FTTx GEPON

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Introdução
O que é Rede?
Tem o objetivo de interconectar entidades de mesma tecnologia de comunicação sejam conectadas por cabo ou sem fio.
Uma rede é formada por 3 elementos básicos:
 Entidades 
 Mídia de Transmissão
 Protocolo
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Entidades
São dispositivos independentes em termos de processamento, capacidade de memória e que tenham algum serviço ou periférico a ser compartilhado.
Entidade é um dispositivo de comunicação (computador, modem, roteador, bridge, apppliance, switch-router, CPE, rádio-transmissor, access point).
A entidade se caracteriza pelo fato de possuir interface adaptadora da tecnologia a qual se pretende utilizar na integração da rede.
Podemos citar como exemplo:
 Cliente de Provedor de Internet
 Notebook conectado á WLAN
 PC conectado a rede local
 Link (enlace) Ponto a Ponto
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Entidades
Bridge PtP
Bridge PtP
Access Point 
Terminal
Terminal
Access Point
Cliente PC
Cliente VoIP sem fio
Gateway VoIP
Switch LAN
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Mídia de Transmissão
A mídia de transmissão é o elemento responsável pela interconexão física das entidades da rede.
A mesma se inicia e termina no transceptor (rede cabeada) e no rádio-transceptor (rede sem fio).
Para as redes cabeadas podemos citar como mídia de transmissão todos os dispositivos e elementos que se configuram entre o transmissor e receptor:
	
 Cabos (UTP, Fibra Óptica, Coaxial), conectores e suas propriedades elétricas e mecânicas.
Para as redes sem fio podemos citar como mídia de transmissão todos os dispositivos e elementos que se configuram entre o transmissor e receptor:
	
 Pigtail, guia de onda (ou cabo coaxial), conectores, filtro, protetor atenuador, antena, propagação da onda no espaço livre.
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Necessidade de um Modelo de Referência
Com o processo de redução de custos dos dispositivos de hardware, alguns fabricantes começaram a produzir equipamentos baseados em protocolos proprietários de comunicação de dados.
A comunidade de usuários logo percebeu a necessidade de se ter padrões, pois a maioria das organizações possuía equipamentos de diferentes fabricantes.
E para que houvesse interoperabilidade sistêmica estes padrões deveriam ser abertos, ou seja, independentes de fabricante
Assim, a ISO criou em 1978 o modelo OSI com as características:
– um modelo baseado em uma arquitetura de diversos níveis que possa orientar o projeto e implementação de protocolos.
– convergência de sistemas como objetivo principal.
– tratar o problema em diversos níveis, especificando o que deve ser tratado
por cada um dos níveis, bem como as interfaces entre cada nível. Assim, se
forem feitas alterações no âmbito de um determinado nível, isto não deve afetar
a estrutura global.
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Modelo OSI – as 7 camadas
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Camada Física
A Camada Física define as características mecânicas, elétricas, funcionais e os procedimentos para ativar, manter e desativar conexões físicas para a transmissão de bits.
 
As características mecânicas dizem respeito ao tamanho e forma de conectores, pinos, cabos, etc. que compõem um circuito de transmissão. 
As características elétricas especificam os valores dos sinais elétricos (nível de tensão e corrente) usados. As características funcionais definem o significado dado aos sinais transmitidos na camada física (por exemplo, transmissão, recepção, terra, etc.).
 
Os procedimentos especificam as funções e protocolos necessários para a transmissão de bits. O bit é considerado, na transmissão serial, como a unidade de dados básica da Camada Física.
 
Os protocolos da Camada Física devem ser independentes do meio de transmissão de modo que um dado terminal possa ser utilizado em diversos meios, como pares metálicos, fibra óptica ou rádio, por exemplo.
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Camada Enlace de Dados
O objetivo básico da Camada de Enlace de Dados é assegurar a transferência confiável de dados entre sistemas conectados diretamente por um meio físico.
 
O meio físico está freqüentemente sujeito a ruídos e às interferências mais diversas, necessitando, desta forma que funções mais inteligentes venham a suprir suas limitações.
 
A Camada de Enlace de Dados envolve tipicamente as seguintes funções:
 Ativação e desativação do Enlace de Dados;
 Supervisão e Recuperação em caso de anomalias;
 Sincronização;
 Segmentação e delimitação das unidades de dados;
 Controle de erros e seqüenciamento das unidades de dados;
 Controle de Fluxo.
A condição de sucesso deste protocolo é a seleção de uma conexão física confiável e com taxa de erros aceitável para todas as conexões de rede que a utilizarão. 
Em determinados ambientes, isto pode implicar em estabelecer uma conexão de enlace de dados a cada conexão de rede, em outros não.
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Camada Enlace de Dados
O objetivo básico da Camada de Enlace de Dados é assegurar a transferência confiável de dados entre sistemas conectados diretamente por um meio físico.
 
O meio físico está freqüentemente sujeito a ruídos e às interferências mais diversas, necessitando, sendo necessárias as funções complementares estabelecidas pela camada de enlace.
 
A Camada de Enlace de Dados envolve tipicamente as seguintes funções:
 Ativação e desativação do Enlace de Dados;
 Supervisão e Recuperação em caso de anormalidades;
 Sincronização;
 Segmentação e delimitação das unidades de dados;
 Controle de erros e seqüenciamento das unidades de dados;
 Controle de Fluxo., em outros não.
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Camada de Rede
A camada de rede tem por objetivo fornecer um suporte de comunicação fim a fim para as camadas superiores. 
Isto inclui a escolha do modo de transferência e da qualidade de serviço (por exemplo no se que refere aos requisitos de retardo na transferência), o endereçamento da unidade de dados ao seu destino final na rede ou na sub-rede (segmento de rede) externa, a inter-relação com elementos de rede externos se necessário, a notificação de eventuais deficiências de segmentos externos, controle de fluxo fim a fim e outras funções.
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Camada de Transporte
A Camada de Transporte é a camada responsável pelo controle da transferência de dados, incluindo a qualidade do serviço e a correção de erros fim a fim. 
O exemplo mais bem sucedido da Camada de Transporte são os padrões associados a redes IP, TCP e UDP. 
A Camada de Transporte deve considerar os requisitos da aplicação, através dos parâmetros que descrevem as Classes de Serviço e as limitações da rede. São parâmetros de definição da Classe de Serviço:
 
Vazão ou throughput (bit/s);
Atraso ou latência de propagação (ms);
Jitter ou Variação no atraso de propagação (ms) ;
Probabilidade de falha no estabelecimento da conexão;
Taxa de erro residual.
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Camada de Sessão
A Camada de Sessão tem por objetivo o controle dos procedimentos de diálogo através da abertura e fechamento de sessões.
 
A camada de Sessão inclui as seguintes funções, entre outras:
Transferência de dados em ambas direções, normal ou expressa;
Gerência de Token, permitindo às aplicações solicitar e transferir a primazia da comunicação ou de exercício de determinadas funções;
Controle de Diálogo, permitindo às aplicações acordar a forma de diálogo, half duplex ou duplex;
Sincronização e gerência de atividades, permitindo estratificar o diálogo, colocando títulos, subtítulos e marcas de delimitação.
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Camada de Apresentação
A Camada de Apresentação é responsável pela sintaxe de dados, da mesma forma que a camada de Aplicação será pela semântica. 
Significa que a forma como os conteúdos serão manipulados pela Camada de Aplicação é montada e desmontada pela Camada de Apresentação. 
Os aspectos de criptografia, se necessários por questões de segurança da comunicação, são também de responsabilidade desta Camada.
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Camada de Aplicação
A camada de aplicação é um termo utilizado em redes de computadores para designar a sétima camada do modelo OSI.
É responsável por prover  serviçospara aplicações de modo a abstrair a existência de comunicação em rede entre processos de diferentes computadores. 
Também é a camada número cinco do modelo TCP/IP que engloba também as camadas de apresentação e sessão no modelo OSI.
É nessa camada que ocorre a interação micro-usuário.
A camada de aplicação é responsável por identificar e estabelecer a disponibilidade da aplicação na máquina destinatária e disponibilizar os recursos para que tal comunicação aconteça.
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Mídia de Transmissão – Camada Física
A mídia de transmissão é o elemento responsável pela interconexão física das entidades da rede.
A mesma se inicia e termina no transceptor (rede cabeada) e no rádio-transceptor (rede sem fio).
Para as redes cabeadas podemos citar como mídia de transmissão todos os dispositivos e elementos que se configuram entre o transmissor e receptor:
	
 Cabos (UTP, Fibra Óptica, Coaxial), conectores e suas propriedades elétricas e mecânicas.
Para as redes sem fio podemos citar como mídia de transmissão todos os dispositivos e elementos que se configuram entre o transmissor e receptor:
	
 Pigtail, guia de onda (ou cabo coaxial), conectores, filtro, protetor atenuador, antena, propagação da onda no espaço livre.
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Padrões de Mídias de Transmissão
Ethernet
10Base2 - Também conhecido como ThinNet ou Cheapernet.
10Base5 - Também conhecido como ThickNet.
StarLAN 10 - Primeira implementação do padrão Ethernet em UTP a 10 Mbit/s. Evoluiu para o 10BASE-T.
10Base-T - Opera com 4 fios (dois pares trançados) num cabo de CAT3 ou CAT5.
FOIRL - Link de fibra ótica entre repetidores. O padrão oficial Ethernet para operação com fibras ópticas.
10Base-F - Família de padrões Ethernet de 10 Mbit/s: 10BASE-FL, 10BASE-FB e 10BASE-FP. 
10Base-FL - Versão atual do padrão FOIRL.
10Base-FB - Redes Ethernet de 10Mbps para Backbone – obsoleta.
10Base-FP – Redes em topologia Star em modo passivo. Nunca foi implementada.
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Padrões de Mídias de Transmissão
Fast Ethernet
100Base-T – Termo genérico para padrões de 100Mbps em UTP. Inclui 100BaseTX, 100BaseT4 e 100BaseT2.
100BaseTX - Ethernet 100Mbps com cabo UTP Cat5.
100BaseT4 – Ethernet 100Mbps com cabo UTP Cat3.
100BaseT2 – Equivalente ao 100BaseTX, porém suporte cabeamento antigo.
100BaseFX – Ethernet em 100Mbps em mídias de fibras ópticas. Alcance de até 400m em fibras multimodo.
 
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Padrões de Mídias de Transmissão
Gigabit Ethernet
1000BaseT - Rede Ethernet 1Gbps em mídias UTP Cat5 ou Cat6.
1000BaseSX - Rede Ethernet 1Gbps em mídias de fibras ópticas.
1000BaseLX – Rede Ethernet 1Gbps em mídias de fibras ópticas monomodo – maior alcance.
1000BaseCX – Mídia de transporte. Até 25m – obsoleto.
 
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Padrões de Mídias de Transmissão
10Giga Ethernet
10GBaseSR - 10Giga Ethernet para distâncias curtas sobre mídias de fibras multimodo, variando de 26m a 82m de acordo com a característica de construção do cabo. Opera também a 300m numa fibra multimodo em 2000MHz.
10GBaseLX4 – Opera por WDM com alcance entre 240m e 300m em fibras ópticas multimodo. Em monomodo alcança até 10 km.
10GBaseLR e 10GBaseER - Suportam entre 10km e 40km respectivamente em fibras ópticas monomodo.
10GBaseSW | 10GBaseLW | 10GBaseEW - Essas mídias utilizam o WAN PHY, projetado para interoperar com equipamentos OC-192 / STM-64 SONET SDH. Correspondem à camada física do 10GBASE-SR, 10GBASE-LR e 10GBASE-ER respectivamente com as mesmas propriedades de fibras e distâncias. 10GBASE-LX4 não possui padrão correspondente.
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Comutação de Circuitos
A comutação de circuitos, em redes de telecomunicações, é um tipo de alocação de recursos para transferência de informaçãoque se caracteriza pela utilização permanente destes recursos durante toda a transmissão. É uma técnica apropriada para sistemas de comunicações que apresentam tráfego constante (por exemplo, a comunicação de voz), necessitando de uma conexão dedicada para a transferência de informações contínuas.
Hello
Hello
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Comutação de Pacotes
Neste método de comunicação a troca de dados é feita através da comutação de pacotes. A comutação dos pacotes é realizada por dispositivos chamados comutadores, que em conjunto forma a sub-rede de comunicação 
Hello
Hello
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Métodos de Diálogo
Simplex
Half Duplex
Full Duplex
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Sistemas de Comunicações - Multiplexagem
É a transmissão de várias sessões de comunicação de dados (canais) em um mesmo enlace de comunicação. A multiplexagem (ou multiplexação) reduz o número de cabos ou fios requeridos para conectar vários canais. Os canais ou sessões são considerados ser uma comunicação de dados entre dois dispositivos: computador para computador, terminal para computador, etc.
Os dados são divididos em unidades com o mesmo tamanho e intercalados, sucessivamente, nos Intervalos de tempo de forma determinística ou não, ou em tamanhos variados e sequenciais em intervalos de frequência.
Entre os métodos de multiplexagem destacamos:
 FDM
 TDM
 sTDM
 WDM
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Multiplexagem Analógica – FDM 
FDM – Frequency Division Multiplexing ou multiplexagem pela divisão da frequência, desloca os canais em frequência, colocando-os lado a lado ao longo da faixa de frequência do enlace.
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Multiplexagem Digital – TDM 
TDM – Time Division Multiplexing ou multiplexagem pela divisão do tempo, trabalha com canais digitais, intercalando-os no tempo. O tempo é dividido em quadros e cada quadro contém uma sequência de bits com 1 bit de cada canal.
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Multiplexagem Digital – sTDM 
sTDM – Statistical Time Division Multiplexing ou multiplexagem pela divisão estatística do tempo, trabalha com canais digitais, intercalando-os no tempo. A diferença fundamental em relação ao TDM é que o sTDM possui flexibilidade no tamanho dos frames de dados bem como no intervalo de tempo. A capacidade de transmissão será utilizada apenas por entidades que possuam dados a serem transmitidos.
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Multiplexagem Digital em Redes Ópticas – WDM 
O TDM e o FDM são técnicas de multiplexagem de canais. No entanto, em sistemas ópticos, ele são empregados em etapas onde são ainda elétricos os sinais a serem transmitidos.
WDM – Wavelenght Division Multiplexing ou Multiplexagem pela divisão de comprimento de onda. 
O WDM multiplexa "cores" (comprimentos de onda) de luz em uma única fibra óptica, utilizando várias fontes de vários comprimentos de onda.
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Topologia FTTx
1310 RX (US)
1490 TX (DS)
1550 TX (video)
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Planejamento de Demanda da Rede - FTTx
A previsão de largura de banda deve considerar principalmente a:
Largura de Banda da OLT de 2,5 Gbit/s;
Fracionamento dos divisores ópticos 1:4;
No interior do prédio, fracionamento em novo splitter 1:16 para os pontos de terminação ONT;
Serviços Multiplay descritos na tabela 2.
 
Assim a largura de banda, após cada divisor passivo 1:4, é de 625 Mbit/s:
 
2500000000 / 4 = 625 Mbit/s
 
Partindo do pressuposto que todos os usuários de cada ONT estarão conectados, apresenta-se uma largura de banda máxima por terminal de:
 
625000000 / 16 = 39,06 Mbit/s
 
Com esta taxa por canal é possível atender basicamente todos os serviços disponíveis e em lançamento envolvendo voz, dados, considerando principalmente os canais de TV em tempo real, que necessitam de taxas adequadas de 1 Mbit/s a 8 Mbit/s para transmissão em SDTV (Standard TV).
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Planejamento de Demanda da Rede – FTTx
Demanda prevista para o serviços Multiplay
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Cálculo de Enlace Óptico
Propriedades de Atenuação
Atenuação em emendas ópticas
Atenuação em emendas ópticas
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Cálculo de Enlace Óptico
Propriedades de Atenuação
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Topologia FTTx
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Topologia FTTx
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Topologia FTTx*
Topologia FTTx
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Topologia FTTx
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Topologia FTTx
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Tecnologia BPON
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Tecnologia GPON
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Topologia FTTx
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Topologia FTTx
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Topologia FTTx
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Topologia FTTx
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Topologia FTTx
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Topologias FTTx
Redes Ópticas Passivas | PON
Este modelo de rede impõe menor atenuação, portanto maior alcance da conexão OLT-ONT
Esta topologia permite maior número de entidades ONT na rede, porém sem repetidor ativo seu alcance se torna mais limitado.
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Topologias PON – Passive Optical Network
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Arquitetura FTTx – FTTB | FTTC | FTTH
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Componentes ONT/ONU
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Janelas WDM
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Entrada de Facilidades
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Topologia FTTx
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Topologia FTTx
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Ecosistema FTTx
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Acrônimos
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Acrônimos
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Acrônimos
OAM – Operation Administration Management
DBA – Dynamic Bandwidth Allocation
SLA – Service Level Agreement
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Padrões e Recomendações
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Padrões e Recomendações
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Aplicações/Serviços
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Topologia FTTx
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Componentes do Sistema
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Arquitetura – Teste
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Arquitetura – Propriedades fisicas/lógicas
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Componentes e parâmetros de medidas
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Topologia FTTx
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Ancoragem e Suspensão de Cabos Ópticos
Será necessário fazer a ANCORAGEM e a SUSPENSÃO da fibra óptica.
Geralmente, os postes possuem 30 metros de vão, logo, em 1 km, temos 33,33 postes.
Vamos arredondar o número para 34 postes por kilômetro.
Para esse número de postes, geralmente são feitas 05 ancoragens e 29 suspensões, conforme abaixo:
Primeiro poste = 01 ancoragem
Último poste = 01 ancoragem
Postes intermediários = 02 ancoragens (uma ancoragem RX e outra TX)
Nos outros 29 postes que restaram, utiliza-se o suporte dielétrico (suspensão).
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Ancoragem e Suspensão de Cabos Ópticos
ANCORAGEM
A ancoragem (também conhecido com Encabeçamento) serve para sustentar o cabo nas extremidades do lançamento. 
É a ancoragem que mantém o peso do cabo e oferece a sustentação para que toda a extensão do cabo fique firme.
Grampo de ancoragem tipo "Cunha"
Para cabos de 08 a 10mm
Para cabos de 11 a 16mm.
A estrutura é sempre a mesma, substituindo apenas a cunha que prende o cabo.
Esse grampo de ancoragem, torna a instalação muito mais rápida e pratica.
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SUSPENSÃO
A suspensão garante a isolação da fibra e evita que o peso do cabo óptica cause longas margens de curvas (barrigas) nos vãos dos postes. 
Ancoragem e Suspensão de Cabos Ópticos
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KIT DE INSTALAÇÃO – ANCORAGEM
Para aplicar esta forma de ancoragem, necessitará do seguinte material:
1 Grampo de Ancoragem tipo “cunha” para cabos de 11mm a 14mm (vão de 50m)
1 Abraçadeira ajustável para poste
1 Suporte reforçado para braçadeira (furo 14mm)
1 Parafuso PCA M12x35 com Porca Sextavada
1 Olhal Reto com rosca M12
Ancoragem e Suspensão de Cabos Ópticos
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KIT DE INSTALAÇÃO – SUSPENSÃO
Para aplicar esta forma de ancoragem, necessitará do seguinte material:
1 Suporte dielétrico para suspensão de cabo óptico e 8mm a 16mm
1 Abraçadeira ajustável para poste
1 Suporte reforçado para braçadeira (furo 14mm)
1 Parafuso PCA M12x35 com Porca Sextavada
Ancoragem e Suspensão de Cabos Ópticos
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ANCORAGEM
Ancoragem e Suspensão de Cabos Ópticos
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Caixas de Emendas Ópticas
Suporte Subterrâneo
Suporte para Postes
Suporte Aéreo
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Topologia FTTx
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Fibras Ópticas Multimodo
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Fibas Ópticas Monomodo
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Topologia FTTx
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Conectores – Tipos de Face de Ferrolho
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Conectores
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Conectores
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Conectores
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Conectores
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Conectores
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Conectorização
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Ferrolho
Ângulo de Contato e Propriedades
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Medidas de Fibras Ópticas - Diâmetro
Núcleo e Casca
Núcleo 
Core
 9µm
9/125
 62.5µm
 50µm
62.5/125
50/125
Medida núcleo/casca
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Medidas de Fibras Ópticas - Diâmetro
Núcleo e Casca
Casca
Cladding
 125µm
9/125
 125µm
 125µm
62.5/125
50/125
Medida núcleo/casca
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Medidas de Fibras Ópticas - Diâmetro
Núcleo e Casca
Casca
Cladding
 125µm
9/125
 125µm
 125µm
62.5/125
50/125
Medida núcleo/casca
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Medidas de Fibras Ópticas - Diâmetro
Núcleo e Casca
Casca
Cladding
 125µm
9/125
 125µm
 125µm
62.5/125
50/125
Medida núcleo/casca
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Topologia FTTx
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Clivadores | Cleavers
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Disco de Polimento | Polish Disc
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Alicate Decapador | Fiber Striper
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Microscópio para Inspeção
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