AulaCabeamento

CABEAMENTO
LARGURA DE BANDA ou
BANDWIDTH
Capacidade de transmissão de um computador ou canal
de comunicações, definida em MHz, para os sinais
analógicos. Para os sinais digitais a definição é em
megabits por segundo (Mbps), variando de acordo com o
padrão de rede utilizado.
A utilização da Largura de banda ou BandWidth
matematicamente pode ser definida como a razão de
números de bits transmitidos durante um específico
período de tempo pelo número total de bits que puderam
ser transmitidos durante tal período, normalmente
expressa em porcentagem.
LARGURA DE BANDA ou
BANDWIDTH
Token-ring 4/16 Mbps,
Ethernet 10 Mbps,
FDDI 100 Mbps,
ATM 45/100/155/622 Mbps e 1.2 Gbps,
Fast-Ethernet 100 Mbps e
GigaBit Ethernet a 1000 Mbps.
LARGURA DE BANDA
COMPARTILHADA
shared Bandwidth:
Configuração convencional, onde todas as
estações estão “atachadas” a um HUB e
compartilham 10 ou 100 Mbps de “largura
de banda”. Somente uma estação por vez
pode efetuar a transmissão.
LARGURA DE BANDA
COMUTADA
switched Bandwidth:
Configuração suportada por um HUB com
capacidade de efetuar bridging ou switching,
provendo para cada port 10 ou 100 Mbps de
largura de banda. Transmissões separadas
podem ocorrer, filtrando-se inclusive tráfego
baseado em endereço MAC.
O meio de transmissão constitui o canal por onde fluem as informações
(dados, arquivos, programas etc.). Existem basicamente quatro tipos de
meios de transmissão atualmente considerados para ambientes em rede:
O CABO COAXIAL
- Relativa facilidade de instalação, baixo custo e boa
imunidade a ruídos elétricos;
- Pode ser utilizado tanto em redes departamentais, como
em ambientes industriais;
- Dificuldade de remanejamento físico (layout) e baixo nível
de segurança;
- Complexidade de manutenção, quando o número de nós
for grande.
O CABO PAR TRANÇADO
- Custo por metro atraente, instalação simples e eficiente;
- Ótimo gerenciamento de manutenção;
- Velocidades de até 1000Mbps – com padrão GigaBIT
Ethernet;
- Grande flexibilidade de Layout;
- Baixa imunidade a ruídos elétricos, com limitações de
distância (100 m);
- Aplicação em ambientes internos (Redes
Departamentais).
A FIBRA ÓPTICA
- Não conduz eletricidade (dielétrico), totalmente à prova
de campos eletromagnéticos;
- Baixa atenuação, não necessitando de elementos
amplificadores;
- Requer mão-de-obra especializada para conectorização e
instalação;
- Custa o dobro do investimento realizado com as soluções
anteriores;
- Teme ambientes úmidos, exigindo tipos especiais de
Fibra.
O WIRELESS (transmissão sem fios)
- Ideal para instalações onde a cabeação normal passa a
ser um fator crítico;
- A rede fica livre de interferências físicas dentro do espaço
da empresa;
- Delicada relação custo/velocidade de transmissão;
- Tecnologias por LUZ ou RADIO FREQÜÊNCIA.
O Hardware de conexão implementado determina o
PADRÃO de REDE, sendo constituído por interfaces de
Rede e cabeamento de conexão; elementos que estão
relacionados porque as placas de rede realizam o
interfaceamento do micro com o cabeamento,
determinando assim o tipo de cabo a ser utilizado.
Sistemas Operacionais de Rede podem trabalhar com
qualquer padrão de rede existente, desde que sejam
satisfeitas as condições de hardware e software em
relação às placas de rede (drivers).
ETHERNET: Capacidade de transmissão de até 10 Mbps
em implementações 10base-2, 10 base-5, 10 base-T e 10
base FL. Esses termos designam a velocidade(10), o tipo
de sinalização utilizada (BandaBase) e o cabeamento
utilizado.
FAST-ETHERNET: Capacidade de transmissão de até 100
Mbps. As três opções de implementação são 100BASETX, para UTP nível 5 (dois pares) ou STP tipo 1;
100BASE-T4 para UTP nível 5 (quatro pares) e 100BASEFX, para fibra óptica multimodo( MM ).
FDDI/FDDI II: Capacidade de 100 Mbps (FDDI) e 200
Mbps (FDDI II) com cabos de fibra óptica ou cobre CDDI.
GIGABIT ETHERNET: Capacidade de transmissão de até
1000 Mbps. Como opções de cabeamento temos o cabo
UTP (cat. 5 e 4 pares), fibra óptica monomodo e
multimodo.
ASYNCRONOUS TRANSFER MODE (ATM): Capacidade
de transmissão em 25/45/100/155/622 Mbps e 1.2 Gbps.
Cabeamento em cabos UTP (cat. 5 em dois pares até 155
Mbps, quatro pares para 622 Mbps e 1.2 Gbps) e Fibras
monomodo (SM) e multimodo (MM).
O Padrão ETHERNET (10 Mbps)
Desenvolvido pela XEROX, DEC e INTEL em meados de 1972 com
uma BANDWIDTH de 1Mbps, sendo posteriormente padronizado a 10
Mbps pelo Institute of Electrical e Electronic Engineers (IEEE) sob
a normatização IEEE 802.3 e inicialmente introduzido na topologia em
Barramento. Utiliza como método de acesso ao meio físico o
protocolo CSMA-CD e sinalização DIGITAL “Manchester-encoded
Digital Baseband”. Os meios físicos possíveis são:
COAXIAL = 10 BASE-2 conector BNC, para um máximo de 30 nós e
185 m por segmento;
COAXIAL = 10 BASE-5 conector AUI, para um máximo de 100 nós e
500m por segmento;
PAR-TRANÇADO = 10 BASE-T conector RJ-45, para um máximo de 100m por
segmento;
FIBRA ÓPTICA = 10 BASE-FL conector SMA / ST, máximo de 2000 m por
segmento.
O Padrão FAST-ETHERNET (100 Mbps)
O padrão FAST-ETHERNET atende ao crescente número
e gênero de aplicações, solicitando cada vez mais
BANDWIDTH ou LARGURA de BANDA. Dentre várias
tecnologias de alta velocidade existentes, esse padrão
preserva os investimentos realizados em LANs 10 BASET. Utiliza o mesmo método de sinalização do ETHERNET
a 10 Mbps (CSMA-CD), com opções em 100 Mbps em
FULL-DUPLEX. Sua largura de Banda pode ser
“compartilhada”/“shared” ou “comutada” ou “switched”.
Como opções de cabeamento temos: 100 BASE - TX = 2 pares UTP (
cat5 ) ou STP/100 BASE-T4 = 4 pares UTP (cat. 3, 4 ou 5). Para
Fibras Ópticas 100 BASE - FX (2 fibras ópticas).
Auto-sensing 10/100 – A opção conhecida como auto-sensing permite
ao port do adaptador de rede, HUB ou SWITCH transmitir em 10
BASE-T ou 100 BASE-T, permitindo a mais rápida condição de
comunicação disponível na outra extremidade. A NIC comunica sua
capacidade de transmissão 10/100 por meio de um trem de pulsos
chamado de Fast Link Pulse (FLP), gerado automaticamente durante o
power-up. Esses pulsos recebidos pelo port do concentrador são
detectados e posteriormente o mesmo enviará novos (FLPs) que
por algoritmos matemáticos efetivará a conexão da NIC/HUB em 100
Mbps.
Regras de Topologias:
100 m do HUB até a Estação / 200 m para um Repetidor classe I (100
– R – 100);
205 m para até dois Repetidores classe 2 (100 – R – 5 – R – 100);
412 m do HUB até a Estação em Fibras Ópticas 62,5 / 125 multimodo;
272 m entre um Repetidor CLASSE 1 (somente um repetidor por
segmento – 136 R 136);
320 m entre um Repetidor CLASSE 2 (somente um repetidor por
segmento – 160 R 160);
228 m entre dois Repetidores CLASSE 2 (dois repetidores por
segmento – 111 R 6 R 111 ).
O Padrão GIGABIT ETHERNET (1000Mbps)
Em desenvolvimento desde 1995 e quase totalmente
padronizada, a tecnologia GIGABIT ETHERNET ou o
ETHERNET a 1000 Mbps baseia-se em NICs GIGABIT,
SWITCHES conectando segmentos Ethernet de 100Mbps
e 1Gbps, SWITCHES ethernet GIGABIT, repetidores
ethernet GIGABIT e ROTEADORES GIGABIT. A proposta
desse padrão prende-se em soluções para aplicações em
alta performance com baixo custo de implantação. A
tecnologia GIGABIT serve a segmentos de rede que
necessitam de grande largura de banda, como
BACKBONES de campus ou edifícios.
Como principais características temos:
• BandWidth de 1000 Mbps;
• Reconhecido pelo IEEE 802.3z;
• Pacotes (frames) compatíveis com o Ethernet;
• Método de acesso CSMA-CD;
• Estações Multimídia e CAD/CAM;
• Conexões entre Servers, Switchs e implementação de
Backbones;
• Largura de banda “compartilhada” e “comutada”;
• Topologia em “estrela”;
Como principais características temos:
• Fibra Óptica Multimodo (62,5/125 micrômetros) – 1000
base LX (janela 1300 nm = 550 m;
• Fibra Óptica Multimodo (62,5/125 micrômetros) – 1000
base SX (janela 850 nm) = 220-275 m (depende do tipo
do emissor Led emissor de superfície e de borda);
• Fibra Óptica Monomodo (9/125 micrômetros) – 1000
base LX = 5000 m;
• Cabo UTP (cat. 5) a 4 pares = 1000 base X = 100 m.
O Padrão ATM
O padrão Asynchronous Transfer Mode (ATM) ou Cell
Rellay, foi desenvolvido pelo Telecommunications
Standarization Sector da International Telecommunication
Union (ITU), sendo um padrão de comunicação em alta
velocidade para LANs, MANs e WANs que processem
aplicações de grande largura de banda simultaneamente,
como vídeo, voz e dados. O ATM pode alcançar
velocidades como 44,7Mbps, 100Mbps, 155,5Mbps,
622Mbps e 1.2Gbps (não totalmente padronizada),
tornando-se uma excelente opção para a integração de
redes espalhadas geograficamente, com as aplicações
atuais.
O Padrão ATM
As informações (dados, voz e imagem) são divididas em
pacotes (células) de 53 bytes (tamanho fixo), cinco
com função de Header e 48 para os Dados. As “células”
podem carregar informações de voz, dados ou imagem,
digitalizadas. Quando as “células” atingem seu destino, a
estação receptora decodifica-os no formato original. A
movimentação das informações contidas nas “células” é
realizada por meio de SWITCHES ATM (equipamentos
que fazem o roteamento dos dados, encapsulados em
células, dentro da rede ATM). As informações são
enviadas conforme a maior necessidade dos
transmissores.
O Padrão ATM
Assim opera o ATM, priorizando determinadas células
(imagem, por exemplo), as quais não devem sofrer
retardos por serem transmissões em tempo real (real time).
Esse recurso promove uma alocação dinâmica de banda,
ou seja, se em determinado instante houver um volume
grande de VOZ a ser transmitido, a banda ou canal de
transmissão terá uma faixa maior reservada para essa
transmissão, dando maior throughput para as células de
VOZ. Finalmente, podemos afirmar que se trata de uma
excelente opção, inclusive para sistemas em rede local,
porém o custo do hardware envolvido é altíssimo, se
comparado às tecnologias já existentes como o padrão
FDDI, Fast-Ethernet etc.
Como principais características temos:
• Largura de banda comutada e topologia em estrela;
• Cabo UTP cat. 5 em dois pares 155Mbps até 100 m;
• Cabeamento em fibra Óptica MultiModo – 155 Mbps =
1000m / 2000 m;
• Cabeamento em fibra óptica MonoModo – 155 Mbps =
15000 m;
• Cabeamento em fibra óptica Multimodo – 622 Mbps =
300m / 500m;
• Cabeamento em fibra óptica Monomodo – 622 Mbps =
15000m.
A definição da escolha de uma padronização de Rede é uma tarefa
delicada, uma vez que devem ser levados em consideração vários
tópicos. Os mais importantes atualmente considerados são:
• Largura de Banda ou BandWidth;
• Aplicação em LANs / MANs e WANs;
• Estudo do tráfego (unicast ou multicast);
• Número de NÓS (por aplicação/por segmento);
• Suporte a REAL-TIME VÍDEO e MULTIMÍDIA;
• Distâncias e condições de instalação, custo de instalação e
migração;
• Tendências futuras e suporte a novas tecnologias, proteção do
investimento e migração.
O Cabeamento – Principais
NORMAS técnicas
American National Standards Institute
(ANSI)
Electronic Industries Association (EIA)
Telecommunications Industry
Association (TIA)
O Cabeamento – Principais
NORMAS técnicas
ANSI EIA/TIA 568-A – Commercial Building Wiring
Padronização Americana para sistemas de cabeação
estruturada que objetivam a implementação
de cabeação para telecomunicações como tipo de mídia,
topologias de rede, comprimentos máximos do
cabeamento, determinação de parâmetros elétricos,
configuração de conectores, codificação de cores e
classificação de categorias de cabos e elementos de
conexão de acordo com bandas de freqüência e os
respectivos requisitos de desempenho.
O Cabeamento – Principais
NORMAS técnicas
ANSI EIA/TIA 569-A – Pathways & Spaces
Estabelece projeto específico e práticas de construção dentro e entre
edifícios comerciais que irão suportar meios físicos e equipamentos de
telecomunicações. Especificação de infra-estrutura para lançamento
de cabos, distâncias, interferências de ordem eletromagnética,
estrutural etc.
ANSI EIA/TIA 606 – Administração física / ANSI EIA/TIA 607 –
Aterramento
ANSI EIA/TIA 568-A-5 – Cat. 5E cabling / ANSI EIA/TIA 568-B.3 Optical Fiber Cabling
ANSI EIA/TIA 570-A – Residential Cabling
ABNT 14565 – Norma Brasileira para cabeamento Estruturado
CAT. 6 Cabling / CAT. 7 Cabling
Padronizações do hardware de conexão
O Cabeamento – Principais
NORMAS técnicas
ISO/IEC 11801
Padronização mundial desenvolvida na Europa que trata de um
sistema de cabeamento genérico, independente da aplicação e que
suporte aplicação em mercado aberto. As especificações contidas
nessas normas foram definidas para instalações comerciais que
suportam serviços como voz, dados e vídeo em geral. A ISO/IEC
11801 especifica estruturas e configurações mínimas para um sistema
de cabeamento genérico, requisitos de implementação, requisitos de
desempenho para o cabeamento e verificação técnica do sistema
implementado.
Essa norma em questão ainda trata de instalações de infra-estrutura
de sistemas de telecomunicações que na norma Americana é realizada
pela ANSI EIA/TIA 569-A.
NBR 14565: 2007
O Brasil, também com intuito de padronizar o
cabeamento de redes, publicou sua própria norma,
que foi a ABNT 14565: 2000. Esta norma foi
substituída pela ABNT 14565: 2007 por ter ficado
desatualizada. Esta norma foi baseada na ISO/IEC
11801.
A ABNT NBR 14565 foi elaborada no Comitê
Brasileiro de Eletricidade (ABNT/CB-03) pela
Comissão
de
Estudo
de
Cabeamento
de
Telecomunicações (CE-03:046.05). Apesar de ter uma
norma própria, o conjunto de normas usado no Brasil
é, em sua maioria, o Americano ANSI/TIA, devido aos
fabricantes terem escolhido esse padrão.
Cabo Par Trançado
UTP (Unshielded Twisted Pair)
Cabo Par Trançado Sem Blindagem
STP (Shielded Twisted Pair)
Cabo Par Trançado Com Blindagem
Malha em volta do cabo protegendo-o
contra interferências eletromagnéticas.
Cabo Par Trançado
UTP (Unshielded Twisted Pair)
Cabo Par Trançado Sem Blindagem
Cabo Par Trançado
STP (Shielded Twisted Pair)
Cabo Par Trançado Com Blindagem
Cabo Par Trançado
Conector RJ-45
Cabo Par Trançado
Possui ótima proteção contra ruídos,
usando
uma
técnica
chamada
cancelamento e não através de uma
blindagem. Através desta técnica, as
informações circulam repetidas em dois
fios, sendo que no segundo fio a
informação possui a sua polaridade
invertida.
Cabo Par Trançado
EIA/TIA (Eletronic Industries Alliance
Telecommunications Industry Association)
Órgão norte-americano responsável pela
padronização.
Norma 568
Os cabos são classificados em categorias, de
1 a 7.
Cabo Par Trançado
Cabo categoria 1: cabo de fios trançados, com
capacidade de transmissão de dados até 1Mbps.
Cabo categoria 2: cabo de pares trançados para voz e
dados até 4Mbps.
Cabo categoria 3: cabo de pares trançados para voz e
dados até 10Mbps, utilizado em redes Ethernet.
Cabo categoria 4: cabo de pares trançados voz e
dados até 20Mbps utilizados em redes Token-ring.
Cabo categoria 5: cabo de pares trançados voz e
dados até 100Mbps. Substituídos pelos cabos
categoria 5e que podem ser usados em redes Gigabit
ou 1000Mbps.
Cabo Par Trançado
Cabo categoria 6: cabo de pares trançados para voz e
dados para utilização em redes Gigabit Ethernet a
velocidades de 1Gbps (1000Mbps).
Cabo categoria 7 CAT7: tem o objetivo de atender
velocidades de 10 Gbps.
Instalação e lançamento de cabos UTP
Os cabos UTP Cat. 5 devem ser lançados mediante o auxílio de
cabos-guia, obedecendo-se os seguintes procedimentos:
Instalação e lançamento de cabos UTP
Obs.: Não se recomenda utilizar tubulações com diâmetro inferior a ½”.
O projeto deve prever entre 40% e 60% (ABNT 5410) de ocupação dos
dutos e calhas até 90%. Altura mínima de 38 cm em relação ao piso.
Instalação e lançamento de cabos UTP
• Os cabos UTP devem ser lançados obedecendo-se o raio de
curvatura mínimo do cabo que é de quatro vezes o diâmetro do
cabo Multi-Lan, ou seja, 21,2 mm.
• Os cabos UTP devem ser lançados obedecendo-se a carga de
tracionamento máximo que não deverá ultrapassar o valor de 11,3
Kgf, pois tracionamentos excessivos poderão alongar os
condutores, podendo alterar suas características elétricas e
construtivas originais.
• Os cabos UTP não devem ser estrangulados, torcidos ou
prensados.
• No caso de haver grandes sobras de cabos, os mesmos deverão
ser armazenados preferencialmente em bobinas, evitando-se o
bobinamento manual, que pode provocar torções no cabo.
Instalação e lançamento de cabos UTP
• Cada lance de cabo UTP não deverá, em nenhuma hipótese,
ultrapassar o comprimento máximo de 90 m permitido por norma.
• Não utilize produtos químicos para facilitar o lançamento dos cabos
UTP no interior de dutos, pois esses produtos podem atacar a capa
de proteção dos cabos UTP, reduzindo a vida útil dos mesmos.
• Não lance cabos UTP no interior de dutos que contenham umidade
excessiva, permitindo que os cabos UTP fiquem expostos a
intempéries.
• Evite que os cabos sejam lançados próximos a fontes de calor, pois
a temperatura máxima de operação permissível ao cabo é de 60ºC.
• Não realize EMENDAS nos cabos UTP, com o risco de provocar um
ponto de oxidação e ATENUAÇÃO no cabo e, com isso, provocar
falhas na comunicação.
• Evite instalar cabos UTP em mesma infraestrutura com cabos de
energia e/ou aterramento, e em infraestruturas metálicas que não
estejam em concordância com as normas de instalações elétricas.
Instalação de cabos UTP junto à infraestrutura elétrica
Quando a infraestrutura não for composta de materiais metálicos,
nunca instale os cabos Multi-Lan próximos a fontes de energia
eletromagnética como condutores elétricos, transformadores, motores
elétricos, reatores de lâmpadas fluorescentes, estabilizadores de
tensão, no-breaks etc. É aconselhável que se deixe a distância mínima
de 127 mm para cargas de até 2 KVA, acima dessa carga deverão ser
obedecidos os valores descritos na tabela a seguir. Em todo caso, em
ambientes que apresentem altos níveis de ruídos eletromagnéticos,
por exemplo, interior de indústrias, recomenda-se que seja utilizada
infraestrutura metálica e totalmente aterrada para reduzir os riscos de
interferências indesejáveis, ou então, a solução mais adequada seria a
utilização de fibras ópticas que se apresentam totalmente imunes às
interferências eletromagnéticas.
Instalação de cabos UTP junto à infraestrutura elétrica
OBSERVAR SOBRE EIA / TIA 569-A = 240V / 20A
Acomodação
Após o lançamento, os cabos UTP devem ser acomodados
adequadamente de modo que os mesmos possam receber
acabamentos, isto é, amarrações e conectorizações. A
acomodação deverá obedecer os seguintes cuidados:
• Os cabos UTP devem ser agrupados em forma de
“chicotes”, evitando-se trançamentos, estrangulamentos
e nós. Posteriormente devem ser amarrados com
abraçadeiras plásticas para que possam permanecer
fixos. Contudo, não se deve apertar excessivamente os
cabos. Mantenha os cuidados tomados quando do
lançamento, como os raios de mínimos de curvatura,
torções, prensamento e estrangulamento.
OBSERVAR SOBRE EIA / TIA 569-A = 240V / 20A
• Nas caixas de passagem deve ser deixado pelo menos
uma volta de cabo Multi-Lan contornando as laterais da
caixa de passagem, para ser utilizado como uma folga
estratégica para uma eventual manutenção do cabo.
Nos pontos de conectorização devem ser deixadas
folgas nos cabos Multi-Lan, nas seguintes situações:

Tomadas: Deve ser deixado folga de, no mínimo, 50
cm para conectorização e manobra do cabo.

No momento de qualquer conectorização ou
qualquer outra situação, os pares trançados dos
condutores não deverão ser destrançados mais que a
medida de 13 mm.
OBSERVAR SOBRE EIA / TIA 569-A = 240V / 20A
• Dependendo do caso, os cabos devem ser
destrançados e decapados o mínimo possível.
• No momento da conectorização, atente para o padrão
de pinagem (EIA/TIA -568 A ou B) dos conectores RJ-45
e patch panels.
• Após a conectorização, tome o máximo cuidado para
que o cabo não seja prensado, torcido ou estrangulado.
CRIMPAGEM CABO DE REDE
Existem dois padrões mais utilizados: eles são conhecidos
como EIA/TIA 568A e EIA/TIA 568B.
CRIMPAGEM CABO DE REDE
Cabo Direto ou Patch Cable
Utilizado para conexão entre uma placa de rede e um Hub.
Ponta 01
Ponta 02
CRIMPAGEM CABO DE REDE
Cabo Direto ou Patch Cable
Utilizado para conexão entre uma placa de rede e um Hub.
Ponta 01
Ponta 02
CRIMPAGEM CABO DE REDE
Crossover = cruzado
Caso você precise interligar apenas dois computadores,
você pode utilizar um cabo do tipo crossover, o qual
dispensa o uso de HUB/Switch. Os cabos crossover
também devem ser utilizados para ligar um HUB/Switch a
outro.
CRIMPAGEM CABO DE REDE
Crossover = cruzado
Ponta 01
Ponta 02
FIBRA ÓPTICA
Transmite informações através de sinais
luminosos, em vez de sinais elétricos. A ideia é
simples: luz transmitida indica um valor “1” e luz
não transmitida, um valor “0”.
A fibra ótica foi inventada pelo físico indiano
Narinder Singh Kapany em 1952.
Princípio de funcionamento das Fibras Ópticas
Princípio de funcionamento das Fibras Ópticas
O princípio pelo qual a luz se propaga no interior de uma
fibra óptica é fundamentado na reflexão total da luz, ou
seja, quando um raio de luz se propaga em um meio cujo
índice de refração é η1 (núcleo) e atinge a superfície de
um outro meio com índice de refração η2 (casca), onde
η1>η2 e, desde que o ângulo de incidência (em relação à
normal) seja maior ou igual ao ângulo crítico, ocorrerá o
que se denomina reflexão total, resultando no retorno do
raio de luz ao meio com índice de refração η1.
Princípio de funcionamento das Fibras Ópticas
Com base nesse princípio, a luz é injetada em uma das
extremidades da fibra óptica sob um cone de aceitação,
onde este determina o ângulo pelo qual o feixe de luz
deverá ser injetado para que o mesmo possa se propagar
ao longo da fibra óptica.
As fibras ópticas são constituídas, basicamente, de
materiais dielétricos que possuem uma estrutura cilíndrica,
composta de uma região central, denominada núcleo, por
onde trafega a luz, e uma região periférica, denominada
casca, que envolve completamente o núcleo.
Princípio de funcionamento das Fibras Ópticas
As dimensões variam conforme os tipos de fibras ópticas,
em que o núcleo pode variar de 8 μm até 200 μm e a
casca de 125 μm até 240 μm. No entanto, entre as fibras
ópticas mais utilizadas no mercado atualmente, as
dimensões mais comuns são de 8 e 62,5 μm para o núcleo
e 125 μm para a casca. As fibras ópticas de outras
dimensões foram bastante utilizadas no passado, todavia,
por uma questão de padronização de mercado, essas
dimensões caíram em desuso.
Princípio de funcionamento das Fibras Ópticas
Um micrometro ou mícron, é uma unidade de
comprimento do Sistema Internacional de Unidades. Está
definido como um milionésimo de metro (1 × 10-6 m).
Equivale à milésima parte do milímetro, e sua abreviatura é
µm. A letra µ é a letra grega miu. O plural de micrômetro é
micra.
O uso do termo mícron tem vindo a ser de certo modo
posto em causa, mas ainda é bastante utilizado, em
especial em astronomia. Por vezes, erroneamente,
também se utiliza o símbolo solitário µ.
Sistemas de comunicação por fibras ópticas
Sistemas de comunicação por fibras ópticas
Um sistema de comunicação que utiliza fibras ópticas é
composto basicamente por três blocos distintos: o bloco
transmissor, o bloco receptor e o bloco do meio físico
que, nesse caso, são as fibras ópticas. Nesse sistema, o
bloco transmissor possui a função de transformar o sinal
elétrico em óptico, sendo constituído de dois componentes
básicos, o circuito driver e o circuito emissor de luz. O
circuito driver possui a função de controle de polarização
elétrica e emissão da potência óptica.
FIBRA ÓPTICA
VANTAGENS:
• Interferências eletromagnéticas não ocorrem no
tráfego da luz; logo, a fibra óptica é totalmente
imune a ruídos.
• O sinal sofre menos do efeito da atenuação;
logo, conseguimos ter um cabo de fibra óptica
muito mais longo sem a necessidade do uso de
repetidores.
• A distância máxima de um segmento do tipo
fibra óptica mais usado é de 2 Km.
FIBRA ÓPTICA
VANTAGENS:
• A fibra não conduz corrente elétrica e, com isso,
você nunca terá problemas com raios nem
qualquer outro problema envolvendo
eletricidade, como problemas de diferença de
potencial elétrico ou problemas caso um fio de
tensão encoste na fibra óptica.
FIBRA ÓPTICA
Dica: Você não pode olhar diretamente para uma fibra
óptica. Como ela transmite luz concentrada, olhar para
uma fibra óptica irá queimar a sua retina, deixando-o cego
(literalmente). Note que a luz transmitida na fibra óptica
possui um comprimento de onda invisível ao olho humano,
logo, você não verá a fibra óptica se “acender” e poderá
pensar que a luz não está sendo transmitida.
FIBRA ÓPTICA
Existem dois tipos de fibras ópticas:
• Multimodo (MMF, Multiple Mode Fiber)
• Monomodo (SMF, Single Mode Fiber)
FIBRA ÓPTICA
Fibra Óptica Multimodo
FIBRA ÓPTICA
As fibras ópticas multimodo são mais grossas do
que as fibras ópticas monomodo. Como efeito, a
luz reflete mais de uma vez nas paredes da fibra
e, com isso, a mesma informação chega várias
vezes ao destino, defasada da informação original.
O receptor possui o trabalho de detectar a
informação correta e eliminar os sinais de luz
duplicados. Quanto maior o comprimento do cabo,
maior esse problema.
FIBRA ÓPTICA
As fibras multimodo são fibras que possuem vários modos
de propagação, ou seja, os raios de luz podem percorrer o
interior da fibra óptica por diversos caminhos. Essas fibras,
dependendo da variação do índice de refração do núcleo
em relação à casca, classificam-se em índice degrau ou
índice gradual. As fibras multimodo com índice degrau são
as fibras de fabricação mais simples, porém, apresentam
características muito inferiores aos outros tipos de fibras. A
banda passante, por ser bastante estreita, é uma de suas
deficiências. Isso restringe em muito a capacidade de
transmissão da fibra óptica.
FIBRA ÓPTICA
A atenuação é relativamente alta quando as comparamos
com as fibras monomodo. Portanto, as aplicações com as
fibras multimodo ficam um tanto restritas em relação à
distância e à capacidade de transmissão.
As dimensões são de 62,5 μm e 125 μm para o núcleo e
para a casca, respectivamente.
As fibras multimodo com índice gradual são fibras bem
mais utilizadas que as com índice degrau, porém, sua
fabricação é mais complexa, pois o índice de refração
gradual do núcleo somente é conseguido através de
dopagens diferenciadas, e isso faz com que o índice de
refração diminua gradualmente do centro do núcleo até a
casca.
FIBRA ÓPTICA
FIBRA ÓPTICA
Fibras Monomodo
As fibras monomodo são fibras que possuem um único
modo de propagação, ou seja, diferentemente das fibras
multimodo, os raios de luz percorrem o interior da fibra
óptica por um só caminho. Como as fibras multimodo, as
fibras monomodo também diferenciam-se pela variação do
índice de refração do núcleo em relação à casca, e
classificam-se em índice degrau ou dispersão deslocada
(dispersion shifted).
FIBRA ÓPTICA
FIBRA ÓPTICA
Fibras Monomodo
As fibras monomodo com índice degrau são fibras cuja a
fabricação é mais complexa que as fibras multímodo, pois
as suas dimensões são muito reduzidas e a tecnologia
envolvida é mais avançada. Contudo, as características
das fibras monomodo são muito superiores às multimodo,
principalmente no que diz respeito à banda passante, que
é mais larga, o que aumenta a capacidade de transmissão.
Além disso, apresentam atenuações mais baixas que as
fibras multimodo, o que prolonga a distância das
transmissões sem o uso de repetidores.
FIBRA ÓPTICA
Fibras Monomodo
As distâncias envolvidas geralmente ultrapassam 50 Km,
dependendo da qualidade da fibra.
A desvantagem desta fibra em relação às fibras multimodo
está relacionada ao manuseio que é bem mais complexo,
exigindo cuidados maiores. As dimensões variam, sendo
que o núcleo pode variar de 8 μm à 10 μm e a casca em
torno de 125 μm.
FIBRA ÓPTICA
Cabos de Fibras Ópticas
A reunião de várias fibras ópticas revestidas de materiais
que proporcionam resistências mecânicas e proteção
contra intempéries denomina-se cabo óptico. Em nenhuma
aplicação as fibras ópticas podem ser utilizadas sem uma
proteção adequada, ou seja, os cabos ópticos estão
presentes em todas as aplicações. Além disso, ele
facilitam a instalação, eliminandoo risco de danificar as
fibras. Existem vários tipos de cabos ópticos voltados para
várias aplicações. Descreveremos a seguir, os tipos, suas
características principais e onde são mais utilizados.
FIBRA ÓPTICA
Cabos Loose
Os cabos ópticos que possuem essa configuração
presentam as fibras ópticas soltas acondicionadas no
interior de um tubo plástico, que proporciona a primeira
proteção às fibras ópticas. No interior desses tubos
plásticos, geralmente é acrescentado uma espécie de
geléia sintética de petróleo, que proporciona um melhor
preenchimento do tubo e, principalmente, uma grande
proteção das fibras ópticas contra umidade e choques
mecânicos.
Além desse tubo, normalmente é introduzido um elemento
de tração que, juntamente com o tubo, recebe o
revestimento final. Esse tipo de cabo é bastante utilizado
FIBRA ÓPTICA
Cabos Loose
Além desse tubo, normalmente é introduzido um elemento
de tração que, juntamente com o tubo, recebe o
revestimento final. Esse tipo de cabo é bastante utilizado
em instalações externas aéreas e subterrâneas e,
principalmente, em sistemas de comunicação de longa
distância.
FIBRA ÓPTICA
FIBRA ÓPTICA
Cabos TIGHT
Nos cabos ópticos do tipo tight as fibras ópticas recebem
um revestimento primário de plástico e, depois deste, outro
revestimento de material plástico que irá proporcionar uma
proteção maior para as fibras. Cada fibra óptica com
revestimento primário é denominada elemento óptico. Os
elementos ópticos são reunidos em torno de um elemento
de tração e recebem o revestimento final, resultando no
cabo óptico tight. Esse cabo foi um dos primeiros a serem
utilizados nas redes de telefonia, contudo, atualmente a
utilização desses cabos limita-se a poucas aplicações,
onde as suas características demonstram ser bastante
favoráveis, como instalações internas de curtas distâncias
e onde se faz necessário a conectorização.
FIBRA ÓPTICA
FIBRA ÓPTICA
Cabos Groove
Neste tipo de configuração as fibras ópticas são
depositadas soltas nas ranhuras que possuem um formato
em “V” de um corpo com estrutura estrelar que proporciona
uma acomodação para as fibras ópticas. Geralmente, esse
corpo estrelar apresenta um elemento tensor no seu centro
que proporciona uma resistência mecânica maior ao cabo.
Esse cabo é bastante utilizado em aplicações onde é
necessário um número grande de fibras ópticas.
FIBRA ÓPTICA
FIBRA ÓPTICA
Cabos RIBBON
Esta configuração é utilizada em aplicações onde é
necessário um número muito grande de fibras ópticas
(4000 fibras). As fibras são envolvidas por uma camada
plástica plana com formato de fita, e essas camadas são
“empilhadas”, formando um bloco compacto. Esses blocos
são alojados nas ranhuras das estruturas estrelares dos
cabos do tipo groove. Desse modo, essa configuração é
uma derivação do cabo estrelado, combinado as fitas de
fibras. Essa configuração proporciona uma concentração
muito grande de fibras ópticas.
FIBRA ÓPTICA
FIBRA ÓPTICA
Terminações Ópticas
As terminações ópticas são constituídas basicamente de
conectores. Estes possuem a função de conectar as fibras
ópticas e os equipamentos que podem ser uma fonte de
luz, detector de luz ou mesmo equipamentos de medição.
FIBRA ÓPTICA
Características
Os conectores ópticos são acessórios compostos de um
ferrolho, onde encontra-se a terminação da fibra óptica e
de uma parte que é responsável pela fixação dessas
fibras. Na extremidade do ferrolho é realizado um
polimento para que sejam minimizados problemas
relacionados com a reflexão da luz. Além disso, assim
como nas emendas, os conectores também aumentam a
atenuação que, basicamente, é de dois tipos: perda de
inserção e perda de retorno.
FIBRA ÓPTICA
A perda de inserção ou, mais comumente chamada de
atenuação, consiste na perda de potência luminosa que
ocorre na passagem da luz nas conexões. Existem vários
fatores que contribuem para que surja essa perda, sendo
que as principais causas estão relacionadas com
irregularidades no alinhamento dos conectores e
irregularidade intrínsecas às fibras ópticas. Na prática, é a
perda de inserção que contribui para a soma total da
atenuação ou perda de potência óptica de todo o lance de
cabos.
FIBRA ÓPTICA
FIBRA ÓPTICA
A perda de retorno, conhecida também por refletância,
consiste na quantidade de potência óptica refletida na
conexão, sendo que essa luz refletida retorna até a fonte
luminosa.
A causa principal está na face dos ferrolhos dos
conectores, que refletem parte da luz que não entra no
interior da fibra óptica do conector do lado oposto. Essa
perda não influi diretamente na atenuação total, contudo, o
retorno da luz à fonte pode degradar o funcionamento da
fonte luminosa e, com isso, prejudicar a comunicação.
FIBRA ÓPTICA
FIBRA ÓPTICA
A conectorização requer cuidados para sua realização,
com:
•
•
•
•
Ambiente limpo;
Temperatura controlada;
Baixo nível de umidade;
Polimento mecanizado.
FIBRA ÓPTICA
Essas condições proporcionam conectorizações de boa
qualidade e baixos níveis de atenuação, além de garantir
uma uniformidade de conectorização. A conectorização
também pode ser feita em campo, mas esse processo é
desaconselhável pois normalmente as condições são
precárias, além de o processo ser totalmente manual,
dependendo exclusivamente da habilidade de quem estiver
trabalhando. Portanto, a conectorização em campo pode
acarretar conectores com atenuações altas e pouco
uniformes. Dependendo da característica do link (distância
X largura de banda), as tolerâncias nessas terminações
podem ter valores críticos, e qualquer diferença
(atenuação) fora de considerações de projeto pode
bloquear o sistema.
FIBRA ÓPTICA
Aplicação das terminações
Basicamente, os conectores ópticos são utilizados na
conexão das fibras ópticas através das seguintes formas:
• Extensões ópticas ou pig-tail: o conector é aplicado
em uma das extremidades da fibra óptica e a outra
extremidade será utilizada para emenda por fusão ou
emenda mecânica.
• Cordão óptico: o conector é aplicado nas duas
extremidades da fibra óptica.
• Cabo multicordão: conector é aplicado em um cabo
com várias fibras tight.
FIBRA ÓPTICA
FIBRA ÓPTICA
Tipos
Existem vários tipos de conectores ópticos no mercado,
cada um voltado a uma aplicação.
Basicamente, os conectores são constituídos de um
ferrolho com uma face polida, onde é feito o alinhamento
da fibra e de uma carcaça provida de um capa plástica. Os
tipos existentes de conectores variam nos formatos e na
forma de fixação (encaixe, rosca). Os conectores são
todos machos, ou seja, os ferrolhos são estruturas
cilíndricas ou cônicas, dependendo do tipo de conector,
que são inseridas em adaptadores ópticos.
FIBRA ÓPTICA
FIBRA ÓPTICA
Conector Optico ST
FIBRA ÓPTICA
Conector Optico SC
FIBRA ÓPTICA
Conversor Optico ST
FIBRA ÓPTICA
Conversor Optico SC
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Placa de rede SC
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Placa de rede ST