Meios Físicos para Redes (Cabeamento)

Name: Meios Físicos para Redes (Cabeamento)
Uploaded: 2017-12-23T19:07:43+00:00
Duration: PTM27S36
Channel: Kevin Calixto
Description: Meios Físicos para Redes (Cabeamento)

Meios Físicos para Redes (Cabeamento)

Visão Geral Cabos de cobre são usados em quase todas as redes locais.
Estão disponíveis 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. 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 ópica 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 :

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); Fibra óptica(monomodo e multimodo);

Principal Características :
Os cabos coaxiais se dividem em : Cabo coaxial fino (Thin Ethernet, 50 Ohms); Cabo coaxial grosso (Thick Ethernet, 75 Ohms). Taxa de transmissão : de 10 a 50 Mbps(Thin Ethernet);

Cabo Coaxial 50 Ohms

Cabo coaxial fino :

Cabo coaxial fino : Principais características :
Apenas um camada de malha e blindagem; Tamanho máximo do segmento (distância da rede) : 185 Metros; Tamanho mínimo do segmento : 0,45 Metros;

Cabo coaxial fino : 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 ruidos, atenuação e latência.

Cabo coaxial grosso (Thick Ethernet, 75 Ohms)

Principais características : 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).

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;

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.

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.

Modelo de construção :

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.

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 Mts.

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 Par Trançado STP:
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 Par Trançado STP:

Cabos Par Trançado FTP:
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:

Esquema de construção :

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 Par Trançado SSTP:
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 Par Trançado SSTP:

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; 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): 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. Embora seja um detalhe pouco conhecido, existiram conectores RJ-45 próprios para cabos stranded, onde as facas-contato internas tinham a ponta arredondada. Estes conectores não funcionavam muito bem com cabos sólidos (o formato da faca-contato tornava o contato deficiente). Tínhamos então conectores específicos para cabos sólidos, que utilizavam facas-contato com três lâminas. Estes dois tipos foram logo substituídos pelos conectores atuais, onde as facas-contato são pontudas, de forma a funcionarem bem com os dois tipos de cabos. Os conectores RJ45 com este tipo de contato (que são praticamente os únicos usados atualmente) são também chamados de conectores universais:

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.

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.

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.

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.

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

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

Categoria 6: Utiliza cabos de 4 pares, semelhantes aos cabos de categoria 5. Este padrão não está completamente estabelecido, mas o objetivo é usa-lo (assim como os 5e) nas redes Gigabit Ethernet. A diferença entre o o CAT5 e o CAT6 é a qualidade.

Categoria 7: Os cabos cat 7 também utilizam 4 pares de fios, porém utilizam conectores mais sofisticados e são muito mais caros. Tanto a freqüência 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.

Cabos CAT5 e conector RJ45.

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 freqüência 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 (eletroimãs) 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 quan for feito um cabeamento para não passar perto de lâmpadas.

Crimpando os cabos : Ao crimpar os cabos de rede, o primeiro passo é descascar os cabos, tomando cuidado para não ferir os fios internos que são frágeis. Eles são enrolados em quatro pares que por sua vez são diferenciados por cores. Um par é laranja, outro é azul, outro é verde e o último é marrom. Um dos cabos de cada par tem uma cor sólida e o outro é malhado, misturando a cor e o pontos de branco. É pelas cores que diferenciamos os 8 fios.

Crimpando Cabos : O segundo passo é destrançar os cabos, deixando-os soltos. É preciso organizá-los numa certa ordem para colocá-los dentro do conector e é meio complicado fazer isso se eles estiverem grudados entre si . É preferível descascar um pedaço grande do cabo, uns 6 centímetros para poder organizar os cabos com mais facilidade e depois cortar o excesso, deixando apenas os 2 centímetros que entrarão dentro do conector. O próprio alicate de crimpagem inclui uma guilhotina para cortar os cabos, mas você pode usar uma tesoura se preferir.

Padrões de Cabos : Existem 2 padrões de crimpagem de cabos:
O padrão EIA/TIA 568A; O padrão EIA/TIA 568B; EIA significa - Electronic Industries Alliance; TIA significa Telecommunications Industries Association.

O padrão EIA/TIA 568A: É o padrão utilizado nas Américas, a seqüência dos fios neste padrão é a seguinte : 1- Branco com Verde 2- Verde 3- Branco com Laranja 4- Azul 5- Branco com Azul 6- Laranja 7- Branco com Marrom 8- Marrom

O padrão EIA/TIA 568B: É o padrão utilizado pelo restante do mundo principalmente Europa e Ásia, a seqüência dos fios neste padrão é a seguinte : 1- Branco com Laranja 2- Laranja 3- Branco com Verde 4- Azul 5- Branco com Azul 6- Verde 7- Branco com Marrom 8- Marrom

Tipos de Cabos: Cabo Direto; Cabo CrossOver; Cabo RollOver.

Cabo Direto ou Straight-Thru
As duas pontas do cabo usam o padrão EIA/TIA 568A ou EIA/TIA 568B; AS DUAS PONTAS são iguais; São utilizados para ligar os hosts aos concentradores (Hub´s e switches).

Cabo Direto : Transferência e recebimento pelos pares :

Cabo Cruzado ou Cross Over
Uma ponta do cabo usa o padrão EIA/TIA 568A e a outra usa o EIA/TIA 568B; AS DUAS PONTAS são diferentes; São utilizados para cascatear hub´s e switches, usado para conectar roteadores e hosts. Podemos montar uma rede com 2 hosts sem nenhum concentrador, apenas usamos um cabo cruzado.

Cabo Cruzado: Transferência e recebimento pelos pares :

Cabo Cruzado: Utilização :

Cabo RollOver: Desenvolvido pela Cisco Systens, este padrão é utilizado apenas para interligar equipamentos Cisco, não sendo utilizável para uma instalação comum de rede.

Cabo RollOver: O cabo rollover é construído da seguinte maneira :
Uma ponta : 1 – Branco-Laranja; 2 – Laranja; 3 – Branco-Verde; 4 – Azul; 5 – Branco-Azul; 6 – Verde; 7 – Branco-Marrom; 8 – Marrom; Ou seja o padrão EIA 568B;

Cabo RollOver : A outra ponta do cabo rollover é construído da seguinte maneira : 1 – Branco-Marrom; 2 – Marrom; 3 – Verde; 4 – Branco-Azul; 5 – Azul; 6 – Branco-Verde; 7 – Laranja; 8 – Branco-Laranja; Ou seja exatamente o contrário do padrão EIA 568B;

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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: Emenda de dois cabos com tamanhos diferentes – reduz a luminosidade do sinal de luz.

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