Prof. Ivair Teixeira Redes de Computadores

2 Nesta Aula Nessa Aula Cabeamento Metálicos Meios Ópticos Comunicação Wireless Bibliografia: RSCD - Stallings, William - Redes e Sistemas de Comunicação de Dados RC - Tanenbaum, Andrew S – Redes de Computadores

3 Cabeamento Metálico Par trançado: Um par trançado consiste em dois fios enrolados de forma helicoidal. O tipo mais comum não possui blindagem física, sua proteção vem do efeito de cancelamento dos pares de fios trançados.

4 Cabeamento Metálico Par trançado: Os pares trançados da categoria 3 consistem em 2 fios encapados e trançados.Os pares trançados da categoria 3 consistem em 2 fios encapados e trançados. Em geral cada cabo agrupa 4 pares revestido por uma capa plástica protetora.Em geral cada cabo agrupa 4 pares revestido por uma capa plástica protetora. Em 1988 foram lançados os cabos da categoria 5, com mais voltas por centímetro resultando em um sinal de melhor qualidade.Em 1988 foram lançados os cabos da categoria 5, com mais voltas por centímetro resultando em um sinal de melhor qualidade.

5 Cabeamento Metálico TipoUso Categoria 1Voz (Cabo Telefônico) São utilizados por equipamentos de telecomunicação e não devem ser usados para uma rede local Categoria 2 Dados a 4 Mbps (LocalTalk) Categoria 3Transmissão de até 16 MHz. Dados a 10 Mbps (Ethernet) Categoria 4 Transmissão de até 20 MHz. Dados a 20 Mbps (16 Mbps Token Ring) Categoria 5 Categoria 5e Transmissão de até 100 MHz. Dados a 100 Mbps (Fast Ethernet) – (5e = enhanced = Melhorado). Categoria 6Transmissão de até 250 MHz. Dados de 1Gbps a 10Gbps Categoria 7Transmissão de até 600 MHz. ( em testes)

6 Cabeamento Metálico Par trançado: UTP-Unshielded Twisted Pair - Par trançado sem blindagem. São de fácil manuseio, instalação. Usados em redes domésticas e redes industriais e para distâncias menores que 100 metros STP - Shielded Twisted Pair - Par trançado com blindagem. Utilizado basicamente em ambientes com grande nível de interferência eletromagnética.

7 Cabeamento Metálico - 10BaseT – 100BaseT EIA/TIA 568A branco do verde, Verde, branco do laranja, azul, branco do azul, laranja, branco do marrom, marrom. EIA/TIA 568B ( Cross ) branco do laranja, laranja, branco do verde, azul, branco do azul, verde, branco do marrom, marrom.

8 Cabeamento Metálico BaseT EIA/TIA 568A branco do verde, Verde, branco do laranja, azul, branco do azul, laranja, branco do marrom, marrom. EIA/TIA 568B (Cross ) branco do laranja, laranja, branco do verde, Branco do marrom marrom, verde, azul, branco do azul.

9 Cabeamento Metálico Par trançado: Dados espelhados para eliminar ruídos: +TX -TX

10 Cabeamento Metálico Par trançado: 10BaseT - Cada bit de dados é 1 bit de transmissão: 1 bit x 10Mhz = 10Mbps 100BaseT - Cada 8 bits de dados é codificado em 10 bits de transmissão (serial): 1 bits x 125Mhz = 100Mbps (8 bits válidos). 1000BaseT – Cada 2 bits de dados são codificado em 1 bit de transmissão, usando quatro níveis de tensão (00, 01, 10 e 11) e todos os fios são usados (paralelo): 4 fios x 2 bits x 125Mhz = 1Gbps

11 Cabeamento Metálico Cabo coaxial: Consiste em um fio de cobre (D) envolvido por material isolante (C). Sobre o isolante há uma malha entrelaçada (B) e sobre a malha uma capa plástica protetora (A). A construção e blindagem proporciona uma boa largura de banda e excelente imunidade a ruído.

12 Cabeamento Metálico Cabo coaxial: Hoje é muito pouco utilizado em redes de computadores, mas ainda são usados em larga escala pelas redes de televisão a cabo. Utilizam normalmente um conector BNC que exige certa experiência / ferramentas para montagem.

13 Meios Ópticos Fibra Óptica: Evolução PC – 4,77 MHz 2001 – 2,0 GHz. = 400 vezes. Evolução Comunicação de dados – 56 Kbps 2001 – 1Gbps = vezes Limites físicos atuais para o PC e para a Fibra?

14 Meios Ópticos Fibra Óptica: É um filamento, de vidro ou de materiais poliméricos, com capacidade de transmitir luz. Este tubo é envolvido por um revestimento de vidro com um índice de refração inferior ao do núcleo, para manter toda a luz no interior. Em seguida há uma cobertura de plástico fino para proteger o revestimento.

15 Meios Ópticos Fibra Óptica: Presença de luz = bit 1, Ausência de luz = bit 0. A ângulo da refração depende do índice de refração dos materiais - Presença de luz = bit 1, Ausência de luz = bit 0. Sílica Fronteira

16 Meios Ópticos Fibra Óptica: Multimodo: Raios de luz distintos terão ângulos diferentes. Cada raio tem um modo. Núcleo de 50 mícrons. Tem um custo inferior Dados até 100Mbps por 2 Km. Monomodo: Núcleo de 8 a 10 mícrons O diâmetro é reduzido para alguns comprimentos de onda de luz. A luz se propaga em linha reta, de modo único. São mais caras Dados até 50Gbps, por 100Km.

17 Meios Ópticos Fibra Óptica: Conexões com soquetes de fibra: São colocados conectores nas pontas. Perda de 10% a 20% da luz. Conexão por união mecânica: As extremidades são colocadas perto uma da outra em uma luva especial. Resulta em perda de 10% da luz. Conexão por fusão. As fibras são fundidas formando uma conexão sólida. Podem ser quase tão boas como uma fibra sem emendas.

18 Meios Ópticos Fibra Óptica: As fonte de luz podem ser: LED (Light Emmiting Diodes) Laser semicondutores. ItemLEDLaser Taxa de dadosBaixaAlta Tipo de fibraMultimodoMultimodo/Monomodo DistânciaCurtaLonga DuraçãoLongaCurta Sensibilidade a temp.InsignificanteSubstancial CustoBaixo custoDispendioso.

19 Fibra Óptica vs Fios de Cobre Vantagens da Fibras Ópticas Largura de banda... Baixa... (repetidores a cada 50 Km). Não são afetadas... Imune a... (ar). É f... (mais fibras nos mesmos dutos). É l... (Mil pares fios 1Km=8 ton. / 2 pares fibra =100kg) O cobre retirado... Isolamento... Dificilmente são...

20 Fibra Óptica vs Fios de Cobre Vantagens da Fibras Ópticas Largura de banda muito mais alta. Baixa atenuação (repetidores a cada 50 Km). Não são afetadas por interferência eletromagnética. Imune a ação corrosiva (ar). É fina (mais fibras nos mesmos dutos). É leve (Mil pares fios 1Km=8 ton. / 2 pares fibra =100kg) O cobre retirado pode ser revendido. Isolamento contra interferência elétrica Dificilmente são interceptadas.

21 Fibra Óptica vs Fios de Cobre Vantagens dos fios de cobre Tecnologia mais... Fibras podem ser... As interfaces tem...

22 Fibra Óptica vs Fios de Cobre Vantagens dos fios de cobre Tecnologia mais familiar (não exige técnicos especializados) Fibras podem ser danificadas com mais facilidade. As interfaces tem um custo menor.

23 Comunicação Wireless Tendência Transmissão por fibra óptica. Transmissão sem fio. Conectividade Notebook PDA Telefone IP Dispositivos fixos (locais de difícil acesso).

24 Comunicação Wireless Direção (Irradiação) Omnidirecional Setorial. Direcional. Frequência Baixa frequência: Atravessam obstáculos, mas perdem muita potência com a distância. Alta frequência: Tendem a viajar em linha reta e ricochetar em obstáculos. São absorvidas pela chuva.

25 Comunicação Wireless VLF, LF, MF – Se propagam perto do solo (1000km). Radio AM. HF e VHF – Refletem na ionosfera (100 a 500Km). Radioamadorismo e militares. Ionosfera a b

26 Comunicação Wireless Microondas Acima de 100 MHz trafegam em linha reta, concentram a energia em um feixe muito estreito (ótima relação sinal/ruído). Exigem antenas alinhadas com muita precisão. Não atravessam paredes. Pode ocorrer o “esmaecimento de vários caminhos” (fora de fase). Podem chegar a frequência de 10 GHz. Acima dos 4 GHz sofrem absorção pela chuva. Telefonia a longa distância, celulares e Televisão.

27 Comunicação Wireless Microondas x Fibra. Microonda dispensa a necessidade de ter “direito sobre um caminho”, somente os “repetidores” É relativamente mais econômico? Uma torre com duas antenas x 50Km de cabo em região montanhosa. Duas antenas em um prédio x 50Km de cabo em uma região urbana

28 Comunicação Wireless Ondas de infravermelho e milimétricas. Utilizadas em comunicação de curto alcance. LANs entre dois edifícios. Dispositivos de controle remoto. Conexão de dispositivos portáteis impressoras. Palms Notebooks

29 Comunicação Wireless Ondas de infravermelho e milimétricas. Desvantagens. Não atravessam objetos opacos. Não atravessam chuva ou neblina (comprimento de onda). Vantagens Não atravessam objetos opacos.(?) Muito seguro quanto a espionagem. Largura de banda muito alta com baixo custo. Não necessitam licença do governo.

30 Comunicação Wireless Satélites de comunicação. Década de 50 reflexão em balões metalizados. Reflexão lunar pela marinha entre navios e base. Os mais simples são compostos por transponders, cada um “ouve” uma parte do espectro e retransmite em outras frequência. Os feixes podem ser largos ou estreitos. Período orbital Altitude de Km = 90 minutos. Altitude de Km = 24 horas. Altitude de Km = 1 mês.

31 Comunicação Wireless Satélites de comunicação. GEO MEO LEO Cinturão de Van Alen Inferior Altitude (Km) Cinturão de Van Alen Superior Tipo Latência (ms)Satélites necessários

32 Comunicação Wireless GEO (Geoestationary Earth Orbit). Em 1945 Arthur C. Clarke calculou que um satélite a Km permaneceria imóvel no céu (válvulas). Em 1962, com a invenção do transistor o 1º satélite artificial (Telsat) foi lançado. Com a tecnologia atual é possível um máximo de 180 satélites geoestacionários (2 graus entre eles - 360/2). A manutenção de posição garante o local certo (10 anos). Briga pela reserva de slots e interferência do downlink no sistema de microonda terrestre.

33 Comunicação Wireless GEO Bandas e frequências para satélites definidas pela ITU (União Internacional de Telecomunicações). BandaDownlinkUplinkLarg. de banda Problemas L1,5 GHz1,6 GHz15 MHzBaixa largura de banda, lotada S1,9 GHz2,2 GHz70 MHzBaixa largura de banda, lotada C4,0 GHz6,0 GHz500 MHzInterferência Terrestre Ku11 GHz14 GHz500 MHzChuva Ka20 GHz30 GHz3.500 MHzChuva, custo equipamento

34 Comunicação Wireless GEO Características positivas: Custo de enviar para todo = custo de enviar para 1. O custo da transmissão independe da distância. Excelente taxas de erros. Podem ser explorados instantaneamente (comunicação Militar). Característica negativa. Segurança.

35 Comunicação Wireless MEO (Medium-Earth Orbit) Características: Cerca de seis horas para circular a terra. Atualmente não são utilizados para comunicação. Cobertura menor e menor potência. 24 satélites GPS (Global Positioning System) a km.

36 Comunicação Wireless LEO (Low-Earth Orbit) São necessárias grandes quantidades para formar um sistema. Pouca potência para funcionamento. Retardo muito baixo.

37 Comunicação Wireless 15 de abril de (Sputnik)  Jan/2008 Foram lançados satélites. Destes 800 ainda funcionam. Hoje cerca de 200 por ano. Fragmentos circulam a terra a uma velocidade de Km/h. Estima-se fragmentos maiores que 1 cm ( Kg). Um fragmento de 10 cm é proporcional a 25 dinamites. 11/01/2007 China criou mais fragmentos.

38 Comunicação Wireless A doutrina espacial dos Estados Unidos Os Estados Unidos preservarão seus direitos, capacidades e liberdade de ação no espaço; Dissuadirão e impedirão outros países de assumir direitos semelhantes ou desenvolver capacidades para esse fim; Tomarão as medidas necessárias para proteger sua capacidade espacial; Responderão às interferências; e, se necessário, impedirão aos adversários o uso de capacidades espaciais hostis a seus interesses nacionais

39 Comunicação Wireless 1 - Defina fisicamente: Par trançado, cabo coaxial e fibra óptica. 2 – Qual a sequência de cores para a construção de um cabo “par trançado direto”, conforme especificação EIA/TIA 568A e EIA/TIA 568A ? 3 – Cite os três tipos de emendas em cabos de fibra óptica. 4 – Faça um comparativo entre vantagens da fibra óptica e os cabos de fio de cobre. 5 – Em um link sobre uma região populosa o que seria mais econômico micro ondas ou fibra óptica? Por que? 6 – Cite as vantagens e desvantagens em uma comunicação por infravermelho.

40 Comunicação Wireless 7 - Como são divididos os satélites em relação as regiões que ocupam? Cite duas característica de cada tipo. 8 – Cite quatro vantagens da transmissão por satélite sobre a fibra óptica. 5 – Verdadeiro ou falso: a)( ) Baixas frequência tem maior dificuldade para atravessar barreiras. b)( ) Altas frequências são absorvidas pela chuva. c)( ) Microondas atravessam paredes, somente com frequência acima de 4GHz d)( ) O uso de infravermelho não necessita licenças do governo.