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Padrões de Redes
Prof. Marciano dos Santos Dionizio
Conceitos básicos de comunicação
• A comunicação é um processo de transferência e processamento de informações entre dois pontos por meio da voz, escrita, sinais visuais, etc.
• Nas redes de computadores, basicamente, pode - se dizer que a comunicação é constituída por:
Conceitos básicos de comunicação
• Informação: sinal digital ou analógico
• Transmissor: condicionamento para saída;
• Canal: é o meio de transmissão onde a informação passa com atrasos e atenuação;
• Receptor: condicionamento do sinal de entrada.
Conceitos básicos de comunicação
Informação Transmitida
Transmissor Canal Receptor Informação
recebida
Ruído
Atenuação
Transmissão Analógica
• É a transmissão de um sinal analógico por ondas eletromagnéticas ou elétricas constantes usadas no ar em cabos na transmissão de uma informação cuja variação é contínua em relação a um tempo.
• Essa transmissão pode variar conforme a amplitude, fase e frequência do sinal analógico.
Transmissão Analógica
• Na comunicação de dados, essa transmissão apresenta limitações pela largura da banda ou velocidade da comunicação por estar sujeito a interferência no sinal.
Transmissão Digital
• É a transmissão do sinal digital por meio de uma sequencia de pulsos com amplitude fixa geralmente representada pelos números 0 ou 1.
Modulação
• É o processo de enviar um dado com alteração das características do sinal.
• Existem vários tipos de modulação: BPSK,QPSK, OQPSK, 8PSK, GSM, etc.
Modulação
Codificação
• A codificação é um sistema utilizado por sistemas de sinais digitais no processo de conversão de sinais.
Degeneração de sinais
• Os sinais ao serem transmitidos podem sofrer degeneração ocasionado erros no processo de transmissão conhecidos como atenuação, distorção, ruído e interferência.
Atenuação
• É a perda da intensidade do sinal transmitido com a distância.
• À medida que um sinal vai percorrendo um caminho, o seu sinal elétrico vai perdendo força chegando ao destino com uma tensão menor não permitindo a identificação.
Atenuação
Distorção
• Alteração do sinal devido a problemas no sistema de transmissão;
Interferência
• É a contaminação do sinal por outros sinais com a mesma frequência do sinal transmitido.
• Essa degeneração é muito comum em sistemas de que utilizam o ar, como: redes sem fio.
Interferência
Ruído
• É um sinal aleatório gerado por um sistema interno ou externo que pode interferir ou impedir a comunicação.
Ruído
Multiplexação
• É uma técnica que otimiza a infraestrutura de uma rede permitindo que um único canal de comunicação seja compartilhado por vários outros simultaneamente.
• Existem basicamente duas técnicas de multiplexação:
FDM (Frequency Division Multiplexing)
• É a divisão da frequência total de transmissão por canal em vários subcanais em várias frequências.
• Essa técnica é utilizada em sistemas de portadora analógica.
FDM (Frequency Division Multiplexing)
TDM (Time Division Multiplexing)
• É a técnica mais adequada para a transmissão de sinais digitais dividindo em canais e subdivididos em espaços de tempo chamados de Frames ou quadros.
• Os Frames são subdivididos em slots que possuem um tamanho variável.
TDM (Time Division Multiplexing)
Transmissão de Sinais
• Para que haja uma transmissão de sinais entre dois dispositivos em uma via de comunicação são necessários elementos como modo de transmissão e sincronização entre esses dispositivos.
• Atualmente, a comunicação troca de informações ou transmissão de dados acontece por meio da transmissão e recepção dos dados ocorrendo de três formas: simplex, halfduplex e fullduplex de acordo com a ANSI e ITU-T.
Simplex
• É a comunicação é unidirecional, ou seja, obedece apenas a uma direção.
Halfduplex
• É uma comunicação bidirecional, o meio de comunicação sendo o mesmo, não é possível transmitir e receber ao mesmo tempo.
Fullduplex
• É a comunicação bidirecional transmitindo e recebendo os dados simultaneamente.
Transmissões Síncronas
• É a transmissão de informações de uma única vez em blocos determinado pelo sinal de clock de sincronismo.
• Isso significa dizer que essas informações não podem ser transmitidas a qualquer momento para emissor só no tempo certo determinado pelo relógio (clock) interno do receptor.
Transmissões Síncronas
• A transmissão síncrona foi criada pela IBM e utiliza um protocolo chamado de SDLC (Synchronous Data Link Control) da chamada enlace do modelo OSI.
• A verificação dos erros é realizada por técnica de CRC, caso seja identificado no bloco, todo ele é transmitindo.
Transmissões Síncronas
• Dentre as vantagens na adoção desse modelo é o suporte de mais informações em velocidades mais altas.
Transmissão Assíncrona
• Nessa transmissão não há um controle por nenhum mecanismo de sincronização pelo receptor.
• As informações são enviadas em sequência de um byte (conjunto de 8 bits) que contêm uma indicação de início e fim de cada agrupamento.
• Portanto, o emissor ao enviar um dado para o receptor, insere nele um padrão para a formação da sequência desse byte.
Conceito de Rede e seus Elementos
• O conceito de rede segundo Tanenbaum é: “um conjunto de módulos processadores capazes de trocar informações e compartilhar recursos, interligados por um sistema de comunicação (meios de transmissão e protocolos)”.
Conceito de Rede e seus Elementos
• Uma rede de computadores baseia-se nos princípios de uma rede de informações que, por meio de hardware e software, torna-se mais dinâmica para atender as suas necessidades de comunicação.
• Quando há uma comunicação entre os dispositivos de rede são chamados de nós, estações de trabalho ou ativos de rede.
Conceito de Rede e seus Elementos
• Portanto, para existir uma rede são necessários no mínimo dois dispositivos.
• Não existe um máximo de computadores, mas, a quantidade de computadores pode ser influenciada pela capacidade dos ativos como roteadores, switch, servidores e a topologia adotada.
Conceito de Rede e seus Elementos
• Basicamente existem dois tipos de redes de computadores:
Rede ponto a ponto;
Rede Cliente/Servidor.
Rede ponto a ponto
• Ponto a ponto os recursos são compartilhados pelas próprias máquinas, não existindo uma máquina central responsável por esse serviço chamado de Servidor.
• Qualquer máquina pertencendo a essa rede pode acessar os recursos sem a permissão de um administrador de rede.
Rede ponto a ponto
Rede ponto a ponto
• Nesse tipo de rede, o sistema realiza o gerenciamento da rede sendo o responsável pelo compartilhamento dos recursos, arquivos, impressoras e dispositivos de segurança.
• É muito utilizada em redes domésticas e redes sem fio a grande desvantagem é a falta de gerenciamento de serviços.
Rede Cliente/Servidor
• Cliente/Servidores: um ou mais servidores centralizam os serviços disponibilizados pela rede tais como e-mail e impressão.
• Um servidor ou provedor de serviços é uma máquina ou host central mais sofisticado que possui um sistema operacional responsável pelo gerenciamento dos usuários da rede.
Rede Cliente/Servidor
Rede Cliente/Servidor
• Cada servidor pode receber N usuários conforme a sua estrutura de hardware e software.
• O nome cliente é dado às maquinas que solicitam o serviço aos servidores.
Serviços de rede
• Serviços de rede são aplicações distribuídas e executadas em dois ou mais computadores conectados em rede.
• Esses serviços de rede permitem que os computadores executem as tarefas que vão desde e-mail ao acesso a páginas na Internet.
• Cada serviço de rede é composto por: cliente, servidor, protocolo e middleware.
Serviços de rede
• O protocolo é a regra de comunicação entre um cliente e um servidor.
• E, o middleware é o conjunto de sistema operacional e protocolos de rede que executam o serviço de envio e recebimento dos pedidos do cliente.
Exemplos de serviços de rede
• Serviço de arquivo: oferece o armazenamento e acesso às informações em um disco compartilhado.
• Serviço de impressão: gerencia e oferece serviços de impressão a seu clientes.
• Serviço de banco de dados: um banco de dados armazena as informações de forma ordenada oferecendo a busca, processamento conforme solicitado.
Dispositivos de redes
• Para o funcionamento de uma rede é necessário dispositivos para o transporte de dados e uma comunicação adequada entre os diversos equipamentos.
• Eles são identificados pelos nomes hub, switch, roteador, antena, cabos, entre outros.
Componentes Ativos
• Responsáveis pela comunicação adequada entre os diversos equipamentos de rede como as estações de trabalho.
• Exemplo: computadores, servidores, hub, switch, roteadores, etc.
Componentes Passivos
• Responsáveis pelo transporte dos dados através do meio físico.
• Exemplo: cabo UTP, cabo Coaxial, cabo de fibra óptica, antenas, etc.
Repetidor
• Tem a função de gerar novos sinais da rede para que os dados possam ser transmitidos em uma distância maior.
• Não é efetuado nenhum tratamento sobre o pacote.
Repetidor
Placa de Rede
• Conhecida também como NIC – Network Interface Card, a placa de rede é um dispositivo responsável pela conexão do computador à rede.
• Suas funções são a recepção e transmissão de dados na rede por um software chamado de driver da placa que interage com o sistema operacional.
• Toda placa de rede possui um endereço MAC que é único Para cada placa.
Placa de Rede
HUB
• É um equipamento que trabalha na camada 1 do modelo OSI repetindo, amplificando ou regenerando um sinal para toda a rede.
• Foi um dos primeiros equipamentos para implementar as redes na topologia estrela.
HUB
Switch
• É um equipamento semelhante a um hub mas trabalhando camada 2 do modelo OSI.
• Ele encaminha as informações apenas para o endereço de destino.
• Essa diferença é possível pela construção e armazenagem de uma tabela interna do endereços MAC Address.
Switch
• Essa características traz uma grande vantagem por aumentar o desempenho da rede ao enviar broadcast e, por consequência o envio de dados para toda a rede, apenas para o destino.
Switch
Roteador
• É um equipamento que encaminha pacotes de dados entre as redes de computadores atuando nas camadas 1,2,3 do modelo OSI.
• Sua função básica é fornecer um IP a um computador quando conectado a uma rede.
Roteador
• O roteador decide o melhor caminho para o tráfego da informação roteando os seus pacotes.
• Hoje em dia, podem ser encontrados nas residências em uma solução hibrida com modem de acesso a banda larga.
Roteador
Access Point – Ponto de acesso
• É um ponto de acesso responsável por gerenciar as conexões entre os usuários e a rede.
• Cada dispositivo pode gerenciar vários usuários na mesma rede e, sua área de cobertura é de 100 metros.
• Tem a finalidade também de interconectar redes cabeadas e as redes sem fio.
Access Point – Ponto de acesso
Modem
• É um dispositivo que converte uma onda analógica em um sinal digital e vice versa.
• Essa conversão é chamada de modulação, originando o nome MOdulador e DEModulador.
Modem
Tipos de Modem
• Há dois tipos de Modem:
Acesso Discado;
Acesso à Banda Larga.
Acesso Discado
• Essa tecnologia permite aos computadores se comunicam por meio da linha telefônica comum.
• Contudo, sua velocidade máxima alcançada é de 56 Kbps.
Acesso Discado
Placa de fax-modem
Modem de Banda Larga
• Permite a conexão à Internet por meio da tecnologia chamada de banda larga.
• A banda larga é caracterizada pela alta velocidade no tráfego de dados na internet para download e upload.
Modem de Banda Larga
Topologia de Redes
• Uma topologia de rede é a forma como os dispositivos estão conectados, à disposição dos computadores na rede, ou seja, o layout de uma rede.
• Para a escolha de uma topologia de rede devem ser considerados alguns fatores como: forma de gerenciamento da rede, tipo e capacidade dos equipamentos e a expansão da rede.
Topologia de Redes
• A conexão entre os computadores é realizada por meio de cabos ou dispositivos que os substituam em suas funções fornecendo a comunicação e compartilhamento de recursos.
Topologia de Redes
• A Topologia de Rede descreve como é o layout de uma Rede de Computadores através da qual há o tráfego de Informações e também como os dispositivos estão conectados.
• Há várias formas nas quais se pode organizar a interligação entre cada um dos nós (computadores) da rede.
Topologia de Redes
• Topologias podem ser descritas fisicamente e logicamente.
• A topologia física é a verdadeira aparência ou layout da rede, enquanto que a lógica descreve o fluxo dos dados através da rede.
• A topologia física descreve como os computadores se conectam fisicamente, ou seja, a parte da rede que pode ser tocada, como os cabos, os conectores, as placas de redes e outros equipamentos.
Topologia de Redes
• Talvez a topologia física mais usada nas médias e
grandes corporações, e até em pequenas (pela
diminuição dos custos) é a Estrela.
• O exemplo mais conhecido, mais amplamente
usado, e que será usado em parte, no estudo de
redes de alta velocidade é a topologia lógica
Ethernet.
Topologia de Redes
• De forma geral, nessa topologia, cada vez que
uma estação precisa transmitir uma
informação ela transmite para a rede inteira.
• Os vários nós pegam os dados e verificam,
pelos dados contidos no pacote, se aquela
informação é destinada a ele.
• Se não for ele ignora aqueles dados.
Tipo de Redes Físicas
Estrela
• A topologia em estrela utiliza cabos de par trançado e
um concentrador como ponto central da rede.
• O concentrador se encarrega de retransmitir todos os
dados para todas as estações, mas com a vantagem de
tornar mais fácil a localização dos problemas, já que se
um dos cabos, uma das portas do concentrador ou
uma das placas de rede estiver com problemas, apenas
o nó ligado ao componente defeituoso ficará fora da
rede.
Estrela
• Esta topologia se aplica apenas a pequenas redes, já
que os concentradores costumam ter apenas doze ou
vinte e quatro portas.
• Em redes maiores é utilizada a topologia de árvore,
onde temos vários concentradores interligados entre si
por comutadores ou roteadores.
• Todas as conexões partem de um ponto central
(concentrador), normalmente um hub ou switch.
Switch é o modelo mais utilizado atualmente.
Estrela
ANEL
• Na topologia em anel os dispositivos são conectados em série, formando um circuito fechado (anel).
• Os dados são transmitidos unidirecionalmente de nó em nó até atingir o seu destino.
• Uma mensagem enviada por uma estação passa por outras estações, através das retransmissões, até ser retirada pela estação destino ou pela estação fonte.
ANEL
• Os sinais sofrem menos distorção e atenuação no enlace entre as estações, pois há um repetidor em cada estação.
• Há um atraso de um ou mais bits em cada
estação para processamento de dados.
• Há uma queda na confiabilidade para um
grande número de estações.
ANEL
• A cada estação inserida, há um aumento de
retardo na rede.
• É possível usar anéis múltiplos para aumentar
a confiabilidade e o desempenho.
• Todos os computadores são conectados em
um anel.
ANEL
• É a topologia das redes Token Ring,
popularizadas pela IBM nos anos 80.
• Hoje, esse modelo é mais utilizado em
sistemas de automação industrial.
ANEL
Barramento
• Rede em barramento é uma topologia de rede
em que todos os computadores são ligados
em um mesmo barramento físico de dados.
• Apesar dos dados não passarem por dentro de
cada um dos nós, apenas uma máquina pode
“escrever” no barramento num dado
momento.
Barramento
• Todas as outras “escutam” e recolhem para si os dados destinados a elas.
• Quando um computador estiver a transmitir um sinal, toda a rede fica ocupada e se outro computador tentar enviar outro sinal ao mesmo tempo, ocorre uma colisão e é preciso reiniciar a transmissão.
Barramento
• Essa topologia utiliza cabos coaxiais.
• Os computadores são conectados num
sistema linear de cabeamento em sequência.
• Esse arranjo era usado nas primeiras gerações
de redes ethernet.
Barramento
Árvore
• Topologia física baseada num estrutura hierárquica de várias rede e sub-redes.
• Existem um ou mais concentradores que ligam, cada rede local e existe outro concentrador que interliga todos os outros, esta topologia facilita a manutenção do sistema e permite, em caso de falhas, detectar com mais facilidade o problema.
• Cuidados adicionais devem ser tomados nas rede em árvore, pois cada ramificação significa que o sinal deverá se propagar por dois caminhos diferentes.
Árvore
• A menos que estes caminhos estejam
perfeitamente casados, os sinais terão
velocidades diferentes e refletirão os sinais de
diferente maneira.
• Em geral a topologia em árvore, vai trabalhar
com taxas de transmissão menores do que as
redes em estrela.
Árvore
Malha
• Nessa topologia os computadores são ligados por meio de vários cabos oferecendo confiabilidade e redundância.
Malha
Híbrida
• É a topologia mais utilizada em grandes redes.
• Assim, adequar-se a topologia de rede em função do ambiente, compensando os custos, expansibilidade, flexibilidade e funcionalidade de cada segmento de rede.
Híbrida
• Muitas vezes acontecem demandas imediatas de conexões e a empresa não dispõe de recursos, naquele momento, para a aquisição de produtos adequados para a montagem da rede.
• Nestes casos, o administrador de redes pode utilizar os equipamentos já disponíveis, considerando as vantagens e desvantagens das topologias utilizadas.
Híbrida
• A aquisição de concentradores ou comutadores pode não ser conveniente, pelo contrário até custosa.
• Talvez uma topologia em barramento seja uma solução mais adequada para aquele segmento físico de rede.
• Por definição, é a junção ente a rede com fio e a rede sem fio.
Híbrida
• Essa aplicação possibilita ainda que os notebooks e PDA’s imprimam arquivos nas impressoras locais e acessem documentos do servidor ou de outros computadores do grupo, para isso deverá ter a devida permissão, pois os acessos são protegidos por criptografia.
Híbrida
Abrangência das Redes
• Uma rede é uma conexão entre dois ou mais computadores permitindo a troca de informações, compartilhamento de arquivos, recursos e hardware.
• De origem militar, a rede de computadores foi desenvolvida por uma agência americana chamada ARPA.
Abrangência das Redes
• Durante a Guerra Fria, os Estados Unidos tinham uma preocupação com as bases, caso o Pentágono fosse atacado.
• Desta forma, surgiu a ARPANET e, no ano de 1969 houve a comunicação.
• Para classificação das redes foi considerada o tipo de conexão e a amplitude geográfica, sendo as principais.
LAN (Local Area Network)
• São redes locais, podendo ser em um único prédio, em uma universidade com até alguns quilômetros de extensão.
• Apresentam, em geral, um alto desempenho com velocidades variando de 10Mbps a 1Gbps.
• Essas redes são compostas por placa adaptadora de rede, driver da placa de rede, sistema operacional, cabos, equipamento de concentração e servidor.
LAN (Local Area Network)
MAN (Metropolitan Area Network)
• Essa rede tem uma abrangência de uma cidade ou de cidades próximas. Como exemplo, pode-se citar a televisão de TV a cabo.
• As empresas perceberam com a convergência da TV e Internet a necessidade de construírem a rede interligando a cidades representada pela imagem a seguir:
MAN (Metropolitan Area Network)
MAN (Metropolitan Area Network)
WAN ( Wide Area Network)
• Abrange uma grande área geográfica como um país ou continente.
• Normalmente, utilizam a infraestrutura das empresas de telecomunicações chamada de backbone.
• Um backbone é composto por inúmeros meios de comunicação, como linhas de transmissão de cabo de cobre, fibra ótica, enlaces de rádio e satélite.
WAN ( Wide Area Network)
Redes sem Fio
• Cada vez mais comuns, pela comodidade e pela mobilidade, as redes sem fio ou wireless estão se expandindo por todo lugar.
• Essa tecnologia usa ondas de radiofrequência para transmitir dados pelo ar eliminando a infraestrutura, viabilidade na instalação de cabos, redução de custos e, por abranger todo tipo de empresa independente do tamanho.
Redes sem Fio
• Todavia, apesar dessas vantagens sobre as redes cabeadas, as redes sem fio são suscetíveis a ataques de várias direções que podem variar de uma simples escuta a criação, modificação e destruição das mensagens.
• Vale ressaltar que as redes sem fio não possuem a centralização da infraestrutura, não permitindo dedicar um dispositivo a tarefas e funcionalidades básicas, por exemplo, de firewall, dificultando distinguir a confiabilidade de uma rede.
Tipos de rede sem fio
• Existem basicamente três tipos de redes sem fio:
Infravermelho;
Radiofrequência e;
Laser.
Infravermelho
• Caracteriza-se por equipamento de baixo custo, sem a necessidade de licença para operação.
• O alcance em visada vai de 5 a 30 metros permitindo de 5 a 15 usuários em uma rede pequena.
• Permite uma velocidade de transmissão de 155 Mbps.
• Exemplo: controle remoto, teclados e mouses.
Infravermelho
Infravermelho
Radiofrequência
• Para transmissão do sinal utilizam micro-ondas para transmitir o sinal pelo ar.
• No Brasil, foram especificados 11 canais e uma frequência de 2,4Ghz.
• Exemplo Bluetooth e Wifi
Wireless
Bluetooth
Laser
• Através da Luz para a transmissão do sinal digital, os sistemas que utilizam essa tecnologia não necessitam de autorização para uso.
• A vantagem da utilização dessa tecnologia é a segurança, pois, é praticamente impossível de invadir.
Laser
VPN (Virtual Private Network)
• É uma rede que compartilha os meios de telecomunicação para transmissão de dados com garantia por criptografia e protocolos de tunelamento.
VPN (Virtual Private Network)
Redes domesticas
• São as redes que estão se desenvolvendo nas residências convergindo os aparelhos que se conectam a internet como: TV, geladeira, computadores.
• Essa tecnologia não está distante, interpretada por muitos como a casa inteligente, está a cada dia mais próxima da nossa realidade.
Redes domesticas
Visão Geral
• Cabos de cobre são usados em quase todas as redes locais.
• Estão disponíveis em diferentes tipos de cabos de cobre, cada tipo tem suas vantagens e desvantagens.
• Uma seleção cuidadosa de cabeamento é a chave para uma operação eficiente de redes.
• Haja visto que o cobre transporta informações usando corrente elétrica.
Visão Geral
• A fibra óptica é o meio mais freqüentemente usado para as transmissões ponto-a-ponto a grandes distâncias e com alta largura de banda necessárias para backbones das redes locais e em WANs.
• Usando um meio óptico, usa-se luz para transmitir dados através de uma fibra fina de vidro ou plástico.
• Os sinais elétricos fazem com que o transmissor de fibra óptica gere os sinais de luz que são enviados através da fibra.
Visão Geral
• O host receptor recebe os sinais de luz e os converte em sinais elétricos na extremidade mais distante da fibra.
• No entanto, não existe eletricidade no próprio cabo de fibra óptica.
• Aliás, o vidro usado no cabo de fibra óptica é um isolante muito bom.
Visão Geral
• A conectividade física permitiu um aumento na produtividade tornando possível o compartilhamento de impressoras, servidores e software.
• Os sistemas de redes tradicionais exigem que as estações de trabalho permaneçam estacionárias permitindo movimentação apenas dentro dos limites dos meios e da área de escritórios.
Visão Geral
• A apresentação de tecnologia sem fio elimina essas restrições e oferece uma portabilidade verdadeira ao mundo da computação.
• Atualmente, a tecnologia sem fio não fornece transferências a alta velocidade, segurança ou confiabilidade no tempo de atividade nas redes cabeadas.
• Portanto, a flexibilidade da tecnologia sem fio justifica o sacrifício.
Meios de cobre
• Especificação de cabos :
Banda Base x Banda Larga
• Base band ou banda base é uma transmissão em que o sinal utiliza toda a largura de banda do canal para uma única transmissão.
• Broad band ou banda larga é uma transmissão em que a largura de banda pode ser utilizada para varias transmissões em simultâneo(multiplexação).
Meios de cobre:
• Questionamentos que devem ser feitos antes de iniciar um projeto de redes :
• Quais são as velocidades para transmissão de dados que podem ser alcançadas quando se usa um determinado tipo de cabo?
Meios de cobre (cabos)
• Tipos mais comuns :
• Coaxial de 50 e 75 Ohms;
• Par Trançado(UTP, FTP e STP);
Cabos Coaxiais
• Os cabos coaxiais se dividem em :
• Cabo Coaxial fino (Thinnet) – 10 Base 2;
• Cabo coaxial grosso (Thick Ethernet, 75 Ohms).
• Taxa de transmissão : de 10 a 50 Mbps (Thin Ethernet);
Cabo Coaxial fino (Thinnet) – 10 Base 2
Cabo Coaxial fino (Thinnet) – 10 Base 2
Cabo Coaxial fino (Thinnet) – 10 Base 2
• É um cabo fino usado no inicio das redes locais em topologia de barramento.
• Foi padronizado pela IEEE passando a ser chamado de 10Base2.
• É descrito como RG-58, com uma impedância de 50 Ohms.
Cabo Coaxial fino (Thinnet) – 10 Base 2
• O tamanho máximo desse cabo é 185 metros, com 30 conexões distanciadas entre as estações de 0,5 metros no mínimo ou múltiplo desse valor.
• A velocidade máxima de transmissão é de 10 Mbps para transmissões digitais onde a informação é inserida diretamente no cabo.
Cabo Coaxial fino (Thinnet) – 10 Base 2
• Para conectar a um computador é necessária a utilização de um conector chamado de BNC “T”.
• Comparado ao cabo coaxial grosso é mais maleável, fácil de instalar e possui maior imunidade a ruídos eletromagnéticos de baixa frequência.
• Com o desenvolvimento das topologias anel e estrela esse cabo passou a ser substituído pelos cabos UTP.
Cabo Coaxial fino (Thinnet) – 10 Base 2
• Número máximo de segmentos : 5;
• Tamanho máximo total com repetidores : 925 Metros;
• Capacidade por segmento : 30 Hosts;
• Operava apenas em Half-Duplex;
• Mais sensível a ruídos, atenuação e latência.
Cabo coaxial grosso (Thick Ethernet) – 10 base 5
Cabo coaxial grosso (Thick Ethernet) – 10 base 5
• Conhecido como cabo coaxial grosso ou 10 base 5, esse cabo foi utilizado em redes de computadores de industrias onde a distancia era superior a 200 metros ou havia interferência eletromagnética.
• Com uma impedância de 75 Ohms devido a dupla blindagem, esse cabo foi utilizado também na transmissão de voz e imagens analogicas e, em backbones devido ao alto custo das fibras ópticas.
Cabo coaxial grosso (Thick Ethernet) – 10 base 5
• As principais características desse cabo são:
• Velocidade máxima de transmissão 10 Mbps;
• Alcance máximo do cabo 500 metros;
• Comporta no máximo 100 computadores no barramento com distância entre as estações de 2,5 metros ou múltiplos;
Cabo coaxial grosso (Thick Ethernet) – 10 base 5
• Duas malhas e duas lâminas metálicas; • Maior resistência mecânica; • Trabalha em dois :caminhos : Transmissão
(Inbound), e Recepção (OutBound); • Primeiro cabo a transmitir a 100 Mbps (2
canais de 50Mbps).
Cabo coaxial grosso (Thick Ethernet) – 10 base 5
• Era o cabo mais utilizado para a conexão de redes em ambientes industriais, devido a sua maior resistência mecânica e maior resistência á ruídos, atenuação, diafonia e latência.
BNC - Bayonet Neill and Concelman
• Conector BNC para cabos coaxiais (ponta de cabo).
BNC - Bayonet Neill and Concelman
• Conector BNC para cabos coaxiais (conector ponto-a-ponto).
Cabos UTP (Unshielded Twisted Pair )
• Cabos de rede de par trançado sem blindagem;
• É um meio de fio de quatro pares usado em uma variedade de redes;
• Cada um dos 8 fios individuais de cobre no cabo UTP é coberto por material isolante;
Cabos UTP (Unshielded Twisted Pair )
• Esse tipo de cabo usa apenas o efeito de cancelamento, produzido pelos pares de fios trançados para limitar a degradação do sinal causada por EMI e RFI.
Cabos UTP (Unshielded Twisted Pair )
• O cabo de par trançado não blindado tem muitas vantagens.
• Ele é fácil de ser instalado e mais barato que outros tipos de meios de rede.
• Aliás, o UTP custa menos por metro do que qualquer outro tipo de cabeamento de redes locais.
Cabos UTP (Unshielded Twisted Pair )
• Modelo de construção :
Cabos UTP (Unshielded Twisted Pair )
Cabos UTP (Unshielded Twisted Pair )
• Vantagens :
• Baixo custo;
• Fácil manutenção;
• Diâmetro reduzido;
• Utilizado em vários tipos de rede;
• Encontrado em quase todos os locais especializados em equipamentos de rede e/ou informática.
Cabos UTP (Unshielded Twisted Pair )
• Desvantagens :
• Muito mais propenso a ruídos externos e interferências externas EMI e RFI.
• Não tem muita resistência física (não se pode puxar demais o cabo).
• Mais susceptível á latência, diafonia, atenuação e ruídos;
• Distância máxima: 100 Metros.
Cabos UTP (Unshielded Twisted Pair )
• Existem cabos de CAT1 até CAT7. • Como os cabos cat 5 são suficientes tanto para
redes de 100 quanto de 1000 megabits, eles são os mais comuns e mais baratos;
• Geralmente custam em torno de 1 real o metro.
• Os cabos CAT5 (comuns atualmente) seguem um padrão um pouco mais restrito, por isso dê preferência a eles na hora de comprar.
Cabos STP (Shielded Twisted Pair)
• Os cabos STP (Shielded Twisted Pair) vão um pouco além, usando uma blindagem individual para cada par de cabos.
• Isso reduz o crosstalk e melhora a tolerância do cabo com relação à distância, o que pode ser usado em situações onde for necessário crimpar cabos fora do padrão, com mais de 100 metros:
Cabos STP (Shielded Twisted Pair)
Cabos FTP (Foiled Twisted Pair)
• Os cabos FTP (Foiled Twisted Pair) são os que utilizam a blindagem mais simples.
• Neles, uma fina folha de aço ou de liga de alumínio envolve todos os pares do cabo, protegendo-os contra interferências externas, mas sem fazer nada com relação ao crosstalk, ou seja, a interferência entre os pares de cabos:
Cabos FTP (Foiled Twisted Pair)
• Esquema de construção :
Cabos FTP (Foiled Twisted Pair)
Cabos STP e FTP
• O STP e FTP reduz o ruído elétrico dentro dos cabos;
• Os ruídos externos são também conhecidos como
– EMI(Interferência Eletromagnética);
–RFI(Interferência por Freqüência de Rádio);
• Reduz também a DIAFONIA ou CROSSTALK.
Cabos SSTP (Screened Shielded Twisted Pair)
• SSTP (Screened Shielded Twisted Pair), também chamados de SFTP (Screened Foiled Twisted Pair), que combinam a blindagem individual para cada par de cabos com uma segunda blindagem externa, envolvendo todos os pares, o que torna os cabos especialmente resistentes a interferências externas.
• Eles são mais adequados a ambientes com fortes fontes de interferências:
Cabos SSTP (Screened Shielded Twisted Pair)
Conector RJ 45 Blindado
• Para melhores resultados, os cabos blindados devem ser combinados com conectores RJ-45 blindados.
• Eles incluem uma proteção metálica que protege a parte destrançada do cabo que vai dentro do conector, evitando que ela se torne o elo mais fraco da cadeia;
Conector RJ 45 Blindado
• Quanto maior for o nível de interferência, mais vantajosa será a instalação de cabos blindados.
• Entretanto, em ambientes normais os cabos sem blindagem funcionam perfeitamente bem; justamente por isso os cabos blindados são pouco usados.
Conector RJ 45 Fêmea Blindado
Conector RJ 45 Macho Blindado
Cabo Solido x Flexível
• Existem também cabos de rede com fios sólidos e também cabos stranded (de várias fibras, também chamados de patch), onde os 8 fios internos são compostos por fios mais finos.
• Os cabos sólidos são os mais comuns e são os recomendados para uso geral, pois oferecem uma menor atenuação do sinal (cerca de 20% menos, considerando dois cabos de qualidade similar):
Cabo Solido x Flexível
• A única vantagem dos cabos stranded é que o uso de múltiplos fios torna os cabos mais flexíveis, o que faz com que sejam muitas vezes preferidos para cabos de interconexão curtos (patch cords), usados para ligar os PCs à tomadas de parede ou ligar o switch ao patch panel.
Cabo Solido x Flexível
• Dentro do padrão, os cabos de rede crimpados com cabos stranded não devem ter mais de 10 metros.
• Você pode usar um cabo sólido de até 90 metros até a tomada e um cabo stranded de mais 10 metros até o micro, mas não pode fazer um único cabo stranded de 100 metros.
Cabo Solido x Flexível
Categorias de Cabos de Par trançado
• Categoria 1: Utilizado em instalações telefônicas, porém inadequado para transmissão de dados.
• Sem blindagem, apenas uma capa de plástico protegendo os fios de cobre, contém apenas 2 pares.
Categorias de Cabos de Par trançado
• Categoria 2: Outro tipo de cabo obsoleto. Permite transmissão de dados a até 2.5 megabits e era usado nas antigas redes Arcnet e thickNet (AUI).
• Sem blindagem, apenas uma capa de plástico protegendo os fios de cobre também apenas 2 pares de fios.
Categorias de Cabos de Par trançado
• Categoria 3: Era o cabo de par trançado sem blindagem mais usado em redes há uma década.
• Pode se estender por até 100 metros e permite transmissão de dados a até 10 Mbps.
• A principal diferença do cabo de categoria 3 para os obsoletos cabos de categoria 1 e 2 é o entrançamento dos pares de cabos.
Categorias de Cabos de Par trançado
• Enquanto nos cabos 1 e 2 não existe um padrão definido.
• Cada par de cabos tem um número diferente de tranças por metro, o que atenua as interferências entre os pares de cabos.
• Praticamente não existe a possibilidade de dois pares de cabos terem exatamente a mesma disposição de tranças.
• A partir do cabo CAT3 começou-se a utilizar os cabos com 4 pares de fios.
Categorias de Cabos de Par trançado
• Categoria 4: Cabos com uma qualidade um pouco melhor que os cabos de categoria 3.
• Este tipo de cabo foi muito usado em redes Token Ring de 16 megabits.
• Em teoria podem ser usados também em redes Ethernet de 100 megabits, mas na prática isso é incomum, simplesmente porque estes cabos não são mais fabricados
Categorias de Cabos de Par trançado
• Categoria 5: Este é o tipo de cabo de par trançado usado atualmente, que existe tanto em versão blindada quanto em versão sem blindagem, a mais comum.
• A grande vantagem sobre esta categoria de cabo sobre as anteriores é a taxa de transferência: eles podem ser usados tanto em redes de 100 megabits, quanto em redes de 1 gigabit
Categorias de Cabos de Par trançado
• Categoria 6: Utiliza cabos de 4 pares, semelhantes aos cabos de categoria 5.
• Este padrão está completamente estabelecido, e o objetivo é usa-lo nas redes Gigabit Ethernet.
• A diferença entre o o CAT5 e o CAT6 é a qualidade.
Categorias de Cabos de Par trançado
• Categoria 7: Os cabos cat 7 também utilizam 4 pares de fios, porém utilizam conectores mais sofisticados e são muito mais caros.
• Tanto a frequência máxima suportada, quanto a atenuação de sinal são melhores que nos cabos categoria 6.
• Está em desenvolvimento um padrão de 10 Gigabit Ethernet que utilizará cabos de categoria 6 e 7.
Por que o cabo UTP, o STP e o FTP são trançados?
• Os cabos de categoria 3 (assim como os de categoria 4 e 5) possuem pelo menos 24 tranças por metro e por isso são muito mais resistentes a ruídos externos.
• O trançamento faz o chamado cancelamento dos campo magnéticos gerados pelos pares.
• Quando um par envia e outro recebe, os campo magnéticos positivos e negativos se anulam com as tranças do cabo.
Diafonia ou Crosstalk
• A diafonia ocorre quando um sinal transmitido em um fio interfere ou até mesmo corrompe o sinal que está sendo transmitido no fio adjacente.
• Fisicamente falando, isto ocorre porque quando um dado está sendo transmitido em um fio, ele gera um campo eletromagnético ao seu redor, e um fio posicionado dentro deste campo eletromagnético funciona como uma antena, capturando o sinal e, assim, modificando o sinal que estava sendo transmitido por este fio.
Como a diafonia interfere no desempenho da rede ?
• A diafonia oriunda do meio físico (cabos) que embaralham o fluxo de sinais elétricos dentro do meio físico.
Ruído
• O ruído é caracterizado pela interferência de meios externos á rede, ou seja podem ser oriundos de geradores (interferência eletromagnética EMI, fios elétricos etc..) ou pode ainda ser de gerado por fontes de rádio frequência RFI.
Lembrete
• Sempre que forem lançados cabos de rede deve-se tomar muito cuidado com os fatores externos que podem comprometer o desempenho da rede.
• O ruído é causado por fontes externas, a diafonia ou crosstalk é causada por meios internos (cabos despadronizados, crimpagem incorreta, emendas, entre outros....
O que pode causar interferência eletromagnética em uma rede ?
• Fontes de Luz Fluorescente;
• Motores Elétricos;
• Motores de combustão;
• Fontes de energia elétrica;
• Fontes Magnéticas (eletroímãs)
• Antenas de TV, AM/FM e telefonia.
• Indutância Elétrica;
• Fontes de Raios X;
• Fontes de Raios Gama;
• Fontes de Raios Ultravioleta.
O que pode ser feito para evitar estes problemas?
• Evitar ao máximo expor cabos de rede ás fontes eletromagnéticas;
• Se necessário expor, usar cabos blindados se necessário.
• Sempre, identifique as canaletas que se encontram os cabos de rede;
• Alertar as demais pessoas (eletricistas) sobre o problema do ruído e como evitá-lo;
• Sempre supervisionar o trabalho de lançamento de cabos;
Latência
• A latência pode ser dita como o atraso na troca de mensagens de ida e volta, ou seja, tanto o envio como a confirmação do recebimento do pacote tem de ser semelhantes) quando ocorre uma diferença entre ambos, podemos dizer que está ocorrendo a LATÊNCIA.
Latência
• As causas de latência ou atraso em uma rede podem ser várias :
• Placa de rede defeituosa;
• Segmento de cabo muito longo;
• Cabo de má qualidade;
• Excesso de ruídos externos;
• Diafonia;
• Concentrador (HUB ou SWITCH) com porta defeituosa.
Latência
• Quando ocorre muita latência na rede, ocorre também colisões de pacotes, devido a solicitação de reenvio por parte dos hosts.
Interferência por meios da luz
• Lâmpadas fluorescente também geram interferência nas redes, deve-se observar quando for feito um cabeamento para não passar perto de lâmpadas.
Características
• Hoje existem vários tipos de comunicações espalhadas pelo mundo, e para atendê-las a fibra ótica possui dois tipos principais de cabo: Monomodo e Multimodo.
• O tipo Monomodo é usado para sinais de grandes distâncias, possui um manuseio difícil e exige muita técnica, além do seu custo elevado. Utilizado para comunicações com redes locais, o sistema Multimodo tem diâmetro maior e assim, é possível transitar mais de um sinal através de lasers e LEDs.
• Assim como em todo produto existem pontos positivos e negativos, e situações benéficas para o uso desse ou daquele determinado produto ou serviço, a fibra ótica não foge dessa realidade.
• Veja algumas das vantagens e desvantagens dessa tecnologia:
Vantagens
• Dimensões Reduzidas;
• Capacidade para transportar grandes quantidades de informação (Um par de fibras ópticas, cujo diâmetro pode ser comparado com o de um fio de cabelo, pode transmitir 2.5 milhões ou mais de chamadas telefônicas ao mesmo tempo. Um cabo de cobre com a mesma capacidade teria um diâmetro da ordem de 6 m!);
Vantagens
• Imunidade às interferências eletromagnéticas;
• Matéria-prima muito abundante;
• Segurança no sinal;
• Facilidade na instalação;
• Menos deterioração com o tempo comparando com os fios de cobre.
Desvantagens
• Custo elevado instalação; • Fragilidade das fibras ópticas sem
encapsulamento; • Dificuldade para ramificações (Uma rede ponto a
ponto seria mais viável, caso contrário as conexões tipo “T” sofrem com perdas muito elevadas de dados);
• Impossibilidade de alimentação remota dos repetidores;
• Falta de padronização dos componentes ópticos.
Tipos de fibra ótica
• As fibras ópticas podem ser basicamente de dois modos:
• Monomodo:
• Multimodo:
Monomodo
• Permite o uso de apenas um sinal de luz pela fibra;
• Tem núcleo de 8 a 9 μm e casca de 125 μm;
• Alcance limitado de 4km para cabeamento estruturado;
• Dimensões menores que os outros tipos de fibras;
• Maior banda passante por ter menor dispersão;
• Utiliza comprimentos de ondas de 1.310 ou 1550 nm;
• Geralmente é usado laser como fonte de geração de sinal.
Multimodo
• Tipo mais comum em cabeamentos primários inter e intra edifícios;
• Tem núcleo de 50 ou 62,5 μm (equivale à milésima parte do milímetro) e casca de 125μm;
• Permite o uso de fontes luminosas de baixa ocorrência tais como LEDs (mais baratas);
• Alcance limitado de 2km para cabeamento estruturado;
• Diâmetros grandes facilitam o acoplamento de fontes luminosas e requerem pouca precisão nos conectores;
• Muito usado para curtas distâncias pelo preço e facilidade de implementação pois a longa distância tem muita perda.
• E podendo ter características como:
• OPGW: Função original dos cabos de para raio, exercer blindagem contra DA diretas nos condutores fase, além de suportar o feixe de FO.
• ADSS: Função original dos cabos ADSS ou dielétricos, utilizar um cabo com características isolantes em pequenos lances, além de suportar o feixe de FO.
• A principal diferença na comparação de um cabo de fibra óptica e um de par trançado é a velocidade da transferência das informações e a ausência de interferências eletromagnéticas.
• Existem pesquisadores e especialistas em transferência de dados que conseguiram enviar 100 Tb por segundo através de fibra óptica.
• O fator mais preocupante dos cabos de par trançado é a interferência eletromagnética, que em ambientes industriais são de grandes quantidades.
• Meios Ópticos:
• Teoria de Raios de Luz:
• Reflexão Interna Total:
• O núcleo da fibra deve ter um índice de refração maior que o material que o envolve (reflete de volta para a fibra)
Duas fibras de vidro que simulam uma conexão full-duplex:
• Dispositivos de Transmissão:
• O emissor converte os sinais elétricos em impulsos de luz.
• Fontes de luz:
• Laser - produz um feixe fino e intenso de luz infravermelha.
• Utilizado com fibras monomodo e cobre grandes distâncias.
• Diodo Emissor de Luz (LED) - produz luz infravermelha.
• Utilizados com fibras multimodo em Redes Locais.
• Conectores para Fibra Óptica:
• Subscriver Connector (SC): normalmente usado em fibras multimodo;
• Straight Tip (ST): normalmente utilizado em fibras monomodo;
• Instalação, Cuidados e Testes:
• Fibra muito esticada – causa rachaduras no núcleo.
• Instalação, Cuidados e Testes:
• Dobrar a fibra com curva muito fechada – altera a reflexão interna.
• Instalação, Cuidados e Testes:
• Emenda de fibra – altera a reflexão interna.
• Instalação, Cuidados e Testes:
• Acabamentos das faces de fibra – reduz a luminosidade do sinal de luz.
• Instalação, Cuidados e Testes:
• Acabamentos das faces de fibra – reduz a luminosidade do sinal de luz.
• Instalação, Cuidados e Testes:
• Emenda de dois cabos com tamanhos diferentes – reduz a luminosidade do sinal de luz.