Redes TCP/IP. Prof. M.Sc. Alexandre Fraga de Araújo. INSTITUTO FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO Campus Cachoeiro de Itapemirim

Transcrição

1 Redes TCP/IP

2 Introdução Em telecomunicações, a largura da banda ou apenas banda usualmente se refere à bitrate de uma rede de transferência de dados, ou seja, a quantidade em bits/s que a rede suporta. A denominação banda, designada originalmente a um grupo de frequências é justificada pelo fato de que o limite de transferência de dados de um meio está ligado à largura da banda em hertz.

3 Definição O limite de banda é o limite máximo de transferência de dados, onde também é designada sua velocidade. O termo banda é freqüentemente utilizado por operadoras de telecomunicações referindo-se ao limite de dados recebidos ou enviados oferecido pelo serviço num período de um mês. Ultrapassando-se esse limite, as operadoras podem aplicar cortes no limite de transferência de dados de um dado cliente.

4 Tabelas de velocidades Limite Largura de Banda Tipo de Conexão 56 kbit/s Modem / Discada 1544 kbit/s T1 10 Mbit/s Ethernet 11 Mbit/s Wireless b 54 Mbit/s Wireless-G g 100 Mbit/s Fast Ethernet 300 Mbit/s Wireless-N n 1000 Mbit/s Gigabit Ethernet Mbit/s 10 Gigabit Ethernet

5 Exemplos de Redes de dados

6 Largura de Banda Porque a largura de banda é importante? A largura de banda é limitada pela física e pela tecnologia. Largura de banda não é grátis. Os requisitos de largura de banda estão crescendo rapidamente. A largura de banda é crítica ao desempenho das redes.

7 Largura de banda A largura de banda é finita. Em outras palavras, independentemente dos meios usados para criar a rede, existem limites na capacidade daquela rede de transportar informações. A largura de banda é limitada por leis da física e pelas tecnologias usadas para colocar as informações nos meios físicos.

8 Largura de banda Largura de banda não é grátis. É possível comprar equipamentos para uma rede local que lhe oferecerá uma largura de banda quase ilimitada durante um longo período de tempo. Para as conexões WAN (wide-area network), é quase sempre necessário comprar largura de banda de um provedor de serviços.

9 Largura de banda A largura de banda é um fator importante na análise do desempenho da rede, na criação de novas redes, e no entendimento da Internet. Um profissional de rede precisa entender o grande impacto da largura de banda e do throughput no desempenho e desenho de redes. As informações fluem como uma seqüência de bits de computador a computador por todo o mundo.

10 Largura de banda A demanda por largura de banda está sempre crescendo. Tão logo são criadas novas tecnologias de rede e infra-estruturas para fornecer maior largura de banda, também são criados novos aplicativos para aproveitar da maior capacidade. A transmissão, através da rede, de conteúdo rico em mídia, inclusive vídeo e áudio streaming, exige quantidades enormes de largura de banda.

11 Analogia Largura de banda

12 Analogia Largura de banda

13 Unidades de Largura de banda Nos sistemas digitais, a unidade básica de largura de banda é bits por segundo (bps). A largura de banda é a medida da quantidade de informação que pode ser transferida de um lugar para o outro em um determinado período de tempo, ou segundos. Apesar de que a largura de banda pode ser descrita em bits por segundo, geralmente pode-se usar algum múltiplo de bits por segundo.

14 Unidades de Largura de banda

15 Larguras de banda máxima e limitações de comprimento

16 Serviços e larguras de banda WAN

17 O que é throughput Throughput (ou taxa de transferência) é a quantidade de dados transferidos de um lugar a outro, ou a quantidade de dados processados em um determinado espaço de tempo, pode-se usar o termo throughput para referir-se a quantidade de dados transferidos em discos rígidos ou em uma rede, por exemplo; Tem como unidades básicas de medidas o Kbps, o Mbps e o Gbps.

18 O que é throughput O throughput pode ser traduzido como a taxa de transferência efetiva de um sistema. A taxa de transferência efetiva de um determinado sistema (uma rede de roteadores por exemplo) pode ser menor que a taxa de entrada devido às perdas e atrasos no sistema. Throughput é diferente da largura de banda nominal.

19 Largura de banda x throughput Largura de banda é a medição da quantidade de informações que podem ser transferidas através da rede em certo período de tempo. Portanto, a quantidade de largura de banda disponível é uma parte crítica da especificação da rede. O throughput se refere à largura de banda real medida, em uma hora do dia específica, usando específicas rotas de Internet, e durante a transmissão de um conjunto específico de dados na rede. Infelizmente, por muitas razões, o throughput é muito menor que a largura de banda digital máxima possível do meio que está sendo usado.

20 Mídias de Transmissão

21 Meios Guiados e Não-Guiados Basicamente, a função de qualquer meio de transmissão é carregar um fluxo de informações através de uma rede. Os meios ou mídias de transmissão são divididos em dois grupos: Guiados, como os fios de cobre e os cabos de fibra óptica. Meios não guiados, como as ondas de rádio e os fios laser transmitidos pelo ar.

22 Cabeamento de Rede É aquele que estabelecerá a conexão física entre os diversos dispositivos e acessórios que compõe a rede. É importante observar que os conectores representam as ligações mais fracas de um sistema de cabeamento. Conectores mal instalados podem criar ruídos elétricos, estabelecer um contato elétrico intermitente e até mesmo interromper o funcionamento de uma rede.

23 Propriedades do Cabeamento Metálico Resistência Representa a perda de energia que um sinal sofre ao trafegar por um meio metálico. Impedância Uma característica importante que deve ser observada na montagem de uma rede é a impedância dos cabos. Diafonia Ou crosstalk é a medida da interferência elétrica gerada em um par pelo sinal que está trafegando em um par adjacente dentro do mesmo cabo. Delay É a diferença de propagação (medida em nanossegundos) entre o maior e o menor valor de propagação representa o atraso de propagação ou delay.

24 Padronização do cabeamento Até a criação dos atuais padrões ANSI/EIA/TIA, não existia qualquer padronização, desta forma cada fabricante desenvolvia sua própria solução. A EIA/TIA, estabelece padrões para desempenho técnico. Já o IEEE inclui requisitos em relação aos cabos e suas especificações para sistemas ethernet e token-ring.

25 Categorias de cabeamento A partir da década de 1980, com a introdução dos padrões internacionais para o projeto de redes, os fabricantes de sistemas de cabeamento passaram a produzi-los sob normas definidas. Em 1988, os primeiros sistemas de cabeamento integrado para sistemas de computação, telefonia, segurança, controle ambiental, gerenciamento de energia, sonorização e TV a cabo foram lançados comercialmente, levando para o mercado o conceito do cabeamento estruturado.

26 Categorias de Cabeamento Quanto mais elevada for a classificação do cabo ou do acessório, tanto maior é a sua capacidade de transmitir dados. Por exemplo, o cabeamento para redes locais é classificado pela EIA/TIA nas categorias 3,4,5,5e,6 e 7. Atenuação É a perda de potência que o sinal sofre ao percorrer o meio entre o transmissor e o receptor.

27 Cabo Coaxial Vantagens se comparado com os cabos de par trançado em aplicações nas áreas sujeitas ao ruído eletromagnético porque, o cabo coaxial oferece uma melhor imunidade ao ruído devido a sua blindagem, outra vantagem é que o cabo coaxial pode alcançar distâncias maiores sem distorção e sem a necessidade de regeneração do sinal.

28 Cabo Coaxial Desvantagem uma de suas maiores desvantagens esta o custo. O cabo coaxial é mais caro do que o cabo de par trançado, assim como é mais elevado o custo de suas intefaces para conexão. Outra desvantagem são os problemas de falhas na rede que podem ser ocasionadas por mau contato nos conectores utilizados.

29 Par Trançado Os projetos de redes de computadores atuais vêm utilizando o cabo de par trançado, principalmente devido as seu preço e à facilidade de instalação e manutenção. A desvantagem do par trançado é sua sensibilidade às interferências e ao ruido elétrico. Os fios de um par trançado são enrolados em espiral a fim de, através do efeito do cancelamento, reduzir o ruido e manter constantes as propriedades elétricas por toda a sua extensão.

30 Par Trançado O efeito de cancelamento reduz a diafonia entre os pares de fios, diminuindo o nível de interferência eletromagnética e de radio frequência e aumentando sua capacidade de transmissão.

31 Cabos STP STP ( Shielded Twisted Pair - Par trançado com blindagem), possui uma malha blindada que lhe confere uma maior imunidade às intereferências externas eletromagnéticas e de radiofrequência, possui uma blindagem interna envolvendo cada par trançado com o objetivo de reduzir a diafonia. O maior volume de blindagem e isolamento aumenta consideravelmente o peso, tamanho e custo do cabo.

32 Cabos STP O cabo blindado STP é muito pouco utilizado, sendo basicamente necessário em ambientes com grande nível de interferência eletromagnética.

33 Cabos FTP FTP (Foiled Twisted Pair Par trançado com fita metalica), são formados por dois condutores isolados, trançados, formando um par e 4 pares agrupados formando um núcleo central. O núcleo é recoberto por uma blindagem em fita flexivel de alumínio e recebe ainda um condutor estanhado de aterramento.

34 Cabos FTP Sua utilização é indicado para sistemas de cabeamento horizontais que exijam robustez, confiabilidade e proteção contra EMI e RFI, tais como escritórios com altas fontes de ruídos e interferência, pisos de fábrica, etc.

35 Cabos UTP UTP (Unshielded Twisted Pair Par trançado sem blindagem) é atualmente o cabo mais utilizado em redes de computadores. O cabo UTP tem como vantagens ser de fácil manuseio e instalação, além de permitir taxas de transmissão elevadas.

36 Interferências em Cabeamento Metálico Os problemas de energia elétrica são as maiores causas de defeito em redes de computadores. Conhecidos como EMI/RFI, o ruído elétrico pode ser causado por diversos fatores tais como descargas atmosféricas, motores elétricos, equipamentos industriais, transmissores de rádio etc. Um cabeamento de qualidade deve possuir baixa susceptibilidade elétromagnética e baixo nível de emissão de ruídos.

37 Fontes de EMI/RFI Outras fontes externas que podem causar interferência EMI/RFI no cabeamento metálico são os relés, os comutadores elétricos, os termostatos, e as luzes fluorescente.

38 Técnicas de Proteção No projeto de cabos metálicos normalmente são utilizados duas técnicas para proteger cada fio do cabo da interferência de sinais indesejáveis a blindagem e o cancelamento. Cancelamento é uma técnica de proteção, mais sofisticada do que a blindagem. O fluxo de corrente de um fio cria um pequeno campo eletromagnético circular ao redor dele.

39 Cancelamento A direção do fluxo da corrente do fio determina a direção das linhas de força eletromagnéticas que o circundam. Se dois fios estiverem no mesmo circuito elétrico, os elétrons fluirão da fonte positiva do outro fio. Se os dois fios estiverem próximos, seus campos elétromagnéticos serão o oposto um do outro. Isso fará com que eles se cancelem e anulem também campos externos. O efeito do cancelamento é melhorado trançando os fios.

40 Fibra Óptica A fibra óptica é um meio de transmissão que utiliza a luz para transportar a informação através de uma rede. A fibra óptica é formada por duas partes: núcleo e casca. O núcleo é a parte por onde se propaga a luz. A casca é responsável por confinar a luz no interior do núcleo. A fibra também possui um revestimento plástico que lhe dá proteção mecânica contra o meio externo.

41 Funcionamento da fibra óptica Para entender como o cabo de fibra ótica funciona, pense em um imenso canudo de refrigerante ou em um cano plástico flexível. Imagine, por exemplo, um cano excessivamente comprido. Agora, considere que a superfície interna desse cano foi revestida com um espelho perfeito. Então, imagine que você está olhando em uma das pontas do cano.

42 Funcionamento da fibra óptica Há vários quilômetros de distância, na outra ponta, um amigo seu liga uma lanterna e reflete sua luz dentro do cano. Uma vez que o interior do cano é revestido de um espelho perfeito, a luz da lanterna refletirá na superfície do cano (mesmo que ele seja curvo ou distorcido) e você a verá na outra ponta. Se o seu amigo começar a ligar e desligar a lanterna à maneira do código Morse, ele conseguirá se comunicar com você por meio do cano. Essa é a essência do cabo de fibra ótica.

43 Funcionamento da fibra óptica Seria possível construir um cabo a partir de um tubo espelhado, contudo ficaria muito grande e seria trabalhoso revestir seu interior com um espelho perfeito. Todavia, um cabo de fibra ótica verdadeiro é feito de vidro. O vidro é tão puro que, mesmo sendo extremamente comprido, a luz consegue ser refletida. O vidro é talhado de modo a tornar-se uma fibra bem fina, em um grau de espessura comparado ao do cabelo humano. A fibra de vidro é então envolvida em duas camadas de plástico.

44 Conclusão Funcionamento da fibra óptica Ao revestir o plástico com vidro, você obtém uma forma similar a um espelho ao redor da fibra de vidro. Esse espelho cria um reflexo interno completo, assim como faria um espelho perfeito revestido no interior de uma cano.

45 Vantagen da Fibra Óptica Devido as suas características, apresentam algumas vantagens em relação aos suportes físicos de transmissão convencionais. Pequeno tamanho e peso; Imunidade a interferências Isolação elétrica; Segurança do sinal; Matéria-prima abundante.

46 Desvantagen da Fibra Óptica O uso das fibras ópticas também possuem algumas desvantagens em relação aos suportes de transmissão convencionais: Fragilidade das fibras ópticas sem encapsulamento; Dificuldade de conexões das fibras ópticas; Acopladores tipo T com perdas muito grandes; Falta de padronização dos componentes ópticos.

47 Fibra Óptica As fibras ópticas são imunes a interferências elétromagnéticas e a ruídos e, por não irradiarem luz para for a do cabo em situação normal, não se verifica ruído. Permitem um isolamento completo entre o transmissor e o receptor, fazendo com que o perigo de curto-circuito não exista. São utilizadas em sistemas de comunicação nos quais as taxas de transmissão situam-se entre 150 Mbps e 622 Mbps em uma única fibra. Em percursos de longa distância, as fibras ópticas são utilizadas pelas companhias telefônicas em distâncias de aproximadamente 50 Km sem a necessidade de utilização de repetidores de sinal.

48 Fibras Ópticas Algumas limitações para uma maior utilização das fibras ópticas nas redes locais de computadores ainda são encontradas. A junção de fibras é uma tarefa ainda delicada, principalmente em ligações multiponto, além de ser necessária a utilização de equipamentos especiais para emenda e testes.

49 Tipos de Fibra Óptica Multimodo Têm espessura de 50 ou 62,5 microns e alcance de até 2 km. Este tipo de fibra é usado em redes locais. O feixe de luz sofre várias reflexões ao longo das paredes internas da fibra, ocasionando um espalhamento do sinal, o que a torna inadequada para distâncias maiores que 2 km. Por outro lado, permite usar fontes de luz mais baratas, como LEDs. São produzidas em cabos com 2, 4, 6, 8, 10, 12 ou mais pares de fibras. O cabo mais simples possui um par de fibras, sendo que cada uma transporta a luz em uma direção.

50 Tipos de Fibra óptica Monomodo São usadas em telefonia e em aplicações que exigem longas linhas, com vários quilômetros. Sua espessura é de 8 a 10 microns (lembrando que 1 mícron é igual a 1 milésimo de milímetro), e nela trafega um feixe de laser, sem sofrer reflexão nas paredes.

51 Equipamentos para Fibra Óptica

52 Cabeamento estruturado e Construção de Cabos

53 Breve Histórico A partir de 1988, os primeiros sistemas de cabeamento integrando voz, vídeo e dados foram lançados comercialmente. Com a introdução dos padrões internacionais, os sistemas de cabeamento passaram a ser produzidos sob normas definidas internacionalmente. A liberdade de escolha de fornecedores pelo usuário tornou mais flexível e barato o projeto de sistemas de informação, desencorajando a utilização de sistemas patenteados, além de preservar os investimentos realizados na infra-estrutura.

54 O Que é Cabeamento Não-Estruturado O cabeamento não-estruturado é aquele normalmente executado sem um planejamento prévio e seu dimensionamento não considera modificações ou expansões futuras na rede. Normalmente cabos dedicados para tipos específicos de aplicação, ou seja, cabos para voz, cabos para dados, cabos para sistemas de controle etc., Resultando em diversos padrões, topologias, conectores, ligações etc., Que sofrem modificações para cada alteração do layout da rede.

55 Cabeamento Não-Estruturado A implementação física de um cabeamento nãoestruturado apresenta como vantagens um custo inicial baixo e tempo de implantação pequeno se comparado ao cabeamento estruturado. Porém esses aspectos são vantajosos apenas quando o ambiente dificilmente sofre modificações em seu layout físico, além do fato de que a rede deve crescer de forma muito lenta, no que se refere a instação de novos pontos.

56 Características rede não-estruturado Normalmente a passagem de cabos é feita utilizando uma estrutura já existente e nem sempre adequada(sistema elétrico). Novos cabos são planejados apenas em locais onde ja existam equipamentos em funcionamento ou sejam previstas novas estações de trabalho. Futuras ampliações não são observadas. Não utiliza qualquer tipo de organizador de cabos(patch Panel). Geralmente não envolve obras civis e quando os dutos que passagem tornam-se insuficientes, caminhos adicionais para os novos cabos são improvisados. Pouca ou nenhuma flexibilidade. Cada novo ponto de rede ou remanejamento de pontos existentes requer a passagem de novos cabos. Não oferecem documentação adequada dos pontos de rede, dificultando a administração e a resolução de problemas.

57 Rede Não-Estruturada Vantagens Baixo custo inicial Rápida implantação Desvantagens Quando adotamos este método de Engenharia de Cabling (Não Estruturado), teremos grandes problemas com o crescimento da rede, além de um custo adicional crescente. Sabe-se que as mudanças de disposição física das workstations são constantes, isto em todos os segmentos das organizações. Sendo assim, para cada workstation remanejada, deve ser efetuado o remanejamento do cabo utilizado ou, quando isto não é possível (o que é mais comum), deve ser providenciado um novo cabo até a Workstation.

58 Rede Não-Estruturada Relação Custo X Beneficio O custo inicial desta tecnologia, se comparada ao cabling estruturado, é baixo, mas os benefícios, aparecendo somente quando a organização tem modificações em seu layout físico. Como a maioria das empresas tem constantes modificações, exclusões e ampliações em sua estrutura física e em suas disposições de mobiliário, a relação custo/benefício desta técnica é muito baixa. No ponto estrutural que deve ser considerado no cabling não estruturado, principalmente a respeito das tubulações, que podem tornar-se insuficientes, em determinado instante, para a inclusão de novos cabos, demandando uma reestruturação na parte civil da empresa.

59 Rede Não-Estruturado Analisemos na figura a seguir um exemplo de cabeamento não estruturado.

60 Exemplos

61 Cabeamento Estruturado O seu princípio básico baseia-se na previsão adequada dos recursos necessários para atender a quaisquer exigências de expansão ou movimentação dos pontos de rede na infra-estrutura física das edificações. É uma solução que oferece uma excelente relação custo/benefício. Apesar de um custo de projeto e de instalação inicial maior, esta solução apresenta uma economia em longo prazo, se comparado ao cabeamento não estruturado, e contabilizando os gastos que seriam necessários com a solução não estruturada frente as mudanças e as novas instalações de rede.

62 Cabeamento Estruturado O maior beneficio desta solução encontra-se na flexibilização dos recursos de conexão oferecidos, como a adequação às novas tecnologias emergentes e às facilidades para crescimento. É possivel definir ainda o cabeamento estruturado como um sistema baseado na padronização das interfaces e nos meios de transmissão, que descreve ainda os sistemas de rede interna e de campus e sua interconexão com a planta externa, de modo a tornar a rede de cabos independente da aplicação e do layout.

63 Normas Cabeamento Estruturado

64 Recomendações sobre instalação de Cabeamento estruturado Na norma EIA/TIA 569 sobre cabeamento estruturado, existem recomendações sobre as passagens dos cabos que devem ser respeitadas, para que os mesmos possam ser certificados no teste final. Distância de no mínimo 15cm de linhas de até 2KVA. Distância de no mínimo 30cm de linhas de alta voltagem ( Lâmpadas Fluorescentes ). Distância de no mínimo 1m de transformadores e motores. Distância máxima entre caixas de passagem menor ou igual a 15m. Do teto até a tomada de rede o cabo deverá ser acondicionado em canaletas sistema X ou similar ( não deverá existir cabo aparente ). Para o caso de não haver conduítes internos.

65 Cabeamento Estruturado Vantagens O motivo comumente alegado pelos projetistas de LANs quanto à não adoção do cabeamento estruturado é o custo muito elevado da solução. Mas se levarmos em conta os gastos com novos pontos e principalmente com pontos remanejados (em torno de R$ 40,00 por ponto, apenas a mão-de-obra), verificamos que o investimento inicial é rapidamente amortizado devido à significativa economia. Outro aspecto muito importante a considerar está relacionado às dificuldades na passagem de mais cabos durante o crescimento de uma rede com cabling não estruturado.

66 Cabeamento Estruturado Os dutos passam a ser insuficientes, e o pior é que ao tentarmos passar um cabo em um duto superlotado, podemos romper cabos que estavam em funcionamento, devido à "força" aplicada pelos técnicos de cabling. Para evitar isto, muitas empresas vivem em "obras", sendo que o cabeamento estruturado é definitivo e deveria ser a opção adotada. Não devemos esquecer que a infra-estrutura de cabling é o primeiro parâmetro que sinalizará o sucesso ou não do projeto da rede como um todo. Entretanto, as infra-estruturas prediais não apresentam capacidade, na maioria dos casos (mais de 90%), para a adequada implementação do cabeamento estruturado, em nível de dutos e tubulações.

67 Cabeamento Estruturado Desvantagens O grande problema para a implantação do método de Engenharia de Cabling Estruturado é a falta de infra-estrutura de tubulações nas organizações, o que muitas vezes envolve custos muito altos para os devidos acertos, inviabilizando o cabeamento estruturado. Cabe lembrar que mesmo os mais atuais recursos, como os pisos falsos, têm custos muito altos no Brasil. Além disto, nesta estrutura gastamos muito mais em cabos e conectores, além dos Patch Panels, mão-de-obra e documentação, apesar de diluirmos este custo no decorrer da utilização, devido ao fato de não nos preocuparmos mais com custos de remanejamentos e novas instalações.

68 Cabeamento Estruturado Outro grande problema desta técnica é justamente o dimensionamento adequado de pontos para atender a novas instalações e mudanças. Podemos investir muito dinheiro em cabeamento estruturado e no decorrer do uso do mesmo, o usuário desrespeitar o layout definido, solicitando instalações em locais ou disposições não previstas, o que descaracteriza o cabeamento estruturado. Devemos lembrar que as grandes vantagens desta técnica estão na flexibilidade e na preservação de investimentos, devido ao fato de não mexermos mais em tubulações e respectivos cabos após a implantação do mesmo e se isto não for respeitado, todo o investimento foi desperdiçado e o cabling passa a ser não estruturado.

69 Cabeamento Estruturado Relação Custo X Beneficio Na maioria das redes, esta é a solução que nos viabiliza a melhor relação custo benefício. Apenas em situações em que as mudanças físicas na empresa são muito esporádicas ou quando a obra civil necessária para a implantação da mesma é muito cara, é que não obtemos a melhor relação custo/benefício nesta à solução. Apesar de termos um custo de projeto e instalação maior nesta solução do que no cabling não estruturado, com o decorrer do tempo, contabilizando-se os gastos que teríamos com a solução não estruturada com mudanças e novas instalações, verificamos uma economia em longo prazo. O maior benefício desta solução não é a economia alongo prazo e sim a flexibilidade e facilidade de crescimento e adequação do cabling a novas diretivas.

70 Cabeamento Estruturado Entretanto, se as obras civis necessárias para a viabilização de o cabling apresentarem grande complexidade e quantidade, os custos inviabilizam a implementação desta técnica. Alguns segmentos também têm problemas para a implementação desta técnica, como por exemplo, as agências de automação bancária, as quais sofrem obras civis em média a cada dois anos, o que então denota uma estrutura nova de cabling a cada reforma. Para este segmento em questão, a técnica de cabling não estruturado apresenta maiores vantagens, desde que o mesmo seja implantado com folgas (não é estruturado, entretanto utiliza patch panels para manobras de pontos adicionais ou "reserva").

71 Cabeamento Estruturado Empresas que utilizam prédios alugados também encontram dificuldades na implantação do cabling estruturado, visto a necessidade (na maioria dos casos) de obras civis, o que encarece o projeto e não tem retorno rápido, sendo que a empresa pode mudar de instalação antes de amortizarmos os investimentos efetuados. Em "chão de fábrica", também encontramos dificuldades na implantação do cabling estruturado. Não podemos dizer: "suspendam este torno para que eu possa instalar 5 pontos de rede aqui, pois um dia quem sabe...". As áreas que utilizam redes locais dentro do ambiente fabril (como o PCP, Manutenção, etc.), podem mudar constantemente de localização física, entretanto não podemos implantar um cabling estruturado para atender a esta demanda.

72 Cabeamento Estruturado Analisemos na figura a seguir, um exemplo de cabeamento estruturado.

73 Cabeamento Estruturado

74 Cabeamento Estruturado

75 Cabeamento Estruturado Dificuldades da Engenharia de Cabling Se a nossa mão de obra é eficiente, as ferramentas adequadas, o projetista experiente e com domínio total do assunto, então a dificuldade da engenharia de cabling é unicamente: AS INSTALAÇÕES FÍSICAS! Ou seja, podemos nos deparar com um andar de determinado prédio, que tem o piso de granito italiano, as paredes de mármore carrara e o teto de gesso com acabamento feito por um decorador grego.

76 Cabeamento Estruturado Para piorar a situação, este andar pertence à DIRETORIA da empresa, e então?, vamos quebrar o piso de granito ou pregar uma canaleta no mármore, ou ainda furar o teto de gesso?

77 Cabeamento Estruturado Neste caso, a única solução (não esta sendo levado em consideração os custos) é uma rede wireless e bem discreta! Percebemos então que o profissional que atua na área de projetos de cabling tem que ter, principalmente, um senso estético muito forte, além de conhecer um pouco da área de construção civil...

78 Topologia Básica De acordo com as normas ANSI/EIA/TIA 568 A e ANSI/EIA/TIA 606, a instalção de um cabeamento divide-se basicamente em sete elementos. Cabeamento Horizontal Constituído dos cabos que ligam o painel de distribuição até o ponto final do cabeamento. Esses cabos formam um conjunto permanente e são denominados cabos secundários. Cabeamento Vertical Ou cabeamento tronco ou backbone trata-se do conjunto permanente de cabos primários de telecomunicações e aos pontos de facilidade de entrada.

79 Topologia Básica Área de Trabalho É o local onde o usuário interage com os equipamentos terminais de telecomunicações. Esses equipamentos acessam os sistemas por meio de conectores e tomadas. Sala de Telecomunicações São locais de terminação dos cabos e funcionam como um sistema de administração do cabeamento e alojamento de equipamentos que interligam o sistema horizontal ao backbone. São localizados em cada andar, distribuindo os serviços para as áreas de trabalho e dispondo de repetidores e comutadores para redes locais.

80 Topologia Básica Sala de Equipamentos Ponto da rede no qual estão localizados os equipamentos ativos do sistema bem como suas interligações com sistemas externos. Entrada da Edificação Também conhecido como Distribuidor Geral de Telecomunicações (DGT), é o ponto no qual se realiza a interface entre o cabeamento externo e o cabeamento interno da edificação.

81 Topologia Básica Painéis de Distribuição Recebem de um lado, o cabeamento primário vindo dos equipamentos e, do outro, ocabeamento horizontal que conecta as tomadas individuais.

82 Topologia Básica

83 Cabeamento Estruturado Rack Utilizado para armazenar dispositivos passivos e ativos, como Path Panel, HUB, Switch, Roteador e etc., centralizando toda a rede e protegendo os dispositivos armazenados, também chamado de gabinete ou bracket, sendo diferenciados em quantidade de polegadas e profundidade.

84 Cabeamento Estruturado Path Panel Painel intermediário para centralização do cabeamento horizontal conectorizado, ficando entre os dispositivos ativos e estações (hosts), fazendo a conexão entre clientes e servidores. Sua estrutura é composta por filas de pinos, parecidas com as de um conector RJ-45, sendo os pinos são codificados com cores. Observe que existe toda uma instrução para uma conexão perfeita, que lembra a seqüência correta de conectorização. Ao lado oposto existem portas para conexão de cabos tipo Path Cords, tendo é claro, o mesmo tamanho das tomadas RJ-45 existente para conexão das estações.

85 Cabeamento Estruturado Acessórios Como acessórios podemos considerar todo o tipo de mecanismo que compõe a estrutura de uma rede local, como guia de cabos, bandejas, régua de tomadas, presilhas, velcros, parafusos com porca-gaiola, mangueira corrugada, idenficadores diversos.

86 Cabeamento Estruturado Infra-Estrutura A infra-estrutura representa o conjunto de componentes necessários ao encaminhamento e passagem dos cabos, para aplicações multimídia, em todo os pontos da edificação, assim como os produtos necessários à instalação dos componentes ativos do sistema que compõem uma rede local. Fazem parte dessa classificação os seguintes materiais: eletrocalhas, eletrodutos, caixas de passagem, gabinetes, suportes de fixação, buchas, parafusos, etc.

87 Cabeamento Estruturado A opção de piso elevado, utilizada geralmente em salas de processamento corporativo (antigos CPD), é uma excelente opção para locais com alterações constantes de lay-out e imprevisibilidade. Os eletrodutos e eletrocalhas a serem utilizados devem obrigatoriamente ser do tipo metálico rígido, onde todo o conjunto (eletrocalha, eletroduto e acessórios) deve ser aterrado em um único ponto ou seja, no(s) Armário(s) de Telecomunicações ou Sala de Equipamentos.

88 Cabeamento Estruturado Orientações para projeto de infra-estrutura: Área de Trabalho, correspondente a 10 m2, deva ser atendida por três cabos, embora somente dois cabos sejam necessários de início. Eletrodutos devem ser utilizados em locais com baixa densidade de cabos, ou em prumadas verticais. Assim, são recomendados para encaminhamento dentro das salas, a partir de uma derivação específica da eletrocalha. Não se utiliza bitola menor que 3/4 (2,10 mm). Os cabos deverão entrar e sair das principais áreas em ângulos de 90 graus respeitando-se o raio mínimo de curvatura dos cabos; para cabos UTP é importante que não fiquem dobrados ou com curvatura de 90 graus.

89 Cabeamento Estruturado Orientações para projeto de infra-estrutura: Os pontos de telecomunicações nas Áreas de Trabalho devem ser instalados em locais sem obstrução, a uma altura mínima de 38 cm e máxima de 122 cm acima do piso acabado, sendo recomendada à altura de 122 cm. Deve-se coordenar o projeto de forma a manter as tomadas de energia próximas aos pontos, mas mantendo um afastamento seguro. Deve-se dar preferência a caixas de superfície, onde serão instalados os pontos de telecomunicações, produzidas pelos próprios fabricantes dos espelhos e tomadas RJ45. Essas caixas costumam ser ligeiramente maior (5x3") que os modelos nacionais (4x2") e foram desenvolvidas para evitar raios de curvatura excessivos, bem como manter uma sobra de cabos na caixa e capacidade para mais de uma tomada RJ45, sem prejuízo de desempenho.

90 Cabeamento Estruturado Eletrodutos Para os eletrodutos recomenda-se o metálico rígido do tipo "pesado". Não devem ser aceitos tubos flexíveis, devendo ser utilizadas apenas curvas de 90 graus do tipo suave. Não são permitidas curvas fechadas de 90 graus. A tabela abaixo apresenta a quantidade máxima de cabos UTP que podem ser instalados em eletrodutos.

91 Cabeamento Estruturado Eletrocalhas Para as eletrocalhas recomenda-se preferencialmente as do tipo lisa com tampa que evitam o acúmulo de sujeira. Não se deve instalar eletrocalhas acima de aquecedores, linhas de vapor ou incineradores. A tabela abaixo apresenta a quantidade máxima de cabos UTP que podem ser instalados em eletrocalhas.

92 Cabeamento Estruturado Para a instalação de um sistema de eletrocalhas, devese, obrigatoriamente, utilizar as derivações (curvas, flanges, "Ts", desvios, cruzetas, reduções etc...) nas medidas e funções compatíveis, como mostrado abaixo. Curva Horizontal Cruzeta Horizontal Te Horizontal Te Vertical Descida

93 Cabeamento Estruturado Para a instalação de um sistema de eletrocalhas, devese, obrigatoriamente, utilizar as derivações (curvas, flanges, "Ts", desvios, cruzetas, reduções etc...) nas medidas e funções compatíveis, como mostrado abaixo. Te Vert. Subida Te Vert. Descida Red. Direita Curva Vertical Redução. Concêntrica

94 Construção de Cabos

95 Ferramentas de Crimpagem A ferramenta básica para crimpar os cabos é o alicate de crimpagem. Ele "esmaga" os contatos do conector, fazendo com que eles entrem em 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.

96 Ferramentas de Crimpagem

97 Ferramentas de Crimpagem 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.

98 Ferramentas de Crimpagem

99 CRIMPAGEM de Cabos 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 os 2 centímetros que entrarão dentro do conector. O próprio alicate de crimpagem inclui uma guilhotina para cortar os cabos, mas você pode usar uma tesoura de precisão se preferir.

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101 CRIMPAGEM de Cabos 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-o que você utilize-o ao crimpar seus próprios cabos.

102 CRIMPAGEM de 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. No padrão EIA 568B, a ordem dos fios dentro do conector (em ambos os lados do cabo) é a seguinte: 1- Branco com Laranja 2- Laranja 3- Branco com Verde 4- Azul 5- Branco com Azul 6- Verde 7- Branco com Marrom 8- Marrom

103 CRIMPAGEM de Cabos Os cabos são encaixados nesta ordem, com a trava do conector virada para baixo, como no diagrama. Ou seja, se você olhar o conector "de cima", vendo a trava, o par de fios laranja estará à direita e, se olhar o conector "de baixo", vendo os contatos, eles estarão à esquerda. Este outro diagrama mostra melhor como fica a posição dos cabos dentro do conector.

104 CRIMPAGEM de Cabos No caso de um cabo "reto", que vai ser usado para ligar o micro ao hub, você usa esta mesma disposição nas duas pontas do cabo. Existe ainda um outro tipo de cabo, chamado de "cross-over", que permite ligar diretamente dois micros, sem precisar do hub. Ele é uma opção mais barata quando você tem apenas dois micros. Neste tipo de cabo 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.

105 CRIMPAGEM de Cabos 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: 1- Branco com Verde 2- Verde 3- Branco com Laranja 4- Azul 5- Branco com Azul 6- Laranja 7- Branco com Marrom 8- Marrom

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107 CRIMPAGEM de Cabos A maioria dos hub/switchs atuais é capaz 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 um cabo cross-over para conectar um dos micros ao hub por engano. Este cabo cross-over "clássico" pode ser usados para ligar placas de 10 ou 100 megabits, onde as transmissões são na realidade feitas usando apenas dois dos pares dos cabos.

108 CRIMPAGEM de Cabos Muitos switchs e também algumas placas Gigabit podem ser ligados diretamente usando cabos straight, pois os transmissores são capazes de ajustar a transmissão via software, recurso chamado de Auto-MDI/MDI-X. Entretanto, nem todos os dispositivos suportam o recurso, de forma que os cabos crossover ainda são necessários em diversas situações.

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