Redes padroes e cabeamento

Redes de Computadores
Professor: Mauro Jansen
Padrões e dispositivos

Objetivos
Conhecer a importância da padronização
no âmbito das redes de computadores e os
órgãos que atuam na padronização
Conhecer o padrão Ethernet
Prof. Mauro Jansen
Introdução, histórico e conceitos 2
Conhecer o padrão Ethernet
Conhecer os tipos, características e
componentes de cabeamento de redes

Padronização
Prof. Mauro Jansen

Importância da padronização
• Para garantir o sucesso das tecnologias, de
modo que produtos de diversos fabricantes
funcionem em compatibilidade de forma
globalizada
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• A padronização deve ser realizada em
consenso e com cautela.
• Diversas entidades estabelecidas atuam na
padronização de tecnologias de redes
Introdução, histórico e conceitos

Entidades de padronização gerais
Entidade Atuação
ISO (International
Standards Organization)
Todos tipos de padrões: desde parafusos e
porcas até revestimento de postes de
telecomunicações. Ex.: modelo de referência
OSI e o protocolo IS-IS (Intermediate System-
to-Intermediate System ou Sistema
Intermediário para Sistema Intermediário).
IEEE (Institute of Maior organização profissional do mundo na
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IEEE (Institute of
Electrical and Eletronics
Engineers)
Maior organização profissional do mundo na
área de publicação de jornais
Especializados na área de Telemática. Possui
um grupo de padronização que
desenvolve padrões nas áreas de Engenharia
Elétrica e de Informática. Ex.: padrão IEEE 802
para redes Ethernet
ITU-T (International
Telecommunications
Union)
Formular e propor recomendações para
telecomunicações. Ex.: padrão GPON (Gigabit
Passive Optic Network ITU-T.984.1-4)

Entidades de padronização
direcionadas à Internet
• A Internet é uma rede pública mundial e
autônoma baseada em padrões abertos
• Tem mecanismos próprios de padronização
• Não existe uma autoridade central que controle
seu funcionamento.
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seu funcionamento.
• Existem várias organizações que colaboram no
estabelecimento de padrões e políticas gerais de
operação para permitir a interoperabilidade das
diversas redes que compõem a Internet,

Entidade Atuação
IETF (Internet
Engineering Task Force)
Identifica, prioriza e endereça assuntos
considerados de curto prazo, incluindo
protocolos, arquitetura e operações de
serviços, publicando-os na Internet por meio
de RFC (Request for Comments, documentos
que especificam padrões e serviços para a
Internet e para o modelo de referência TCP/IP)
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Internet e para o modelo de referência TCP/IP)
numeradas em nordem cronológica.
IRTF (Internet Research
Task Force)
Desenvolve assuntos estratégicos de longo
prazo, incluindo esquemas de endereçamento e
novas tecnologias.
IANA (The Internet
Assigned Numbers
Authority)
Coordenar a distribuição de endereços
IP entre as diversas redes de computadores
que se conectam à Internet

Entidade Atuação
CGI.br (Comitê Gestor de
Internet no Brasil)
Órgão criado pelo MinCT em 1995 para tratar
do desenvolvimento, padrões, treinamentos e
procedimentos, dados estatísticos da internet
no Brasil, além de gerenciar os domínios .br e
a atribuição de endereços IPs no Brasi
NIC.br (Núcleo de Órgão criado pelo CGI.br para ajudá-lo a
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NIC.br (Núcleo de
Informação e
Coordenação do Ponto
BR)
Órgão criado pelo CGI.br para ajudá-lo a
cumprir suas funções. O NIC.BR por sua vez
delega funções a outros departamentos,
como Registro.br, CERT.br, CETIC.br,
CEPTRO.br e W3C
Registro.br Registro de nomes de domínio, a administração
e a publicação do DNS para o domínio <.br>
CERT.br (Centro de
Estudos, Resposta e
Tratamento de Incidentes
de Segurança no Brasil)
Tratar incidentes de segurança em
computadores, envolvendo redes conectadas à
Internet brasileira

Entidade Atuação
CETIC.br (Centro de
Estudos sobre as
Tecnologias da
Informação e da
Comunicação )
Coordenação e publicação de pesquisas sobre
a disponibilidade e uso da Internet no Brasil,
para fins de políticas públicas
CEPTRO.br (Centro de responsável por serviços e projetos
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CEPTRO.br (Centro de
Estudos e Pesquisas em
Tecnologias de Redes e
Operações)
responsável por serviços e projetos
relacionados principalmente à
infraestrutura da Internet no Brasil e ao seu
desenvolvimento. também mede a qualidade
da Internet, divulga a Hora Legal Brasileira via
NTP e dissemina o protocolo IPv6 no país
através de cursos gratuitos

Padrões Ethernet
Prof. Mauro Jansen

Padrão Ethernet
• Padrão desenvolvido em 1973 no PARC,
laboratório de desenvolvimento da Xerox,
em Palo Alto, EUA
• “Ether” era o termo usado para descrever
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• “Ether” era o termo usado para descrever
o meio de transmissão,
• Primeira versão: 2.94 megabits, cabos
coaxiais, até 256 estações

Padrão Ethernet
• Evoluiu para 10 Mbps e gerou diversos
padrões Ethernet
• Definem em detalhes a forma como os
dados são organizados e transmitidos
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dados são organizados e transmitidos
• Permite que produtos de diversos
fabricantes funcionem em conjunto

Controle de acesso aos meios (MAC)
nas redes Ethernet
• Usa o CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access
with Colision Detection)
• CSMA consiste no acesso múltiplio ao meio onde
apenas uma estação pode enviar de cada vez
– Antes de transmitir dados a estação irá “ouvir” o cabo
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– Antes de transmitir dados a estação irá “ouvir” o cabo
e só envia se nenhuma outra estiver transmitindo
• O CD consiste na detecção de colisões através do
monitoramento das transmissões no cabo por
cada estação e do uso de um algoritmo

Controle de acesso aos meios (MAC)
nas redes Ethernet: CSMA/CD
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Algoritmo CSMA/CD para
transmissão
1. Se ninguém está transmitindo, pode-se
transmitir imediatamente;
2. Se alguém está transmitindo, continue a
examinar os meios até que estejam ociosos e
então comece a transmitir imediatamente
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então comece a transmitir imediatamente
3. Se uma colisão é detectada durante uma
transmissão, transmita sinal de alerta para
todas as estações pararam a transmissão
4. Após o alerta, aguardar um intervalo de tempo
aleatório dentro de um certo limite

IEEE (Institute of Electrical and
Electronic Engineers
• Organização sem fins lucrativos
responsável por vários padrões
relacionadosà comunicações, eletricidade
computação e tecnologia
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• Gerencia e desenvolve os padrões Ethernet
• O grupo IEEE 802 LAN/MAN Standards
Comittee trata dos padrões de rede

Subgrupos IEEE 802 LAN/MAN
Standards
• 802.3: padrões de redes Ethernet a cabo
• 802.11: grupo para redes wireless
– 802.11b, 802.11ª. 802.11g, 802.11i, 802.11n
• 802.15.1: padrões referentes ao
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• 802.15.1: padrões referentes ao
Bluetooth
• 802.16: redes wireless de longa distância.
Exemplos: WiMAX, LTE, 3G

802.3 (padrões de 10 megabits)
Padrão Cabo Topologia
física
Dist.
Máx.
Máx.nós
10BASE-2 Coaxial RG58 Barramento 185m 30
10BASE-5 Coaxial RG8/11 Barramento 500m 100
10BASE-T UTP Cat.3 Estrela 100m
10BASE-F Fibra ótica Estrela 2.000m
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10BASE-F Fibra ótica Estrela 2.000m
O padrão 10BASE-T foi o primeiro a usar cabos de par
trançado (o “T” vem de Twisted-pair), mas ainda de
categoria 3
O padrão 10BASE-F foi pouco popular devido ao alto
custo de cabeamento

802.3u (padrões de 100 megabits)
(1995)
física
Dist.
máx.
Freq.
100BASE-TX UTP Cat.5 Estrela 100m 31.25MHz
100BASE-T4 UTP Cat.3 Estrela 500m 12.5MHz
100BASE-FX Fibra ótica Estrela 2.000m
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O padrão 100BASE-TX é usado em mais de 80% das
instalações atuais, dando suporte ao modo full-duplex
com switch e usando apenas 2 pares de fios
100BASE-FX Fibra ótica Estrela 2.000m

802.3z (Gigabit Ethernet) (1998)
física
Dist.
máx.
Freq.
1000BASE-LX Fibra ótica Estrela 550m-2Km
1000BASE-SX Fibra ótica Estrela 220-500m 160-200MHz
1000BASE-CX STP, SSTP Estrela 25m
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1000BASE-CX STP, SSTP Estrela 25m
1000BASE-T UTP Cat.5 Estrela 100m
O 1000BASET:
usa 4 pares de cabos e um sistema de sinalização mais
complexo (PAM5)
É mais exigente em relação à qualidade do cabeamento: mais
sensível à interferências, ao uso de cabos com mais de 100m
Requer placas de rede com barramento PCI-Express

10GbE (10 Gigabit Ethernet)
(1998)
física
Dist.
máx.
Obs.
10GBASE-LR Fibra ótica Estrela 10Km Lasers 1310nm
10GBASE-ER Fibra ótica Estrela 40Km Lasers 1550nm
Para LONGA DISTÂNCIA, com fibra MONOMODO:
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10GBASE-ZR Fibra ótica Estrela 80Km
física
Dist.
máx.
Obs.
10GBASE-SR Fibra ótica Estrela 300m Short-wave laser
10GBASE-LRM Fibra ótica Estrela 220m
Para CURTA DISTÂNCIA, com fibra MULTIMODO:

10GbE (10 Gigabit Ethernet)
(1998)
física
Dist.
máx.
Freq.
10GBASE-CX4 Twinax:4 par Estrela 15m
10GBASE-T UTP Cat.6 Estrela 55m 400MHz
Para CURTA DISTÂNCIA, com cabos de cobre:
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10GBASE-T UTP Cat.6 Estrela 55m
UTP Cat.6A Estrela 100m 500MHz
A enorme base já instalada de pontos com cabos 5 ou
5e representa uma grande barreira à popularização
das redes de 10Gb
Muitos ainda estão migrando dos 100 para 1000 Mb
A adoção em massa das redes 10Gb ainda deve
demorar uma década

Cabeamento
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Tipos de cabos de rede
• Cabos de cobre
– Coaxiais: usados em antenas para redes
wireless e algumas redes antigas
– Par trançado: os mais comuns
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• Fibra óptica: usados principalmente em
links de longa distância

Porque cabos coaxiais não são
mais utilizados
• São mais propensos a mal contato
• Conectores mais caros
• Cabos menos flexíveis
• Podem ser usados apenas em redes de 10
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• Podem ser usados apenas em redes de 10
megabits
• Exceções: padrões 1000BASE-CX e
10GBASE-CX4, que usam cabos twinax

Desafios na fabricação de cabos
de rede de cobre
• Transmitem sinais elétricos em frequências
muito altas e a longas distâncias
• São muito vulneráveis a interferências
eletromagnéticas
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eletromagnéticas
• É preciso minimizar ao máximo as
impurezas durante a sua fabricação
• O entrelaçamento dos pares de cabos nos
cabos de par trançado é um fator crítico

Cabos par trançado sem
blindadagem (UTP)
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blindadagem (UTP)

Cabos de par trançado
• 4 pares de fios de cobre trançados entre si
• Isso cria uma barreira eletromagnética,
protegendo de interferências
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• Observe cada par têm um padrão de trança diferente,
para evitar que interfiram com os vizinhos

Tranças e polarização como
blindagem eletromagnética
• Para potencializar o efeito de blindagem eletromagnética,
cada fio no par envia uma cópia invertida da transmissão
do outro
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Apresentação do cabo de par
trançado
• Os cabos são vendidos originalmente em caixas
de 300 metros ou 1.000 pés (que equivale a
304.8 m), mas podem ser comprados avulsos:
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Uma caixa de cabo
5e custa em média
R$ 200,00 (2015)

Categorias de cabos de par
trançado
• Diante dos fatores críticos apresentados, os
cabos de par trançado são classificados em
categorias que indicam a qualidade e a
frequência máxima suportada por ele
– Categorias: Cat 1 até cat 7
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– Categorias: Cat 1 até cat 7
• Os cabos cat 5 e cat 5e são mais comuns por
serem suficientes tanto para redes 100 quanto
1000 mbps
• Os cabos cat 6 e 6a estão se popularizando

Categorias de cabo par trançado
Cate-
goria
Velocidade
máxima
Freq. Redes Dist. Obs
1 e 2 Não adequadas
em redes atuais
- - Não são mais
reconhecidos pela
TIA
3 100 Mbps 16 MHz 10BASE-T
100BASE-T4
100m
4 16 Mbps 20 MHz 10BASE-T 100m Não são mais
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4 16 Mbps 20 MHz 10BASE-T
Token ring
100m Não são mais
reconhecidos pela
TIA
5 / 5e 1000 Mbps 100 MHz 100BASE-TX
1000BASE-T
100m 5e substituiu cat 5
6 10 Gbps 200 MHz 10GBASE-T 55m
6A 10 Gbps 500 MHz 10GBASE-T 100m A=Augmented
7 100 Gbps ? Em desenvolvimento

Cabo UTP cat. 6A
• O cabo UTP cat 6A tem um espaçador para
distanciar os pares e reduzir o crosstalk
(interferência) entre os mesmos
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Cabos par trançado com blindagem
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Cabos par trançado com blindagem
(FTP, STP, SSTP)

Cabos FTP (Foiled Twisted Pair)
• Usam blindagem mais simples (folha de aço ou
de liga de alumínio) envolvendo todos os pares
do cabo
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• Não protege do crosstalk (interferência entre os
pares)

Cabos STP (Shielded Twisted
Pair)
• Usam uma blindagem individual para cada
par de cabos
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• Reduz o crosstalk
• Melhora tolerância em relação à distância

Cabos SSTP (Screened Shielded
Twisted Pair)
• ... Ou SFTP (Screened Foiled Twisted Pair)
• Têm blindagem individual para cada par e também
blindagem externa
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• Especialmente resistentes a interferências externas
• Pouco práticos para uso geral por serem mais caros e
pouco flexíveis

Conectores para cabos par
trançado
RJ-45 Cat.5e RJ-45 Cat.6 blindado
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RJ-45 Cat.5e RJ-45 Cat.6 blindado
Conector keystone jack (fêmea p/ tomada de parede)

Cabos x conectores
• Os cabos, conectores (e demais
componentes) devem ser da mesma
categoria
• Cabos blindados podem ser combinados
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• Cabos blindados podem ser combinados
com conectores blindados

Cabos stranded x cabos sólidos
• Nos cabos stranded (de várias fibras, também chamados
de patch) os 8 fios internos são compostos por fios mais
finos
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• São usados preferivelmente para interconexões curtas
(do PC à parede ou do switch ao patch panel). Para uso
geral os cabos sólidos são mais recomendados
• Cabos stranded Não devem ultrapassar 10m
Cabo sólido Cabo stranded

Cabos de fibra óptica
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Cabos de fibra óptica: o fio de
fibra
• Usa o fenômeno da refração interna total para transmitir
feixes de luz a longas distâncias
• Fios de vidro muito finos (aprox 125 microns), feitos de
sílica com alto grau de pureza e compostos por:
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Núcleo
Cadding ou casca:
camada com índice de
refração mais baixo
Coating ou buffer:
camada protetora
mais espessa

Cabos de fibra óptica: estrutura
• O cabo resultante é protegido por uma malha de
fibras protetoras (de fibras de kevlar) e por uma
outra cobertura plástica (jacket ou jaqueta):
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Cabos de fibra óptica: quantidade
de fios no cabo
• Um único fio
• Redes locais (curta
distância)
• Vários fios
• Usado em links de longa
distância / telecom
• Prevêem cabos adicionais
(dark fiber: fibra escura)
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(dark fiber: fibra escura)

Fibra Optica
Multimodo x Monomodo
Multimodo ou MMF
(multimode fiber)
Monomodo ou SMF
(Singlemode fiber)
Núcleo mais espesso (62.5
microns) e casca de 125 microns
Núcleo mais fino (8 a 10 microns)
e casca de 125 microns
Mais baratas Custo elevado
Instalação mais simples devido à Manuseio difícil
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Instalação mais simples devido à
maior espessura
Manuseio difícil
Permite usar lasers ou LEDs Uso apenas com lasers
Voltadas apenas para curta
distância (550m no gigabit
Ethernet e 300m no 10 Gb), devido
à maior atenuação do sinal
luminoso
Voltadas para longas distâncias
(até 80 Km no padrão 10 Gb)

Fibra Optica
Multimodo x Monomodo
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Vantagens e desvantagens da
fibra óptica
Vantagens Desvantagens
Imunidade a interferências
eletromagnéticas
Fragillidade dos cabos sem
encapsulamento
Maior capacidade de transmissão, a
grandes distâncias e com menor
quantidade de repetidores
Custo elevado, apesar da fartura
de matéria-prima
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quantidade de repetidores
Maior durabilidade comparada com
os fios de cobre
Como os cabos de par trançado suportam até 10 G bits, só é
vantagem usar fibra óptica onde os 100m máximos do par
trançado não são suficientes e o uso de switches ou
repetidores para estender o sinal não é viável ou está em
curso uma migração para fibra óptica a longo prazo

Conectores para fibra óptica
• Tipos de conectores
– ST
– SC
– LC: popularidade crescente, pode tornar-se padrão
– MT-RJ: formato compacto; em ascensão, mas ainda
Mais usados até pouco tempo
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– MT-RJ: formato compacto; em ascensão, mas ainda
restrito
• Cada conector oferece vantagens sobre os
concorrentes
• A escolha depende dos equipamentos que
pretende-se usar

Conectores para fibra óptica:
LC (Lucent Connector)
• Miniaturizado
• Desenvolvido pela Lucent
• Popular sobretudo em fibra monomodo e
transceivers 10 Gb Ethernet
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ST (Straight Tip)
• Mais antigo; popular na década de 1990, vem
perdendo espaço para o LC e outros recentes
• Estilo baioneta, lembra um conector BNC
• Popular para uso com fibra monomodo
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SC
• Popular até início do ano 2000, em redes Gigabit
com cabos multimodo ou monomodo
• Simples e eficiente, porém perde espaço para o
LC
• Desvantagem: tamanho avantajado
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• Desvantagem: tamanho avantajado

MT-RJ
• MT-RJ: Mechanical Transfer Registered Jack
• Padrão novo: ferrolho quadrado c/ dois orifícios para
combinar as duas fibras em um único conector, pouco
maior que um RJ-11, de telefones
• Crescendo em popularidade, substituindo SC e ST com
Prof. Mauro Jansen
• Crescendo em popularidade, substituindo SC e ST com
cabo multimodo
• Não é muito adequado para fibra monomodo

Detalhes sobre conectores de
fibra óptica
• Todos têm um tubo central chamado de
ferrolho, por onde passa o fio de fibra
• A ponta do fio de fibra deve ser sempre
limpa antes da conexão e ficar protegida
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limpa antes da conexão e ficar protegida
com a capa plástica antes do uso

Preparação e polimento de cabos
de fibra óptica
• Exige equipamento especial e manuseio
cuidadoso
• Duas fases:
– Preparo: desencape, limpeza e colagem
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– Preparo: desencape, limpeza e colagem
– Polimento

Preparação e polimento de cabos
de fibra óptica
• Preparo
– Retirar capa plástica
– Retirar a malha de fibra de kevlar, ficando exposto um fio muito
fino (cabo de fibra e seu revestimento)
– Limpar o fio com álcool isopropilico
– Colar o fio ao conector com cola de epoxy ou outro adesivo, de
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– Colar o fio ao conector com cola de epoxy ou outro adesivo, de
acordo com o conector
• Polimento
– Polir a ponta usando um suporte especial e várias micro lixas
progressivamente
– Examinar a ponta em microscópio (uma ponta irregular obstrui a
passagem do sinal luminoso)

Cabo de fibra óptica na prática
• Usam um único par de fibras em vez de 4 pares
como nos cabos de par trançado
• Pequenas instalações: é mais simples e mais
barato comprar cabos prontos, no tamanho
desejado
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desejado
Cabo de 10m c/ conectores LC: +- R$ 60,00

Splicing: emenda de cabos de
fibra óptica
• Unir dois fios de fibra para extensão ou
emenda
• Dois métodos:
– Fusão
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– Fusão
– Mecânico

Splicing por fusão
• Um pequeno arco elétrico solda as duas fibras
criando uma junção permanente;
• Aparelhos de fusão semi-automatizados são de
auto custo: a partir de US$ 15.000
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Splicing mecânico
• Usa uma emenda de aplicação manual
• Os fios são juntados com ajuda de um suporte e
colados com uma resina especial
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Transceivers
• Equipamento que transforma os sinais ópticos do cabo de
fibra em sinais elétricos a serem enviados ao switch e
vice-versa
• Apesar de pequenos, são quase sempre a parte mais cara
do link de fibra óptica
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Conversor externo fibra SC
10/100 x RJ-45
Transceiver para ligação em baia
de switch

FIM
Prof. Mauro Jansen
FIM

Redes padroes e cabeamento

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