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FUNDAO OSWALDO ARANHA CENTRO UNIVERSITRIO DE VOLTA REDONDA RJ

CURSO SEQENCIAL DE REDES

Meios de Transmisso

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ndice

Meios de transmisso Introduo Redes de Computadores 2 Mdias de transmisso Meio Magntico 4 Par Tranado UTP x STP 4 Categorias de cabos de par tranado 5 Aplicaes dos cabos de par tranado 7 Cabo Coaxial 7 Cabo Coaxial Grosso 8 Cabo Coaxial de Banda Base 9

Cuidados na Instalao de cabo coaxial 9 Cabo coaxial x par tranado 10 Fibra ptica 10 Aplicaes de Fibras pticas 12 Como funciona a transmisso ptica 12 Fibra ptica Multimodo 13 Fibra ptica Monomodo 14 Fibra ptica x cobre 15 Wireless 15 Rdio 16 Raios Infravermelhos 16 Microondas 16 Satlites 17

Anexos Tabelas Comparativas UTP X STP 19 Coaxial Fino X Coaxial Grosso 19 Dados tcnicos dos cabos coaxiais 20 Fibra ptica X Cobre 20 Bibliografia 22

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Meios de transmisso Introduo Redes de Computadores

Uma rede de computadores consiste na interligao de diversos computadores, dispositivos perifricos e outros sistemas, com o objetivo de proporcionar uma melhor comunicao, organizao e partilhamento dos recursos existentes. Em regra, caracterizada pela sua extenso, abrangncia e tecnologia de transmisso, bem como por caractersticas internas como o custo, meio de transmisso usado, topologia, nmero mximo de dispositivos de rede, distncia entre dispositivos, etc.

comum, ainda, a existncia de redes que interligam vrias outras redes de menores dimenses. Este processo aparentemente fcil pode ficar mais complexo se a natureza e funcionamento interno de cada rede forem diferentes. Nestes casos a interligao permitida atravs do uso de dispositivos de rede especialmente criados para essa finalidade.

Meios de transmisso so as conexes fsicas entre as estaes da rede. Geralmente eles diferem com relao banda passante, tipo de conexo (se ponto-a-ponto ou multiponto), limitao geogrfica, atenuao caracterstica do meio, imunidade a rudo, custo, disponibilidade de componentes e confiabilidade.

A escolha do meio de transmisso adequado s aplicaes extremamente importante no s pelos motivos mencionados acima, mas tambm pelo fato de que ele influencia diretamente no custo das interfaces com a rede.

Qualquer meio fsico capaz de transportar informaes eletromagnticas possvel de ser usado em redes locais. Os mais comumente utilizados so o par tranado, o cabo coaxial e a fibra tica, que so os chamados meios guiados. Sob circunstncias especiais, radiodifuso, infravermelho e microondas, que so os meios no-guiados, tambm so escolhas possveis.

Figura 1 - Exemplos de meios de transmisso: conectores diversos, fibras pticas e cabos metlicos

Vrios meios fsicos podem ser usados para a transmisso. Cada um tem sua prpria

caracterstica em termos de largura de banda, atraso, imunidade ao rudo, confiabilidade, custo, e facilidade de instalao e manuteno.

Esses meios permitem o estabelecimento de um canal de comunicao. O canal pode ser definido como o circuito individual sobre o qual se estabelece uma comunicao entre fonte e destino. O meio de transmisso o suporte fsico que transporta um ou mais canais.

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Neste trabalho so abordadas as caractersticas, vantagens e desvantagens dos seguintes meios de transmisso:

Mdias magnticas; Rdio; Microondas; Infravermelho; Satlites; Par Tranado; Cabo Coaxial; Fibra ptica.

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Mdias de Transmisso

Meio Magntico

Uma das maneiras mais comuns de transporte de dados de um computador para outro so as fitas magnticas, discos flexveis, discos rgidos ou CDs. Atravs destes meios consegue-se efetuar a transferncia de grandes quantidades de dados de maneira barata mas no de forma on-line, incorrendo numa grande demora. Trata-se de um mtodo muito mais barato, especialmente para aplicaes em que o tamanho da largura de banda ou o custo por bit transportado o fator chave.

Par Tranado

O cabo de par tranado consiste em dois fios de cobre isolados tranados entre si em forma helicoidal. Por ser tranado, o campo magntico gerado por um fio anulado pelo outro (efeito de cancelamento) reduzindo os rudos que podem facilmente alterar as propriedades do sinal.

Figura 2 - Exemplo de cabo de pares tranados

A capacidade de transmisso de dados digitais do cabo de par tranado expressivamente

grande, apesar do fato de esse tipo de cabo ter sido inicialmente desenvolvido para trfego telefnico, que analgico.

Esses cabos podem estender a quilmetros sem amplificao podendo ou no ter repetidores de acordo com a necessidade transmitindo dados tanto de forma analgica como digital. As taxas de transmisso podem variar muito, pois as mesmas dependem do comprimento e da qualidade do cabo utilizado, assim como a tecnologia de transmisso adotada. Essas taxas diminuem medida que o comprimento aumenta, pois desta forma, ocorre perda de energia por radiao ou calor. Porm, um par tranado consegue transmitir dados na ordem dos Megabits por segundo mesmo em cabos com algumas dezenas de metros de comprimento.

So classificados de acordo com a blindagem: STP - Shielded Twisted Pair: com blindagem interna envolvendo cada par tranado e uma

global minimizando interferncias externas. Devido blindagem ocorre perda de sinal. Pode alcanar uma largura de banda de 300 MHz em 100 metros de cabo. Possui a vantagem de transportar dados utilizando uma sinalizao muito rpida com poucas chances de distoro;

UTP - Unshielded Twisted Pair: sem blindagem. Tem como vantagem ser flexvel e reduzida espessura. Transportam dados a 100 Mbit/s. Pode-se utilizar com trs principais arquiteturas de rede (ARCnet, Ethernet e token-ring).

Figura 3 - A)Cabo STP B) Cabo UTP

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Par tranado sem blindagem (UTP)

composto por pares de fios sendo que cada par isolado um do outro e todos so tranados juntos dentro de uma cobertura externa. No havendo blindagem fsica interna, sua proteo encontrada atravs do "efeito de cancelamento", onde mutuamente reduz a interferncia eletromagntica de radiofreqncia.

Figura 4 - Seo do Cabo

Uma grande vantagem a flexibilidade e espessura dos cabos. O UTP no preenche os dutos de

fiao com tanta rapidez como os outros cabos. Isso aumenta o nmero de conexes possveis sem diminuir seriamente o espao til.

Os cabos UTPs so divididos em categorias, levando em conta o nvel de segurana e a bitola do fio, onde os nmeros maiores indicam fios com dimetros menores. Categorias dos cabos de par tranado

Tipo Utilizao Categoria 1 Voz (Cabo Telefnico) Categoria 2 Dados a 4 Mbps (LocalTalk) Categoria 3 Transmisso de at 16 MHz. Dados a 10 Mbps (Ethernet) Categoria 4 Transmisso de at 20 MHz. Dados a 20 Mbps (16 Mbps Token Ring)Categoria 5 Transmisso de at 100 MHz. Dados a 100 Mbps (Fast Ethernet) Categoria 6 Utilizado em ISDN, cabos para modem e TV a cabo. Categoria 7 Ethernet 1000BaseT, ATM com transmisso de at 500MHz.

Das categorias citadas, duas se destacaram em redes de computadores:

CAT-3 - Os pares tranados da categoria 3 consistem em dois fios encapados cuidadosamente tranados. Em geral, quatro pares desse tipo so agrupados dentro de uma capa plstica protetora, onde so mantidos oito fios. At 1988, a maioria dos prdios tenha um cabo da categoria 3 ligando cada um dos escritrios a um gabinete de fiao em cada andar. Esse esquema permitia que at quatro telefones normais ou dois telefones multilinha de cada escritrio fossem conectados ao equipamento da companhia telefnica instalado no gabinete de fiao.

CAT-5- Em 1988 forma lanados os pares tranados da categoria 5. Esses cabos eram similares aos cabos da categoria 3, mas tinham mais ns por centmetro e o material isolante era de Teflon, o que resultou em menos linhas cruzadas e em um sinal de melhor qualidade nas transmisses de longa distncia; isso os tornou ideais para a comunicao de computadores de alta velocidade.

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Vantagens:

1. Tecnologias e padres esto estveis para comunicaes de voz; 2. Sistema telefnico, que usa transmisso por par tranado, esto presentes na maioria das

construes, e normalmente pares esto disponveis para conexes em rede; 3. Dimetro reduzido; 4. Baixo custo de instalao e manuteno; 5. Fcil manuseio.

Desvantagens:

1. Baixa imunidade rudos, principalmente para cabos desprotegidos; 2. Limitao quanto distncia mxima empregada; 3. Necessita usar hubs (concentradores).

Par tranado blindado (STP)

Possui uma blindagem interna envolvendo cada par tranado que compe o cabo, cujo objetivo reduzir a diafonia. Um cabo STP geralmente possui 2 pares tranados blindados, uma impedncia caracterstica de 150 Ohms e pode alcanar uma largura de banda de 300 MHz em 100 metros de cabo.

Figura 5 - Seo do Cabo

Utiliza uma classificao definida pela IBM, baseada em diferentes caractersticas de alguns

parmetros, como dimetro do condutor e material utilizado na blindagem, sendo ela: 1, 1A, 2, 2A, 6, 6A, 9, 9A.

Figura 6 - STP em Bobina com 4 condutores

Vantagens:

Alta taxa de sinalizao; Pouca distoro do sinal.

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Desvantagens:

A blindagem causa uma perda de sinal que torna necessrio um espaamento maior entre os pares de fio e a blindagem; isso ocasiona um maior volume de blindagem e isolamento, aumentando consideravelmente o tamanho, o peso e o custo do cabo.

Aplicaes dos cabos de par tranado

A utilizao mais comum do cabo de par tranado o sistema telefnico e atualmente as redes de computadores. O sinal pode ser transmitido atravs do cabo de par tranado por vrios quilmetros sem amplificao, mas para distncias mais longas, repetidores so necessrios.

Quando muitos cabos de par tranado so colocados em paralelo por uma substancial distncia, tais como os fios que chegam a um apartamento vindos da companhia telefnica, eles so reunidos em forma de cabo e protegidos por uma capa normalmente plstica. Os pares dentro deste cabo interfeririam uns nos outros se no estivessem tranados.

Figura 7 - Cabo ETHERNET 10 Base T, padro IEEE 802.3, par tranado, com taxa de transmisso de at 10 Mbps

Diversos fatores interferem na qualidade dessas linhas de transmisso quer seja para a

transmisso de voz ou dados. A qualidade da linha de transmisso depende:

1. Da qualidade dos condutores (resistncia, reatncia, impedncia); 2. Bitola ou espessura dos fios; 3. Tcnicas utilizadas; 4. Proteo dos componentes para evitar a induo dos condutores; 5. Radiao; 6. Dissipao.

Cabo Coaxial

Consiste num fio de cobre rgido que forma o ncleo, envolto por um material isolante que, por

sua vez, envolto em um condutor cilndrico, freqentemente na forma de uma malha entrelaada. O condutor externo coberto por uma capa plstica protetora, que o protege contra o fenmeno da induo, causada por interferncias eltricas ou magnticas.

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Figura 8 - Camadas do Cabo Coaxial

Alm de sua utilizao em redes locais, muito usado para sinais de televiso, como por

exemplo, transmisso de TV a cabo. Muitas empresas tambm o usam na construo de sistemas de segurana, sistemas de circuitos fechados de TV e outros.

O cabo coaxial melhor protegido do que o cabo de par tranado e por isso pode transmitir a maiores distncias e a velocidades maiores. Dois tipos de cabos coaxiais so utilizados. Um cabo de 50 ohms, freqentemente usado para transmisso digital. O outro cabo de 75 ohms, mais usado para transmisso analgica.

A construo e proteo do cabo coaxial do uma boa combinao de largura de banda e excelente imunidade ao rudo. Para distncias de at um 1 km so permitidas velocidades de at 2 Gbps. Eram muito usados para rea de telefonia, porem vem sendo substitudos por fibras ticas. Atualmente so muitos usados na rea de TV a cabo.

Os cabos de 50 ohms foram muito usados em redes nos anos 80 e incio dos 90, eles eram basicamente de dois tipos o coaxial fino e o grosso.

Coaxial Grosso - usavam conectores do tipo vampiro, tambm eram chamados de yelow cable; Coaxial Fino - usam os conectores T que so mais comum e mais baratos, estes tipos de cabos

ainda so encontrados em algumas instalaes de redes locais.

Cabo coaxial grosso

Tambm conhecido como CABO COAXIAL BANDA LARGA ou 10BASE5, utilizado para transmisso analgica. Possui uma blindagem geralmente de cor amarela. A especificao 10BASE5 refere-se transmisso de sinais Ethernet utilizando esse tipo de cabo. O 5 informa o tamanho mximo aproximado do cabo como sendo de 500 metros.

Esse cabo tem uma cobertura plstica protetora extra que ajuda manter a umidade longe do centro condutor. Isso torna o cabo coaxial grosso uma boa escolha quando se utiliza grandes comprimentos numa rede de barramento linear. Durante a instalao, o cabo no necessita ser cortado pois o conector (vampire tap) o perfura.

A impedncia utilizada nesta modalidade de transmisso de 75 Ohms. Seu dimetro externo de aproximadamente 0,4 polegadas ou 9,8 mm.

O cabo coaxial de 75 ohms usado para transmisso analgica em sistemas de TV a cabo. Ele chamado de broadband (banda larga). Embora o termo "broadband" venha do mundo da telefonia, onde se refere a algo maior do que 4 kHz, no mundo da rede de computadores "broadband cable" significa algum cabo de rede usado para transmisso analgica.

Desde o uso do broadband para redes, os cabos so usados para transmisses de sinal analgico com largura de banda de 300 a 450 MHz a distncias de at 100 km, que muito menos crtico que a transmisso de sinais digitais. Para transmitir sinais digitais em uma rede analgica, cada interface deve conter dispositivos eletrnicos para converter o conjunto de bits de sada para um sinal analgico, e o sinal analgico de entrada no conjunto de bits.

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Vantagens:

Comprimento maior que o coaxial fino; muito utilizado para transmisso de imagens e voz.

Desvantagens:

Difcil instalao Custo elevado em relao ao cabo coaxial fino.

Cabo Coaxial de Banda Base

Tambm conhecido como CABO COAXIAL BANDA BASE ou 10BASE2, utilizado para transmisso digital, j foi o meio mais largamente empregado em redes locais. O sinal injetado diretamente no cabo. A topologia mais usual a topologia em barra. A construo e blindagem do cabo coaxial proporcionam a ele uma boa combinao de alta largura de banda e excelente imunidade a rudo. A largura de banda depende do tamanho do cabo.

A especificao 10BASE2 refere-se transmisso de sinais Ethernet utilizando esse tipo de cabo. O 2 informa o tamanho mximo aproximado do cabo como sendo de 200 metros. Na verdade, o comprimento mximo 185 metros.

A impedncia utilizada nesta modalidade de transmisso de 50 Ohms. As taxas variam de 10 a 50 Mbps e o tempo de trnsito de 4 a 8 ns/m.

Figura 9 - Cabo Coaxial Fino

Vantagens:

malevel; Fcil de instalar; Sofre menos reflexes do que o cabo coaxial grosso, possuindo maior imunidade a rudos

eletromagnticos de baixa freqncia.

Cuidados na instalao do cabo coaxial necessrio verificar a qualidade dos elementos que constituem o cabeamento: cabos,

conectores e terminadores. Esses devem ser de boa qualidade para evitar folgas nos encaixes, o que poderia causar mau funcionamento a toda rede.

Os cabos no podem ser tracionados, torcidos, amassados ou dobrados em excesso pois isso pode alterar suas caractersticas fsicas.

Quanto conectorizao, o tipo mais comum de conector usado por cabos coaxiais o BNC (Bayone-Neill-Concelman). Diferentes tipos de adaptadores esto disponveis para conectores BNC incluindo conectores T, conectores barril e terminadores. Os conectores so os pontos mais fracos em qualquer rede.

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Figura 10 - Conector BNC

Cabo Coaxial x Par Tranado

As caractersticas de transmisso de dados em cabo coaxial so consideravelmente melhores do que em par tranado. Quando usado em conjunto com tcnicas de transmisso de banda larga oferece uma largura de banda que pode ir at aos 300 Mbps. Isso abre a possibilidade de ser usado como base para uma rede de cabo partilhado, com parte da largura de banda sendo usada para transmisso de dados, e a restante para a transmisso de outras informaes, tais como sinais TV ou voz digitalizada.

Tem uma atenuao mais baixa que o par tranado (especialmente a altas freqncias) o que significa que tem menos necessidade de repetidores. Dado que a blindagem do cabo parte do circuito do sinal, a terra pode introduzir rudo. Uma segunda blindagem resolve o problema, representando, no entanto um custo adicional.

Comparado com o par tranado, o cabo coaxial tem uma imunidade de rudo de cross-talk bem melhor, e uma fuga eletromagntica mais baixa. Porm, com relao ao custo, o do cabo coaxial mais elevado do que o do par tranado, principalmente quando se pensa em termos de interfaces para ligao do cabo.

Fibra ptica

Uma fibra tica constituda de material dieltrico, em geral, slica ou plstico, em forma

cilndrica, transparente e flexvel, de dimenses microscpicas comparveis s de um fio de cabelo. Esta forma cilndrica composta por um ncleo envolto por uma camada de material tambm

dieltrico, chamada casca. Cada um desses elementos possui ndices de refrao diferentes, fazendo com que a luz percorra o ncleo refletindo na fronteira com a casca.

Figura 11 - Exemplo de Fibra tica

A fibra tica possui duas camadas com ndices de refrao diferentes o que faz com que a luz sofra reflexo total quando tenta passar do ncleo para a casca, quando isso acontece, ela refletida de volta para o ncleo e assim percorre toda a extenso da fibra.

Figura 12 - Exemplos de cordes de fibras pticas

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A fibra tica utiliza sinais de luz codificados para transmitir os dados, mas como todos os sistemas atuais de computao funcionam a base de eltrons (eletrnica) e no a base de ftons (fotnica) necessrio a converso do sinal eltrico em luminoso antes da transmisso atravs da fibra. Isso feito atravs de um conversor de sinais eltricos para sinais ticos, um transmissor, um receptor e um conversor de sinais ticos para sinais eltricos.

A atenuao das transmisses por fibra ptica no depende da freqncia utilizada, portanto a taxa de transmisso muito mais alta. totalmente imune a interferncias eletromagnticas, no precisa de aterramento e mantm os pontos que liga eletricamente isolados um do outro. Entretanto, pode ocorrer disperso modal se a fibra for multimodo.

A transmisso tica est tambm sujeita disperso espectral ou cromtica. A luz que passa na fibra composta de diferentes freqncias e comprimentos de onda. O ndice de refrao difere para cada comprimento de onda e permite s ondas viajarem a diferentes velocidades. Os LEDs, que possuem um grande espalhamento de comprimento de onda, esto sujeitos a uma disperso de espectro considervel. Os lasers exibem uma luz quase monocromtica (nmero limitado de comprimentos de onda) e no sofre qualquer disperso cromtica significativa.

O padro 10BaseF refere-se especificao do uso de fibras ticas para sinais Ethernet. O conector mais usado com fibras ticas o conector ST, similar ao conector BNC. No entanto, um novo tipo est ficando mais conhecido, o conector SC. Ele quadrado e mais fcil de usar em espaos pequenos. Vantagens:

Perdas de transmisso baixa e banda passante grande: mais dados podem ser enviados sobre distncias mais longas, desse modo se diminui o nmero de fios e se reduz o nmero de repetidores necessrios nesta extenso, reduzindo o custo do sistema e complexidade.

Pequeno tamanho e peso: vem resolver os problemas de espao e congestionamento de dutos no subsolo das grandes cidades e em grandes edifcios comerciais. o meio de transmisso ideal em avies, navios, satlites, etc.

Imunidade a interferncias: no sofrem interferncias eletromagnticas, pois so compostas de material dieltrico, e asseguram imunidade a pulsos eletromagnticos.

Isolao eltrica: no h necessidade de se preocupar com aterramento e problemas de interface de equipamento, uma vez que constituda de vidro ou plstico, que so isolantes eltricos.

Segurana do sinal: possui um alto grau de segurana, pois no irradiam significativamente a luz propagada.

Matria-prima abundante: constituda por slica, material abundante e no muito caro. Sua despesa aumenta no processo requerido para fazer vidros ultrapuros desse material.

Desvantagens:

Fragilidade das fibras ticas sem encapsulamento: deve-se tomar cuidado ao se lidar com as fibras, pois elas quebram com facilidade.

Dificuldade de conexes das fibras ticas: por ser de pequenssima dimenso, exigem procedimentos e dispositivos de alta preciso na realizao de conexes e junes.

Acopladores tipo T com perdas muito grandes: essas perdas dificultam a utilizao da fibra tica em sistemas multiponto.

Impossibilidade de alimentao remota de repetidores: requer alimentao eltrica independente para cada repetidor, no sendo possvel a alimentao remota atravs do prprio meio de transmisso.

Falta de padronizao dos componentes pticos: o contnuo avano tecnolgico e a relativa imaturidade no tm facilitado e estabelecimento de padres.

Alto custo de instalao e manuteno.

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Aplicaes de Fibras pticas:

Sistemas de comunicao; Rede Telefnica: servios de tronco de telefonia, interligando centrais de trfego interurbano e

interligao de centrais telefnicas urbanas; Rede Digital de Servios Integrados (RDSI): rede local de assinantes, isto , a rede fsica

interligando os assinantes central telefnica local. Cabos Submarinos: sistemas de transmisso em cabos submarinos. Televiso por Cabo (CATV): transmisso de sinais de vdeo atravs de fibras pticas. Sistema de Energia e Transporte: distribuio de energia eltrica e sistema de transmisso

ferrovirio. Redes Locais de Computadores: aplicaes em sistemas de longa distncia e locais. Na busca

de padres a fim de facilitar a conectividade e minimizar os custos de aquisio e implantao com fibras pticas, foi desenvolvido o FDDI.

Sistemas sensores Aplicaes industriais: sistemas de telemetria e superviso em controle de processos. Aplicaes mdicas: sistemas de monitorao interna ao corpo humano e instrumentao

cirrgica. Automveis: monitorao do funcionamento do motor e acessrios. Aplicaes militares

Figura 13 - Exemplo de cabo de fibra ptica

Como funciona a transmisso ptica

O sinal luminoso transmitido para a fibra tica sob a forma de pulso '0'/'1' representando uma seqncia de smbolos binrios. As ondas passam atravs do ncleo da fibra, que coberto por uma camada chamada cladding. A refrao do sinal controlada pelo desenho do cabo, os receptores e os transmissores. O sinal luminoso no pode escapar do cabo ptico porque o ndice de refrao no ncleo superior ao ndice de refrao do cladding. Deste modo, a luz viaja atravs do cabo num caminho todo espelhado.

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Figura 14 - Viso longitudinal de uma fibra tica

A fonte emissora da luz usualmente um laser ou um LED. Os lasers proporcionam para uma

grande largura de banda um rendimento da capacidade que significativamente maior do que outros mtodos. Por exemplo, um cabo de dois fios tem um parmetro de distncia de largura de banda de 1Mhz/Km, um cabo coaxial tem 20 Mhz/Km, e a fibra tica tem 400 Mhz/Km.

H vrios mtodos para transmitir os raios luminosos atravs da fibra: multimodo com ndice degrau, multimodo com ndice gradual e monomodo.

Existem dois tipos de fibras ticas so elas: Monomodo e Multimodo.

Fibras ticas Multimodo

As fibras multimodo foram as primeiras a surgirem, e so classificadas quanto a relao entre os nveis de refrao entre a casca e o ncleo. Elas so de dois tipos:

1. Multimodo com ndice degrau: Esta fibra possui o ncleo feito por apenas um material, ou seja, com ndice de refrao constante. A principal conseqncia disso uma menor capacidade de transmisso devido ao fenmeno de disperso que causa vrios modos. Sua largura de banda de at 35 Mhz/km.

2. Multimodo com ndice gradual: Esta fibra possui o ncleo composto por vrios elementos com ndices de refrao diferentes, isto tenta diminuir a diferena de tempo de propagao diminuindo assim a disperso dos vrios modos. Sua largura de banda de at 500 Mhz/km.

Fibra tica Multimodo com ndice Degrau

Foi o primeiro tipo a surgir e tambm o mais simples. Na fibra multimodo com ndice degrau, o ncleo e o cladding esto claramente definidos. O ncleo constitudo de um nico tipo de material (plstico, vidro), ou seja, tem ndice de refrao constante, e tem dimetro varivel, entre 50 e 400 mm. Os raios de luz refletem no cladding em vrios ngulos, resultando em comprimentos de caminhos diferentes para o sinal. Isto causa o espalhamento do sinal ao longo da fibra e limita a largura de banda do cabo para aproximadamente 35 Mhz.km. Este fenmeno chamado disperso modal. A atenuao elevada (maior que 5 dB/km), fazendo com que essas fibras sejam utilizadas em transmisso de dados em curtas distncias e iluminao.

Figura 15 - fibra tica multimodo com ndice degrau

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Fibra tica Multimodo com ndice Gradual

Na fibra ptica multimodo com ndice gradual, a interface ncleo/cladding alterada para proporcionar ndices de refrao diferentes dentro do ncleo e do cladding. Os raios de luz viajam no eixo do cabo encontrando uma grande refrao, tornando baixa sua velocidade de transmisso. Os raios que viajam na direo do cabo tem um ndice de refrao menor e so propagados mais rapidamente. O objetivo ter todos os modos do sinal mesma velocidade no cabo, de maneira a reduzir a disperso modal. Essa fibra pode ter larguras de banda de at 500 Mhz.km. O ncleo tem, tipicamente, entre 125 e 50 mm e a atenuao baixa (3 dB/km), sendo por esse motivo empregada em telecomunicaes.

Figura 16 - fibra tica multimodo com ndice gradual

Fibras ticas Monomodo

Nas fibras monomodo a luz percorre a fibra em apenas um modo o que diminui a disperso do sinal e evita o problema que possuem a fibras multimodo. Sua principal caracterstica a pequena dimenso do ncleo e, por possuir uma menor disperso, atinge larguras de banda de at 1Ghz/km.

O tamanho do ncleo, 8 micrometros (m) de dimetro, e o ndice ncleo/cladding permite que apenas um modo seja propagado atravs da fibra, conseqentemente diminuindo a disperso do pulso luminoso. A emisso de sinais em fibras pticas monomodo possvel com LEDs ou laser, podendo atingir taxas de transmisso na ordem de 100 GHz.km, com atenuao entre 0,2 dB/km e 0,7 dB/km. Contudo, o equipamento como um todo mais caro que o dos sistemas multimodo. Essa fibra possui grande expresso em sistemas telefnicos e interligao de redes em localidades distantes. .

Figura 17 - fibra tica monomodo

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Fibra tica X Cobre O grande ponto da discusso sobre qual meio de transmisso utilizar est concentrado nas

capacidades e limitaes do cobre e da fibra ptica nas redes de computadores atuais. Muitas concepes erradas tm encoberto os fatos cerca das capacidades e da facilidade que hoje j existe em utilizar a fibra.

Os melhoramentos da tecnologia, juntamente com a reduo do seu custo, tm feito da fibra ptica uma opo vivel para redes de alta performance, em substituio aos caros cabos de cobre.

A fibra ptica tem vantagens e desvantagens em relao aos cabos de cobre. Ela pode gerenciar larguras de banda muito maiores do que o cobre. Apenas essa caracterstica justificaria seu uso nas redes de ltima gerao, embora o cobre domine na atual planta instalada de telecomunicaes.

Devido baixa atenuao, os repetidores pticos s so necessrios a cerca de 30Km de distncia, o que em comparao com o cobre, representa uma economia significativa. A fibra tambm tem a vantagem de no ser afetada por picos de voltagem ou interferncia magntica. Ela tambm est imune ao corrosiva de alguns elementos qumicos e, conseqentemente, adapta-se muito bem a reas industriais.

Alm disso, a fibra mais leve que o cobre. Mil pares tranados com 1 Km de comprimento pesam aproximadamente 8Ton. Duas fibras tm mais capacidade e pesam cerca de apenas 100Kg, reduzindo de maneira significativa a necessidade de sistemas mecnicos de suporte, cuja manuteno extremamente cara. Nas novas rotas, as fibras tm preferncia por terem um custo de instalao muito mais baixo.

Por fim, as fibras no desperdiam luz e dificilmente so interceptadas. Por essas razes, trata-se de uma alternativa muito mais segura contra possveis escutas telefnicas.

A razo para que a fibra seja melhor do que o cobre inerente s questes fsicas subjacentes a esses dois materiais. Quando os eltrons se movem dentro de um fio, eles afetam um ao outro e, alm do mais, so afetados pelos eltrons existentes fora do fio. Os ftons de uma fibra no afetam um ao outro (no tm carga eltrica) e no so afetados pelos ftons dispersos existentes do lado de fora da fibra.

Como desvantagens em relao ao cabo metlico, os cabos de fibra ptica e conectores so muito difceis de instalar e as interfaces de fibra so mais difceis de se montar e mais caras do que as interfaces eltricas. Os custos dos componentes para fibra ptica (mquinas de fuso, testes, etc, ainda so muito caros e de utilizao altamente especializada).

Wireless Transmission (Transmisso sem fio) A transmisso sem fio pode ser feita por raios infravermelhos, lasers, microondas (radiao

eletromagntica de comprimento de onda um pouco superior ao infravermelho) e rdio, no requerendo um meio fsico.

A comunicao a laser ou infravermelho totalmente digital e altamente direcional tornando-a praticamente imune a grampos ou interferncias. Porm, dependendo da onda escolhida, chuva e neblina podem fazer com que haja interferncia.

Para comunicao distante, a transmisso por radiofreqncia ou microondas uma boa alternativa. Antenas parablicas podem transmitir para outras antenas a dezenas de quilmetros. Quanto mais alta a antena, maior o alcance. Os sinais transmitidos podem se dividir e propagar por caminhos ligeiramente diferentes. Quando esses sinais se recombinam, surgem as interferncias reduzindo a potncia do sinal. A propagao pode ser prejudicada devido a tempestades ou outros fatores atmosfricos.

Neste tipo de transmisso (radiofreqncia), os pacotes de informaes so enviados pelo ar utilizando-se de canais de freqncia de rdio (que variam de Kilohertz at Gigahertz) ou por sinais infravermelhos (freqncia na casa dos Terahertz). O ar funciona como um meio para os sinais eletromagnticos se propagarem. Podem transmitir tanto sinais analgicos como digitais.

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Com o grande avano na utilizao de Laptops, Palmtops, etc. existe uma tendncia dos meios de comunicao de se concentrarem em fibras pticas e wireless.

As transmisses sem fio so baseadas na propagao de ondas eletromagnticas no espao. Ela s necessita de meios fsicos nas estaes transmissora e receptora e em estaes repetidoras intermediarias.

Os sistemas so divididos de acordo com a poro do espectro que utilizam, que tambm determina sua banda. A distribuio geral do espectro eletromagntico entre distintos servios para explorao determinada por entidades governamentais de cada pas.

Quando os eltrons se movem eles criam ondas eletromagnticas que podem se propagar atravs do espao e mesmo no vcuo. Estas ondas foram previstas pelo alemo Heinrich Hertz em 1887. O nmero de oscilaes por segundo de uma onda eletromagntica chamado de sua freqncia e medido em Hz (em homenagem ao alemo Hertz).

Rdio

As propriedades das ondas de rdio dependem de sua freqncia. Com freqncias baixas, as

ondas de rdio podem passar bem por obstculos. Em altas freqncias as ondas tendem a viajar em linhas finas (feixes pequenos), porm tendem a contornar obstculos.

As ondas de rdio so muito usadas na comunicao porque so fceis de gerar, propagam-se em todos os sentidos, transmitem sobre largas reas geogrficas e penetram em vrios tipos de materiais. Os seus problemas principais esto na dependncia da freqncia utilizada. Se for baixa, as ondas de rdio seguem a curvatura da Terra, podendo no chegar ao seu destino devido perda de potncia com a distncia percorrida. Se for alta, as ondas de rdio viajam em linha reta em direo ionosfera, onde so refletidas para a Terra, o que permite a comunicao entre dois pontos ainda mais afastados por causa de uma perda de potncia mais lenta, porm sujeitas interferncia.

No entanto, as ondas de rdio no so um meio confivel de transmisso, pois so bastante susceptveis a interferncias eltricas e magnticas, bem como a interferncias causadas por objetos ou fenmenos naturais (ex: chuva).

A radiodifuso bastante til para interconexo entre redes locais distantes entre si e que mantm nveis elevados de trfego, j que este meio de transmisso capaz de oferecer largura de banda maior, suprindo assim as necessidades que no poderiam ser consolidadas por circuitos telefnicos.

Raios Infravermelhos O mais comum exemplo da utilizao dos raios infravermelhos est nas nossas casas, atravs

dos controles remotos de televiso, vdeo, etc. Tm como vantagens principais o baixo custo e facilidade de construo, mas pecam por no poderem atravessar grande parte dos materiais. No entanto, essa desvantagem tambm pode ser tornada til, atravs do seu uso em, por exemplo, redes locais dentro do mesmo espao. Desta maneira, qualquer novo dispositivo que suporte a comunicao via infravermelho pode participar na rede tendo, apenas, de estar no mesmo espao.

Microondas Este tipo de meio de transmisso muito usado na comunicao telefnica entre grandes

distncias, nos telefones celulares, etc. barato e fcil de implementar, mas muito susceptvel a fenmenos eltricos, magnticos e atmosfricos (ex: chuva).

Rdio enlaces de alta freqncia (GHz) usam antenas parablicas. A transmisso feita em um feixe muito fino e pode alcanar longas distncias, porem necessitando de visada direta. Este tipo de transmisso influenciado pela geografia. Para freqncias acima de 10 GHz o sinal

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influenciado pelas condies atmosfricas (chuva, neve, nevoeiro, etc.). A velocidade de propagao prxima a da luz.

Apesar de tudo, incluindo o aparecimento das fibras pticas, a sua utilizao ainda grande.

Satlite

Um satlite de comunicaes um repetidor no cu. Ele contm um ou mais transponders. Cada qual "ouve" uma poro do espectro, amplifica o sinal e o difunde em outra freqncia.

Eles podem operar nas seguintes faixas: 4 a 6 Ghz, 12 a 14 Ghz e 20 a 30 Ghz. Quanto maiores as freqncias de transmisso, menor o comprimento de onda e, portanto,

menores sero as antenas para transmisso e recepo. Com isto se tem grande facilidade de mobilidade.

Este um meio de transmisso adequado para ligaes ponto a ponto e multiponto, e, devido a sua altssima confiabilidade em relao aos outros meios no guiados citados anteriormente, torna-se adequado tambm para aplicaes que no admitem erros, como por exemplo, aplicaes blicas. Vantagens:

Grande largura de banca disponvel; Cobertura de grandes reas; Todos usurios tm as mesmas possibilidades de acesso; Facilidade de utilizao em comunicaes mveis; Superao de obstculos naturais.

Desvantagens:

Alto investimento inicial; Aspectos institucionais, legais e regulamentais; Dificuldades e alto custo de manuteno em relao a outros meios; Necessidade de um veculo de lanamento; Elevado tempo de trnsito da informao. Existe um considervel retardo de propagao (da

ordem de 250 ms); Pequena vida til (8 a 10 anos). O principal fator limitante para a vida til o combustvel

usado para corrigir a sua posio na rbita, esta, alterada de acordo com os movimentos da Terra e da lua;

A operao de terminais portteis exige uma antena no satlite de grande dimenso (da ordem ou mesmo superior a 20 metros);

ngulo de elevao pequeno da cobertura de regies de alta latitude, implicando em maior bloqueio do sinal nas reas urbanas; Em vista de tais problemas, as solues propostas atualmente tm por base a tecnologia de

satlites de pequena dimenso e a operao em rbitas baixas. A desvantagem de solues desta natureza a necessidade de utilizar uma constelao com um maior nmero de satlites para cobrir uma determinada rea. Entretanto, esta desvantagem atenuada pela reduo na dimenso e na complexidade dos satlites, menor atenuao de propagao e possibilidade de operar com terminais portteis.

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ANEXOS

Tabelas Comparativas

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UTP: Par Tranado Sem Blindagem STP: Par Tranado Blindado

Caractersticas

composto por pares de fios sendo que cada par isolado um do outro e todos so tranados juntos dentro de uma cobertura externa. No havendo blindagem fsica

interna, sua proteo encontrada atravs do "efeito de cancelamento", onde mutuamente reduz a interferncia

eletromagntica de radiofreqncia.

Possui uma blindagem interna envolvendo cada par tranado que compe o cabo, cujo objetivo reduzir a diafonia. Um cabo STP

geralmente possui 2 pares tranados blindados, uma impedncia caracterstica de 150 Ohms e pode alcanar uma largura de banda de 300 MHz em 100 metros de

cabo.

Vantagens Flexibilidade e espessura dos cabos

Simplicidade

Alta taxa de sinalizao Pouca distoro do sinal

Desvantagens

Necessidade de outros equipamentos como hubs

Susceptibilidade interferncia e ao rudo, incluindo "cross-talk" de fiao adjacente

A blindagem causa uma perda de sinal que torna necessrio um espaamento maior

entre os pares de fio e a blindagem, o que causa um maior volume de blindagem e

isolamento, aumentando consideravelmente o tamanho, o peso e o custo do cabo.

Coaxial Fino Coaxial Grosso

Caractersticas

CABO COAXIAL BANDA BASE ou 10BASE2, utilizado para

transmisso digital, sendo o meio mais largamente empregado em redes locais. O sinal injetado

diretamente no cabo. A topologia mais usual a topologia em barra. A

impedncia utilizada nesta modalidade de transmisso de 50

Ohms.

CABO COAXIAL BANDA LARGA ou 10BASE5, utilizado para transmisso analgica. Possui uma blindagem geralmente de cor amarela.

Esse cabo tem uma cobertura plstica protetora extra que ajuda manter a umidade longe do centro

condutor. Isso torna o cabo coaxial grosso uma boa escolha quando se utiliza grandes

comprimentos numa rede de barramento linear. A impedncia utilizada nesta modalidade de

transmisso de 75 Ohms.

Vantagens

malevel Fcil de instalar

Sofre menos reflexes do que o cabo coaxial grosso, possuindo maior

imunidade a rudos eletromagnticos de baixa freqncia.

Comprimento maior que o coaxial fino muito utilizado para transmisso de imagens e

voz.

Desvantagens Limitao no comprimento mximo Instalao mais difcil

Observaes

A especificao 10BASE2 refere-se transmisso de sinais Ethernet utilizando esse tipo de cabo. O 2

informa o tamanho mximo aproximado do cabo como sendo de

200 metros. Na verdade, o comprimento mximo 185 metros.

A especificao 10BASE5 refere-se transmisso de sinais Ethernet utilizando esse tipo de cabo. O

5 informa o tamanho mximo aproximado do cabo como sendo de 500 metros.

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Dados Tcnicos Coaxial Fino Coaxial Grosso

Impedncia 50 ohms 75 Ohms Tamanho Max de Segmento 185 metros 500 metros Tamanho Mn de Segmento 0,45 metros 2,5 metros Nmero Mx de Segmentos 5 5

Tamanho Mximo Total 925 metros 2.500 metros

Capacidade 30 equipamentos/segmento 1500 canais com 1 ou + equipamentos por canal Acesso ao meio CSMA/CD FDM

Taxa de Transmisso de Dados 1 a 50 Mbps (depende do tamanho do cabo) 100 a 150 Mbps (depende do

tamanho do cabo) Modo de Transmisso Half-Duplex- Cdigo Manchester Full-duplex

Transmisso Por pulsos de corrente contnua Por variao em sinal de freq. de rdio Imunidade EMI/RFI 50 dB 85 dB

Instalao Facilitada (cabo fino e flexvel) pessoal especializado

Tabela Comparativa de caractersticas - Fibra ptica X Cobre

Banda Passante

A transmisso em fibras pticas realizada em freqncias pticas portadoras na faixa espectral de 10 elevado a 14 a 10 elevado a 15 Hz(100 a 1000 THz). Isto significa uma capacidade de transmisso potencial, no mnimo 10.000 vezes superior, por exemplo, capacidade dos atuais sistemas de microondas e cabos de cobre.

Perdas de transmisso As fibras pticas apresentam perdas de transmisso extremamente baixas, desde atenuaes tpicas da ordem de 3 a 5 dB/Km. Os cabos de cobre apresentam atenuaes at 10 vezes maiores

Imunidade a interferncia e ao rudo

As fibras pticas, por serem compostas de material dieltrico, ao contrrio dos cabos metlicos, no sofrem interferncias eletromagnticas. Isto permite uma operao satisfatria dos sistemas de transmisso por fibras pticas mesmo em ambientes eletricamente ruidosos.

Isolao eltrica

O material dieltrico (vidro ou plstico) que compe a fibra ptica oferece uma excelente isolao eltrica entre os transceptores ou estaes interligadas. Ao contrrio dos cabos metlicos, as fibras pticas no tm problemas com o aterramento e interfaces dos transceptores. Quando um cabo de fibra ptica danificado no existem fascas de curto-circuito.

Tamanho e peso

As fibras pticas tm dimenses comparveis com as de um fio de cabelo humano. Mesmo considerando-se os encapsulamentos de proteo, o dimetro e o peso dos cabos pticos so bastante inferiores aos dos equivalentes cabos metlicos.

Segurana da informao e do sistema

As fibras pticas no irradiam significativamente a luz propagada, implicando um alto grau de segurana para a informao transportada. Qualquer tentativa captao de mensagens ao longo de uma fibra ptica facilmente detectada, pois exige o desvio de uma poro considervel de potncia luminosa transmitida. A mesma segurana no proporcionada pelo cabo metlico (escuta telefnica).

Flexibilidade na expanso da capacidade dos sistemas

Os sistemas de transmisso por fibras pticas podem ter sua capacidade de transmisso aumentada gradualmente, em funo, por exemplo, do

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trfego, sem que seja necessria a instalao de um novo cabo ptico. Basta para isso melhorar o desempenho dos transceptores. As redes de cabos metlicos necessitam de grande investimento em infra-estrutura.

Custos de Fabricao

O vidro com que as fibras pticas so fabricadas feito principalmente a partir do quartzo, um material que, ao contrrio do cobre, abundante na crosta terrestre. Embora a obteno de vidro ultrapuro envolva um processo sofisticado, ainda relativamente caro, a produo de fibras pticas em larga escala tende gradualmente a superar esse inconveniente.

Resistncia a agentes qumicos e variaes de

temperaturas

As fibras pticas, por serem compostas basicamente de vidro ou plsticas, tm uma boa tolerncia a temperaturas, favorecendo sua utilizao em diversas aplicaes. Alm disso, as fibras pticas so menos vulnerveis ao de lquidos e gases corrosivos comparativamente aos cabos de cobre, contribuindo assim para uma maior confiabilidade e vida til dos sistemas.

Fragilidade de manuseio O manuseio de uma fibra ptica "nua" bem mais delicado que no caso dos fios metlicos. Dificuldade de conexo das

fibras pticas As pequenas dimenses das fibras pticas exigem procedimentos e dispositivos de alta preciso na realizao das conexes e junes.

Acopladores tipo T com perdas muito altas

muito difcil se obter acopladores de derivao tipo T para fibras pticas com baixo nvel de perdas do que com cabo metlico. Isso repercute desfavoravelmente, por exemplo, na utilizao de fibras pticas em sistemas multiponto.

Impossibilidade de alimentao remota de

repetidores

Os sistemas com fibras pticas requerem alimentao eltrica independente para cada repetidor, no sendo possvel a alimentao remota atravs do prprio meio de transmisso.

Falta de padronizao dos componentes pticos

A relativa imaturidade e o contnuo avano tecnolgico no tem facilitado o estabelecimento de padres para os componentes de sistemas de transmisso por fibras pticas. Os componentes para redes de cobre tm suas especificaes j fundamentadas no meio industrial.

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Bibliografia http://www.ccuec.unicamp.br/treinamentos/interativo/admunix/tsld035.htm http://penta.ufrgs.br/Eunice/r_enlac.html http://king.inf.ufrgs.br/aplic/tutoriais/redes972/tiago/meiostr.html http://proenca.uel.br/curso-redes-graduacao/1999/trab-01/equipe-06/meios_trans.htm http://proenca.uel.br/curso-redes-graduacao/1998/trab-01/equipe-02/meios.htm http://student.dei.uc.pt/~pcsantos/trav/trav_1/meio6.html