Linhas de transmissão

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1 Linhas de transmissão 1 - Introdução Linha de transmissão é um termo genérico utilizado para referenciar qualquer tipo de meio físico construído para transmissões de sinais elétricos ou óticos. No setor elétrico, as linhas de transmissão interligam todo o pais levando energia as cidades, nas estações de rádio a linha de transmissão é utilizada para levar o sinal de rádio do transmissor à antena, na telefonia a linha de transmissão leva o sinal de voz até a central. Estes são alguns exemplos de utilização da linha de transmissão. Neste curso, um enfoque especial será dado às linhas de transmissões utilizadas para transmissão de dados. 2 Linha com par trançado O par trançado consiste em dois condutores isolados um do outro e trançado com a finalidade de cancelar a perda de sinal por irradiação eletromagnética. Fig. 1 Par trançado utilizado em linhas telefônicas. Com a proximidade dos fios os campos se anulam e pouca energia é perdida. Na figura 2 podemos perceber que, a corrente que circula por um condutor é a mesma que circula no outro, porém em sentidos opostos. Ao se aproximarem, os campos se anulam. Fig. 2 Campo magnético gerado por dois condutores.

2 Além de evitar a perda por irradiação, o par trançado atenua os ruídos e propicia um meio uniforme de transmissão. Em rede de computadores o par trançado é utilizado para formar os cabos chamados UTP e STP. Fig. 3 Cabo UTP Os cabos UTP são formados por 4 pares de linhas de par trançado e foram desenvolvidos pela EIA (Electrical Industrial American) e TIA (Telecomunication Industrial American). A padronização deste tipo de cabo foi feita na norma 568 lançada em 1991 e atualmente conhecida como padrão EIA/TIA 568A. Atualmente a norma mais recente é a EIA/TIA 568C que foi definida em Porém é muito usual a utilização da norma EIA/TIA 568B que foi definida em Utilize o padrão EIA/TIA 568B quando for montar um cabo novo Os cabos UTP são divididos em 5 categorias: Categoria Utilização 1 Voz em telefonia 2 Dados à 4Mbps 3 Dados à 10Mbps (rede ethernet) 4 Dados à 20Mbps (rede Token Ring) 5 Dados à 100Mbps (rede fast ethernet) Nas redes atuais somente cabos da categoria 5 são utilizados. O comprimento máximo de um cabo não deve exceder 100 metros e a impedância padrão é de 100Ω e 150Ω.[1] Uma variação do cabo UTP é o cabo STP que nada mais é que um cabo UTP com blindagem, o que possibilita uma mais proteção contra ruídos e efeitos de crosstalk. Fig. 4 Cabo STP.

3 3 Cabo coaxial O cabo coaxial é uma linha de transmissão constituída de 2 condutores concêntricos. Basicamente é formado por um condutor central rígido ou oco, coberto por um isolante e um condutor externo que circunda o condutor central. Fig. 5 Cabo coaxial. O cabo coaxial é a principal linha de transmissão utilizada atualmente em estações de rádio, transceptores, receptores de satélite e outros. Sua utilização normalmente está limitada a frequências abaixo de 1GHz, porém é possível encontrá-lo em frequências superiores transmitindo sinais à curtas distâncias. Como todas as linhas de transmissão, um parâmetro importante a ser observado é a impedância do cabo. Quando estudamos as perdas por reflexões, vimos que a reflexão ocorre com a mudança do meio. Para que não ocorram reflexões o cabo deve ter a mesma impedância utilizada pelo sistema. A impedância de um cabo é definida pela relação entre os diâmetros internos e externos do condutor sendo os mais comuns de 50Ω e 75Ω. As placas de rede mais antigas possuíam um conector BNC para a utilização do cabo coaxial. [2] Fig. 6 Placa de rede com conector BNC para cabo coaxial.

4 Para ligação de uma rede utilizando cabos coaxiais é necessário utilizar um adaptador T para ligação de cada placa. Fig. 7 Conexão do computador à rede. Ao final, para evitar sinais refletidos dentro do cabo. Na rede ethernet com cabo fino RG-58 ou cabo grosso RG-08 onde a impedância é de 50Ω, uma carga de 50Ω (terminador) deve ser ligada em cada uma das pontas. Fig. 8 Terminador de 50Ω.

5 4 - Fibras óticas A fibra ótica é um filamento fino e flexível de vidro muito puro. Para se ter uma ideia do seu diâmetro, a fibra ótica é um pouco mais grossa que um fio de cabelo. Fig. 9 Cabo com várias fibras. O vidro puro é revestido por um material com índice de refração menor que o do vidro. Isso faz com que a luz reflita internamente. Através de múltiplas reflexões a fibra ótica funciona como um guia de ondas. Na figura 10 podemos ver uma ilustração do comportamento da luz dentro da fibra. Perceba que no caso ideal temos uma reflexão total, ou seja não se perde potência luminosa ao refletir. [3] Fig. 10 Ilustração da reflexão total em uma fibra ótica.

6 4.1 - Tipos de fibras Existem dois tipos de fibra, a monomodo e a multimodo. A fibra multimodo é mais espessa e é utilizada à curtas distâncias. A fibra monomodo é utilizada para cobrir grandes distâncias. Por ser mais fina, na fibra monomodo a luz se propaga com pouca dispersão. Seu manuseio é mais difícil e a fabricação mais cara. Nas redes locais (LAN), é comum a utilização das fibras multimodo Fig. 11 Ilustração da propagação nas fibras em função da espessura. [4] Na figura 11 estão ilustradas as dimensões da fibra. Os valores estão em micrometros. Neste exemplo todos os revestimentos possuem um diâmetro de 125m, ou seja, 0,125mm. No interior a fibra monomodo possui 9m, ou seja 0,009mm e as demais 50m e 62,5m.

7 4.2 Tipos de conectores Existe uma variedade muito grande de conectores utilizados em fibras óticas, seguem abaixo alguns exemplos. Fig. 12 Alguns tipos de conectores utilizados em fibra ótica. [5] [1] Um pequeno estudo sobre par trançado, Mário Lúcio Baioneta Nogueira, Cristina Melchiors, UFRGS, [2] Cabos e conectores, [3] Why do scientists think that light and sound are waves?, [4] Imagem: [5] Fonte:

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