mais comum é apenas reparar ou expandir redes que já existem.

O nome "par trançado" é muito conveniente, pois estes cabos são constituídos justamente por 4 pares de cabos entrelaçados. Os cabos de par trançado usam um tipo de proteção sutil: o entrelaçamento dos cabos cria um campo eletromagnético que oferece uma razoável proteção contra interferências externas.

A taxa de giro (normalmente definida em termos de giros por metro) é parte da especificação de certo tipo de cabo. Quanto maior o número de giros, mais ruído é cancelado. Foi um sistema originalmente produzido para transmissão telefônica analógica que utilizou o sistema de transmissão por par de fios. Aproveita-se esta tecnologia que já é tradicional por causa do seu tempo de uso e do grande número de linhas instaladas.

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.

Taxas de Transmissão

As taxas usadas nas redes com o cabo par trançado são:

• 10 Mbps (Ethernet)
• 100 Mbps (Fast Ethernet)
• 1000 Mbps (Gigabit Ethernet)
• 10000 Mbps ou 10Gbps (10Gigabit Ethernet)

A qualidade da linha de transmissão que utiliza o par de fios depende, basicamente, da qualidade dos condutores empregados, técnicas usadas para a transmissão dos dados através da linha e proteção dos componentes da linha para evitar a indução nos condutores.

Tipos

Existem três tipos de cabos Par trançado:

UTP (Unshielded Twisted Pair) ou Par Trançado sem Blindagem: é o mais usado atualmente tanto em redes domésticas quanto em grandes redes industriais devido ao fácil manuseio, instalação, permitindo taxas de transmissão de até 100 Mbps, é o mais barato para distâncias de até 100 metros . 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 umidade.

STP (Shield Twisted Pair) ou Par Trançado Blindado: É semelhante ao UTP. A diferença é que possui uma blindagem feita com a malha metálica em cada par. É recomendado para ambientes com interferência eletromagnética acentuada. Por causa de sua blindagem especial em cada par acaba possuindo um custo mais elevado.

ScTP ou FTP (Foil Twisted Pair): os cabos são cobertos pelo mesmo composto do UTP, para este tipo de cabo, no entanto, uma película de metal é enrolada sobre o conjunto de pares trançados, melhorando a resposta ao EMI, embora exija maiores cuidados quanto ao aterramento para garantir eficácia frente às interferências.

Padrões de Cabeamento

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)

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.

As normas de montagem do cabo de 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.

Pino	Par	Fio	Cor
1	3	1	branco/verde
2	3	2	verde
3	2	1	branco/laranja
4	1	2	azul
5	1	1	branco/azul
6	2	2	laranja
7	4	1	branco/marrom
8	4	2	marrom

A montagem T568B usa a sequência branco e laranja, laranja, branco e verde, azul, branco e azul, verde, branco e castanho, castanho.

Pino	Par	Fio	Cor
1	2	1	branco/laranja
2	2	2	laranja
3	3	1	branco/verde
4	1	2	azul
5	1	1	branco/azul
6	3	2	verde
7	4	1	branco/marrom
8	4	2	marrom

 Categorias de Cabo

Os cabos UTP foram padronizados pelas normas da EIA/TIA-568-B e são divididos em várias categorias, levando em conta o nível de segurança e a bitola do fio, onde os números maiores indicam fios com diâmetros menores, veja abaixo um resumo simplificado dos cabos UTP.

Categoria dos cabos (CAT1) até (CAT4): Os mais fracos, não aguentam uma frequência muito alta (CAT4=20Mbps)

Categoria dos cabos (CAT5) e (CAT6): capazes de aguentar altas frequências(CAT5=100MHz; CAT6=250MHz)

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 ligação é feita com um cabo de par trançado onde tem-se: em uma ponta o padrão T568A, e, em outra, o padrão T568B

Topologia de redes tipo malha

Topologia malha

Esta topologia é muito utilizada em várias configurações, pois facilita a instalação e configuração de dispositivos em redes mais simples. Todos os nós estão atados a todos os outros nós, como se estivessem entrelaçados. Já que são vários os caminhos possíveis por onde a informação pode fluir da origem até o destino. Neste tipo de rede, o tempo de espera é reduzido e eventuais problemas não interrompem o funcionamento da rede. Um problema encontrado é em relação às interfaces de rede, já que para cada segmento de rede seria necessário instalar, em uma mesma estação, um número equivalente de placas de rede. Uma vez que cada estação envia sinais para todas as outras com frequência, a largura da banda de rede não é bem aproveitada.

Topologia de redes tipo árvore

 

Topologia árvore

A topologia em árvore é essencialmente uma série de barras interconectadas. Geralmente existe uma barra central onde outros ramos menores se conectam. Esta ligação é realizada através de derivadores e as conexões das estações realizadas do mesmo modo que no sistema de barra padrão.
Cuidados adicionais devem ser tomados nas redes em árvores, pois cada ramificação significa que o sinal deverá se propagar por dois caminhos diferentes. A menos que estes caminhos estejam perfeitamente casados, os sinais terão velocidades de propagação diferentes e refletirão os sinais de diferentes maneiras. Em geral, redes em árvore, vão trabalhar com taxa de transmissão menores do que as redes em barra comum, por estes motivos.
Topologia física baseada numa estrutura hierárquica de várias redes e sub-redes. Existem um ou mais concentradores que ligam cada rede local e existe um outro concentrador que interliga todos os outros concentradores. Esta topologia facilita a manutenção do sistema e permite, em caso de avaria, detectar com mais facilidade o problema.