CEETEPS CENTRO ESTADUAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA PAULA SOUZA. Tópicos para a disciplina IDR Instalação de Dispositivos de Rede

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1 CEETEPS CENTRO ESTADUAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA PAULA SOUZA Tópicos para a disciplina IDR Instalação de Dispositivos de Rede Monte Alto Fevereiro/2011

2 CEETEPS CENTRO ESTADUAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA PAULA SOUZA Tópicos para a disciplina IDR I Instalação de Dispositivos de Rede Professor: Curso: Informações sobre este material Marcio Roberto Gonçalves de Vazzi Técnico em Redes de Computadores Disciplina: IDR I Instalação de Dispositivos de Rede Período: 2º Módulo Semestre/Ano: 01/2011 Datas: Criação julho/ Tempo de edição: 21:35:26 Nº de páginas: 103 versão

3 Sumário 1. Meios de Transmissão Cabeado (Metálico)... 5 Cabo Coaxial... 5 Cabo par trançado... 8 Tipos... 8 Categoria...10 Crimpagem/Pinagem...13 Crimpando os cabos...14 Tomadas e emendas...21 Exercícios de Fixação Outros meios de transmissão (Não Metálico) Fibra óptica...24 Preparação e polimento...27 Conectores e splicing...28 Transceivers...32 Vantagens de Cabo de Fibra Óptica...33 Transmissão sem fios...35 Infravermelhos...35 Laser...36 Microondas...36 Ondas de satélite...37 Bluetooth...38 Ondas de rádio (Wi-Fi WireLess Sem Fio)...42 Padrões...52 Aumentando o alcance...57 Power over Ethernet (PoE)...61 Exercícios de Fixação dispositivos (Nós) Hubs e Switches...65 Bridges...70 Repetidor...72 Roteadores Cabeamento Estruturado: conectores, patch panel MODEM, INTERNET e algumas definições Glossário de termos...80 MODEM...80 DSL...80 ADSL...80 NAT...81 ATM...82 PPPoE...82 PPPoA...83 Cronologia dos 40 anos da internet...83 Exercícios de Fixação Novas Tecnologias de REDE PLC...87 Histórico da tecnologia PLC...87 Powerline Communications...87 Funcionamento...88 Vantagens do uso da PLC...89 Desvantagens do uso da PLC...89 PXE - Preboot Execution Environment...90 Exercícios de Fixação padrões de comunicação (Métodos de acesso) Ethernet...92 ARCNET...94 Token Ring Arquiteturas de rede Segurança Desenho, Projeto e Simulação de redes

4 Exercício de Fixação Configuração básica de equipamentos de comunicação, seguindo orientações dos manuais Exercício de Fixação...102

5 Instalação de Dispositivos de Rede 5 1. MEIOS DE TRANSMISSÃO CABEADO (METÁLICO) Material retirado do livro REDES Guia Prático de Carlos E. Morimoto. Disponível em: Leia outros livros on-line em: Cabo Coaxial O primeiro tipo de cabeamento que surgiu no mercado foi o cabo coaxial. Há alguns anos, esse cabo era o que havia de mais avançado, sendo que a troca de dados entre dois computadores era coisa do futuro. Até hoje existem vários tipos de cabos coaxiais, cada um com suas características específicas. Alguns são melhores para transmissão em alta frequência, outros tem atenuação mais baixa, e outros são imunes a ruídos e interferências. Os cabos coaxiais de alta qualidade não são maleáveis e são difíceis de instalar e os cabos de baixa qualidade podem ser inadequados para trafegar dados em alta velocidade e longas distâncias. Ao contrário do cabo de par trançado, o coaxial mantém uma capacidade constante e baixa, independente do seu comprimento, evitando assim vários problemas técnicos. Devido a isso, ele oferece velocidade da ordem de megabits/seg, não sendo necessário a regeneração do sinal, sem distorção ou eco, propriedade que já revela alta tecnologia. O cabo coaxial pode ser usado em ligações ponto a ponto ou multiponto. A maioria dos sistemas de transmissão de banda base utilizam cabos de impedância com características de 50 Ohm, geralmente utilizados nas TVs a cabo e em redes de banda larga. Isso se deve ao fato de a transmissão em banda base sofrer menos reflexões, devido às capacitâncias introduzidas nas ligações ao cabo de 50 Ohm. Os cabos coaxiais possuem uma maior imunidade a ruídos eletromagnéticos de baixa frequência e, por isso, eram o meio de transmissão mais usado em redes locais. O cabo coaxial, freqüentemente conhecido como cabo BNC (Bayonet-Naur - um conector em forma de baioneta para cabos coaxiais finos), é feito de um único fio de cobre revestido por isolante e coberto por uma camada de trança de alumínio ou de cobre que protege o fio da interferência externa. Se você precisar de mais largura de banda e proteção contra ruídos do que o par trançado pode oferecer, mas não pude gastar com fibra óptica, o cabo coaxial é o caminho.

6 Instalação de Dispositivos de Rede 6 O cabo coaxial tem quatro partes: O fio central, chamado de condutor interno; uma camada isolante, chamada dielétrico, que envolve o condutor interno; uma camada de chapa ou trança metálica, chamada de blindagem, que cobre o dielétrico; a camada final de isolação, chamada de jaqueta. Existem quatro tipos de cabo coaxial. Cada um deles é usado com um tipo diferente de rede local: Ethernet freqüentemente chamada de 108a5e5, um padrão definido pelo Institute for Electrical & Electronics Engineers (IEEE). RG-58A/U freqüentemente chamado de 10Base2. RG-59/U usado em CATV (TV a cabo) e ARCnet (uma topologia de rede mais antiga). RG-62/U usado em ARCnet e em terminais IBM.

7 Instalação de Dispositivos de Rede 7 Tipo de Cabo Impedância Diâmetro Conector Cabo fino Ethernet RG ohms 3/16" BNC ARCNET RG ohms 3/16" BNC ou RG-59/U 75 ohms 3/16" Utiliza um rabicho RG-62 na extremidade com BNC Cabo espesso Ethernet 50 ohms 1/2" Transceptor/MAU no cabo espesso com uma derivaçãdo de par trançado até o cordão da rede Cabo derivado de Ethernet espesso (não é coaxial, é um cabo de par blindado) - 3/8" DIX/AUI Veja como calcular o cabo em: <http://www.tst-radio.com.br/cabo.htm> Veja o calculo para atenuação de cabos em: <http://www.afdatalink.com.br/calculadora.php>

8 Instalação de Dispositivos de Rede 8 Cabo par trançado O cabeamento por par trançado (Twisted pair) é um tipo de cabo que tem um feixe de dois fios no qual eles são entrançados um ao redor do outro para cancelar as interferências eletromagnéticas de fontes externas e interferências mútuas (linha cruzada ou, em inglês, crosstalk) entre cabos vizinhos. A taxa de giro (normalmente definida em termos de giros por metro) é parte da especificação de certo tipo de cabo. Quanto maior o número de giros, mais o ruído é cancelado. Foi um sistema originalmente produzido para transmissão telefônica analógica que utilizou o sistema de transmissão por par de fios aproveita-se esta tecnologia que já é tradicional por causa do seu tempo de uso e do grande número de linhas instaladas. Tipos Existem três tipos de cabos Par trançado: Unshielded Twisted Pair - UTP ou Par Trançado sem Blindagem: é o mais usado atualmente tanto em redes domésticas quanto em grandes redes industriais devido ao fácil manuseio, instalação, permitindo taxas de transmissão de até 100 Mbps com a utilização do cabo CAT 5e; é o mais barato para distâncias de até 100 metros; Para distâncias maiores emprega-se cabos de fibra óptica. Sua estrutura é de quatro pares de fios entrelaçados e revestidos por uma capa de PVC. Pela falta de blindagem este tipo de cabo não é recomendado ser instalado próximo a equipamentos que possam gerar campos magnéticos (fios de rede elétrica, motores, inversores de frequência) e também não podem ficar em ambientes com Humidade. Shield Twisted Pair - STP ou Par Trançado Blindado (cabo com blindagem): É semelhante ao UTP. A diferença é que possui uma blindagem feita com a malha metálica. É recomendado para ambientes com interferência eletromagnética acentuada. Por causa de sua blindagem possui um custo mais elevado. Caso o ambiente possua umidade, grande interferência eletromagnética, distâncias acima de 100 metros ou exposto diretamente ao sol ainda é aconselhável o uso de cabos de fibra óptica. Screened Twisted Pair - ScTP também referenciado como FTP (Foil Twisted Pair), os cabos são cobertos pelo mesmo composto do UTP categoria 5 Plenum, para este tipo de cabo, no entanto, uma película de metal é enrolada sobre cada par trançado, melhorando a resposta ao EMI, embora exija maiores cuidados quanto ao aterramento para garantir eficácia frente às interferências.

9 Instalação de Dispositivos de Rede 9 Cabo FTP Cabo STP Cabo SSTP/ScTP Conector RJ45 Blindado

10 Instalação de Dispositivos de Rede 10 As taxas usadas nas redes com o cabo par trançado são: 10 Mbps (Ethernet); 100 Mbps (Fast Ethernet) ou 1000 Mbps (Gigabit Ethernet). Categoria Os cabos UTP 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, onde os números maiores indicam fios (não cabos) com diâmetros menores, veja abaixo um resumo simplificado dos cabos UTP. Categoria do cabo 1 (CAT1): Consiste em um cabo blindado com dois pares trançados compostos por fios 26 AWG. 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 do cabo 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). Categoria do cabo 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 do cabo 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 substituido pelos cabos CAT5 e CAT5e. (CAT4 não é mais recomendado pela TIA/EIA).

11 Instalação de Dispositivos de Rede 11 Categoria do cabo 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 do cabo 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 do cabo 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 Mbps. (CAT6 é recomendado pela norma EIA/TIA-568-B). Categoria: CAT 6a: é uma melhoria dos cabos CAT6. O a de CAT6a significa augmented (ampliado). Os cabos dessa categoria suportam até 500 MHz e podem ter até 55 metros no caso da rede ser de Mbps, caso contrario podem ter até 100 metros. 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. Cabo cat 6a, com o espaçador interno e comparação entre a espessura do mesmo volume de cabos cat 5e e cat 6a

12 Instalação de Dispositivos de Rede 12 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). Concluindo, 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 (veja detalhes a seguir). 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.

13 Instalação de Dispositivos de Rede 13 CATEGORIA CARACTERÍSTICAS 3 16 MHz, utilizado em ligações de até 10 Mbps 4 20 MHz, utilizado em ligações de até 16 Mbps MHz, utilizado em ligações de até 100 Mbps MHz, utilizado em ligações de até 155 Mbps MHz, utilizado em ligações de até 1000 Mbps Crimpagem/Pinagem Padrão T568A cor pino função cor 1 + TD Vd/Br 2 - TD Verde 3 + RD Lr/Br 4 N/Utilizado Azul 5 N/Utilizado Az/Br 6 - RD Laranja 7 N/Utilizado Mr/Br 8 N/Utilizado Marrom Esquema de ligação sem cruzamento algum (Strainght Through) conforme norma EIA/TIA 568A "Este é o esquema de ligação mais utilizado em todo o mundo" Padrão T568B cor pino função cor 1 + TD Lr/Br 2 - TD Laranja 3 + RD Vd/Br 4 N/Utilizado Azul 5 N/Utilizado Az/Br 6 - RD Verde 7 N/Utilizado Mr/Br 8 N/Utilizado Marrom Esquema de ligação com cruzamento parcial de T568A (Half Cross) conforme norma EIA/TIA 568A

14 Instalação de Dispositivos de Rede 14 Padrão T568A (Strainght Through) para 1000BaseT (Gigabit Ethernet) cor pino função cor 1 +BI_DA Vd/Br 2 - BI_DA Verde 3 +BI_DB Lr/Br 4 +BI_DC Azul 5 -BI_DC Az/Br 6 - BI_DB Laranja 7 +BI_DD Mr/Br 8 - BI_DD Marrom Esquema de ligação conforme norma EIA/TIA 568A para 1000BaseT, a codificação das cores é a mesma, modificando-se somente os sinais e que neste tipo de ligação se utiliza todos os pinos de ligação para os sinais (full duplex) Crimpando os cabos A ferramenta básica para crimpar os cabos é o alicate de crimpagem. Ele "esmaga" os contatos do conector, fazendo com que as facas-contato perfurem a cobertura plástica e façam contato com os fios do cabo de rede: É possível comprar alicates de crimpagem razoáveis por pouco mais de 50 reais, mas existem alicates de crimpagem para uso profissional que custam bem mais. Existem ainda "alicates" mais baratos, com o corpo feito de plástico, que são mais baratos, mas não valem o papelão da embalagem. Alicates de crimpagem precisam ser fortes e precisos, por isso evite produtos muito baratos. Ao crimpar os cabos de rede, o primeiro passo é descascar os cabos, tomando cuidado para não ferir os fios internos, que são bastante finos. Normalmente, o alicate inclui uma saliência no canto da guilhotina, que serve bem para isso. Existem também descascadores de cabos específicos para cabos de rede, que são sempre um item bem-vindo na caixa de ferramentas:

15 Instalação de Dispositivos de Rede 15 Os quatro pares do cabo 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 mais claro ou malhado, misturando a cor e pontos de branco. É pelas cores que diferenciamos os 8 fios. O segundo passo é destrançar os cabos, deixando-os soltos. Para facilitar o trabalho, descasque um pedaço grande do cabo, uns 5 ou 6 centímetros, para poder organizar os cabos com mais facilidade e depois corte o excesso, deixando apenas a meia polegada de cabo (1.27 cm, ou menos) que entrará dentro do conector. O próprio alicate de crimpagem inclui uma guilhotina para cortar os cabos, mas operá-la exige um pouco de prática, pois você precisa segurar o cabo com uma das mãos, mantendo os fios na ordem correta e manejar o alicate com a outra. A guilhotina faz um corte reto, deixando os fios prontos para serem inseridos dentro do conector, você só precisa mantê-los firmes enquanto encaixa e crimpa o conector. Existem dois padrões para a ordem dos fios dentro do conector, o EIA 568B (o mais comum) e o EIA 568A. A diferença entre os dois é que a posição dos pares de cabos laranja e verde são invertidos dentro do conector. Existe muita discussão em relação com qual dos dois é "melhor", mas na prática não existe diferença de conectividade entre os dois padrões. A única observação é que você deve cabear toda a rede utilizando o mesmo padrão. Como o EIA 568B é de longe o mais comum, recomendo que você o utilize ao crimpar seus próprios cabos. Uma observação é que muitos cabos são certificados para apenas um dos dois padrões; caso encontre instruções referentes a isso nas especificações, ou decalcadas no próprio cabo, crimpe os cabos usando o padrão indicado. O cabo crimpado com a mesma disposição de fios em ambos os lados do cabo é chamado de cabo "reto", ou straight. Este é o tipo "normal" de cabo, usado para ligar os micros ao switch ou ao roteador da rede. Existe ainda um outro tipo de cabo, chamado de "cross-over" (também chamado de cabo cross, ou cabo cruzado), que permite ligar diretamente dois micros, sem precisar do hub ou switch. Ele é uma opção mais barata quando você tem apenas dois micros.

16 Instalação de Dispositivos de Rede 16 No cabo cruzado, a posição dos fios é diferente nos dois conectores, de forma que o par usado para enviar dados (TX) seja ligado na posição de recepção (RX) do segundo micro e vice-versa. De um dos lados a pinagem é a mesma de um cabo de rede normal, enquanto no outro a posição dos pares verde e laranja são trocados. Daí vem o nome cross-over, que significa, literalmente, "cruzado na ponta": Esquema dos contatos de envio e recepção em um cabo cross-over Para fazer um cabo cross-over, você crimpa uma das pontas seguindo o padrão EIA 568B que vimos acima e a outra utilizando o padrão EIA 568A, onde são trocadas as posições dos pares verde e laranja. A maioria dos switches atuais são capazes de "descruzar" os cabos automaticamente quando necessário, permitindo que você misture cabos normais e cabos cross-over dentro do cabeamento da rede. Graças a isso, a rede vai funcionar mesmo que você use um cabo cross-over para conectar um dos micros ao hub por engano. Ao crimpar, você deve retirar apenas a capa externa do cabo e não descascar individualmente os fios, pois isso, ao invés de ajudar, serviria apenas para causar mau contato, deixando frouxo o encaixe com os pinos do conector. A função do alicate é fornecer pressão suficiente para que os pinos do conector RJ-45, que internamente possuem a forma de lâminas, esmaguem os fios do cabo, alcançando o fio de cobre e criando o contato:

17 Instalação de Dispositivos de Rede 17 Como os fios dos cabos de rede são bastante duros, é preciso uma boa dose de força para que o conector fique firme, daí a necessidade de usar um alicate resistente. Não tenha medo de quebrar ou danificar o alicate ao crimpar, use toda a sua força: É preciso um pouco de atenção ao cortar e encaixar os fios dentro do conector, pois eles precisam ficar perfeitamente retos. Isso demanda um pouco de prática. No começo, você vai sempre errar algumas vezes antes de conseguir. Veja que o que protege os cabos contra as interferências externas são justamente as tranças. A parte destrançada que entra no conector é o ponto fraco do cabo, onde ele é mais vulnerável a todo tipo de interferência. Por isso, é recomendável deixar o menor espaço possível sem as tranças. Para crimpar cabos dentro do padrão, você precisa deixar menos de meia polegada de cabo (1.27 cm) destrançado. Você só vai conseguir isso cortando o excesso de cabo solto antes de encaixar o conector, como na foto: Outra observação é que, além de ser preso pelos conectores metálicos, o cabo é preso dentro do conector através de uma trava plástica, que é também presa ao crimpar o cabo. A trava prende o cabo através da cobertura plástica, por isso é importante cortar todo o excesso de cabo destrançado, fazendo com que parte da cobertura plástica fique dentro do conector e seja presa pela trava. Sem isso, os contatos podem facilmente ser rompidos com qualquer esbarrão, tornando a rede como um todo menos confiável. Além do cabo e do conector RJ-45, existem dois acessórios, que você pode ou não usar em seus cabos, conforme a disponibilidade. O primeiro são as capas plásticas (boots), que são usadas nas

18 Instalação de Dispositivos de Rede 18 pontas dos cabos para melhorar o aspecto visual. Por estarem disponíveis em várias cores, elas podem ser também usadas para identificar os cabos, mas com exceção disso elas são puramente decorativas, não possuem nenhuma outra função. Para usá-las, basta colocar a capa antes do conector: O segundo são os inserts, que são um tipo de suporte plástico que vai dentro do conector. Depois de destrançar, organizar e cortar o excesso de cabo, você passa os 8 fios dentro do insert e eles os mantêm na posição, facilitando o encaixe no conector. Os conectores RJ-45 projetados para uso em conjunto com o insert possuem um espaço interno maior para acomodá-lo. Devido a isso, os inserts são fornecidos em conjunto com alguns modelos de conectores e raramente são vendidos separadamente: O primeiro teste para ver se os cabos foram crimpados corretamente é conectar um dos micros (ligado) ao switch e ver se os LEDs da placas de rede e do hub acendem. Isso mostra que os sinais elétricos enviados estão chegando até o switch e que ele foi capaz de abrir um canal de comunicação com a placa. Se os LEDs nem acenderem, então não existe o que fazer. Corte os conectores e tente de novo. Infelizmente, os conectores são descartáveis: depois de crimpar errado uma vez, você precisa usar outro novo, aproveitando apenas o cabo. Mais um motivo para prestar atenção ;). Existem também aparelhos testadores de cabos, que oferecem um diagnóstico muito mais sofisticado, dizendo, por exemplo, se os cabos são adequados para transmissões a 100 ou a 1000 megabits e avisando caso algum dos 8

19 Instalação de Dispositivos de Rede 19 fios do cabo esteja rompido. Os mais sofisticados avisam inclusive em que ponto o cabo está rompido, permitindo que você aproveite a parte boa. Esses aparelhos serão bastante úteis se você for crimpar muitos cabos, mas são dispensáveis para trabalhos esporádicos, pois é muito raro que os cabos venham com fios rompidos de fábrica. Os cabos de rede apresentam também uma boa resistência mecânica e flexibilidade, para que possam passar por dentro de tubulações. Quase sempre os problemas de transmissão surgem por causa de conectores mal crimpados. Existem ainda modelos mais simples de testadores de cabos, que chegam a custar em torno de 20 reais. Eles realizam apenas um teste de continuidade do cabo, checando se o sinal elétrico chega até a outra ponta e, verificando o nível de atenuação, para certificar-se de que ele cumpre as especificações mínimas. Um conjunto de 8 leds se acende, mostrando o status de cada um dos 8 fios. Se algum fica apagado durante o teste, você sabe que o fio correspondente está partido. A limitação é que eles não são capazes de calcular em que ponto o cabo está partido, de forma que a sua única opção acaba sendo trocar e descartar o cabo inteiro. Uma curiosidade com relação aos testadores é que algumas placas-mãe da Asus, com rede Yukon Marvel (e, eventualmente, outros modelos lançados futuramente), incluem um software testador de cabos, que pode ser acessado pelo setup, ou através de uma interface dentro do Windows. Ele funciona de uma forma bastante engenhosa. Quando o cabo está partido em algum ponto, o sinal elétrico percorre o cabo até o ponto onde ele está rompido e, por não ter para onde ir, retorna na forma de interferência. O software cronometra o tempo que o sinal demora para ir e voltar, apontando com uma certa precisão depois de quantos metros o cabo está rompido. Outra dica é que no padrão 100BASE-TX são usados apenas os pares laranja e verde para transmitir dados. Você pode tirar proveito disso para fazer um cabo mini-crossover para levar na sua caixa de ferramentas, usando apenas os pares laranja e verde do cabo. De um lado a pinagem seria: branco com laranja, laranja, branco com verde, nada, nada, verde, nada, nada; e do outro seria: branco com verde, verde, branco com laranja, nada, nada, laranja, nada, nada: Cabo cross de emergência, feito com apenas dois dos pares do cabo

20 Instalação de Dispositivos de Rede 20 Este é um cabo fora do padrão, que não deve ser usado em instalações, mas, em compensação, ocupa um volume muito menor e pode ser útil em emergências. Outro componente que pode ser útil em algumas situações é o conector de loopback, que é usado por programas de diagnóstico para testar a placa de rede. Ele é feito usando um único par de fios, ligado nos contatos 1, 2, 3 e 6 do conector, de forma que os dois pinos usados para enviar dados sejam ligados diretamente nos dois pinos de recepção, fazendo com que a placa receba seus próprios dados de volta: Conector de loopback A pinagem do conector de loopback é: 1- Branco com laranja 2- Laranja 3- Branco com laranja (retornando) 4- nada 5- nada 6- Laranja (retornando) 7- nada 8- nada Ao plugar o conector na placa de rede, você notará que o link da rede é ativado. Ao usar o comando "mii-tool" no Linux, por exemplo, você teria um "eth0: no link" com o cabo de rede desconectado e passaria a ter um "eth0: negotiated 100baseTx-FD, link ok" depois de encaixar o conector de loopback.

21 Instalação de Dispositivos de Rede 21 Tomadas e emendas Continuando, uma boa opção ao cabear é usar tomadas para cabos de rede, ao invés de simplesmente deixar os cabos soltos. Elas dão um acabamento mais profissional e tornam o cabeamento mais flexível, já que você pode ligar cabos de diferentes tamanhos às tomadas e substituí-los conforme necessário (ao mudar os micros de lugar, por exemplo). Existem vários tipos de tomadas de parede, tanto de instalação interna quanto externa: O cabo de rede é instalado diretamente dentro da tomada. Em vez de ser crimpado, o cabo é instalado em um conector próprio (o tipo mais comum é o conector 110) que contém lâminas de contato. A instalação é feita usando uma chave especial, chamada, em inglês, de punch down tool: A ferramenta pressiona o cabo contra as lâminas, de forma a criar o contato, e ao mesmo tempo corta o excesso de cabo. Alguns conectores utilizam uma tampa que, quando fechada, empurra os cabos, tornando desnecessário o uso da ferramenta (sistema chamado de tool-less ou auto-crimp). Eles são raros, justamente por serem mais caros. O próprio conector inclui o esquema de cores dos cabos, junto com um decalque ou etiqueta que indica se o padrão usado corresponde ao EIA 568A ou ao EIA 568B. Se você estiver usando o EIA 568B no restante da rede e o esquema do conector corresponder ao EIA 568A, basta trocar a posição dos pares laranja e verde no conector. Outro conector usado é o keystone jack, uma versão fêmea do conector RJ-45, que é usado em patch panels (veja a seguir) e pode ser usado também em conectores de parede, em conjunto com a

22 Instalação de Dispositivos de Rede 22 moldura adequada. Os cabos são instalados da mesma forma que nos conectores de parede com o conector 110, usando a chave punch down: Existem também emendas (couples) para cabos de rede, que consistem em dois conectores RJ-45 fêmea, que permitem ligar diretamente dois cabos, criando um único cabo mais longo: O problema é que quase todas as emendas baratas que vemos à venda aqui no Brasil são destinados a cabos de voz (como a emenda amarelo-fosco da foto à esquerda) e não a cabos de rede. Isso significa que eles não atendem às especificações dos cabos cat5 ou cat5e e causam uma grande atenuação do sinal quando usadas. Elas geralmente funcionam sem grandes problemas quando usados em conjunto com cabos curtos em redes de 100 megabits, mas causam graves problemas de atenuação em redes gigabit, desconectando a estação, ou fazendo com que as placas chaveiem para um modo de transmissão mais lento, de forma a manter a conexão. Emendas destinadas a cabos de rede são quase sempre rotuladas com a categoria à qual atendem com uma etiqueta ou decalque (como a emenda prateada da foto à direita), mas são mais caras e mais difíceis de encontrar. Na falta de uma, o correto é substituir os dois cabos por um único cabo maior ou fazer uma extensão, usando um cabo com um conector RJ-45 crimpado de um lado e um keystone jack (ou uma tomada de parede) do outro.

23 Instalação de Dispositivos de Rede 23 Exercícios de Fixação 1 Quantos tipos de cabo coaxial existem? Fale brevemente. 2 O que é um cabo par trançado? Quais as taxas de transmissão ele suporta? 3 Quais tipos de cabo par trançado existem? fale brevemente. 4 Fale sobre as categorias de cabos par trançado. Qual é a mais utilizada? por quê? 5 Qual dos padrões de crimpagem de cabos é a melhor o EIA 568A ou o EIA 568B? Justifique. 6 O que é um cabo "cross-over"? Para que ele serve? Explique como fazer um cabo cross-over. 7 O que é Conector de loopback? Qual a sua pinagem/crimpagem? 8 É possível fazer emendas em cabos par trançado? Explique.

24 Instalação de Dispositivos de Rede OUTROS MEIOS DE TRANSMISSÃO (NÃO METÁLICO) Fibra óptica Os cabos de fibra óptica utilizam o fenômeno da refração interna total para transmitir feixes de luz a longas distâncias. Um núcleo de vidro muito fino, feito de sílica com alto grau de pureza é envolvido por uma camada (também de sílica) com índice de refração mais baixo, chamada de cladding, o que faz com que a luz transmitida pelo núcleo de fibra seja refletida pelas paredes internas do cabo. Com isso, apesar de ser transparente, a fibra é capaz de conduzir a luz por longas distâncias, com um índice de perda muito pequeno. Embora a sílica seja um material abundante, os cabos de fibra óptica são caros devido ao complicado processo de fabricação, assim como no caso dos processadores, que são produzidos a partir do silício. A diferença entre sílica e silício é que o silício é o elemento Si puro, enquanto a sílica é composta por dióxido de silício, composto por um átomo de silício e dois de oxigênio. O silício é cinza escuro e obstrui a passagem da luz, enquanto a sílica é transparente. O núcleo e o cladding são os dois componentes funcionais da fibra óptica. Eles formam um conjunto muito fino (com cerca de 125 microns, ou seja, pouco mais de um décimo de um milímetro) e frágil, que é recoberto por uma camada mais espessa de um material protetor, que tem a finalidade de fortalecer o cabo e atenuar impactos chamado de coating, ou buffer. O cabo resultante é então protegido por uma malha de fibras protetoras, composta de fibras de kevlar (que têm a função de evitar que o cabo seja danificado ou partido quando puxado) e por uma nova cobertura plástica, chamada de jacket, ou jaqueta, que sela o cabo:

25 Instalação de Dispositivos de Rede 25 Cabos destinados a redes locais tipicamente contêm um único fio de fibra, mas cabos destinados a links de longa distância e ao uso na área de telecomunicações contêm vários fios, que compartilham as fibras de kevlar e a cobertura externa: Como os fios de fibra são muito finos, é possível incluir um grande volume deles em um cabo de tamanho modesto, o que é uma grande vantagem sobre os fios de cobre. Como a capacidade de transmissão de cada fio de fibra é bem maior que a de cada fio de cobre e eles precisam de um volume muito menor de circuitos de apoio, como repetidores, usar fibra em links de longa distância acaba saindo mais barato. Outra vantagem é que os cabos de fibra são imunes a interferência eletromagnética, já que transmitem luz e não sinais elétricos, o que permite que sejam usados mesmo em ambientes onde o uso de fios de cobre é problemático. Como criar links de longa distância cavando valas ou usando cabos submarinos é muito caro, é normal que seja usado um volume de cabos muito maior que o necessário. Os cabos adicionais são chamados de fibra escura (dark fiber), não por causa da cor, mas pelo fato de não serem usados. Eles ficam disponíveis para expansões futuras e para substituição de cabos rompidos ou danificados. Quando ouvir falar em padrões "para fibras escuras", tenha em mente que são justamente padrões de transmissão adaptados para uso de fibras antigas ou de mais baixa qualidade, que estão disponíveis como sobras de instalações anteriores.

26 Instalação de Dispositivos de Rede 26 A transmissão de dados usando sinais luminosos oferece desafios, já que os circuitos eletrônicos utilizam eletricidade e não luz. Para solucionar o problema, é utilizado um transmissor óptico, que converte o sinal elétrico no sinal luminoso enviado através da fibra e um receptor, que faz o processo inverso. O transmissor utiliza uma fonte de luz, combinada com uma lente, que concentra o sinal luminoso, aumentando a percentagem que é efetivamente transmitida pelo cabo. Do outro lado, é usado um receptor ótico, que amplifica o sinal recebido e o transforma novamente nos sinais elétricos que são processados. Para reduzir a atenuação, não é utilizada luz visível, mas sim luz infravermelha, com comprimentos de onda de 850 a 1550 nanômetros, de acordo com o padrão de rede usado. Antigamente, eram utilizados LEDs nos transmissores, já que eles são uma tecnologia mais barata, mas com a introdução dos padrões Gigabit e 10 Gigabit eles foram quase que inteiramente substituídos por laseres, que oferecem um chaveamento mais rápido, suportando, assim, a velocidade de transmissão exigida pelos novos padrões de rede. Existem padrões de fibra óptica para uso em redes Ethernet desde as redes de 10 megabits. Antigamente, o uso de fibra óptica em redes Ethernet era bastante raro, mas com o lançamento dos padrões de 10 gigabits a utilização vem crescendo, com os links de fibra sendo usados sobretudo para criar backbones e links de longa distância. Existem dois tipos de cabos de fibra óptica, os multimodo ou MMF (multimode fibre) e os monomodo ou SMF (singlemode fibre). As fibras monomodo possuem um núcleo muito mais fino, de 8 a 10 mícrons de diâmetro, enquanto as multimodo utilizam núcleos mais espessos, tipicamente com 62.5 microns:

27 Instalação de Dispositivos de Rede 27 As fibras multimodo são mais baratas e o núcleo mais espesso demanda uma precisão menor nas conexões, o que torna a instalação mais simples, mas, em compensação, a atenuação do sinal luminoso é muito maior. Isso acontece porque o pequeno diâmetro do núcleo das fibras monomodo faz com que a luz se concentre em um único feixe, que percorre todo o cabo com um número relativamente pequeno de reflexões. O núcleo mais espesso das fibras multimodo, por sua vez, favorece a divisão do sinal em vários feixes separados, que ricocheteiam dentro do cabo em pontos diferentes, aumentando brutalmente a perda durante a transmissão, como você pode ver nos desenhos a seguir: Para efeito de comparação, as fibras multimodo permitem um alcance de até 550 metros no Gigabit Ethernet e 300 metros no 10 Gigabit, enquanto as fibras monomodo podem atingir até 80 km no padrão 10 Gigabit. Esta brutal diferença faz com que as fibras multimodo sejam utilizadas apenas em conexões de curta distância, já que sairia muito mais caro usar cabos multimodo e repetidores do que usar um único cabo monomodo de um ponto ao outro. Preparação e polimento Considerando que um mícron corresponde a um milésimo de milímetro, você pode imaginar a dificuldade que é preparar os cabos de fibra, emendar fibras partidas e assim por diante. Diferente dos cabos de cobre, que podem ser cortados e crimpados usando apenas ferramentas simples, as fibras exigem mais equipamento e um manuseio muito mais cuidadoso. Para pequenas instalações, acaba sendo mais simples e mais barato comprar diretamente os cabos prontos, já no tamanho desejado. Um cabo de 10 metros de fibra multimodo pode custar menos de 80 reais. Cabo de fibra com conectores LC

28 Instalação de Dispositivos de Rede 28 Você pode se perguntar qual seria a vantagem de utilizar fibra óptica para curtas distâncias, já que os cabos de par trançado são suportados tanto no padrão Gigabit Ethernet quanto no 10G. A resposta é que é exatamente por esse motivo que os cabos de fibra óptica ainda não são usados em larga escala em redes locais, apesar de dominarem os links de longa distância. Normalmente, utiliza-se fibra óptica apenas em situações onde os 100 metros máximos do par trançado não são suficientes e o uso de switches ou repetidores para estender o sinal não é viável, ou em casos em que uma migração de longo prazo para fibra óptica está em curso. Conectores e splicing Existem vários tipos de conectores de fibra óptica. O conector tem uma função importante, já que a fibra deve ficar perfeitamente alinhada para que o sinal luminoso possa ser transmitido sem grandes perdas. Os quatro tipos de conector mais comuns são os LC, SC, ST e MT-RJ. Os conectores ST e SC eram os mais populares a até pouco tempo, mas os LC vêm crescendo bastante em popularidade e podem vir a se tornar o padrão dominante. Os conectores MT-RJ também têm crescido em popularidade devido ao seu formato compacto, mas ainda estão restritos a alguns nichos. Como cada conector oferece algumas vantagens sobre os concorrentes e é apoiado por um conjunto diferente de empresas, a escolha recai sobre o conector usado pelos equipamentos que pretender usar. É possível inclusive utilizar conectores diferentes dos dois lados do cabo, usando conectores LC de um lado e conectores SC do outro, por exemplo. O LC (Lucent Connector) é um conector miniaturizado que, como o nome sugere, foi originalmente desenvolvido pela Lucent. Ele vem crescendo bastante em popularidade, sobretudo para uso em fibras monomodo. Ele é o mais comumente usado em transceivers 10 Gigabit Ethernet: Conector LC

29 Instalação de Dispositivos de Rede 29 O ST (Straight Tip) é um conector mais antigo, muito popular para uso com fibras multimodo. Ele foi o conector predominante durante a década de 1990, mas vem perdendo espaço para o LC e outros conectores mais recentes. Ele é um conector estilo baioneta, que lembra os conectores BNC usados em cabos coaxiais. Embora os ST sejam maiores que os conectores LC, a diferença não é muito grande: Conector ST e cabo de fibra com conectores ST e LC O tubo branco cilíndrico que aparece na ponta do conector não é o fio de fibra propriamente dito, mas sim o ferrolho (ferrule), que é o componente central de todos os conectores, responsável por conduzir o fino núcleo de fibra e fixá-lo dentro do conector. Ele é uma peça de cerâmica, aço ou polímero plástico, produzido com uma grande precisão, já que com um núcleo de poucos mícrons de espessura, não existe muita margem para erro: Ferrolho de um conector ST

30 Instalação de Dispositivos de Rede 30 A ponta do fio de fibra (fixada no ferrolho) precisa ser perfeitamente limpa, já que qualquer sujeira pode prejudicar a passagem da luz, atenuando o sinal. Além de limpar a ponta antes da conexão, é importante que ela seja protegida usando o protetor plástico que acompanha o cabo enquanto ele estiver sem uso. Continuando, temos o SC, que foi um dos conectores mais populares até a virada do milênio. Ele é um conector simples e eficiente, que usa um sistema simples de encaixe e oferece pouca perda de sinal. Ele é bastante popular em redes Gigabit, tanto com cabos multimodo quanto monomodo, mas vem perdendo espaço para o LC. Uma das desvantagens do SC é seu tamanho avantajado; cada conector tem aproximadamente o tamanho de dois conectores RJ-45 colocados em fila indiana, quase duas vezes maior que o LC: Conector SC e cabo de fibra com conectores SC e LC

31 Instalação de Dispositivos de Rede 31 Finalizando, temos o MT-RJ (Mechanical Transfer Registered Jack) um padrão novo, que utiliza um ferrolho quadrado, com dois orifícios (em vez de apenas um) para combinar as duas fibras em um único conector, pouco maior que um conector telefônico. Ele vem crescendo em popularidade, substituindo os conectores SC e ST em cabos de fibra multimodo, mas ele não é muito adequado para fibra monomodo: Conector MT-RJ e cabo de fibra com conectores MT-RJ e LC Além do uso de conectores, é possível também unir dois fios de fibra (processo chamado de splicing) ou reparar um fio partido usando dois métodos. O primeiro é o processo de fusão (fusion splicing), onde é usado um arco elétrico para soldar as duas fibras, criando uma junção permanente. Os aparelhos de fusão atuais fazem a junção de forma semi-automatizada, o problema é que eles são muito caros (a maioria custa a partir de US$ ), de forma que são acessíveis apenas a empresas especializadas. O segundo é um processo mecânico (mechanical splicing), onde é usada uma emenda de aplicação manual. Os dois fios são juntados usando um suporte e colados usando uma resina especial, desenvolvida para não obstruir a passagem da luz. Como a junção é bem mais frágil que o fio

32 Instalação de Dispositivos de Rede 32 original, o trecho é reforçado externamente para evitar uma nova ruptura. Temos aqui exemplos dos dois processos, com um fusor da Ericsson e um splicer mecânico: Transceivers Como os transmissores e receptores para cabos de fibra óptica são muito caros, sobretudo os para fibra monomodo, eles são separados em componentes avulsos, os transceivers (transceptores), que são instalados no switch ou no roteador de acordo com a necessidade: Transceiver 10GBASE-LR Com isso, você pode comprar apenas os transceivers referentes ao número de conexões que for utilizar e misturar transceivers de diferentes padrões (10GBASE-LR e 10GBASE-SR, por exemplo) no mesmo switch ou roteador, conforme a necessidade. Esta flexibilidade é importante, pois um único transceiver pode custar mais caro do que o próprio switch. O transceiver transforma os sinais ópticos recebidos através do cabo em sinais elétricos que são enviados ao switch e vice-versa. Eles são usados apenas nos padrões de rede que utilizam cabos de fibra óptica, já que nos padrões baseados em fios de cobre a conversão não é necessária. Apesar do pequeno tamanho, os transceivers são quase sempre os componentes mais caros ao criar um link de fibra.

33 Instalação de Dispositivos de Rede 33 É comum que os switches Gigabit e 10 Gigabit high-end incorporem duas, quatro ou oito baias para transceivers, combinados com um certo número de portas para cabos de par trançado. O switch então passa a atuar também como um bridge, unificando os segmentos com par trançado e com fibra, que forma que passem a formar uma única rede. Um exemplo é este Netgear GSM7328S, que inclui 24 portas Gigabit Ethernet, 4 baias para transceptores SFP Gigabit (os 4 conectores menores ao lado dos RJ-45) e conectores para 4 baias destinadas a transceivers 10 Gigabit (dois na parte frontal e dois na traseira): A idéia é que os links 10 Gigabits de fibra sejam utilizados para interligar dois ou mais switches a longas distâncias e as portas para cabo de par trançado sejam usadas pelos PCs individuais. Imagine que utilizando transceptores 10GBASE-LR você pode utilizar cabos monomodo de até 10 km, de forma que criar backbones de longa distância interligando os switches deixa de ser um problema. Vantagens de Cabo de Fibra Óptica 1 - Imunidade à Interferências - O feixe de luz transmitido pela fibra óptica não sofre interferência de sistemas eletromagnéticos externos. 2 Sigilo - Devido à dificuldades de extração do sinal transmitido, obtém-se sigilo nas comunicações. 3 - Tamanho Pequeno - Um cabo de 3/8 de polegada (9,18mm) com 12 pares de fibra, operando à 140 MBPS pode carregar tantos canais de voz quanto um de 3 polegadas ( 73mm) de cobre com 900 pares trançados. Menor tamanho significa melhor utilização de dutos internos. 4 - Condutividade elétrica nula - A fibra óptica não precisa ser protegida de descargas elétricas, nem mesmo precisa ser aterrada, podendo suportar elevadas diferenças de potencial.

34 Instalação de Dispositivos de Rede Leveza - O mesmo cabo óptico citado no item 2 pesa aproximadamente 58 kg/km. O cabo de pares trançados pesa Kg/km. Isto possibilita maiores lances de puxamento para o cabo de fibra óptica. 6 - Largura de Banda - Fibras ópticas foram testadas até os 350 bilhões de bits por segundo em uma distância de 100km. Taxas teóricas de trilhões de bits por segundo são alcançáveis. 7 - Baixa Perda - As fibras monomodo atuais possuem perdas tão baixas quanto 0,2 db/km (Em 1550 nm). 8- Imunidade à Ruídos - Diferente dos sistemas metálicos, que requerem blindagem para evitar radiação e captação eletromagnética, o cabo óptico é um dielétrico e não é afetado por interferências de rádio frequência ou eletromagnéticas. O potencial para baixas taxas de erro, elevam a eficiência do circuito. As fibras ópticas são o único meio que podem transmitir através de ambientes sob severa radiação. 9 - Alta Faixa de Temperatura - Fibras e cabos podem ser fabricados para operar em temperaturas de -40º C até 93ºC. Há registros de resistência a temperatura de -73ºC até 535ºC Sem Risco de Fogo ou Centelhamento - As fibras ópticas oferecem um meio para dados sem circulação de corrente elétrica. Para aplicações em ambientes perigosos ou explosivos, elas são uma forma de transmissão segura.

35 Instalação de Dispositivos de Rede 35 Transmissão sem fios Existem vários meios de transmissão sem fio, dentre eles: infravermelhos, laser, microondas, rádio e satélite Infravermelhos Podem ser utilizados em sistemas de uso doméstico (televisores, vídeos, automóveis) para transmitir sinais digitais entre computadores, tornando-se necessário que estes computadores se encontrem relativamente próximos uns dos outros. Existem normas para transmissões entre 1.15 Mbps e 4 Mbps com alcances máximos entre 15 m e 60 m e ainda entre 10 e 155 Mbps e com alcance de 30 m. As desvantagens dos infravermelhos estão sobretudo na necessidade de linha de vista entre emissor e receptor (impossível interligar através de paredes) e nas distâncias longas. Vantagens: * As frequências a que trabalham não obrigam a pedidos de licença; * Privacidade não passam através das paredes; * Componentes não são dos mais caros (para taxas baixas). Desvantagens: * Necessidade de linha de vista entre emissor e receptor; * Altas taxas obrigam a equipamentos muito caros; * Mais susceptíveis a erros.

36 Instalação de Dispositivos de Rede 36 Laser São, por vezes, uma boa alternativa à fibra óptica em redes locais já que permite grandes débitos e, como todas as ligações sem fios, grande mobilidade. Há equipamentos no mercado capazes de ultrapassar os 6 Mbps até 3 km de distância. Vantagens: * Altos débitos se a poucos quilómetros de distância * Não necessita de pedido de autorização a entidades gestoras do espaço radioeléctrico Desvantagens: * Sensível a poeiras, nevoeiro, chuva, etc. * O alinhamento do emissor e do receptor é extremamente rigoroso, o que traz por vezes dificuldades no equipamento exterior Microondas São possíveis transmissões equivalentes às das várias Ethernets (10 Mbps a 100 Mbps) a distâncias variadas, utilizadas nas comunicações móveis. São usadas muitas vezes para ligações entre edifícios. As suas vantagens e desvantagens são semelhantes às dos infravermelhos. Baixa capacidade em termos de velocidade de transmissão

37 Instalação de Dispositivos de Rede 37 Ondas de satélite * Suportam uma largura de banda elevada. * Os satélites usados para telecomunicações ou transmissão de dados sob a forma digital encontram-se em orbitas a cerca de km da superfície terrestre. * Uplinks- transmissão da terra para o satélite. * Downlinks- transmissão do satélite para a terra.

38 Instalação de Dispositivos de Rede 38 Bluetooth O Bluetooth é um padrão para redes PAN (personal area network), ou seja, uma rede de curta distância, usada para interligar celulares, palmtops e outros dispositivos de uso pessoal. Ele funciona como um "cable replacement", ou seja, uma tecnologia que permite interligar periféricos próximos, substituindo o uso de cabos. Ele é usado por um enorme número de celulares, sem falar de palmtops e outros dispositivos, incluindo fones, teclados e mouses. A versão inicial do padrão foi desenvolvida por um consórcio composto pela Ericsson, IBM, Nokia, Toshiba e Intel e publicada em julho de Pouco depois, o Bluetooth foi adotado pelo IEEE, dando origem ao padrão Isso reforçou a posição do Bluetooth como um padrão aberto e acelerou sua adoção, embora ele tenha sido ofuscado pelo crescimento do Wi-Fi, que ocupou muitos dos nichos aos quais o Bluetooth era destinado. A principal vantagem do Bluetooth é o baixo consumo elétrico, o que permite que os transmissores sejam usados em dispositivos pequenos demais para comportar uma interface wireless, como no caso de um celular, headset, ou mesmo de um teclado ou mouse. O uso de chips mais simples também faz com que os transmissores Bluetooth sejam bem mais baratos do que placas wireless Wi-Fi. Eles ainda não são muito comuns em notebooks e desktops montados, mas os adaptadores Bluetooth USB são bastante acessíveis. Aqui temos um adaptador USB desmontado. Ele é composto de dois controladores simples, acompanhados por alguns diodos e resistores, um cristal de clock (instalado do outro lado da placa) e um led. Para simplificar o projeto, uma trilha na própria placa é usada como antena: Existem também alguns modelos com antenas externas, como o modelo da Linksys à direita, mas o aumento no alcance devido ao uso da antena não é tão grande quanto pode parecer à primeira vista e a antena torna o transmissor maior e menos prático. Existem ainda alguns modelos de transmissores

39 Instalação de Dispositivos de Rede 39 baratos, que utilizam antenas externas falsas, que nada mais são do que um tubo plástico oco, destinado a enganar os incautos. Naturalmente, o baixo consumo e o baixo custo têm seu preço. O alcance é pequeno e a velocidade de transmissão é bastante baixa. O Bluetooth oferece uma velocidade bruta de 1 megabit, mas devido ao overhead do protocolo de comunicação, a velocidade real (bits úteis) é de apenas 721 kbits em modo assíncrono (o modo de transmissão menos confiável) ou 432 kbits em modo síncrono. Temos ainda mais uma certa perda devido a retransmissões de pacotes perdidos, ou corrompidos devido a interferência, o que faz com que, na prática, as taxas sejam ainda mais baixas. A baixa velocidade do Bluetooth o torna muito lento para uso em redes, mas é suficiente para suas principais aplicações, que são a comunicação entre o PC e o celular (ou palmtop), transferindo imagens e pequenos arquivos e permitindo o uso de headsets, teclados e mouses. Dispositivos maiores utilizam redes Wi-Fi, de forma que os dois padrões acabam se complementando. No Bluetooth 2.x (o padrão atual) a velocidade foi multiplicada por três, chegando a 3 megabits brutos através da mudança no padrão de modulação do GFSK (Gaussian frequency shift keying) para o PSK (phase shift keying), mas é preciso que os dois transmissores suportem o padrão, caso contrário a taxa cai para o 1 megabit do padrão original. Existem dois tipos de adaptadores Bluetooth, que se diferenciam pela potência de transmissão. Os dispositivos classe 1 utilizam transmissores de 100 milliwatts, o que resulta em um alcance teórico de 100 metros, enquanto os dispositivos classe 2 utilizam transmissores de apenas 2.5 milliwatts, o que resulta em um alcance de apenas 10 metros. Em ambos os casos, o número se refere a alcance em campo aberto. Como o sinal do Bluetooth é muito fraco, ele é atenuado rapidamente por obstáculos. O sinal pode ultrapassar uma parede fina de alvenaria, permitindo que você consiga acessar seu celular que esqueceu na sala ao lado, mas não espere nada muito além disso. De uma forma geral, você tem uma boa conexão apenas ao usar dois aparelhos dentro da mesma sala. A maioria dos adaptadores USB destinados a micros PC utilizam transmissores classe 1, mas a maioria dos celulares e outros dispositivos pequenos utilizam transmissores classe 2, que oferecem um consumo elétrico mais baixo. A combinação dos dois não resulta em um alcance muito maior do que ao utilizar dois transmissores classe 2, pois pouco adianta um transmissor mais potente no PC, se ele não for capaz de captar o sinal emitido pelo outro dispositivo. A rede formada entre os dispositivos Bluetooth é chamada de piconet (pico=pequena, net=rede) e é composta por um dispositivo central (master) e até 7 dispositivos subordinados (slaves), que são conectados a ele. É possível adicionar até 255 "parked nodes", que são dispositivos configurados para fazerem parte da rede, mas que não estão ativos no momento. Ou seja, você poderia conectar

40 Instalação de Dispositivos de Rede 40 um grande número de aparelhos com Bluetooth ao PC ou a outro dispositivo central, desde que não usasse mais do que 7 deles ao mesmo tempo. Dispositivos maiores, como palmtops e celulares podem ser configurados tanto em modo master quanto em modo slave, de acordo com a situação. O celular pode operar em modo master ao usar um teclado bluetooth e em modo slave ao ser acessado pelo PC, mas dispositivos menores, como teclados e headsets operam apenas em modo slave. A segurança é garantida por um processo de autenticação, chamado de pairing, onde você define um código de acesso (passkey) que precisa ser digitado nos dispositivos para criar a conexão. O pairing é necessário apenas para fazer a conexão inicial, a partir daí a conexão se torna definitiva. Este sistema não é particularmente seguro, mas como o alcance dos transmissores Bluetooth é muito curto, ele é considerado aceitável. Pairing em um Nokia E62 O padrão Bluetooth prevê o uso de diversos "profiles", que são diferentes protocolos de comunicação, desenvolvidos de forma a atender diversos cenários de uso. Os cinco profiles mais usados são o HSP (Headset Profile), que é utilizado por headsets Bluetooth, o HID (Human Interface Device Profile), usado por teclados, mouses, joysticks e outros dispositivos de entrada, o FTP (File Transfer Profile), que permite transferir arquivos, o OPP (Object Push Profile) um protocolo de transferência de dados de uso geral, que pode ser usado para transferir contatos, fotos e outras informações e o DUN (Dial-up Networking Profile), que é usado por celulares para permitir o acesso à web através do PC. Cada profile faz com que o transmissor Bluetooth e o dispositivo do outro lado sejam vistos de forma diferente pelo sistema. No HSP, o headset é visto como uma placa de som remota, que permite o envio de streams de áudio. No HID o teclado ou mouse Bluetooth é visto pelo sistema como se fosse um dispositivo de entrada conectado a uma das portas USB do micro, enquanto no DUN o celular é visto pelo sistema como um modem ligado a uma porta serial, que é usado para "discar" para o provedor e, assim, estabelecer a conexão. Existe ainda o PAN (Personal Area Networking), que usa uma camada de emulação para permitir o tráfego de pacotes Ethernet, de forma que o transmissor Bluetooth seja usado como uma interface de rede. É este profile que seria usado ao ligar dois PCs em rede via Bluetooth. Embora a velocidade de uma conexão Bluetooth seja satisfatória para tarefas leves, como compartilhar a conexão e transferir pequenos arquivos (desde que você não se importe com o limite

41 Instalação de Dispositivos de Rede 41 de 721 kbits), o PAN é um profile pouco usado na prática, já que é muito mais fácil ligar dois micros usando um cabo cross-over, ou uma rede wireless ad-hoc, que são mais fáceis de configurar e oferecem uma velocidade maior. Aqui temos dois exemplos de uso, transferindo arquivos usando o BlueSoleil (um gerenciador Bluetooth para o Windows, fornecido com a maioria dos adaptadores bluetooth USB) e acessando os contatos em um celular da Motorola, usando o KMobileTools no Linux: Em se tratando de redes, o uso mais popular para o bluetooth atualmente é acessar a web usando o celular, usando o DUN. Antigamente, o tráfego de dados nas redes GPRS era extorsivamente caro e o acesso muito lento, mas com a introdução do EDGE e das redes 3G e o surgimento de planos voltados especificamente para o acesso à web, as velocidades melhoraram e o custo caiu, fazendo com que o acesso à web via celular se tornasse uma opção viável. Existem no mercado vários modelos de modems EDGE ou EVDO em versão PC Card ou USB, mas na verdade você não precisa do modem, já que pode utilizar o próprio celular. Em modelos antigos você precisa encontrar o cabo apropriado (que muitas vezes demanda o uso de algum software proprietário de comunicação), mas nos modelos atuais você só precisa de um receptor bluetooth para o notebook. Desde que não existam obstáculos, o alcance do receptor pode chegar a 10 metros, o que permite que você deixe o celular perto da janela para melhorar a recepção em áreas rurais ou com pouco sinal. Veja detalhes de como configurar a conexão tanto no Windows quanto no Linux no próximo capítulo. Concluindo, o Bluetooth opera na faixa de freqüência dos 2.4 GHz, que é a mesma usada pelas redes Wi-Fi. Para evitar interferência, o Bluetooth utiliza 79 canais distintos, cada um ocupando uma faixa de freqüência de 1 MHz, e alterna entre eles rapidamente (1600 vezes por segundo) usando uma sequência semi-aleatória, definida entre os dispositivos, diferente das redes Wi-Fi, que operam usando uma freqüência fixa. Com isso, a interferência continua existindo, mas é reduzida drasticamente, permitindo que redes Wi-Fi e transmissores Bluetooth operem no mesmo ambiente.

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