R E D E S I - Parte 1 Meios Físicos / Equipamentos

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1 R E D E S I - Parte 1 Meios Físicos / Equipamentos
Prof. Me. Luiz Fernando L. Nascimento Versão 1.1 / 2014

2 Comunicação O conceito de comunicação, em telecomunicações, pode ser entendido como o transporte da informação de um lugar para outro, da origem ao destino. Para que se possa realizar uma comunicação, é necessário a utilização de sinais. O sinal é um fenômeno físico ao qual se associa a informação. Por exemplo, no caso da telefonia, a fala humana transformada em corrente elétrica que transporta a voz pelo telefone são sinais. Atualmente, os sinais mais comuns são os sinais elétricos e luminosos.

3 Meios Comunicação Figura 01 - Caixa de Música Figura 02 - Feixe de Laser em um CD/DVD e Blu-Ray Observando as Figuras apresentadas, perceber-se que elas tem em comum uma via a qual pode ser utilizada como meio de comunicação. Nelas podem ser impressas (codificadas) músicas, vídeos, dados, etc. Figura 04 - Espectro de Ondas Eletromagnéticas Figura 03 - Toca-Discos (Vinil)

4 PADRÕES DE CABEAMENTO ANSI/TIA/EIA-568
ANSI - American National Standards Institute TIA Telecommunications Industry Association EIA Electronic Industries Alliance

5 Padronização de Cabos EIA/TIA-568B
Em 1991, a associação EIA/TIA (Electronic Industries Association / Telecommunications Industry Association) propôs a primeira versão de uma norma de padronização de fios e cabos para telecomunicações em prédios comerciais, denominada de EIA/TIA-568 cujo objetivo básico era: Implementar um padrão genérico de cabeamento de telecomunicações a ser seguido por fornecedores diferentes; Estruturar um sistema de cabeamento intra e inter predial, com produtos de fornecedores distintos; Estabelecer critérios técnicos de desempenho para sistemas distintos de cabeamento.

6 Padronização EIA/TIA-568B - Categorias
Os cabos de rede foram padronizados pelas normas da EIA/TIA-568-B e são divididos em 9 categorias, levando em conta o nível de segurança e a bitola do fio. • Categoria 1 (CAT1): Consiste em um cabo blindado com dois pares trançados compostos por fios 26AWG. São utilizados por equipamentos de telecomunicação e rádio. Foi usado nas primeiras redes Token-ring mas não é aconselhável para uma rede par trançado. (CAT1 não é mais recomendado pela TIA/EIA). • Categoria 2 (CAT2): É formado por pares de fios blindados (para voz) e pares de fios não blindados (para dados). Também foi projetado para antigas redes Token Ring E ARCnet chegando a velocidade de 4 Mbps. (CAT2 não é mais recomendado pela TIA/EIA). *AWG  (American Wire Gauge) - Sistema de medida internacional * 26AWG = 0,4049 mm

7 Padronização EIA/TIA-568B - Categorias
• Categoria 3 (CAT3): É um cabo não blindado (UTP) usado para dados de até 10Mbits com a capacidade de banda de até 16 MHz. Foi muito usado nas redes Ethernet criadas nos anos noventa (10BASET). Ele ainda pode ser usado para VOIP, rede de telefonia e redes de comunicação 10BASET e 100BASET4. (CAT3 é recomendado pela norma EIA/TIA-568-B). • Categoria 4 (CAT4): É um cabo par trançado não blindado (UTP) que pode ser utilizado para transmitir dados a uma frequência de até 20 MHz e dados a 20 Mbps. Foi usado em redes que podem atuar com taxa de transmissão de até 20Mbps como Token Ring, 10BASET e 100BASET4. Não é mais utilizado pois foi substituído pelos cabos CAT5 e CAT5e. (CAT4 não é mais recomendado pela TIA/EIA).

8 Padronização EIA/TIA-568B - Categorias
• Categoria 5 (CAT5): usado em redes fast ethernet em frequências de até 100 MHz com uma taxa de 100 Mbps. (CAT5 não é mais recomendado pela TIA/EIA). • Categoria 5e (CAT5e): é uma melhoria da categoria 5. Pode ser usado para frequências até 125 MHz em redes 1000BASE-T gigabit ethernet. Ela foi criada com a nova revisão da norma EIA/TIA-568-B. (CAT5e é recomendado pela norma EIA/TIA-568-B). • Categoria 6 (CAT6): definido pela norma ANSI EIA/TIA-568-B-2.1 possui bitola 24 AWG e banda passante de até 250 MHz e pode ser usado em redes gigabit ethernet a velocidade de 1.0 Mbps. (CAT6 é recomendado pela norma EIA/TIA-568-B).

9 Padronização EIA/TIA-568B - Categorias
• Categoria 6a (CAT 6a): é uma melhoria dos cabos CAT6. O “a” de CAT6a significa augmented (ampliado). Para que os cabos CAT 6a sofressem menos interferências, os pares de fios são separados uns dos outros, o que aumentou o seu tamanho e os tornou menos flexíveis. Essa categoria de cabos tem os seus conectores específicos que ajudam à evitar interferências. • Categoria 7 (CAT7): foi criado para permitir a criação de rede 10 gigabit Ethernet de 100m usando fio de cobre (apesar de atualmente esse tipo de rede esteja sendo usado pela rede CAT6).

10 Padronização EIA/TIA-568B - Categorias
Cat5 – Cat5e – Cat6 - Torções no cabo por

11 Padronização EIA/TIA-568B - Categorias
Padronização EIA/TIA-568B - Também conhecida como "sequência de grimpagem de cross-over", onde uma das pontas está grimpada com a categoria A e a outra com a categoria B Observação: Há equipamentos Auto Sense os quais reconhecem automáticamente a crimpagem utilizada no cabeamento

12 Meios Físicos Utilizados para Comunicação

13 Meios Físicos Utilizados para Comunicação
Pares Metálicos Cabo coaxial Par Trançado Condutores Óticos Ondas de rádio Microondas Infravermelho

14 Cabo Coaxial - Meios Físicos
Em certa época, cabo coaxial era o tipo de cabeamento de rede mais amplamente utilizado. Havia várias razões para a ampla utilização do cabo coaxial. Era relativamente barato, leve, flexível e fácil de manipular. A utilização era tão comum que sua instalação tornou-se segura e fácil de ser suportada.

15 Cabo Coaxial - Meios Físicos
Thinnet, Cabo Fino ou 10Base2 O thinnet é um cabo coaxial flexível de cerca de 0,63 cm de espessura e pode transportar um sinal por até aproximadamente 185 metros, antes de o sinal começar a sofrer atenuação. NIC (Network Interface Card) BNC (British Naval Connector) AUI (Attachment Unit Interface ) Thicknet, Cabo Grosso ou 10Base5 O thicknet é um cabo coaxial relativamente rígido, com cerca de 1,25 cm de diâmetro. Esse cabo pode transportar sinais até 500 metros. * Impedância é a grandeza que indica a resistência que o dispositivo oferece à passagem da corrente alternada (Omega ( W )) . 

16 Cabo Coaxial - Meios Físicos
Terminador Barramento Terminador Conector RJ –58 T Conector RJ –58 Conector RJ –58 Interface de Rede Interface de Rede Transceiver Conector AUI

17 Par Trançado - Meios Físicos
Existem três tipos de cabos Par Trançado: 1) Unshielded Twisted Pair - UTP ou Par Trançado sem Blindagem: Usado atualmente tanto em redes domésticas quanto em grandes redes industriais devido ao fácil manuseio, instalação, permitindo taxas de transmissão de até 100 Mbps (CAT 5e); É o mais barato para distâncias de até 100 metros; Apresenta estrutura contendo quatro pares de fios entrelaçados e revestidos por uma capa de PVC. Não é recomendado ser instalado próximo a equipamentos que possam gerar campos magnéticos fios de rede elétrica, motores, inversores de frequência e ambientes com umidade.

18 Par Trançado - Meios Físicos
2) Shielded Twisted Pair - STP ou Par Trançado Blindado (cabo com blindagem): Possui uma blindagem feita com a malha metálica em cada par; É recomendado para ambientes com interferência eletromagnética acentuada; Possui custo mais elevado; Caso o ambiente possua umidade, grande interferência eletromagnética ou exposto diretamente ao sol, é aconselhado o uso de Fibra Óptica.

19 Par Trançado - Meios Físicos
3) Screened Twisted Pair - ScTP também referenciado como FTP (Foil Twisted Pair) Cabos cobertos pelo mesmo composto do UTP categoria 5 Plenum; Película de metal é enrolada sobre o conjunto de pares trançados, melhorando a resposta ao EMI; Necessita de maiores cuidados quanto ao aterramento para garantir eficácia frente às interferências.

20 Conectores para cabeamento - Par Trançado - Meios Físicos
Conector Fêmea 5e e Cabo UTP Categoria 6 Conector Macho Conector Macho Blindado Os contatos com tripla camada de 50 mícrons de ouro sobre 100 mícrons de prata sobre bronze fosfórico

21 Fibra Óptica - Meios Físicos
As fibras ópticas são definidas pela razão entre o diâmetro do núcleo e o diâmetro da casca. As dimensões são expressas em micrômetros (µm). Obs.: O Kevlar ´e o material utilizado na fabrica¸c˜ao de roupas `a prova de balas Obs.: O diâmetro de um fio de cabelo é aproximadamente 60µm.

22 Fibra Óptica - Meios Físicos
Tipos de Fibra Óptica: Monomodo Multimodo

23 Fibra Óptica - Meios Físicos
Sua estrutura física é constituída por: Fibra de fortalecimento é feita por fios de Kevlar. Esse material é utilizado na fabricação de roupas à prova de balas

24 Fibra Óptica - Meios Físicos
Matéria-prima abundante; Maior capacidade de transmissão de informações; Não sofre interferências de ondas eletromagnéticas; Como esses fios são feitos de vidro, eles não corroem e não oxidam como os fios metálicos; Pequeno tamanho e peso; Apesar de serem de vidro, as fibras ópticas são bem flexíveis.

25 Fibra Óptica - Meios Físicos
Para que a luz possa ser enviada pela fibra sem que haja dispersão, utiliza-se um princípio da óptica chamado de refração. A refração é a passagem da luz por meios com diferentes índices de refração. A refração modifica a velocidade da luz e normalmente a sua direção (dependendo do ângulo de incidência).

26 Fibra Óptica - Meios Físicos
DIO – Distribuidor Interno Óptico Cordão FO Conversor de Fibra Óptica Fusão da Fibra Conectores (

27 Transmissão de dados em meios físicos (Ondas)
Sinal - É uma sequência de estados em um sistema de comunicação que codifica uma mensagem. - Normalmente um sinal é entendido como sendo a propagação de uma onda. Onda – É a manifestação de um fenômeno físico a partir de uma fonte de energia (fonte partir de uma fonte de energia (fonte perturbadora) em um meio.

28 Ondas de Rádio (Rádio Frequência) - Meios Físicos
As diferentes frequências foram divididas segundo suas características, criando-se o "espectro de frequências". Assim, algumas dessas frequências são utilizadas para como sistema de comunicação.

29 Ondas de Rádio (Rádio Frequência) - Meios Físicos
No caso específico a telecomunicações feitas através de ondas de rádio (radio waves), tem-se algumas faixas disponíveis. Sendo essas regulamentas por algum órgão. No caso do Brasil é a ANATEL

30 Ondas de Rádio (Rádio Frequência) - Meios Físicos
Demonstrativo das faixas de frequência de rádio Nomenclaturas: As transmissões em VLF, LF, MF, VHF e UHF são chamadas de transmissão a Rádio; As transmissões em UHF, SHF e EHF são chamadas de transmissão em micro-ondas; As transmissões em faixas de frequências acimas das EHF são chamadas de transmissão em Infravermelho.

31 Ondas de Rádio (Rádio Frequência) - Meios Físicos
RFID (radio frequency identification – identificação por radio frequência) Termo genérico para as tecnologias que utilizam a frequência de rádio para captura de dados, como por exemplo: etiquetas eletrônicas, tags, RF tags  ou transponders, que emitem sinais de radio frequência para leitores que captam estas informações. Ela existe desde a década de 40 e veio para complementar a tecnologia de código de barras, bastante difundida no mundo.

32 Ondas de Rádio (Rádio Frequência) - Meios Físicos
Faixa de Frequência de Telefonia Celular Estão disponíveis para o celular no Brasil (SMP) frequências nas bandas de: 850 MHz, antigas bandas A e B 900 MHz, bandas de extensão utilizadas pelo GSM 1700 e 1800 MHz, bandas D, E e subfaixas de extensão utilizadas pelo GSM 1900 e 2100 MHZ destinadas na sua maior parte para sistemas 3G

33 Ondas de Rádio (Rádio Frequência) - Meios Físicos
São frequências que não são controladas por órgãos reguladores. (Indoor) Qualquer dispositivo pode adotar os 2,4 GHz ou os 5 GHz para a transmissão.  Equipamentos que utilizam Frequencia de 2,4 ou 5,8 Ghz

34 Ondas de Rádio (Rádio Frequência) - Meios Físicos
No caso de se utilizar o vários equipamentos de rede sem fio, é importante que não haja sobreposição de canais. Figura 01 Figura02 - Esquema para não Sobreposição de canais 2,4 GHZ Figura 01 – Sobreposição de canais na frequência de 2,4 Ghz

35 Ondas de Rádio (Rádio Frequência) - Meios Físicos
Omni-directional (360º ) Setorial (60º, 90º, 120º ) Direcional

36 Ondas de Rádio (Rádio Frequência) - Meios Físicos
As propriedades das ondas de rádio dependem da frequência: Em baixas frequências, as ondas de rádio atravessam os obstáculos, mas a potência cai abruptamente à medida que a distância da fonte aumenta. Ou seja, ideal para pequenas distâncias; Em altas frequências, as ondas de rádio tendem a viajar em linha reta e tem dificuldade em atravessar os obstáculos. Elas também são absorvidas pela chuva. Ideal para comunicações de longas distâncias com visada direta. Em todas as frequências, as ondas de rádio estão sujeitas à interferências de motores e outros equipamentos elétricos.

37 Ondas de Rádio (Rádio Frequência) - Meios Físicos
Nas bandas VLF, LF e MF, as ondas de rádio se propagam perto do solo. Essas ondas podem ser detectadas dentro de um raio de mil quilômetros nas frequências mais baixas. As ondas de rádio nessas bandas atravessam com facilidade os prédios, porém com baixa taxa de transmissão de dados. Ionosfera Propagação abaixo de 2 MHz

38 Ondas de Rádio (Rádio Frequência) - Meios Físicos
Nas bandas HF, as ondas que se propagam ao longo do solo não alcançam longas distâncias. No entanto, as ondas que alcançam a ionosfera, uma camada de partículas carregadas situadas em torno da Terra, são refletidas por ela e enviadas de volta à Terra. Os operadores de radioamador e os militares utilizam essas bandas em comunicações de longa distância. Ionosfera Propagação 2 -30 MHz

39 Ondas de Rádio (Micro-ondas) - Meios Físicos
Acima de 30 MHz (micro-ondas), as ondas trafegam praticamente em linha reta. Neste caso, se as torres estiverem muito afastadas, a Terra acabará ficando entre elas. Consequentemente, é preciso instalar repetidores. Quanto mais altas são as torres, mais distantes elas podem estar umas da outras. Por exemplo, torres com 100 m de altura devem ter repetidores a cada 80 km (devido a inclinação da Terra). Ionosfera Propagação por linha de visada direta Acima de 30 MHz

40 Ondas de Rádio (Satélite) - Meios Físicos
A comunicação com esses satélites implica antenas parabólicas, ou seja, dispositivos de transmissão e recepção capazes de efetuar: os uplinks: as emissões da terra para o satélite; os downlinks: as recepções do satélite para a terra. As ondas de satélite são utilizadas em comunicações intercontinentais ou abrangendo grandes distancias geográficas e, normalmente, suportam uma largura de banda elevada (da ordem dos 500 MHz), embora estejam sujeitas a atrasos (delay) devido às grandes distancia percorridas.

41 Ondas de Rádio (Satélite) - Meios Físicos
− GEO: o satélite mantém-se fixo em relação à Terra; − LEO: o satélite está a uma distância relativamente curta; − MEO: o satélite está a uma distância intermédia entre GEO e LEO, permanecendo em visibilidade durante mais tempo do que em LEO; − HEO: em baixas latitudes, o satélite apresenta-se próximo do zénite durante um período de tempo apreciável.

42 Infra Vermelho - Meios Físicos
A tecnologia infravermelho oferece maior banda e maior segurança do que outras soluções sem fio como a 'spread spectrum‘ ou 'microwave'. As comunicações infravermelho não requerem aprovação governamental. Com uma ponte sem fios, podem ser integradas redes localizadas entre prédios distantes um do outro em uma única rede local. Uma ponte sem fios torna rodovias, ferrovias, rios e lagos, e até mesmo o poder público irrelevantes, pois transmite dados pelo ar e não requer licença ou direito preferencial de passagem.

43 Infravermelho - Meios Físicos
As ondas em infravermelho não ultrapassam obstáculos, como paredes, e é indicado para a conexão de dispositivos próximos, geralmente dentro do mesmo ambiente; Ele é utilizado para a conexão com periféricos, como teclado e mouse sem fio, a um computador. O infravermelho é também largamente utilizado em aparelhos de controle remoto, por exemplo em TV e portões elétricos.

44 Equipamentos / Soluções de cabeamento / Ferramentas

45 Armários 19” Um rack de 19 polegadas é um quadro
padronizado ou gabinete para a montagem de módulos de equipamentos. Cada módulo tem um painel frontal que é de 19 polegadas de largura, incluindo as bordas ou orelhas que se projetam de cada lado que permitem que o módulo a ser fixado ao chassi de rack com parafusos. Rack Unit" é a unidade de medida utilizada para descrever a altura de servidores, switches e outros dispositivos montados em racks de 19 polegadas. Cada "rack unit" equivale a mm (1.75"). As medidas nesta unidade são representadas pelo número equivalente seguido da letra "U", no formato "1U", "2U", "3U" e assim por diante

46 Hub / Switch Fisicamente, hubs e switches são parecidos, mas eles funcionam de forma bem diferente. De um lado temos os hubs, equipamentos simples, com baixo desempenho e segurança. Do outro os switches, com toda a inteligência embutida. Hubs são dispositivos de camada 1 (física) no modelo OSI, e funcionam como repetidores de sinal elétrico. Quando um pulso chega em uma das portas do hub, ele retransmite este pulso para todas as outras portas, criando um único domínio de colisão. Desta forma, quando uma estação transmite, todas as outras recebem o dado transmitido. Como toda banda é ocupada quando um host transmite, apenas um host pode transmitir por vez. Por funcionar desta forma os hubs tornam a rede lenta e insegura.

47 Hub / Switch Os switches trabalham na camada 2 (enlace) no modelo OSI, com capacidade de identificar a origem e destino do frame (MAC Address). Cada porta do switch é considerada um domínio de colisão. Quando um host transmite, apenas o host destino recebe o frame. Esta característica dos switches permite que vários hosts transmitam simultaneamente, aproveitando melhor a banda da rede. .

48 Learning Learning é o processo pelo qual o switch aprende o MAC Address dos dispositivos. Quando um switch é ligado sua tabela MAC (ou CAM table) está vazia. Cada frame que chega até o switch contendo o MAC Address do host que originou o frame. Então o switch armazena este MAC na tabela CAM (Content Addressable Table) e associa a porta pela qual o frame chegou.

49 Roteadores Roteador é um equipamento usado para fazer a comutação
de protocolos, a comunicação entre diferentes redes de computadores provendo a comunicação entre hosts distantes. Roteadores são dispositivos que operam na camada 3 do modelo OSI de referência. As duas atividades básicas de um roteador são: a determinação das melhores rotas e o transporte de pacotes. 

50 MODEM A palavra Modem vem da junção das palavras modulador e demodulador. Ele é um dispositivo eletrônico que modula um sinal digital em uma onda analógica, pronta a ser transmitida pela linha telefônica, e que demodula o sinal analógico e o reconverte para o formato digital original.Utilizado para conexão à Internet, BBS, ou a outro computador.

51 Sistema de Cabeamento Estruturado

52 Sistema de Cabeamento Estruturado
Canaletas Especiais Eletrocalhas Canaletas Piso suspenso ou piso elevado

53 Path Panel Um patch panel separa o cabeamento da sua rede do seu equipamento de rede. Cada série de cabo que vai ao longo da casa, escritório ou edifício da sua rede é crimpado na parte de trás do painel de ligações.

54 Ferramentas Alicate Push Down Alicate de Crimpagem RJ45/RJ Alicate Bargoa Testadores de Cabos