Cabo Coaxial Par Trançado Fibras Ópticas Cabo …‰ muito utilizado para aplicações em redes...

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Tipos de Cabeamento de Redes

Cabo Coaxial Par Trançado Fibras Ópticas

Cabo Coaxial

Introdução

O cabo coaxial foi o primeiro cabo disponível no mercado, e era até a alguns anos atrás o meio detransmissão mais moderno que existia em termos de transporte de bits, embora ainda hoje seja usado paraa mesma finalidade.

Um cabo coaxial consiste em um fio de cobre rígido que forma o núcleo, envolto por um material isolanteque por sua vez é envolto em um condutor cilíndrico, freqüentemente na forma de uma malha entrelaçada.O condutor externo é coberto por uma capa plástica protetora, que evita o fenômeno da indução, causadapor interferências elétricas ou magnéticas externas.

Características

O cabo coaxial mantém uma capacidade constante e baixa, independente do seu comprimento, o que lhepermite suportar velocidades da ordem de megabits/segundo, sem a necessidade de regeneração do sinal esem distorções ou ecos.

A forma de construção do cabo coaxial lhe oferece uma boa combinação de alta banda passante eexcelente imunidade a ruídos e, por isso, eram o meio de transmissão mais usado em redes locais.

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A figura abaixo mostra os componentes utilizados nas conexões com cabos Thin Ethernet. Os conectores”T” são acoplados ao conector BNC da placa de rede, e nele são conectados os cabos que ligam o PC aosseus vizinhos. O terminador deve ser ligado no último conector “T” da cadeia.

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Vantagens e Desvantagens

Algumas vantagens do cabo coaxial: baixos custos de implementação, topologia simples de implementar,resistência à ruídos e interferências.

Algumas desvantagens do cabo coaxial: distâncias limitadas, baixo nível de segurança, dificuldade em fazergrandes mudanças na topologia da rede.

Classificação

Dois tipos de cabo coaxial são bastante utilizados:

Coaxial fino (Thin Ethernet - 10Base2)




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Coaxial grosso (Thick Ethernet - 10Base5)

Existem cabos com impedância de 50 Ohms, 93 Ohms, 95 Ohms, 100 Ohms. Descreveremos a seguir ascaracterísticas físicas e dimensionais de alguns cabos existentes no mercado de acordo com a suaimpedância citadas acima.

Impedância Referência Aplicação

50 Ohms

RG-58 (Cheapernet) Expancel sistemas VHF/UHF

RG-58 (Cheapernet)rede Ethernet, com cabo coaxial fino

RG-08 (Ethernet)rede Ethernet, com cabo coaxialgrosso

RG-213sistemas VHF/UHF, informática,telefonia

RG-62 A/Uterminais de computadores,teleinformática (uso interno)

93 Ohms RG E-62terminais de computadores,teleinformática (uso externo)

95 Ohms Multicoaxial 20 Condutoresconexão de terminais decomputadores à controladora, CPDna conexão de módulos digitais

100 Ohms Twinaxial 20 AWG x 1Pterminais de computadoresAS400(IBM)

Cabo Coaxial Fino (10Base2)




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O cabo coaxial fino, também conhecido como cabo coaxial banda base ou 10Base2, é o meio mais utilizadoem redes locais. A topologia mais utilizada é a topologia em barra.

O método de acesso ao meio usado em cabos coaxiais finos é o detecção de portadora, com detecção decolisão.

Sua instalação é facilitada devido ao fato de que o cabo coaxial fino é mais maleável.

Possui maior imunidade a ruídos eletromagnéticos de baixa freqüência, pois sofre menos reflexões, devido àscapacitâncias introduzidas na ligação das estações do cabo, do que o cabo grosso.

Características TécnicasImpedância 50 OhmsTamanho máximo de segmento 185mTamanho mínimo de segmento 0,5mNúmero máximo de segmentos 5Tamanho máximo total 925m




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Tamanho máximo sem repetidores 300mCapacidade 30 equipamentos/segmentoAcesso ao meio CSMA/CDTaxas de transmissão de dados 1 a 50 Mbps (depende do tamanho do cabo)Modo de transmissão Half-Duplex - Código ManchesterTransmissão por pulsos de corrente contínuaImunidade EMI/RFI 50 dBConector conector T

Cabo Coaxial Grosso

O cabo coaxial grosso, também conhecido como cabo coaxial de banda larga ou 10Base5 ou "Mangueira dejardim amarela", é utilizado para transmissão analógico.

Em redes locais, a banda é dividida em dois canais ou caminhos: caminho de transmissão (Inbound) e,




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caminho de recepção (Outbound).

É muito utilizado para aplicações em redes locais com integração de serviços de dados, voz e imagens.

Necessita de amplificadores analógicos periódicos, que transmitem o sinal num único sentido, assim, umcomputador que envia um pacote não será capaz de alcançar os computadores a montante dele se houverum amplificador entre eles. Para solucionar este problema foram criados os sistemas com cabo único e comcabo duplo. No cabo duplo, toda transmissão é feita no cabo 1 e toda recepção ocorre no cabo 2. No caboúnico, é alocado bandas diferentes de frequência para comunicação, entrando e saindo por um único cabo.

Sua instalação requer prática e pessoal especializado.

Características TécnicasImpedância 75 Ohms

Atenuaçãoem 500m de cabo não exceder 8,5dB medido a 10MHz ou 6,0dB medido a 5MHz

Velocidade de propagação 0,77c (c = velocidade da luz no vácuo)Tamanho máximo segmento 500mTamanho mínimo de segmento 2,5mNúmero máximo de segmentos 5Tamanho máximo total 2500mTamanho máximorecomendado

múltiplos de 23,4-70,2 ou 117m

Capacidade 1500 canais com 1 ou mais equipamentos por canalAcesso ao meio FDMTaxas de transmissão dedados

100 a 150 Mbps (depende do tamanho do cabo)

Modo de transmissão Full-DuplexTransmissão por variação em sinal de frequência de rádioImunidade EMI/RFI 85 dB

Conectortipo derivador Vampiro e utiliza transceptores (detecta a portadora




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Conectorelétrica do cabo)

Montagem de cabos Thin Ethernet

Atualmente não se montam redes usando cabos coaxiais, já que caíram em desuso. Mas é possível que seprecise dar manutenção nessas redes, o que inclui a confecção de cabos. Se esta operação é feita deforma esporádica, pode-se encomendar cabos sob medida em lojas especializadas. Como também essescabos podem ser montados. O material necessário e as ferramentas são encontrados em lojasespecializadas em equipamentos e suprimentos para redes.

A figura abaixo mostra duas ferramentas necessárias à montagem de cabos coaxiais. A primeira serve paradesencapar o cabo, e a outra é um alicate crimpador, usado para fixar o conector no cabo.

Ferramentas usadas na montagemde cabos coaxiais.

O conector BNC é vendido desmontado, como mostra a figura a seguir. Um pino central deve ser fixado nocondutor mais interno do cabo. A parte maior do conector fará contato com a blindagem externa. Umapeça metálica adicional firmará o cabo no conector.




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Peças que formam um conector BNC.

Corte o cabo e introduza-o no anel metálico. A seguir desencape o cabo como mostra a figura abaixo,usando a ferramenta apropriada. Note que o cabo coaxial RG58 é formado por quatro camadas, de dentropara fora:

Condutor intero

Isolador plástico

Malha condutora externa

Capa plástica

Desencapando o cabo.

Observe que o tubo metálico externo, a esta altura já posicionado no cabo, ficará sobre a sua capaplástica externa. Já a extremidade do conector BNC, mostrada na figura a seguir, deverá ficar sob a malhacondutora do cabo.




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Conector BNC e tubo metálico externo.

Corte o excesso da malha externa e junte o tubo metálico ao conector. Use o alicate crimpador paraprender este tubo ao conector.

Nas lojas que vendem o material para a construção desses cabos, podemos ainda encontrar uma jaquetaplástica externa para o conector, como no cabo que vemos na próxima figura. Esta jaqueta deve serencaixada no cabo antes da montagem do conector. Depois que o conector está fixado ao cabo, juntamosa jaqueta com o conector, dando maior rigidez e um acabamento profissional.

Cabo coaxial pronto.

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Par Trançado

http://www.nti.ufpb.br/~beti/pag-redes/cabos.htm

http://www.nti.ufpb.br/~beti/pag-redes/index.htm




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Introdução

Há alguns anos a rede feita com cabo de par trançado vem substituindo as redes construídas com caboscoaxiais de 50 Ohms devido principalmente a facilidade de manutenção, pois com o cabo coaxial é muitotrabalhoso achar um defeito, pois, se houver um mau contato ou qualquer problema com as conexões emalgum ponto da rede o problema se refletirá em todas as maquinas da rede, o que não acontece em umarede de par trançado.

O cabo par trançado surgiu com a necessidade de se ter cabos mais flexíveis e com maior velocidade e detransmissão .

Características

Este cabo consiste em um par de fios elétricos de cobre ou aço recoberto de cobre (aumenta a resistênciaà tração). Os fios são recobertos de uma camada isolante, geralmente de plástico, e entrelaçados emforma de trança (de onde surgiu o seu nome). Este entrelaçamento é feito para se evitar a interferênciaeletromagnética entre cabos vizinhos e para aumentar a sua resistência. O conector utilizado é o RJ-45.

Sua transmissão pode ser tanto analógica quanto digital. Na transmissão analógica, para o qual foioriginalmente construído, é necessário um amplificador a cada 5 ou 6 km. Na transmissão digital, umrepetidor é necessário a cada 2 ou 3 km.

Além do uso em redes de computadores, o cabo par trançado é muito utilizado em telefonia, ligandoaparelhos telefônicos a centrais ou a um centro de comutação privado (PABX), ele é usado em ligaçõescom multiplexação de 24 ou 30 canais, com uma banda de passagem de 268 ou 312 kHz. Dados digitais sãotransmitidos usando-se modems de até 9600bps em PKS e multiplexação, com banda agregada de 230kbps. Também é utilizado em transmissões digitais, como na interligação de centrais telefônicas com PCMde 24 ou 30 canais e taxa agregada de 1,5 ou 2 Mbps.

Vantagens e Desvantagens

Tem como vantagem se atingir maior taxa de transferência podendo trabalhar não somente a 10 Mbps,mas também a 100 Mbps (Fast Ethernet) ou até 1000 Mbps (1 Gigabite Ethernet).




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Sua desvantagem consiste no fato de ser suscetível à interferência e ao ruído, inclusive "cross-talk" defiações adjacentes, mas para se solucionar estes problemas foram desenvolvidos dois tipos de cabo partrançado: o par trançado sem blindagem (UTP) e o par trançado com blindagem (STP).

Tipos de Cabo Par Trançado

Como vimos anteriormente, existem dois tipos básicos de cabos par trançado:

UTP - Unshielded Twisted Pair - Par trançado sem blindagem.

Este é sem duvida o cabo mais utilizado em redes de computadoes, pois, é de fácil manuseio, instalação epermite maiores taxas de transmissão em relação aos cabos coaxiais.

STP - Shielded Twisted Pair - Par trançado com blindagem.

O cabo blindado STP é muito pouco utilizado sendo basicamente necessários em ambientes com grandenível de interferência eletromagnética. Podem ser encontrados com blindagem simples ou com blindagem para par.

Deve-se dar preferência a sistemas com cabos de fibra ótica em ambientes com agressivos ruídoseletromagnéticos, pois estas são imune a qualquer tipo de ruído eletromagnético, ou quando se desejamgrandes distâncias ou altas velocidades de transmissão.

Categorias

Os UTPs são divididos em 5 categorias, levando em conta o nível de segurança e a bitola do fio, onde osnúmeros maiores indicam fios com diâmetros menores.

Categoria 1 : sistema de telefonia;

Categoria 2 : UTP tipo 3 definido pela IBM. Baixa transmissão.




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Categoria 3 : transmissão de até 16 Mhz. Utilização típica em até 10 Mbps.

Categoria 4 : transmissão de até 20 Mhz . Utilização típica em até 16Mbps.

Categoria 5 : transmissão de até 100 Mhz. Utilização típica em até 100Mbps.

Padrões de Conectorização

Conectorização T568A (Strainght Through) para 10BaseT e 100BaseT

cor pino função cor

1 + TD Vd/Br

2 - TD Verde

3 + RD Lr/Br

4 N/UtilizadoAzul

5 N/UtilizadoAz/Br

6 - RD Laranja

7 N/UtilizadoMr/Br

8 N/UtilizadoMarrom

Esquema de ligação sem cruzamentoalgum (Strainght Through) conformenorma EIA/TIA 568A "Este é o esquema deligação mais utilizado em todo o mundo"

Conectorização T568B (Half Cross) para 10BaseT e 100BaseT

cor pino função cor




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1 + TD Lr/Br

2 - TD Laranja

3 + RD Vd/Br

4 N/UtilizadoAzul

5 N/UtilizadoAz/Br

6 - RD Verde

7 N/UtilizadoMr/Br

8 N/UtilizadoMarrom

Esquema de ligação com cruzamentoparcial de T568A (Half Cross) conformenorma EIA/TIA 568A

Conectorização T568A (Strainght Through) para 1000BaseT (Gigabit Ethernet)

cor pino funçãocor

1 +BI_DA Vd/Br

2-BI_DA

Verde

3 +BI_DB Lr/Br

4 +BI_DC Azul

5 -BI_DC Az/Br

6 - BI_DBLaranja

7 +BI_DD Mr/Br

8-BI_DD

Marrom




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Esquema de ligação conforme normaEIA/TIA 568A para 1000BaseT, acodificação das cores é a mesma,modificando-se somente os sinais e queneste tipo de ligação se utiliza todos ospinos de ligação para os sinais (fullduplex)

Conectorização Cross Over (Cruzamento Total) T568A para 1000BaseT (Gigabit Ethernet)

cor pino funçãocor

1 +BI_DA Lr/Br

2-BI_DA

Laranja

3 +BI_DB Vd/Br

4 +BI_DC Mr/Br

5 -BI_DC Marrom

6 - BI_DBVerde

7 +BI_DD Azul

8-BI_DD

Az/Br

Cabo UTP

O cabo UTP é um dos meios físicos mais utilizados nas redes modernas, apesar do custo adicionaldecorrente da utilização de hubs e outros concentradores. O custo do cabo é mais baixo, e a instalação é




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mais simples. Basta ligar cada um dos computadores ao hub ou switch. Cada computador utiliza um cabocom conectores RJ-45 em suas extremidades. As conexões são simples porque são independentes. Paraadicionar um novo computador à rede, basta fazer a sua ligação ao hub, sem a necessidade de remanejarcabos de outros computadores.

Cabo UTP com conectores RJ-45.

Cabos de rede podem ser comprados prontos, com diversas medidas. É prático usar cabos prontos quandoseu uso é externo, ou seja, não embutido na parede. São os casos dos cabos que ligam o computador aohub ou tomada, e também dos inúmeros cabos que interligam os equipamentos de rede nos racks, comomostraremos mais adiante.

Conectores RJ-45.




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A figura acima mostra um conector RJ-45 na extremidade de um cabo de par trançado. Para quem vaiutilizar apenas alguns poucos cabos, vale a pena comprá-los prontos. Muitas lojas montam esses cabos sobmedida. Para quem vai precisar de muitos cabos, ou para quem vai trabalhar com instalação e manutençãode redes, vale a pena ter os recursos necessários para construir cabos. Devem ser comprados osconectores RJ-45, cabos, um alicate para fixação do conector e um testador de cabos.

Cabo UTP com seus quatro pares trançados.

A figura anterior mostra a extremidade de um cabo UTP usado em redes, já desencapada e com seusquatro pares à mostra. Um desses pares tem um fio azul escuro, trançado com um outro fio que pode serazul claro ou então, branco com listras azuis. Da mesma forma, um par tem um fio laranja trançado com umfio branco com listras laranjas, um fio verde trançado com um fio branco com listras verdes e um fio marromtrançado com um fio branco com listras marrons. Dependendo do cabo, os fios brancos listrados citadospodem apresentar as cores laranja claro, verde claro e marrom claro, respectivamente.

Note que apesar das extremidades dos oito fios desencapadas, visto acima, com a parte de cobre àmostra, não desencapamos essas extremidades quando montamos um cabo de rede. O conector RJ-45 temcontatos cortantes que penetram na cobertura plástica e atingem o condutor interno, fazendo o contato.

A figura a seguir mostra em detalhes os conectores RJ-45, bem como a numeração dos seus contatos.Apesar do conector RJ-45 ter oito fios, as conexões por rede Ethernet usam apenas quatro fios. Entre osfios de números 1 e 2 (chamados de TD+ e TD– ) a placa envia o sinal de transmissão de dados, e entre osfios de números 3 e 6 (chamados de RD+ e RD– ) a placa recebe os dados. Nos hubs e switches, os papéisdesses pinos são invertidos. A transmissão é feita pelos pinos 3 e 6, e a recepção é feita pelos pinos 1 e 2.Em outras palavras, o transmissor da placa de rede é ligado no receptor do hub ou switch, e vice-versa.




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Conectores RJ-45.

Para quem faz instalações de redes com freqüência, é conveniente adquirir testadores de cabos, como osque vemos na figura abaixo. Lojas especializadas em equipamentos para redes fornecem cabos, conectores,o alicate e os testadores de cabos, além de vários outros equipamentos. Os testadores mostrados napróxima figura formam uma dupla, e são vendidos juntos. Para testar um cabo, conectamos em cada umdos testadores, uma extremidade do cabo. Pressionamos o botão ON/OFF e observamos os LEDs indicadosno testador menor. Os quatro LEDs deverão acender seqüencialmente, indicando que cada um dos quatropares está firme e com contato perfeito.




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Testadores de cabos.

Um hub.

A figura logo acima mostra um hub, um dos equipamentos que ligam os computadores em redes que utilizampar trançado. Existem hubs padrão Ethernet (10 Mbits/s) e Fast Ethernet (100 Mbits/s). Existem ainda osmodelos duais, que permitem conexões com velocidades diferentes na mesma rede (10 Mbits/s e 100Mbits/s). A maioria dos modelos hoje à venda são duais. Podemos encontrar hubs com conexões para 4, 6,8, 12, 16, 24 ou 32 computadores.




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Os hubs e outros tipos de concentradores possuem em geral uma porta adicional chamada Uplink. Estaporta é usada para conectar os hubs (ou outros concentradores) entre si. Observe na figura anterior que aporta 8 tem uma indicada uma ligação com a porta adicional, que é o Uplink. Na verdade o Uplink é umarepetição desta porta (no nosso exemplo, da porta 8). Não é permitido fazer conexões simultâneas emambas as portas. No hub do nosso exemplo, se a porta Uplink for usada, a porta 8 deve ficar sem conexão.Mais adiante mostraremos como são feitas as ligações com o uso da porta Uplink.

Detalhe da conexão dos cabos no hub.

Se você precisa implementar uma rede em que alguns computadores utilizam placas de 10 Mbits/s(computadores antigos) e outros utilizam placas de 100 Mbits/s, tome cuidado com o tipo de hub que vaiadquirir. Existem modelos mais simples que, ao detectarem que existe pelo menos uma placa operando a 10Mbits/s, obrigam todas as placas de 100 Mbits/s a reduzirem sua velocidade para 10 Mbits/s. Existemmodelos de melhor qualidade que dividem as conexões em dois barramentos, um para cada velocidade.Desta forma, dois computadores equipados com placas de 100 Mbits/s poderão trocar dados nestavelocidade. Apenas quando um dos computadores envolvidos na comunicação utiliza placa de 10 Mbits/sesta velocidade será utilizada.

Montagem de cabos UTP/RJ-45

Para montar cabos de rede com par trançado e conectores RJ-45, é preciso utilizar um alicate apropriado,




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como o que vemos a seguir. Este alicate é encontrado em lojas especializadas em acessórios para redes, eé normalmente chamado de alicate crimpador ou alicate de crimpagem. Existe também um modelo que éusado para conectores RJ-11, que têm 4 contatos e são usados para conexões telefônicas.

Alicate para fixação de conectores RJ-45.

Este alicate possui duas lâminas e uma fenda para o conector. A lâmina indicada com (1) é usada paracortar o fio. A lâmina (2) serve para desencapar a extremidade do cabo, deixando os quatro paresexpostos. A fenda central serve para prender o cabo no conector.




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O alicate em detalhes.

(1): Lâmina para corte do fio(2): Lâmina para desencapar o fio(3): Fenda para crimpar o conector

São as seguintes as etapas da montagem do cabo:

1º Use a lâmina (1) para cortar o cabo no tamanho necessário

Desencapando a cobertura externa e expondo osquatro pares do cabo.

2º Use a lâmina (2) para desencapar o cabo, retirando cerca de 2 cm da capa plástica. É preciso algumaprática para fazer a operação corretamente. A lâmina deve cortar superficialmente a capa plástica, porémsem atingir os fios. Depois de fazer um leve corte, puxe o cabo para que a parte plástica seja retirada.




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Desencapando a extremidade do cabo.

3º Você identificará quatro pares de fios:

a) Verde / Branco-verdeb) Laranja / Branco-laranjac) Azul / Branco-azuld) Marrom / Branco-marrom

OBS.: Branco-verde significa “fio branco com listras verdes”. Em alguns cabos este fio é verde claro, aoinvés de branco listrado de verde. O mesmo se aplica aos outros três pares, com as respectivas cores.

4º Procure separar os pares na ordem indicada no item 3. O par laranja / branco-laranja deverá serdesmembrado. O fio branco-laranja ficará depois do par verde/branco-verde. Depois virá o par azul/branco-azul. Depois virá o fio laranja, e finalmente o par marrom/branco-marrom. Desenrole agora os pares ecoloque os fios na seguinte ordem, da esquerda para a direita:

Branco-verdeVerde

Branco-laranjaAzul

Branco-azul




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LaranjaBranco-marrom

Marrom

A operação completa é mostrada na figura abaixo. Procure posicionar os pares de modo que já fiquemdispostos na sua configuração definitiva, sem que seja preciso fazer grandes torções nos pares.

Colocando os fios na ordem correta.

5º Use a lâmina (1) do alicate para aparar as extremidades dos 8 fios, de modo que fiquem todos com omesmo comprimento. O comprimento total da parte desencapada deverá ser de cerca de 1,5 cm.

6º Introduza cuidadosamente os 8 fios dentro do conector RJ-45. Cada um dos oito fios deve entrartotalmente no conector. Observe o ponto até onde deve chegar a capa plástica externa do cabo. Depoisde fazer o encaixe, confira se os 8 fios estão na ordem correta.




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Encaixando o cabo no conector RJ-45.

7º Agora falta apenas “crimpar” o conector. Introduza o conector na fenda apropriada existente no alicatee aperte-o. Nesta operação duas coisas acontecerão. Os oito contatos metálicos existente no conectorirão “morder” os 8 fios correspondentes, fazendo os contatos elétricos. Ao mesmo tempo, uma parte doconector irá prender com força a parte do cabo que está com a capa plástica externa. O cabo ficarádefinitivamente fixo no conector. Finalmente use o testador de cabos para verificar se o mesmo está emperfeitas condições.

Esteja preparado, pois a experiência mostra que para chegar à perfeição é preciso muita prática, e até lá écomum estragar muitos conectores. Para minimizar os estragos, faça a crimpagem apenas quando perceberque os oito fios chegaram até o final do conector. Não fixe o conector se perceber que alguns fios estãoparcialmente encaixados. Se isso acontecer, tente empurrar mais os fios para que encaixem até o fim. Senão conseguir, retire o cabo do conector, realinhe os oito fios e faça o encaixe novamente.

Olhando atentamente, observamos quealguns dos fios não ficaram totalmenteencaixados.

Protetor de borracha para o conector RJ-45




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Nas lojas que vendem material para a montagem de cabos de rede, você encontrará também protetores deborracha, como os que vemos logo abaixo. Esses protetores estão disponíveis em várias cores, e éaltamente recomendável usá-los.

Protetores de borracha para os conectoresRJ-45.

O uso desses protetores plásticos traz vários benefícios:

Facilita a identificação do cabo, com o uso de cores diferentes

Mantém o conector mais limpo

Aumenta a durabilidade do conector nas operações de encaixe e desencaixe

Dá ao cabo um acabamento profissional

Montar um cabo de rede com esses protetores é fácil. Cada protetor deve ser instalado no cabo antes dorespectivo conector RJ-45. Depois que o conector é instalado, ajuste o protetor ao conector.




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Cabos com protetores deborracha.

Testando o cabo

Testar um cabo é relativamente fácil utilizando os testadores disponíveis no mercado. Normalmente essestestadores são compostos de duas unidades independentes. A vantagem disso é que o cabo pode sertestado no próprio local onde fica instalado, muitas vezes com as extremidades localizadas em recintosdiferentes. Chamemos os dois componentes do nosso kit de testador e terminador. Uma das extremidadesdo cabo deve ser ligada ao testador, no qual pressionamos o botão ON/OFF. O terminador deve ser levadoaté o local onde está a outra extremidade do cabo, e nele encaixamos o outro conector RJ-45.




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Testando um cabo com dois conectores RJ-45.

Uma vez estando pressionado o botão ON/OFF no testador, um LED irá piscar. No terminador, quatro LEDspiscarão em seqüência, indicando que cada um dos quatro pares está corretamente ligado. Observe queeste testador não é capaz de distinguir ligações erradas quando são feitas de forma idêntica nas duasextremidades. Por exemplo, se os fios azul e verde forem ligados em posições invertidas em ambas asextremidades do cabo, o terminador apresentará os LEDs piscando na seqüência normal. Cabe ao usuário outécnico que monta o cabo, conferir se os fios em cada conector estão ligados nas posições corretas.

Montagem e teste de conectores RJ-45 fêmea na parede

Ao montar uma rede em uma pequena sala, os cabos são muitas vezes passados ao longo da parede,fixados no rodapé. Muitas vezes os cabos vão de uma sala a outra, totalmente à vista. Apesar do aspectodeste tipo de instalação ser ruim, funciona bem. Apenas devemos evitar passar cabos de rede próximos àfiação da rede elétrica. As instalações são entretanto mais organizadas quando os cabos de rede passamdentro de conduítes próprios, por dentro das paredes. Nunca passe cabos de rede por conduítes que jásejam usados pela fiação da rede elétrica. Esses conduítes são instalados na parede durante uma obraanterior à instalação da rede e dos computadores. É preciso quebrar a parede, passar os conduítes einstalar as caixas de tomadas, cimentar, fazer o acabamento e pintar.




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Tomada de rede embutida na parede.

Existem alternativas para este tipo de instalação. Em muitas empresas é usado um “piso falso”. Bastalevantar as placas e passar os cabos sob o piso. Se não for o caso, podemos deixar o cabeamento de redeexterno mas usar canaletas para proteger os cabos e dar um acabamento melhor. Nos pontos onde serãofeitas as conexões, usamos caixas externas com tomadas de rede.




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Tomadas de rede em caixas externas.

Tanto na tomada embutida como na externa encontramos conectores RJ-45 fêmea. O cabo da rede deveser ligado internamente a esses conectores e fixado com a ajuda de uma ferramenta de inserçãoapropriada. Na figura abaixo vemos o aspecto do interior do conector RJ-45 fêmea.

OBS.: O conector RJ-45 macho também é chamado de plug RJ-45. O conector RJ-45 fêmea também échamado de jack RJ-45.




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Detalhes de conectores RJ-45 fêmea.

A seguir é mostrada a ferramenta usada na fixação do cabo neste conector. Trata-se de uma ferramentade impacto. Uma peça chamada blade (lâmina) faz simultaneamente o corte do excesso de fio e a fixaçãono conector. Tanto os conectores quanto esta ferramenta são encontrados nas lojas especializadas emsuprimentos para redes.

Ferramenta para fixação do cabo noconector RJ-45 fêmea.




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Para montar este conector, siga o seguinte roteiro:

1º Use um alicate crimpador para desencapar cerca de 3 cm do plástico que envolve o cabo.

Ordem daslogações dosfios noconector.

2º Encaixe cada um dos fios nas posições corretas. Em caso de dúvida, use a indicação das coresexistente no próprio conector. Os fios devem ser totalmente encaixados nas fendas do conector, comovemos em detalhe na figura abaixo.




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Detalhe do encaixe dos fios no conector.

3º Para cada uma das 8 posições do conector, posicione a lâmina da ferramenta de inserção. A lâmina temuma extremidade cortante que deverá eliminar o excesso de fio. Cuidado para não orientar a parte cortantena posição invertida. A parte cortante deve ficar orientada para o lado externo do conector. Aperte alâmina firmemente no sentido do conector. A lâmina fará um impacto, e fixará o fio no conector, ao mesmotempo em que cortará o seu excesso.




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Fixando os fios por impacto e cortando o seu excesso.

4º Uma vez pronto o conector, devemos testá-lo. A seção completa de cabo terá conectores RJ-45 fêmeaem suas duas extremidades. Conecte nesses pontos dois pequenos cabos com conectores RJ-45 macho,previamente testados. Use então o mesmo procedimento usado nos testes de cabos de par trançado, jámostrado neste capítulo.

5º Depois que os conectores forem montados e testados, podem ser encaixados no painel frontal,conhecido como “espelho”. Finalmente este espelho deve ser aparafusado na caixa, e a instalação estarápronta.




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Fixe o conector no espelho e aparafuse o espelhona parede.

Note que ao lado do espelho onde estão dois conectores RJ-45, existe um espelho com tomadas elétricas.Lembre-se que a fiação de rede e a fiação elétrica não devem compartilhar a mesma tubulação, mas vocêpode passar os fios de rede em tubulações telefônicas. O tipo de caixa e espelho usados na figura anteriorsão conhecidos no comércio como “4x4” (a caixa interna é um quadrado com quatro polegadas de lado).Também são comuns as caixas e espelho “4x2”. Usar uma caixa maior tem a vantagem de permitir maisfacilmente a instalação de novas conexões, bastando trocar o espelho.

Os produtores de tomadas e espelhos oferecem linhas de espelhos, tomadas e interruptores modulares comexcelente apresentação. Entre esses módulos encontramos conectores RJ-11 para telefones e conectoresRJ-45 para redes.

Cabo “crossed” (crossover)

É possível ligar dois computadores em rede utilizando par trançado, sem utilizar um hub. Para isso é precisousar um cabo trançado (crossed ou crossover). Este cabo possui plugs RJ-45 em suas extremidades, porémé feita uma inversão nos pares de transmissão e recepção. Para isso, um plug RJ-45 é montado da formapadrão. O outro deve ser montado de acordo com o diagrama abaixo:




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Ligações em um dos conectores docabo crossed.

O funcionamento deste cabo é baseado nas inversões dos sinais TD e RD (transmissão e recepção):

TD+ e TD- do primeiro conector ligados em RD+ e RD- do segundo conectorRD+ e RD- do primeiro conector ligados em TD+ e TD- do segundo conector

O método de teste deste tipo de cabo é o mesmo para cabos comuns. A única diferença é que a seqüência

de acendimento dos LEDs será alterada. Ao invés dos LEDs acenderem na ordem 1o, 2o, 3o, 4o, acenderão

na ordem 2o, 1o, 3o, 4o. Lembre-se que neste cabo, apenas um dos conectores deve ter as conexõesfeitas invertidas. O outro conector deve ter as conexões normais.

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Fibras Ópticas

Introdução

Em 1966, num comunicado dirigido à Bristish Association for the Advancement of Science, os pesquisadoresK. C. Kao e G. A . Hockham da Inglaterra propuseram o uso de fibras de vidro, e luz, em lugar deeletricidade e condutores de cobre na transmissão de mensagens telefônicas.

A fibra óptica é um filamento de vidro, material dielétrico, constituído de duas partes principais : o núcleo,






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por onde se propaga a luz, e a casca que serve para manter a luz confinada no núcleo.

Cada um destes elementos, núcleo e casca, possuem índices de refração diferentes fazendo com que a luzpercorra o núcleo refletindo na fronteira com a casca.

Transmissão

Para criarmos um sistema de comunicação através de fibras ópticas, precisamos de alguns elementos alémda fibra tais como receptores e Transmissores, que transformam o sinal elétrico em luminoso, e vice versa.

A comunicação se estabelece da seguinte forma: O equipamento, hub ou estação de trabalho, envia umamensagem codificada através de um pulso elétrico ao emissor que converte em pulso luminoso, este pulsoluminoso percorre a fibra até atingir seu destino, onde encontra um receptor que recebe e convertenovamente em pulso elétrico para que o outro equipamento possa interpretar a mensagem. Os emissores ereceptores geralmente ficam alojados em equipamentos tais como hubs ópticos, placas ópticas etranceivers.

Os transmissores ópticos são responsáveis pela conversão dos sinais elétricos em sinais ópticos que serãotransportados pela fibra. As fontes luminosas usadas são :

LEDs (Light Emitting Diodes) : utiliza o processo de fotogeração por recombinação espontânea. Os caboscom este tipo de transmissão são mais baratos, além de serem mais adaptáveis à temperatura ambiente ede terem um ciclo de vida maior.

LDs (Laser Diodes) : utiliza o processo de geração estimulada da luz. Os cabos com este tipo detransmissão são mais eficientes em potência devido a sua espessura reduzida.

A largura de banda deste meio é potencialmente muito alta , podendo chegar a 5Ghz, e tende a ser limitadapela taxa de modulação máxima da fonte luminosa. Para os LEDs estas taxas variam entre 20 e 150 Mbps ,taxas mais altas são possíveis usando LDs.

Os receptores ópticos ou fotodetectores são responsáveis pela conversão dos sinais ópticos em elétricos.Devem operar com sucesso até nos menores níveis de potência ópticas possíveis, convertendo o sinal com




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o mínimo de distorção e ruído para garantir o maior alcance possível.

Os fotodetectores mais utilizados são :

PIN : este tipo de receptor é mais barato, além de serem mais adaptáveis à temperatura ambiente e deterem um ciclo de vida maior .

AFD : este tipo de receptor apresenta um custo maior do o PIN , além de apresentar uma sensibilidade euma relação sinal/ruído muito melhor que o PIN.

Vantagens

Banda passante alta: a transmissão óptica tem uma grande capacidade de transmitir informação em termosde largura de banda, a transmissão por freqüências de onda de luz é muito grande no espectroelectromagnético, dado que a largura de banda é dependente da extensão da freqüência.

Perdas de transmissão baixa: o poder do sinal luminoso é apenas reduzido ligeiramente após a propagaçãode grandes distâncias;

Pequeno tamanho e peso: resolvem o problema de espaço e de congestionamento de dutos no subsolo dasgrandes cidades e em grandes edifícios comercias. É o meio de transmissão ideal em aviões, navios esatélites;

Imunidade a interferências: não sofrem interferências eletromagnéticas, pois são compostas de materialdielétrico, e asseguram imunidade à pulsos eletromagnéticos;

Isolação elétrica : não há necessidade de se preocupar com aterramento e problemas de interface deequipamento, uma vez que é constituída de vidro ou plástico, que são isolantes elétricos;

Matéria-prima abundante: é constituída por sílica, material abundante e não muito caro. Sua despesaaumenta no processo requerido para fazer vidros ultra-puros desse material;




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Desvantagens

Fragilidade das fibras ópticas sem encapsulamento: deve-se tomar muito cuidado ao manusear-se uma fibraóptica, pois elas quebram facilmente;

Dificuldade de conexões das fibras ópticas: por ser de pequena dimensão, exigem procedimentos edispositivos de alta precisão na realização de conexões e emendas;

Acopladores tipo T com perdas muito grandes: essas perdas dificultam a utilização da fibra óptica emsistemas multiponto;

Impossibilidade de alimentação remota de repetidores: requer alimentação elétrica independente para cadarepetidor, não sendo possível a alimentação remota através do próprio meio de transmissão;

Falta de padronização dos componentes ópticos: o contínuo avanço tecnológico e a relativa imaturidadenão tem facilitado o estabelecimento de padrões.

Aplicações

Redes de telecomunicações; Conexões de redes locais LANs e WANs; Redes de comunicações em ferrovias e metrôs; Redes para controle de distribuição de energia elétrica; Redes de transmissão de dados; Redes de distribuição de sinais de radiodifusão e televisão; Redes de estúdios, cabos de câmeras de televisão; Redes industrias, em monitoração e controle de processos; Interligação de circuitos dentro de equipamentos; Aplicação de controle em geral como em fábricas e maquinários ; Em veículos motorizados, aeronaves, trens e navios.

Tipos de Fibras Ópticas




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Podemos encontrar três tipos de fibra óptica :

Multimodo com índice degrau: este tipo de fibra foi o primeiro a surgir e é o tipo mais simples. Constitui-sede um único tipo de vidro para compor o núcleo, ou seja, com índice de refração constante.

Possui capacidade de transmissão limitada basicamente pela dispersão modal (interferência entre pulsosconsecutivos, onde ocorre o espalhamento dos "modos" no decorrer do percurso) que reflete os diferentestempos de propagação da onda luminosa.

São utilizadas em transmissão de dados à curta distância e em iluminações. O desempenho desta fibra nãopassa de 15 a 25 MHz.

Multimodo com índice gradual: este tipo de fibra é composto por vidros especiais com diferentes valores deíndice de refração, os quais tem o objetivo de diminuir as diferenças de tempos de propagação da luz nonúcleo, devido aos vários caminhos possíveis que a luz pode tomar no interior da fibra, diminuindo adispersão do impulso e aumentando a largura de banda da fibra.




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Possui taxas de transmissão igual a multimodo com índice degrau, entretanto são menos sensíveis àdispersão modal.

Este tipo de fibra representa uma boa relação custo benefício para aplicações em redes locais, elapossibilita backbones de até 2 km sem repetição, opera com emissores do tipo LED, o que diminuiconsideravelmente o custo dos equipamentos envolvidos.

Monomodo degrau : a luz percorre a fibra em um só "modo", evitando assim os vários caminhos depropagação da luz no núcleo, consequentemente diminuindo a dispersão do impulso luminoso.

A principal característica desta fibra é a pequena dimensão do núcleo.

Atualmente possuem grande importância em sistemas telefônicos.

Pode atingir taxas de transmissão na ordem de 1 GHz.

Quanto ao tipo de sinal suportado, tanto fibras multimodo quanto monomodo operam com sinais de dados,voz e imagem.

Tipos de emendas




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Normalmente tem-se ema idéia apenas da fibra ligando uma ponta a outra da Rede, o que na maioria dasvezes não é verdade. É muito comum encontrarmos emendas durante o trajeto que a fibra faz.

Em vista disto estaremos descrevendo as características e aplicações dos principais processos de EmendasÓpticas.

Emenda Óptica por Fusão das Fibras

Como o próprio nome diz, este processo consiste em fundir uma fibra com uma outra fibra.

Para que ocorra a fusão das fibras é necessária a utilização de uma Máquina de Emenda Óptica na qualduas fibras são alinhadas frente a frente mantendo-se uma pequena distância entre as mesmas.

No local onde existe esta pequena distância, encontram-se de forma perpendicular com as fibras, dois"pólos" também alinhados frente a frente um com o outro.

Faz-se passar energia elétrica de um pólo para o outro e devido à distância que existe entre os mesmossão formados arcos voltáicos, os quais aquecem as fibras até temperaturas altíssimas e provocam a fusãoentre as mesmas.

Além da Máquina de Emenda Óptica, são necessários também um Decapador de Fibra Óptica, utilizado pararemover o revestimento da fibra sem danificá-la, e um clivador de fibra óptica utilizado para "cortar" asfibras num ângulo o mais reto possível para que as fibras estejam perfeitamente alinhadas na hora da fusão.

O processo de Emenda Óptica por Fusão exige um custo alto nos equipamentos para a sua operação,entretanto agiliza as instalações e garante uma grande confiabilidade no sistema.

Emenda Óptica Mecânica

Este processo consiste em alinhar duas fibras com a utilização de um tipo de "luva" especialmentedesenvolvida para tal finalidade, que mantém estas fibras posicionadas frente a frente, sem uni-lasdefinitivamente.




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Para que seja possível a execução deste tipo de processo é necessário a aquisição de alguns materiais,dentre eles, um Kit de Ferramentas para Emenda Mecânica, as "luvas", e um Clivador de fibra óptica deprecisão para cortar num ângulo o mais reto possível, para que as fibras estejam perfeitamente alinhadasna hora do fechamento da luva.

O custo de investimento em materiais para a operação deste tipo de processo é relativamente reduzido,sendo a sua instalação relativamente fácil, obtendo-se com isso um tempo reduzido durante a instalação euma grande facilidade de locomoção visto que os materiais são portáteis.

Emenda Óptica por Acoplamento de Conectores

Este processo no alinhamento de duas fibras, em cada fibra é colocado um conector óptico e estes doisconectores são encaixados em um acoplador óptico para que se torne possível o alinhamento das fibrassem uni-las definitivamente.

Para que este processo seja possível é necessária a aquisição de alguns produtos, dentre eles, um Kit deferramentas para conectorização de fibras ópticas, conectores ópticos e acopladores ópticos.

O custo de investimento em materiais para a operação deste tipo de processo é bem reduzido, sendo a suainstalação um pouco mais trabalhosa do que nos processos anteriores, em vista disso destina-se um tempomaior para que se efetue a instalação.

Exemplos de Cabos e Conectores

O custo do metro de cabo de fibra óptica não é elevado em comparação com os cabos convencionais.Entretanto seus conectores são bastante caros, assim como a mão de obra necessária para a suamontagem. Um cabo de fibra óptica custa entre 100 e 400 dólares, dependendo do comprimento. Um cursode especialização em montagem de cabos de fibras ópticas custa cerca de 1000 dólares, e é ministradopelos fabricantes dos cabos e conectores. A montagem desses conectores, além de um curso deespecialização, requer instrumentos especiais, como microscópios, ferramentas especiais para corte epolimento, medidores e outros aparelhos sofisticados.




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Devido ao seu elevado custo, os cabos de fibras ópticas são usados apenas quando é necessário atingirdistâncias maiores, para operar com taxas de transmissão mais altas, em ambientes com muita interferênciaeletromagnética e quando é necessária proteção contra descargas atmosféricas.

Estrutura interna de um cabo de fibra óptica.

A figura acima mostra a estrutura interna de um cabo de fibra óptica. A fibra propriamente dita forma onúcleo. Sua espessura é menor que a de um fio de cabelo. A maioria dos cabos de fibra óptica usados emredes têm fibras com espessura de 50 ou 62,5 microns. Cabos especiais chamados monomodo têm fibras de8 o ou 10 microns (lembrando que 1 micron equivale a 1 milésimo do milímetro). O núcleo é revestido poruma camada também de vidro, chamada casca. O vidro usado na construção do núcleo tem umelevadíssimo grau de pureza, que é medida em partes por bilhão. Um revestimento de acrilato, uma espéciede plástico, forma a camada mais externa do cabo. Vários desses cabos elementares são reunidos formandocabos múltiplos. Os cabos óticos usados em redes de computadores têm até 48 pares de fibras. Cabosusados em telefonia possuem até 280 pares de fibras.




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Exemplos de cabos de fibras ópticas (2 e 4 fibras).

A figura acima mostra a estrutura interna de um cabo com múltiplas fibras óticas. As fibras são reunidasaos pares em cabos com cerca de 0,85 mm de diâmetro. Um ou vários desses cabos duplos são envolvidospor fios de aramida, que são fibras que dão maior resistência ao cabo, evitando o seu esticamento. Oconjunto dos cabos duplos e dos fios de aramida são envolvidos por uma capa plástica externa.

O grande segredo da fibra óptica é a pureza do vidro utilizado. Este vidro é formado por processos químicosespeciais que envolvem vaporização e deposição. Também é notável o seu processo de fabricação. O vidroé derretido em um forno com um orifício inferior, até que ocorre a formação de uma gota. Esta gota épuxada e descartada, e forma-se um pequeno filete que é esticado até a espessura desejada. A espessuraé controlada por um processo computadorizado, e mantida no valor desejado. A seguir são aplicados acasca de vidro e o revestimento de acrilato.

Como já visto, as fibras são divididas em duas categorias: monomodo e multimodo. A fibras monomodo sãousadas em telefonia e em aplicações que exigem longas linhas, com vários quilômetros. Sua espessura é de8 a 10 microns e nela trafega um feixe de laser, sem sofrer reflexão nas paredes. As fibras multimodo sãomais baratas. Têm espessura de 50 ou 62,5 microns e alcance de até 2 km (alguns tipos chegam a apenasalgumas centenas de metros). Este tipo de fibra é usado em redes locais. O feixe de luz sofre váriasreflexões ao longo das paredes internas da fibra, ocasionando um espalhamento do sinal, o que a tornainadequada para distâncias maiores que 2 km. Por outro lado, permite usar fontes de luz mais baratas,




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como LEDs. São produzidas em cabos com 2, 4, 6, 8, 10, 12 ou mais pares de fibras. O cabo mais simplespossui um par de fibras, sendo que cada uma transporta a luz em uma direção.

Cabo com conectores ST.

Você encontrará vários tipos de conectores usados nos cabos de fibra óptica. Um deles é o conector ST,mostrado no cabo da figura acima. Note que em cada extremidade existem dois conectores, um usado natransmissão e outro na recepção. Observe que nas extremidades dos conectores existem protetoresplásticos, que devem ser retirados quando o cabo for acoplado ao conector da placa de rede, hub, switchou outros equipamentos. Os protetores plásticos mantém as extremidades da fibra livre de choquesmecânicos, poeira e sujeira em geral.

Outro tipo de conector utilizado é o SC. Trata-se de um conector duplo, cujo encaixe é feito de formasimultânea para o canal de transmissão e o de recepção.




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Cabo com conectores SC.

A figura abaixo mostra outro tipo de conector bastante comum, o MTRJ. Também é um conector duplo, ousejam realiza a conexão de duas fibras, uma para transmissão e outra para a recepção.

Cabo de fibra óptica com conectores MTRJ.

Muitos dispositivos, como placas de rede, hubs e switches possuem conexões diretas para cabos de fibrasóticas, utilizando um dos padrões de conectores aqui citados. Ainda assim, qualquer conexão de redebaseada em cabos convencionais (ex: RJ-45 ou coaxial) pode ser convertida para cabos óticos, usando




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pequenos dispositivos chamados conversores de mídia (figura a seguir). Normalmente esses conversorespodem ser montados em racks, e qualquer cabo elétrico de rede pode ser convertido para cabos óticos.Existem conversores entre RJ-45 e ST, RJ-45 e ST, RJ-45 e MTRJ, RJ-45 e VF-45, etc.

Conversor de UTP para fibra ótica.

Para conectar dois equipamentos em rede que já possuam conexões para cabos óticos, porém comconectores diferentes, podemos utilizar cabos híbridos, ou seja, com conectores diferentes em cadaextremidade (figura abaixo). Existem cabos híbridos SC/ST, SC/MTRJ, ST/VF-45, etc.




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Cabo híbrido SC/ST.

Nunca olhe diretamente o feixe de luz que sai de um cabo de fibra ótica. A alta intensidade da luz podecausar danos irreversíveis à visão, inclusive cegueira. Alguns conectores possuem proteção, mas não é bomfacilitar.

Algumas placas de rede possuem conexão direta para cabos de fibras ópticas. A placa mostrada na figura aseguir tem dois conectores tipo SC. É mais fácil encontrar placas para fibras óticas nos padrões GigabitEthernet e 10-Gigabit Ethernet.




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Placa de rede com conectores para fibras óticas.

A figura abaixo mostra alguns exemplos de conexões utilizando cabos ópticos. Os três switches mostradospossuem conexões ópticas no padrão 100Base-FX. Alguns computadores desta rede usam placas de redecom conexão para fibras ópticas, nos padrões 100Base-FX. Dois desses computadores usam placas de redecomuns (100Base-T), e por isso utilizam conversores de mídia (media converters), acoplando as fibrasópticas à placa de rede comum.




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Rede usando cabos de fibra óptica.

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