Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 2381 Redes de Computadores Fundamentos de Redes de Computadores, Transmissão de Dados e Cabeamento.

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2 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 2381 Redes de Computadores Fundamentos de Redes de Computadores, Transmissão de Dados e Cabeamento

3 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 2382 Redes de Computadores Coleção de computadores inter-conectados

4 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 2383 Objetivos Disponibilizar dados, programas e recursos a todos, desconsiderando a localização física do recurso e do usuário. Baratear processamento Fornecer meio de comunicação eficiente

5 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 2384 Elementos constituintes Hardware –meios de transmissão –interfaces –hubs, bridges, roteadores, repetidores, switches Software –SO –protocolos –Serviços

6 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 2385 1- Meios de transmissão Comunicação entre computadores: codificação de dados na forma de energia. –corrente elétrica, ondas de rádio, luz, etc. Por que saber? –Software de comunicação: deve ser capaz de lidar com erros provenientes do hardware.

7 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 2386 1- Tecnologia de Comunicação de Dados Há duas maneiras para transmissão de dados –Analógico –Digital

8 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 2387 Dado Analógico Análogo: Algo que é similar a alguma outra coisa. Dispositivos que transformam movimento ou condição de um evento natural em sinal elétrico ou mecânico que seja similar.

9 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 2388 Exemplos de dados analógicos Relógio de ponteiros: o seu movimento é análogo ao movimento do tempo. Termômetro: mede temperaturas que mudam constantemente. Ação contínua e a faixa de valores não é limitada.

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11 10 Dados Digitais Não tem faixa muito ampla Não refletem atividade constante. Um sinal digital representa um valor instantâneo de uma situação e não representa um movimento contínuo.

12 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23811 Conversão analógico-digital

13 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23812 Representação de Sinais A/D

14 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23813 Quantisation e Sampling QuantisationQuantisation: incerteza introduzida na conversão de uma valor analógico em número digital SamplingSampling (amostragem): intervalo de aquisição dos dados analógicos

15 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23814 Quantisation Resolução da conversão depende do número de bits: quanto mais bits, melhor a resolução. O número de bits determina o número de divisões uma faixa de inputs pode ser dividida para aproximar um input analógico.

16 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23815 Quantisation Exemplo –valores de 8 bits para representar voltagens de 0-10 V. –8 bits: 256 valores distintos –10 V / 256 = 0.039 V ! –0 V = 00000000 10V = 11111111 –Cada mudança de 0.039, indica um novo binário.

17 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23816 Sampling Para representar som digital de forma autêntica é preciso capturar uma amostra de som (sampling) cerca de 44500 vezes por segundo ! A gravação de um som autêntico por 1 segundo requer 1.5 milhões de bits

18 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23817 Convertendo tipos de sinais Modem: recebe dados digitais e converte-os para a forma analógica, para transmissão sobre um meio, por exemplo, linha telefônica. MOMOdulator: digital para analógico. DEMDEModulator: Analógico para digital.

19 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23818 Esquema de um MoDem Digital Analógico

20 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23819 Modem externo ligado ao computador. via RS-232 e fiação para linha telefônica com conector RJ-11.

21 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23820 Transmissão de dados

22 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23821 Modem Recebe o sinal de um computador DTE - Digital Terminal Equipment. O sinal digital é usado para modular um sinal em uma portadora analógica. O sinal analógico viaja pela linha. O sinal analógico é detectado por um outro modem(DCE - Digital Communication Equipment), que o decodifica. Outro modem gera sinal digital e leva-o ao DTE.

23 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23822 Sinais digitais 0´s1´s.Representam apenas 0´s e 1´s. Variam menos que sinais analógicos. mais fáceis para decodificar, mesmo que tenham sofrido interferência. baseBand NetworksAs redes que transportam sinais digitais são conhecidas por baseBand Networks. –Redes coaxial 50 ohm / ethernet (utp)

24 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23823 Sinais analógicos AtenuaçõesSofrem menos Atenuações que sinais digitais em longas distâncias. Equipamentos digitais lidam com 0´s e 1´s. O que acontece se o sinal se torna fraco a ponto de não permitir diferenciação? broadBand NetworksAs redes que transportam sinais digitais são conhecidas por broadBand Networks. Cabo coaxial 75ohm (TV)

25 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23824 Analógico x Digital Digital –Mais fácil de regenerar –menos infestado de interferências –Pode ser gravado diretamente em computador –CODEC: Coder/DECoder Analógico Digital (Transmissão) Analógico Linhas ISDN: totalmente digital Integrated Services Digital Network

26 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23825 2 - Métodos de Codificação Digital Fisicamente: comunicação por corrente elétrica, ondas de rádio, luz Computadores: dispositivos digitais corrente elétrica Info. Digital ?

27 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23826 Codificação Polar Corrente elétrica para enviar bits. Voltagem negativa: bit 1 Voltagem positiva: bit 0 Tempo 0 + - 0 0011

28 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23827 Codificação Unipolar 1´s e 0´s representados por voltagem positiva mas susceptível a interferências

29 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23828 Codificação Bipolar Utiliza voltagens negativa, positiva e zero. 1 - positivo ou negativo 0 - voltagem zero mais resistente à interferência

30 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23829 Codificação Manchester - Bipolar 1 - mudança de negativo p/ positivo 0 - mudança de positivo p/ negativo –Ethernet / Token Ring

31 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23830 Padrão RS-232 conexão: comprimento max. : 15 metros voltagens: +3V e -3V. comunicação serial e assíncrona especifica transmissão de caracteres transmissão de bits sem delay entre eles nunca deixa voltagem Zero na linha. Por que comunicação Assíncrona ? –não há necessidade de sincronização emissor-receptor –não há clock

32 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23831 Voltagem no fio usando RS-232 Acordo entre emissor e receptor no tempo de transmissão de cada bit bit de início 0: emissor pode distinguir entre idle e início de caracter. padrão determina que emissor deve deixar a linha idle por um tempo mínimo -> bit de parada 1. Tempo 0 +3 -3 00idle1start1110stop

33 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23832 Conector RS-232 Conector de 25 pinos, com 3 fios para comunicação full-duplex.

34 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23833 Com. Assíncrona full duplex transmissão full duplex: fluxo de dados em ambas direções R: receiver (receptor) - modem, pino 3. Computador, pino 2 T: transmitter (transmissor) - modem, pino 2. Comput, pino 3 G: ground (terra) - pino 7

35 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23834 3 - Metodos de Codificação Analógicos. Transportada por uma corrente alternada –Onda Freqüência Amplitude phased signalsFase (sinal de referência + phased signals) –utilizada com mais freqüência para transmissão de dados.

36 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23835 Fase

37 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23836 Modulação Alterações na freqüência, amplitude e fase (modulação) permitem a utilização de sinal analógico p/ transportar dados (áudio, vídeo e digital). Ao modular um sinal este se torna diferente do sinal normal. A diferença entre os sinais é o dado transportado ! Carrier (portadora): a onda que transporta o dado !

38 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23837 Modulação de Amplitude ASK: Amplitude Shift-keying (para dados digitais)

39 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23838 Modulação de Freqüência FSK: Frequency Shift-keying (para dados digitais)

40 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23839 Modulação de Fase PSK: Phase Shift-keying (para dados digitais)

41 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23840 Transmissão de múltiplos sinais bandwidthTelefônicas colocam várias chamadas sobre uma largura da banda (bandwidth) limitada. broadbandRedes broadband mantém vários tipos de dados em um único meio de transmissão. bandwidthMiltiplexação: dados de diferentes fontes em uma única mídia. Ou, uma larga quantidade de dados em fios de bandwidth menores.

42 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23841 Velocidade de transmissão Nro total de informação que pode ser transmitido por um canal de comunicação –BPS : Bits por Segundo Baud: evento binário representando uma mudança de sinal de negativo p/ positivo. Capacidade de transmissão de um meio de comunicação é função de sua freqüência.

43 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23842 Largura da Banda - Bandwidth O nro de freqüências que pode ser acomodado num canal de transmissão. A diferença entre a freqüência mais alta e a mais baixa que pode ser acomodada num único canal. Quanto maior a faixa, maior a bandwidth do canal e maior a capacidade de transmissão!

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45 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23844 Time-Division Multiplexing (TDM) Sinais de velocidades baixas são colocados em um canal de transmissão de mais alta velocidade.

46 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23845 Observações TDM Os MUX´s alocam tempo para um sinal s mesmo se a fonte não tem nada p/ transmitir Há MUX´s mais inteligentes que alocam fatias de tempo só qd necessário: ambos MUX´s precisam conversar. Técnica para redes BaseBand (digitais) e BroadBand (analógica), para uma única freqüência.

47 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23846 Frequency-Division Multiplexing - FDM A bandwidth total do cabo é dividida em bandwidth menores que transportam vários dados.

48 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23847 4 - Meios de Transmissão Fio de cobre Fibras Ópticas Ondas Eletromagnéticas Microondas Infravermelho Laser

49 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23848 Fios de Cobre - Par trançado Par trançado: O trançamento dos fios tem a função de reduzir interferência.

50 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23849 Par trançado - Tipos STP: Shielded Twisted Pair –dois pares: Um para enviar, outro para receber –Empregados em redes Token Ring. –Conector type-1 UTP: Unshielded Twisted Pair – de 2 a 4 pares de fios –ethernet (10 Base T) e Token Ring –típico conector: RJ-45

51 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23850 Par trançado - STP IBM Token Ring, dois pares de fios (send e receive), conector IBM tipo-1.

52 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23851 Par trançado - UTP Ethernet e Token Ring, existente em vários níveis, conector típico: RJ-45

53 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23852 Par Trançado - UTP Par trançado 10BaseT, com conector RJ-45 (patch cord)

54 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23853 Fios de Cobre - Coaxial Cabo Coaxial: O dado é transmitido no fio mais interno. A proteção de metal protege contra campos eletro- magnéticos externos e evita que a radiação da energia eletro-magnética do fio interno interfira com outros fios

55 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23854 Cabos Coaxiais - Tipos Thick Ethernet –10Base5, RG-11, trunk –Conector: N-Series –Caro Thin Ethernet –10Base2, RG-58. –Conector: Bayonet Nut Connector (BNC) –Barato. (fora de moda!)

56 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23855 Cabos Coaxiais - Conectores

57 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23856 Coaxiais Thin ethernet - 10Base2Thick ethernet - 10Base5

58 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23857 Cabo Coaxial - fino Um adaptador AUI-para-10BaseT, usado para conectar uma NIC com um conector AUI ao cabeamento Thin Ethernet.

59 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23858 AUI, MAU,NIC. NIC: Network Computer Interface. –Placa de Rede, Interface de Rede. MAU: Media Attachment Unit: Transceiver –conversor analógico-digital AUI: Attachment Unit Interface –Cabo que conecta a NIC ao Transceiver.

60 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23859 NIC - Placa de Rede NIC - Placa de Rede com conector AUI do lado direito da placa

61 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23860 Transceiver - Cabo Fino MAU ligado diretamente à NIC sem o cabo AUI. Rede usa cabeamento Ethernet 10Base2 com conector BNC.

62 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23861 Transceiver - Par trançado MAU ligado diretamente à NIC sem o cabo AUI. Rede usa cabeamento Ethernet 10BaseT com conector RJ-45.

63 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23862 Esquema de fios (10BaseT)

64 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23863 Fibra Optica Cara Usada em backbones ou redes anel FDDI (100 Mbps) Alta capacidade Imune a interferências eletro magnéticas Baixa perda Dificuldade para fazer junções. ($$$) Longas distâncias

65 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23864 Fibra Optica

66 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23865 Fibras Ópticas LEDs (Light-Emitting Diodes) ILDs (Injection Laser Diodes). Fibras Multimode: 5 GBPS –transporta múltiplos raios de luz concorrentemente –distâncias relativamente curtas, devido a dispersão –50 a 100 microns Fibras Single Mode: 25000 GBPS –Transporta um único raio de luz. –Distâncias mais longas. (50x) –Maior banda, embora (8.3 a 10 microns) –10 bilhões de bits por segundo !

67 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23866 Radio

68 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23867 Infravermelho 16 Mbps