Biologia2ª sérieBNCC EM13CNT310Difícil⏱ longo

Compare a transmissão de vídeo de alta definição por fibra óptica e por cabo coaxial ao longo de 10 km…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT310

Investigar e analisar os efeitos de programas de infraestrutura e demais serviços básicos (saneamento, energia elétrica, transporte, telecomunicações, cobertura vacinal, atendimento primário à saúde e produção de alimentos, entre outros) e identificar necessidades locais e/ou regionais em relação a esses serviços, a fim de avaliar e/ou promover ações que contribuam para a melhoria na qualidade de vida e nas condições de saúde da população.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Compare a transmissão de vídeo de alta definição por fibra óptica e por cabo coaxial ao longo de 10 km, discutindo attenuação, largura de banda, dispersão e imunidade a interferências eletromagnéticas. Apresente cálculos de atenuação total para valores típicos e argumentos físicos que justifiquem a escolha técnica.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Usar atenuações típicas: fibra monomodo ˜0,2 dB/km ? atenuação total 0,2·10 = 2 dB; coaxial comercial ˜5 dB/km ? atenuação total 5·10 = 50 dB. A relação sinal/ruído favorece fibra (perda muito menor). Banda: fibra suporta bandas de dezenas a centenas de GHz (velocidade de fase próxima a v = c/n, n˜1,5 ? v˜2,0×10^8 m/s), enquanto coaxial tem limitações por perdas e dispersão, reduzindo largura de banda útil. Dispersão cromática e modal na fibra podem limitar alcance sem equalização, mas em monomodo é reduzida; dispersão no cabo causa distorção do sinal analógico/digital em altas frequências. Imunidade: fibra é dielétrica e imune a EMI, evitando arrazoamentos por campos elétricos/magnéticos; coaxial sofre acoplamento e ruído. Total internal reflection (TIR) explica guia na fibra: ângulo crítico ?c = arcsin(n2/n1) com n1>n2. Conclusão: para 10 km e vídeo HD, fibra é recomendada (2 dB vs 50 dB, maior largura de banda e imunidade). Se fosse usar coaxial, seriam necessários repetidores/amplificadores frequentes para compensar ˜50 dB de perda, aumentando custo e degradando SNR.

Explicação

A comparação entre fibra óptica e cabo coaxial revela que a fibra apresenta uma atenuação significativamente menor, resultando em uma melhor relação sinal/ruído e maior eficiência na transmissão de dados. Além disso, a fibra óptica oferece uma largura de banda muito superior e é imune a interferências eletromagnéticas, o que a torna mais adequada para a transmissão de vídeo de alta definição. Esses fatores justificam a escolha da fibra óptica como a tecnologia preferencial para longas distâncias, como os 10 km mencionados.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Avaliar

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ comparativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

transmissão de vídeo

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

transmissão de sinais · propriedades de materiais

📚 Reveja

Revisar conceitos de atenuação e largura de banda em diferentes meios de transmissão.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir os conceitos de atenuação e dispersão, não conseguindo explicar corretamente as diferenças entre eles.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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