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Tipos de Cabeamento de Redes: Par Trançado

Discussão em 'Cabeamento, Roteadores entre outros' iniciado por Arkanun1000, 25 Jul, 2017.

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  1. Arkanun1000 Game Developer & Java Developer

    Moderador Coordenador
    Arkanun1000
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    Introdução

    Há alguns anos a rede feita com cabo de par trançado vem substituindo as redes construídas com cabos coaxiais de 50 Ohms devido principalmente a facilidade de manutenção, pois com o cabo coaxial é muito trabalhoso achar um defeito, pois, se houver um mau contato ou qualquer problema com as conexões em algum ponto da rede o problema se refletirá em todas as maquinas da rede, o que não acontece em uma rede de par trançado.

    O cabo par trançado surgiu com a necessidade de se ter cabos mais flexíveis e com maior velocidade e de transmissão .

    Características

    Este cabo consiste em um par de fios elétricos de cobre ou aço recoberto de cobre (aumenta a resistência à tração). Os fios são recobertos de uma camada isolante, geralmente de plástico, e entrelaçados em forma de trança (de onde surgiu o seu nome). Este entrelaçamento é feito para se evitar a interferência eletromagnética entre cabos vizinhos e para aumentar a sua resistência. O conector utilizado é o RJ-45.

    Sua transmissão pode ser tanto analógica quanto digital. Na transmissão analógica, para o qual foi originalmente construído, é necessário um amplificador a cada 5 ou 6 km. Na transmissão digital, um repetidor é necessário a cada 2 ou 3 km.

    Além do uso em redes de computadores, o cabo par trançado é muito utilizado em telefonia, ligando aparelhos telefônicos a centrais ou a um centro de comutação privado (PABX), ele é usado em ligações com multiplexação de 24 ou 30 canais, com uma banda de passagem de 268 ou 312 kHz. Dados digitais são transmitidos usando-se modems de até 9600bps em PKS e multiplexação, com banda agregada de 230 kbps. Também é utilizado em transmissões digitais, como na interligação de centrais telefônicas com PCM de 24 ou 30 canais e taxa agregada de 1,5 ou 2 Mbps.

    Vantagens e Desvantagens

    Tem como vantagem se atingir maior taxa de transferência podendo trabalhar não somente a 10 Mbps, mas também a 100 Mbps (Fast Ethernet) ou até 1000 Mbps (1 Gigabite Ethernet).

    Sua desvantagem consiste no fato de ser suscetível à interferência e ao ruído, inclusive "cross-talk" de fiações adjacentes, mas para se solucionar estes problemas foram desenvolvidos dois tipos de cabo par trançado: o par trançado sem blindagem (UTP) e o par trançado com blindagem (STP).


    Tipos de Cabo Par Trançado

    Como vimos anteriormente, existem dois tipos básicos de cabos par trançado:

    UTP - Unshielded Twisted Pair - Par trançado sem blindagem.

    Este é sem duvida o cabo mais utilizado em redes de computadoes, pois, é de fácil manuseio, instalação e permite maiores taxas de transmissão em relação aos cabos coaxiais.

    STP - Shielded Twisted Pair - Par trançado com blindagem.

    O cabo blindado STP é muito pouco utilizado sendo basicamente necessários em ambientes com grande nível de interferência eletromagnética. Podem ser encontrados com blindagem simples ou com blindagem par a par.

    Deve-se dar preferência a sistemas com cabos de fibra ótica em ambientes com agressivos ruídos eletromagnéticos, pois estas são imune a qualquer tipo de ruído eletromagnético, ou quando se desejam grandes distâncias ou altas velocidades de transmissão.

    Categorias

    Os UTPs são divididos em 5 categorias, levando em conta o nível de segurança e a bitola do fio, onde os números maiores indicam fios com diâmetros menores.

    Categoria 1 : sistema de telefonia;

    Categoria 2 : UTP tipo 3 definido pela IBM. Baixa transmissão.

    Categoria 3 : transmissão de até 16 Mhz. Utilização típica em até 10 Mbps.

    Categoria 4 : transmissão de até 20 Mhz . Utilização típica em até 16Mbps.

    Categoria 5 : transmissão de até 100 Mhz. Utilização típica em até 100Mbps.


    Padrões de Conectorização

    Conectorização T568A (Strainght Through) para 10BaseT e 100BaseT

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    Conectorização T568B (Half Cross) para 10BaseT e 100BaseT

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    Conectorização T568A (Strainght Through) para 1000BaseT (Gigabit Ethernet)

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    Conectorização Cross Over (Cruzamento Total) T568A para 1000BaseT (Gigabit Ethernet)

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    Cabo UTP

    O cabo UTP é um dos meios físicos mais utilizados nas redes modernas, apesar do custo adicional decorrente da utilização de hubs e outros concentradores. O custo do cabo é mais baixo, e a instalação é mais simples. Basta ligar cada um dos computadores ao hub ou switch. Cada computador utiliza um cabo com conectores RJ-45 em suas extremidades. As conexões são simples porque são independentes. Para adicionar um novo computador à rede, basta fazer a sua ligação ao hub, sem a necessidade de remanejar cabos de outros computadores.

    Cabo UTP com conectores RJ-45.
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    Cabos de rede podem ser comprados prontos, com diversas medidas. É prático usar cabos prontos quando seu uso é externo, ou seja, não embutido na parede. São os casos dos cabos que ligam o computador ao hub ou tomada, e também dos inúmeros cabos que interligam os equipamentos de rede nos racks, como mostraremos mais adiante.

    Conectores RJ-45.
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    A figura acima mostra um conector RJ-45 na extremidade de um cabo de par trançado. Para quem vai utilizar apenas alguns poucos cabos, vale a pena comprá-los prontos. Muitas lojas montam esses cabos sob medida. Para quem vai precisar de muitos cabos, ou para quem vai trabalhar com instalação e manutenção de redes, vale a pena ter os recursos necessários para construir cabos. Devem ser comprados os conectores RJ-45, cabos, um alicate para fixação do conector e um testador de cabos.

    Cabo UTP com seus quatro pares trançados.
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    A figura anterior mostra a extremidade de um cabo UTP usado em redes, já desencapada e com seus quatro pares à mostra. Um desses pares tem um fio azul escuro, trançado com um outro fio que pode ser azul claro ou então, branco com listras azuis. Da mesma forma, um par tem um fio laranja trançado com um fio branco com listras laranjas, um fio verde trançado com um fio branco com listras verdes e um fio marrom trançado com um fio branco com listras marrons. Dependendo do cabo, os fios brancos listrados citados podem apresentar as cores laranja claro, verde claro e marrom claro, respectivamente.

    Note que apesar das extremidades dos oito fios desencapadas, visto acima, com a parte de cobre à mostra, não desencapamos essas extremidades quando montamos um cabo de rede. O conector RJ-45 tem contatos cortantes que penetram na cobertura plástica e atingem o condutor interno, fazendo o contato.

    A figura a seguir mostra em detalhes os conectores RJ-45, bem como a numeração dos seus contatos. Apesar do conector RJ-45 ter oito fios, as conexões por rede Ethernet usam apenas quatro fios. Entre os fios de números 1 e 2 (chamados de TD+ e TD– ) a placa envia o sinal de transmissão de dados, e entre os fios de números 3 e 6 (chamados de RD+ e RD– ) a placa recebe os dados. Nos hubs e switches, os papéis desses pinos são invertidos. A transmissão é feita pelos pinos 3 e 6, e a recepção é feita pelos pinos 1 e 2. Em outras palavras, o transmissor da placa de rede é ligado no receptor do hub ou switch, e vice-versa.

    Conectores RJ-45.
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    Para quem faz instalações de redes com freqüência, é conveniente adquirir testadores de cabos, como os que vemos na figura abaixo. Lojas especializadas em equipamentos para redes fornecem cabos, conectores, o alicate e os testadores de cabos, além de vários outros equipamentos. Os testadores mostrados na próxima figura formam uma dupla, e são vendidos juntos. Para testar um cabo, conectamos em cada um dos testadores, uma extremidade do cabo. Pressionamos o botão ON/OFF e observamos os LEDs indicados no testador menor. Os quatro LEDs deverão acender seqüencialmente, indicando que cada um dos quatro pares está firme e com contato perfeito.

    Testadores de cabos.
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    Um hub.
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    A figura logo acima mostra um hub, um dos equipamentos que ligam os computadores em redes que utilizam par trançado. Existem hubs padrão Ethernet (10 Mbits/s) e Fast Ethernet (100 Mbits/s). Existem ainda os modelos duais, que permitem conexões com velocidades diferentes na mesma rede (10 Mbits/s e 100 Mbits/s). A maioria dos modelos hoje à venda são duais. Podemos encontrar hubs com conexões para 4, 6, 8, 12, 16, 24 ou 32 computadores.

    Os hubs e outros tipos de concentradores possuem em geral uma porta adicional chamada Uplink. Esta porta é usada para conectar os hubs (ou outros concentradores) entre si. Observe na figura anterior que a porta 8 tem uma indicada uma ligação com a porta adicional, que é o Uplink. Na verdade o Uplink é uma repetição desta porta (no nosso exemplo, da porta 8). Não é permitido fazer conexões simultâneas em ambas as portas. No hub do nosso exemplo, se a porta Uplink for usada, a porta 8 deve ficar sem conexão. Mais adiante mostraremos como são feitas as ligações com o uso da porta Uplink.

    Detalhe da conexão dos cabos no hub.
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    Se você precisa implementar uma rede em que alguns computadores utilizam placas de 10 Mbits/s (computadores antigos) e outros utilizam placas de 100 Mbits/s, tome cuidado com o tipo de hub que vai adquirir. Existem modelos mais simples que, ao detectarem que existe pelo menos uma placa operando a 10 Mbits/s, obrigam todas as placas de 100 Mbits/s a reduzirem sua velocidade para 10 Mbits/s. Existem modelos de melhor qualidade que dividem as conexões em dois barramentos, um para cada velocidade. Desta forma, dois computadores equipados com placas de 100 Mbits/s poderão trocar dados nesta velocidade. Apenas quando um dos computadores envolvidos na comunicação utiliza placa de 10 Mbits/s esta velocidade será utilizada.

    Montagem de cabos UTP/RJ-45

    Para montar cabos de rede com par trançado e conectores RJ-45, é preciso utilizar um alicate apropriado, como o que vemos a seguir. Este alicate é encontrado em lojas especializadas em acessórios para redes, e é normalmente chamado de alicate crimpador ou alicate de crimpagem. Existe também um modelo que é usado para conectores RJ-11, que têm 4 contatos e são usados para conexões telefônicas.

    Alicate para fixação de conectores RJ-45.
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    Este alicate possui duas lâminas e uma fenda para o conector. A lâmina indicada com (1) é usada para cortar o fio. A lâmina (2) serve para desencapar a extremidade do cabo, deixando os quatro pares expostos. A fenda central serve para prender o cabo no conector.

    O alicate em detalhes.

    (1): Lâmina para corte do fio
    (2): Lâmina para desencapar o fio
    (3): Fenda para crimpar o conector
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    São as seguintes as etapas da montagem do cabo:

    1º Use a lâmina (1) para cortar o cabo no tamanho necessário

    Desencapando a cobertura externa e expondo os quatro pares do cabo.
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    2º Use a lâmina (2) para desencapar o cabo, retirando cerca de 2 cm da capa plástica. É preciso alguma prática para fazer a operação corretamente. A lâmina deve cortar superficialmente a capa plástica, porém sem atingir os fios. Depois de fazer um leve corte, puxe o cabo para que a parte plástica seja retirada.

    Desencapando a extremidade do cabo.
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    3º Você identificará quatro pares de fios:

    a) Verde / Branco-verde
    b) Laranja / Branco-laranja
    c) Azul / Branco-azul
    d) Marrom / Branco-marrom

    OBS.: Branco-verde significa “fio branco com listras verdes”. Em alguns cabos este fio é verde claro, ao invés de branco listrado de verde. O mesmo se aplica aos outros três pares, com as respectivas cores.

    4º Procure separar os pares na ordem indicada no item 3. O par laranja / branco-laranja deverá ser desmembrado. O fio branco-laranja ficará depois do par verde/branco-verde. Depois virá o par azul/branco-azul. Depois virá o fio laranja, e finalmente o par marrom/branco-marrom. Desenrole agora os pares e coloque os fios na seguinte ordem, da esquerda para a direita:

    Branco-verde
    Verde
    Branco-laranja
    Azul
    Branco-azul
    Laranja
    Branco-marrom
    Marrom

    A operação completa é mostrada na figura abaixo. Procure posicionar os pares de modo que já fiquem dispostos na sua configuração definitiva, sem que seja preciso fazer grandes torções nos pares.

    Colocando os fios na ordem correta.
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    5º Use a lâmina (1) do alicate para aparar as extremidades dos 8 fios, de modo que fiquem todos com o mesmo comprimento. O comprimento total da parte desencapada deverá ser de cerca de 1,5 cm.

    6º Introduza cuidadosamente os 8 fios dentro do conector RJ-45. Cada um dos oito fios deve entrar totalmente no conector. Observe o ponto até onde deve chegar a capa plástica externa do cabo. Depois de fazer o encaixe, confira se os 8 fios estão na ordem correta.

    Encaixando o cabo no conector RJ-45.
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    7º Agora falta apenas “crimpar” o conector. Introduza o conector na fenda apropriada existente no alicate e aperte-o. Nesta operação duas coisas acontecerão. Os oito contatos metálicos existente no conector irão “morder” os 8 fios correspondentes, fazendo os contatos elétricos. Ao mesmo tempo, uma parte do conector irá prender com força a parte do cabo que está com a capa plástica externa. O cabo ficará definitivamente fixo no conector. Finalmente use o testador de cabos para verificar se o mesmo está em perfeitas condições.

    Esteja preparado, pois a experiência mostra que para chegar à perfeição é preciso muita prática, e até lá é comum estragar muitos conectores. Para minimizar os estragos, faça a crimpagem apenas quando perceber que os oito fios chegaram até o final do conector. Não fixe o conector se perceber que alguns fios estão parcialmente encaixados. Se isso acontecer, tente empurrar mais os fios para que encaixem até o fim. Se não conseguir, retire o cabo do conector, realinhe os oito fios e faça o encaixe novamente.

    Olhando atentamente, observamos que alguns dos fios não ficaram totalmente encaixados.
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    Protetor de borracha para o conector RJ-45

    Nas lojas que vendem material para a montagem de cabos de rede, você encontrará também protetores de borracha, como os que vemos logo abaixo. Esses protetores estão disponíveis em várias cores, e é altamente recomendável usá-los.

    Protetores de borracha para os conectores RJ-45.
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    O uso desses protetores plásticos traz vários benefícios:

    • Facilita a identificação do cabo, com o uso de cores diferentes

    • Mantém o conector mais limpo

    • Aumenta a durabilidade do conector nas operações de encaixe e desencaixe

    • Dá ao cabo um acabamento profissional
    Montar um cabo de rede com esses protetores é fácil. Cada protetor deve ser instalado no cabo antes do respectivo conector RJ-45. Depois que o conector é instalado, ajuste o protetor ao conector.

    Cabos com protetores de borracha.
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    Testando o cabo

    Testar um cabo é relativamente fácil utilizando os testadores disponíveis no mercado. Normalmente esses testadores são compostos de duas unidades independentes. A vantagem disso é que o cabo pode ser testado no próprio local onde fica instalado, muitas vezes com as extremidades localizadas em recintos diferentes. Chamemos os dois componentes do nosso kit de testador e terminador. Uma das extremidades do cabo deve ser ligada ao testador, no qual pressionamos o botão ON/OFF. O terminador deve ser levado até o local onde está a outra extremidade do cabo, e nele encaixamos o outro conector RJ-45.

    Testando um cabo com dois conectores RJ-45.
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    Uma vez estando pressionado o botão ON/OFF no testador, um LED irá piscar. No terminador, quatro LEDs piscarão em seqüência, indicando que cada um dos quatro pares está corretamente ligado. Observe que este testador não é capaz de distinguir ligações erradas quando são feitas de forma idêntica nas duas extremidades. Por exemplo, se os fios azul e verde forem ligados em posições invertidas em ambas as extremidades do cabo, o terminador apresentará os LEDs piscando na seqüência normal. Cabe ao usuário ou técnico que monta o cabo, conferir se os fios em cada conector estão ligados nas posições corretas.

    Montagem e teste de conectores RJ-45 fêmea na parede

    Ao montar uma rede em uma pequena sala, os cabos são muitas vezes passados ao longo da parede, fixados no rodapé. Muitas vezes os cabos vão de uma sala a outra, totalmente à vista. Apesar do aspecto deste tipo de instalação ser ruim, funciona bem. Apenas devemos evitar passar cabos de rede próximos à fiação da rede elétrica. As instalações são entretanto mais organizadas quando os cabos de rede passam dentro de conduítes próprios, por dentro das paredes. Nunca passe cabos de rede por conduítes que já sejam usados pela fiação da rede elétrica. Esses conduítes são instalados na parede durante uma obra anterior à instalação da rede e dos computadores. É preciso quebrar a parede, passar os conduítes e instalar as caixas de tomadas, cimentar, fazer o acabamento e pintar.


    Tomada de rede embutida na parede.
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    Existem alternativas para este tipo de instalação. Em muitas empresas é usado um “piso falso”. Basta levantar as placas e passar os cabos sob o piso. Se não for o caso, podemos deixar o cabeamento de rede externo mas usar canaletas para proteger os cabos e dar um acabamento melhor. Nos pontos onde serão feitas as conexões, usamos caixas externas com tomadas de rede.

    Tomadas de rede em caixas externas.
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    Tanto na tomada embutida como na externa encontramos conectores RJ-45 fêmea. O cabo da rede deve ser ligado internamente a esses conectores e fixado com a ajuda de uma ferramenta de inserção apropriada. Na figura abaixo vemos o aspecto do interior do conector RJ-45 fêmea.

    OBS.: O conector RJ-45 macho também é chamado de plug RJ-45. O conector RJ-45 fêmea também é chamado de jack RJ-45.

    Detalhes de conectores RJ-45 fêmea.
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    A seguir é mostrada a ferramenta usada na fixação do cabo neste conector. Trata-se de uma ferramenta de impacto. Uma peça chamada blade (lâmina) faz simultaneamente o corte do excesso de fio e a fixação no conector. Tanto os conectores quanto esta ferramenta são encontrados nas lojas especializadas em suprimentos para redes.

    Ferramenta para fixação do cabo no conector RJ-45 fêmea.
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    Para montar este conector, siga o seguinte roteiro:

    1º Use um alicate crimpador para desencapar cerca de 3 cm do plástico que envolve o cabo.

    Ordem das logações dos fios no conector.
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    2º Encaixe cada um dos fios nas posições corretas. Em caso de dúvida, use a indicação das cores existente no próprio conector. Os fios devem ser totalmente encaixados nas fendas do conector, como vemos em detalhe na figura abaixo.

    Detalhe do encaixe dos fios no conector.
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    3º Para cada uma das 8 posições do conector, posicione a lâmina da ferramenta de inserção. A lâmina tem uma extremidade cortante que deverá eliminar o excesso de fio. Cuidado para não orientar a parte cortante na posição invertida. A parte cortante deve ficar orientada para o lado externo do conector. Aperte a lâmina firmemente no sentido do conector. A lâmina fará um impacto, e fixará o fio no conector, ao mesmo tempo em que cortará o seu excesso.

    Fixando os fios por impacto e cortando o seu excesso.
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    4º Uma vez pronto o conector, devemos testá-lo. A seção completa de cabo terá conectores RJ-45 fêmea em suas duas extremidades. Conecte nesses pontos dois pequenos cabos com conectores RJ-45 macho, previamente testados. Use então o mesmo procedimento usado nos testes de cabos de par trançado, já mostrado neste capítulo.

    5º Depois que os conectores forem montados e testados, podem ser encaixados no painel frontal, conhecido como “espelho”. Finalmente este espelho deve ser aparafusado na caixa, e a instalação estará pronta.

    Fixe o conector no espelho e aparafuse o espelho na parede.
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    Note que ao lado do espelho onde estão dois conectores RJ-45, existe um espelho com tomadas elétricas. Lembre-se que a fiação de rede e a fiação elétrica não devem compartilhar a mesma tubulação, mas você pode passar os fios de rede em tubulações telefônicas. O tipo de caixa e espelho usados na figura anterior são conhecidos no comércio como “4x4” (a caixa interna é um quadrado com quatro polegadas de lado). Também são comuns as caixas e espelho “4x2”. Usar uma caixa maior tem a vantagem de permitir mais facilmente a instalação de novas conexões, bastando trocar o espelho.

    Os produtores de tomadas e espelhos oferecem linhas de espelhos, tomadas e interruptores modulares com excelente apresentação. Entre esses módulos encontramos conectores RJ-11 para telefones e conectores RJ-45 para redes.

    Cabo “crossed” (crossover)

    É possível ligar dois computadores em rede utilizando par trançado, sem utilizar um hub. Para isso é preciso usar um cabo trançado (crossed ou crossover). Este cabo possui plugs RJ-45 em suas extremidades, porém é feita uma inversão nos pares de transmissão e recepção. Para isso, um plug RJ-45 é montado da forma padrão. O outro deve ser montado de acordo com o diagrama abaixo:

    Ligações em um dos conectores do cabo crossed.
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    O funcionamento deste cabo é baseado nas inversões dos sinais TD e RD (transmissão e recepção):

    TD+ e TD- do primeiro conector ligados em RD+ e RD- do segundo conector
    RD+ e RD- do primeiro conector ligados em TD+ e TD- do segundo conector

    O método de teste deste tipo de cabo é o mesmo para cabos comuns. A única diferença é que a seqüência de acendimento dos LEDs será alterada. Ao invés dos LEDs acenderem na ordem 1o, 2o, 3o, 4o, acenderão na ordem 2o, 1o, 3o, 4o. Lembre-se que neste cabo, apenas um dos conectores deve ter as conexões feitas invertidas. O outro conector deve ter as conexões normais.


     
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  2. .Hatsune Faded

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    .Hatsune
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    foi muita massa fazer isso no tempo de escola, mas ainda tenho a dificuldade de decorar a ordem dos fios.
    Excelente post
     
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  3. ale70

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    Muito bom o tutorial bem detalhado.
     
  4. Loking_glass

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    Loking_glass
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    muito bom conteúdo !
    estou fazendo um curso e tem redes pelo meio e isso vai me ajudar bastante:eek:
    vou ate procurar mas conteúdos relacionados a este.;)
     
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