Meios de transmissão Laboratório de Redes I 1º Semestre – Aula 04

Meios de transmissão Laboratório de Redes I 1º Semestre – Aula 04

Laboratório de Redes I

1º Semestre – Aula 04

Meios de transmissão

Prof. Nataniel Vieira [email protected]

Objetivos

Identificar as características básicas do meio físico de rede de cobre, fibra ótica e sem fio.

Descrever a utilização geral do meio físico de cobre, fibra óptica e sem fio.

2

Meio físico de rede

A comunicação através de uma rede é transmitida em um meio físico (mídia). O meio físico fornece o canal sobre o qual a mensagem viaja da origem ao destino.

Redes modernas usam basicamente três tipos de meio físico para interconectar dispositivos e fornecer o caminho sobre o qual os dados podem ser transmitidos.

Esses meios físicos são:

Cabos de fios metálicos

Fibras de vidro ou plástico (cabo de fibra óptica)

Transmissão sem fio (wireless)

3

Meio físico de rede

A codificação de sinal que deve ocorrer para a mensagem ser transmitida é diferente para cada tipo de meio físico. Em fios metálicos, os dados são codificados em pulsos elétricos que correspondem a padrões específicos.

Transmissões de fibra óptica contam com pulsos de luz, dentro de cadeias de luz infravermelha ou visível. Em transmissão sem fio, padrões de ondas eletromagnéticas representam os vários valores de bit.

4

Meio físico de rede

Diferentes tipos de meio físico de rede possuem diferentes características e benefícios. Nem todos os meios físicos de rede possuem as mesmas características e são adequados para o mesmo propósito. Critérios para a escolha de um meio físico de rede são:

A distância que o meio físico consegue transmitir um sinal com êxito.

O ambiente no qual o meio físico deve ser instalado.

A quantidade de dados e a velocidade na qual deve ser transmitido.

O custo do meio físico e da instalação.

5

Meio físico de cobre

O meio físico mais utilizado para a comunicação de dados é o cabeamento que usa fios de cobre para sinalizar dados e controlar bits entre os dispositivos de rede. O cabeamento utilizado para a comunicação de dados geralmente consiste em uma série de fios de cobre individuais que formam circuitos dedicados para funções específicas de sinalização.

6

Meio físico de cobre

7

Meio físico de cobre

O meio físico de rede geralmente utiliza tomadas e conectores modulares, que fornecem fácil conexão e desconexão. Além disso, um único tipo de conector físico pode ser utilizado para diversos tipos de conexões.

Por exemplo, o conector RJ-45 é amplamente utilizado em LANs com um tipo de meio físico e em algumas

WANs com outro tipo de meio físico.

8

Interferência de sinal externo

Os valores de tempo e de voltagem desses sinais estão suscetíveis a interferência ou "ruído" externos ao sistema de comunicação. Esses sinais não esperados podem distorcer e corromper os sinais de dados transportados pelo meio físico de cobre.

9

Interferência de sinal externo

As ondas de rádio e os dispositivos eletromagnéticos, como luzes fluorescentes, motores elétricos e outros dispositivos são fontes de ruído em potencial.

Os tipos de cabo com isolamento ou com pares trançados de fios são desenvolvidos para minimizar a degradação do sinal devido ao ruído eletrônico.

10

Interferência de sinal externo

11

Cabo par trançado não blindado (UTP)

O cabeamento UTP (Unshielded twisted-pair), conforme utilizado nas LANs Ethernet, consiste em quatro pares de fios coloridos codificados que foram trançados juntos e envolvidos em um revestimento de plástico flexível.

12

Cabo par trançado não blindado (UTP)

Os principais tipos de cabo obtidos pelo uso de padrões específicos de conexão de fios:

Cabo Direto (Ethernet)

Cabo Cruzado ou Crossover (Ethernet)

Cabo Rollover ou de Console

13

Cabo par trançado não blindado (UTP)

14

Cabo par trançado não blindado (UTP)

15

Cabo coaxial

O cabo coaxial consiste em um condutor de cobre envolvido por uma camada de isolamento flexível.

Sobre esse material de isolamento há uma malha de fios de cobre que atua como o segundo fio do circuito e como uma proteção para o condutor interno. Essa segunda camada, ou proteção, também reduz a quantidade de interferência eletromagnética externa.

Sobre esta proteção está o revestimento do cabo.

16

Cabo coaxial

17

Utilização do cabo coaxial

O projeto do cabo coaxial foi adaptado devido a diferentes propósitos. O coaxial é um tipo de cabo importante utilizado pelas tecnologias de acesso sem fio e a cabo.

Os cabos coaxiais são utilizados para ligar antenas aos dispositivos sem fio. O cabo coaxial transporta a energia de radiofrequência (RF) entre as antenas e o equipamento de rádio.

18

Utilização do cabo coaxial

O coaxial também é o meio físico mais utilizado para transportar sinais de alta frequência por fio, especialmente sinais de TV a cabo.

Antigamente, o cabo coaxial era utilizado nas instalações Ethernet.

Hoje, o UTP oferece custos menores e maior largura de banda do que o coaxial, e o substituiu como padrão nas instalações Ethernet.

19

Cabo par trançado blindado (STP)

Outro tipo de cabeamento utilizado na rede é o par trançado blindado (STP).

O cabo STP protege todos os fios dentro do cabo como também os pares individuais de fios. O STP fornece uma proteção melhor do que o cabeamento UTP. No entanto, o custo é muito maior.

20

Cabo par trançado blindado (STP)

21

Segurança: Riscos elétricos

Um provável problema com o meio físico de cobre é que os fios podem conduzir eletricidade de forma indesejada.

Isso pode expor as pessoas e o equipamento a diversos perigos elétricos.

Um dispositivo de rede defeituoso pode conduzir correntes ao chassis de outros dispositivos de rede.

O cabeamento de cobre pode conduzir voltagens provocadas por trovoadas nos dispositivos de rede.

22

Segurança: Risco de fogo

O isolamento e o revestimento dos cabos podem ser inflamáveis ou produzir fumaça tóxica quando aquecidos ou queimados.

Os responsáveis pelo prédio ou organizações devem estipular os padrões de segurança relacionados ao cabeamento e às instalações de hardware.

23

Segurança: Risco de fogo

24

Meio físico de fibra

O cabeamento de fibra óptica utiliza vidro ou fibras de plástico para orientar os pulsos de luz da origem ao destino.

Os bits são codificados na fibra como pulsos de luz. O cabeamento de fibra óptica suporta amplas taxas de largura de banda. A maioria dos padrões de transmissão atuais já se aproximam do potencial de largura de banda desse meio físico.

25

Meio físico de fibra

Considerando que as fibras utilizadas no meio físico não são condutores elétricos, o meio físico estará imune à interferência eletromagnética e não conduzirá correntes elétricas indesejadas. Pelo fato das fibras ópticas serem finas e terem relativamente uma perda de sinal menor, elas podem operar em distâncias muito maiores do que o meio físico de cobre, sem a necessidade de repetição do sinal. Alguns padrões de fibra óptica permitem distâncias que podem chegar a quilômetros.

26

Meio físico de fibra

27

Meio físico de fibra

A implementação de fibra óptica inclui:

Mais gasto (em geral) do que o meio físico de cobre pela mesma distância (porém, por mais capacidade)

Diferentes habilidades e equipamentos exigidos para conectar a infra-estrutura dos cabos

Mais cuidado na manipulação do que o meio físico de cobre

28

Gerando e detectando sinal óptico

Tanto os lasers como os diodos emissores de luz

(LEDs) geram os pulsos de luz utilizados para representar os dados transmitidos como bits no meio físico.

O dispositivo eletrônico semi-condutor chamado fotodiodo detecta os pulsos de luz e os convertem em voltagens que podem ser reconstruídas em quadros de dados.

Observação: A luz do laser transmitida pelo cabeamento de fibra óptica pode causar danos ao olho humano. Deve-se tomar cuidado evitando olhar na ponta de uma fibra óptica ativa.

29

Tipos e fibras

Os cabos de fibra óptica podem ser geralmente classificados em dois tipos:

Monomodo e Multimodo.

Monomodo a fibra óptica transporta um único raio de luz, geralmente emitido a partir de um laser. Pelo fato da luz do laser ser unidirecional e viajar para o centro da fibra, esse tipo de fibra pode transmitir pulsos ópticos por longas distâncias.

30

Tipos e fibras

Multimodo a fibra usa, em geral, os emissores de LED que não podem criar uma única onda de luz consistente. De forma contrária, a luz do LED entra na fibra multimodo em ângulos diferentes.

Pelo fato da luz entrar na fibra em diferentes

ângulos e levar tempos diferentes para chegar até a fibra, a utilização de uma fibra mais longa pode resultar em pulsos sem foco no recebimento final.

31

Tipos e fibras

32

Conectores de fibras

Straight-Tip (ST) (marca registrada da AT&T) - conector no estilo baioneta muito utilizado com a fibra multimodo.

Subscriber Connector (SC) - conector que utiliza o mecanismo push-pull para assegurar a inserção correta.

Esse tipo de conector é bastante utilizado com a fibra monomodo.

Lucent Connector (LC) - pequeno conector que está se tornando popular para uso com fibras monomodo e também no suporte de fibras multimodo.

33

Conectores de fibras

34

Conectores de fibras

A conexão e junção do cabeamento de fibra

óptica exige treinamento e equipamento especial.

A conexão incorreta da fibra óptica provoca a diminuição nas distâncias de transmissão ou erro total na transmissão.

35

Equipamentos para fibra (GBIC)

36

Equipamentos para fibra (DIO)

37

Equipamentos para fibra

Caixa de fusão

38

Equipamentos para fibra

Conversor de midea

39

Equipamentos para fibra

Unidade de fusão

40

Equipamentos para fibra

OTDR

41

Equipamentos para fibra

Switch

42

Meio físico sem fio

O meio físico sem fio transmite sinais eletromagnéticos nas frequências de rádio e de micro ondas que representam os dígitos binários de comunicação de dados.

Devido a cobertura da comunicação sem fio não exigir acesso físico ao meio, os dispositivos e usuários que não são autorizados a acessar a rede terão acesso à transmissão. Portanto, a segurança de rede é o principal componente da administração de uma rede sem fio.

43

Meio físico sem fio

As tecnologias de comunicação de dados sem fio funcionam bem em ambientes abertos. No entanto, alguns materiais de construção utilizados em prédios e estruturas, e o terreno local, limitarão a eficácia da cobertura do sinal.

Além disso, a tecnologia sem fio é suscetível à interferências e pode ser interrompida por dispositivos comuns, como telefones sem fio, alguns tipos de lâmpadas fluorescentes, fornos microondas e outras comunicações sem fio.

44

Padrões de comunicação

Padrão IEEE 802.11 - Geralmente conhecido como Wi-Fi, é uma tecnologia Wireless LAN

(WLAN) que utiliza a contenção ou sistema nãodeterminístico com o processo de acesso ao meio físico Carrier Sense Multiple Access/Collision

Avoidance (CSMA/CA).

Padrão IEEE 802.15 - padrão Wireless Personal

Area Network (WPAN), conhecido como

"Bluetooth".

45

Padrões de comunicação

Padrão IEEE 802.16 - Mais conhecido como

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave

Access), utiliza uma topologia ponto-multiponto para fornecer acesso de banda larga sem fio.

Global System for Mobile Communications

(GSM) - Inclui as especificações da camada

Física que permitem a implementação do protocolo Camada 2 General Packet Radio

Service (GPRS) para fornecer a transferência de dados pelas redes de telefonia celular móvel.

46

Padrões de comunicação

47

Meio físico sem fio

Uma implementação de dados sem fio comum permite que dispositivos se conectem por meio da LAN.

Ponto de Acesso Sem-fio ou Access Point (AP) -

Concentra os sinais sem fio dos usuários e se conecta, geralmente por meio de um cabo de cobre, a uma infraestrutura de rede de cobre, como a Ethernet.

Adaptadores de placa de rede sem fio - Fornece a possibilidade de comunicação sem fio para cada host da rede.

48

Meio físico sem fio

49

Padrões WLAN

IEEE 802.11a - Opera na frequência de 5 GHz e oferece velocidades de até 54 Mbps. Por este padrão operar em frequências maiores, ele possui uma área de cobertura menor e não penetra tão bem nas estruturas dos prédios. Os dispositivos que operam nesse padrão não têm interoperabilidade com os padrões 802.11b e

802.11g.

50

Padrões WLAN

IEEE 802.11b - Opera na frequência de 2,4 GHz e oferece velocidades de até 11 Mbps. Os dispositivos que implementam esse padrão têm uma variação maior e penetram melhor nas estruturas dos prédios do que os dispositivos

802.11a.

IEEE 802.11g - Opera na frequência de 2,4 GHz e oferece velocidades de até 54 Mbps. Os dispositivos que implementam esse padrão, no entanto, operam na mesma frequência de rádio e variação que o 802.11b, mas com a mesma largura de banda do padrão 802.11a.

51

Padrões WLAN

IEEE 802.11n - O padrão IEEE 802.11n, o padrão proposto define a frequência em 2.4 Ghz ou 5

GHz. As taxas de dados esperadas são de 100

Mbps a 210 Mbps com uma variação de distância de até 70 metros.

IEEE 802.11ac – Lançado em 2014, nova geração de transmissão sem fio de alto desempenho na frequência de 5GHZ.

52

Meio físico sem fio

Os benefícios das tecnologias de comunicação de dados sem fio são evidentes, especialmente a economia no custo de cabeamento local e a conveniência da mobilidade.

No entanto, os administradores de rede precisam desenvolver e aplicar restritas políticas de segurança e processos para proteger as LANs sem fio de acessos não-autorizados e danos.

53

Referências bibliográficas

Guia completo de cabeamento de redes

PINHEIRO, José Maurício S. Rio de Janeiro Elsevier 2003

CCNA ICND 2 Guia Oficial de Exame

ODOM, Wendell Rio de Janeiro Alta Books 2008

Redes de computadores e a internet: uma abordagem top-down KUROSE, James; ROSS,

Keith 3.ed. São Paulo Pearson Education 2008

NBR 14565 : Cabeamento de telecomunicações para edifícios comerciais ABNT Rio de Janeiro ABNT 2007

54

Contato

[email protected]

nataniel.vieira

[email protected]

55

Perguntas ?

56

Was this manual useful for you? yes no
Thank you for your participation!

* Your assessment is very important for improving the work of artificial intelligence, which forms the content of this project

Download PDF

advertisement