Classificação quanto ao meio de transmissão

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1 Classificação quanto ao meio de transmissão Os meios físicos de transmissão são os cabos e o ar (mais propriamente, as ondas de luz, infravermelhos e outras) que transportam os sinais que, por sua vez, transportam a informação ou mensagem a transmitir. É através do meio físico que são interligados os vários dispositivos que compõem uma rede. Em relação ao meio de transmissão que utilizam as redes podem ser divididas em dois grupos: redes com fios e redes sem fios. Redes com fios Como o nome indica, são redes em que as ligações entre os nós da rede são feitas utilizando...fios! Na verdade, o nome mais correcto é cabo. Um cabo pode ser composto por um ou vários fios. Pode ter, ou não, protecção (blindagem) contra ruído/interferência e essa blindagem pode assumir várias formas. Os cabos podem ser classificados de variadas formas, conforme o material de que são feitos, o tipo de sinal que transportam e a sua constituição. Cada tipo de cabo pode possibilitar mais ou menos velocidade, maior ou menor quantidade de informação, resistência, comprimento máximo e várias outras propriedades. Redes sem fios Também chamadas de redes wireless, referem-se a um agrupamento de computadores (e outros dispositivos) ligados em rede, sem o uso de cabos mas sim através de ondas de rádio ou outras formas de onda eletromagnética. De uma forma geral, o meio de transmissão utilizado nas redes sem fios é o ar e, por isso, se diz que é um meio não guiado. Através do ar, no entanto, a transmissão pode ser feita de divseras formas. Há vários padrões e tecnologias utilizadas neste tipo de transmissão sem fios. Vamos abordar apenas os mais utilizados: IrDA, Bluetooh e Wi-Fi. Se quiseres saber mais, podes consultar Largura de banda Antes de falar dos meios de transmissão, vamos falar um pouco sobre velocidade de transmissão, para perceber qual o meio mais adequado a cada situação. Em Telecomunicações, podemos dizer que a velocidade de transmissão e a largura de banda estão associadas. A largura de banda representa a quantidade de bits que é possível enviar em cada segundo. Assim, a llargura de banda (ou velocidade) de um meio de transmissão é medida em bits por segundo. 1 bit/s ou bps 1 bit por segundo 1 kbit/s ou kbps 1 kilobit por segundo (1000 bps) 1 Mbit/s ou Mbps ou Mb 1 megabit por segundo (1000 kbps) 1 Gbit/s ou Gbps 1 gigabit por segundo (1000 Mbps)

2 Velocidades comuns Segue-se uma lista das velocidades mais comuns utilizadas nas redes de computadores. 56 kbit/s Modem ( antigo ) Mbit/s T1 10 Mbit/s Ethernet 11 Mbit/s Wireless b 54 Mbit/s Wireless-G g é a velocidade mais comum nas redes Wireless 100 Mbit/s Fast Ethernet é o mais comum actualmente nas LANs com fios 300 Mbit/s Wireless-N n esta norma ainda não é muito utilizada 1000 Mbit/s Gigabit Ethernet Mbit/s 10 Gigabit Ethernet Meios de transmissão em redes com fios e redes sem fios Meios de transmissão guiados a transmissão é feita através de cabos de vários tipos Meios de transmissão não-guiados a transmissão é feita através do ar utilizando ondas rádio e outras ondas electromangéticas

3 Meios de transmissão guiados (cabos) Cabos de cobre Cabo Coaxial é composto por um fio condutor central, em cobre, envolto por isolamento plástico e uma malha metálica. Tudo isso é envolto num isolamento em PVC ou teflon (dois tipos de material de isolamento). Este é o tipo de cabo utilizado na televisão por cabo ou Internet por cabo. Na verdade, as redes por cabo utilizam a infraestrutura de cabo para televisão... Com este tipo de cabo, usa-se conectores BNC para ligar as estações (os nós/terminais/computadores...) ao cabo. Normalmente, este cabo é utilizado em topologias em barramento (BUS). Nas figuras abaixo, podemos ver um cabo coaxial, com o condutor central em cobre e as várias camadas de protecção. Cabo Coaxial Abaixo podemos ver os conectores BNC e uma placa de rede com entrada BNC. T BNC Conectores Placa de rede com ligação para BNC

4 O processo de ligação com os nós (computadores) é feito da seguinte forma: cada (nó) tem uma placa de rede com conector BNC fêmea; nessa ficha, coloca-se um T (como o da figura acima, lado esquerdo), onde vamos ligar os segmentos de cabo de modo a completar a rede. No final do cabo (nas pontas do barramento), coloca-se um dispositivo chamado terminador. O terminador absorve o eco do sinal que percorre o cabo, de modo a não causar problemas na comunicação. Podemos ver, nas figuras abaixo, exemplos deste tipo de ligação: Ligação em barramento com cabo coaxial Largura de banda Quando usado em conjunto com técnicas de transmisssão de banda larga oferece uma largura de banda que pode ir até aos 300 Mbps. Isso abre a possibilidade de ser usado como base para uma rede de cabo partilhado, com parte da largura de banda a ser usada para transmissão de dados, e a restante para a transmissão de outras informações, tais como sinais TV ou voz digitalizada. Vantagens fácil instalação muito imune a ruído (devido à blindagem) Desvantagens se o cabo se danificar, ou o T de ligação esitver com um mau contacto, a rede falha a blindagem é feita com a malha do cabo, que deverá estar ligada em todos os terminais, ocasionando diferentes potenciais eléctricos; dessa forma, a blindagem pode funcionar como uma antena, captando ruído de rádio-frequência a blindagem poderá causar problemas eléctricos, podendo mesmo queimar os terminais da rede outros problemas eléctricos

5 Cuidados a ter na instalação É necessário verificar a qualidade de todos os elementos: cabos, conectores e terminadores. Estes devem ser de boa qualidade para evitar folgas nos encaixes, o que poderia causar mau funcionamento da rede. Os cabos não podem ser torcidos, dobrados ou amassados em excesso pois isso pode alterar suas características físicas Tipos - cabo coaxial fino ou CABO COAXIAL BANDA BASE ou 10BASE2 (esta designação está relacionada com as redes Ethernet, que veremos noutro capítulo) - entre 10 e 50 Mbps - comprimento máximo de 200m - muito usado para transmissão de dados - cabo coaxial grosso - CABO COAXIAL BANDA LARGA ou 10BASE5 - mais difícil de instalar do que o fino - necessita de repetidores de sinal - comprimento máximo de 500m - muito usado para imagens (tv) e voz - tem uma blindagem extra

6 Cabo de pares entrançados também chamada de cabo UTP (categoria 5), consiste em vários fios de cobre isolados individualmente e entrançados aos pares. Estes pares são depois envoltos em outro material isolante, podendo haver cabos deste género mais ou menos isolados. Existem três tipos (os dois primeiros são os mais utilizados): - UTP (unshielded twisted pair): é o mais vulgar; não tem nenhuma blindagem especial - STP (shielded twisted pair): é um cabo com alguma blindagem, para ambientes mais propícios a interferências ou quando é necessária maior segurança (por exemplo, em ambientes industriais ou bancos) - ScTP (Screened Twisted Pair): também referenciado como FTP (Foil Twisted Pair); uma película de metal é enrolada sobre todos os os pares entrançados, o que contribui para uma maior protecção embora exija maiores cuidados quando é instalado. Estes cabos têm os pares entrançados para minimizar os efeitos das interferências electromagnéticas normais que acontecem quando os cabos transportam sinais eléctricos muito perto uns dos outros, como é o caso. Serve também para minimizar os efeitos de interferências externas. Categorias Dividem-se em várias categorias, desde a categoria 1 até à categoria 7. A categoria mais utilizada é a 5, ou Cat 5, como é conhecida. O cabo UTP Cat5 está desenhado para suportar velocidades de transmissão de 10, 100 ou 1000 Mbps (megabit por segundo). 10 Mbps (Ethernet); 100 Mbps (Fast Ethernet); 1000 Mbps (Gigabit Ethernet). Distância/Comprimento dos cabos É recomendado um limite de 80 a 100 metros de comprimento para que a velocidade se mantenha aceitável e não haja perda de pacotes. Nota: a velocidade de transmissão também depende do restante equipamento utilizado... Se for necessário interligar equipamento a maior distância, deve-se utilizar outro equipamento de rede entre os vários pedaços de cabo. Pode-se utilizar, por exemplo, repetidores ou até mesmo switches/routers que funcionam também como repetidor do sinal.

7 Cores Os fios têm cores para ajudar a fazer as ligações. As cores são as seguintes: azul, azul e branco, verde, verde e branco, laranja, laranja e branco, castanho, castanho e branco. A ordem das cores não é muito importante, embora haja duas normas que determinam essa ordem, desde o pino 1 até ao pino 8 do conector: - EIA/TIA-568A: branco e verde, verde, branco e laranja, azul, branco e azul, laranja, branco e castanho, castanho. - EIA/TIA-568B: laranja e branco, laranja, verde e branco, azul, azul e branco, verde, castanho e branco, castanho pino 1 Abaixo podemos ver imagens de cabos de par entrançado. Cabo UTP Cabo STP pode-se ver a blindagem metálica em volta dos pares Para ligar o cabo UTP (ou STP) usa-se conectores do tipo 8P8C, normalmente chamado de RJ45 (na verdade, esta designação não é correcta, embora seja muito utilizada...) Este standard utiliza 8 fios (4 pares). Os conectores permitem ligar os cabos UTP a placas de rede com entrada RJ-45 (são as placas de rede mais comuns actualmente). Na figura abaixo pode-se ver um cabo com o conector RJ-45 e um conector RJ-45, bem como uma placa de rede com a respectiva ligação para o cabo. Conectores (fichas) RJ-45 Cabos com os conectores RJ-45 Placa de rede Ethernet com porta para cabo UTP

8 Cabo UTP Simples O chamado cabo simples é um cabo UTP cujos fios são montados de forma a que a sequência de cores seja igual em ambas as pontas do cabo. Este tipo de cabos é utilizado para ligar os hosts (computadores, por exemplo) a equipamentos como hubs e switches. Também os os cabos que saem das tomadas de rede numa calha ( chicotes ) são deste tipo. Cabo UTP Cruzado (crossover) Neste tipo de cabo os fios são montados com sequências diferentes em ambas as pontas do cabo. Este tipo de cabos são utilizados para interligar directamente dois computadores ou dois routers, por exemplo. As utilizações comuns são: ligação router com router, switch com switch, computador com computador, router com computador. Nota: routers e computadores são dispositivos semelhantes, pois ambos são equipamentos terminais (DTE), isto é, são equipamentos que servem de origem ou destino dos dados. Pelo contrário os DCE são equipamentos que fazem conversão e codificação do sinal. Por exemplo, um computador é um DTE, enquanto que um modem é um DCE. Este tipo de cabo cruzado serve para interligar equipamento do tipo DTE. No entanto, certos equipamentos como switches, routers ou mesmo placas de rede, conseguem fazer o cruzamento a nível do hardware. Ou seja, nesses equipamentos não interessa se o cabo é cruzado ou simples, pois dentro do equipamento são efectuadas as alterações necessárias, a nível lógico. Normalmente estes equipamentos têm marcado um X perto da porta de ligação (num switch, por exemplo,podemos ver portas com 1X, 2X, 3X, etc... Cabo telefónico O cabo telefónico é também utilizado em redes, nomeadamente para ligar uma rede local à Internet, através de um modem adequado. A tecnologia DSL (Internet adsl) utiliza a infraestrutura de rede telefónica para transmitir dados, além da voz. Este cabo, tal como o UTP, contém vários fios de cor. No entanto, não tem os 4 pares do UTP mas sim 2 ou 3 pares (4 ou 6 fios). O cabo com 4 fios é o mais utilizado em linhas telefónicas. O conector utilizado é chamado de RJ11 e monta-se da mesma forma que o cabo UTP, colocando os fios e cravando o conector. Este conector é um pouco mais pequeno que o RJ45 dos cabos UTP e também é muito comum estar presente em computadores.

9 Cabos de fibra óptica Fibra óptica é um filamento de vidro ou de materiais poliméricos (plástico) com capacidade de transmitir luz. Tal filamento pode apresentar diâmetros variáveis, dependendo da aplicação, indo desde diâmetros muito pequenos (mais finos que um fio de cabelo) até vários milímetros. A transmissão da luz pela fibra segue um princípio único, independentemente do material usado ou da aplicação: é lançado um feixe de luz numa extremidade da fibra e esse feixe percorre a fibra através de reflexões sucessivas. Ou seja, depois de se emitir um feixe de luz, este vai batendo nas paredes do cabo até chegar ao destino. È fácil de ver que estes cabos são feitos recorrendo a processos muitissimo precisos, de modo a que todas as reflexões sejam correctas... Constituição A fibra possui no mínimo duas camadas: o núcleo e o revestimento. No núcleo, ocorre a transmissão da luz propriamente dita. e o revestimento. No núcleo, ocorre a transmissão da luz propriamente dita. O revestimento e o núcleo têm propriedades de reflexão (refracção) diferentes e isso, juntamente com o ângulo em que o feixe é introduzido no cabo, é o que permite a transmissão. Funcionamento As fibras ópticas são utilizadas como meio de transmissão de ondas electromagnéticas (como a luz) uma vez que são transparentes e podem ser agrupadas em cabos. O vidro é mais utilizado porque absorve menos as ondas electromagnéticas. As ondas electromagnéticas mais utilizadas são as correspondentes à gama da luz infravermelha (não confundir isto com os raios infravermelhos utilizados na tecnologia (sem fios) de infravermelhos ver abaixo). Para transmitir dados pela fibra óptica, é necessário um equipamento especial que contém um componente emissor, que pode ser um diodo (espécie de lâmpada) emissor de luz (LED) ou um diodo laser. O emissor converte sinais eléctricos em pulsos de luz que representam os valores digitais binários (0 e 1). Do outro lado, claro, existe um receptor capaz de reconverter os sinais de luz em sinais eléctricos.

10 Tipos de fibra óptica As fibras ópticas podem ser basicamente de dois modos: Monomodo: o Permite o uso de apenas um sinal de luz pela fibra o Maior largura de banda banda o Geralmente é usado um laser como fonte de geração de sinal o Multimodo: o Permite o uso de fontes luminosas de baixa ocorrência tais como LEDs (mais baratas) o Diâmetros grandes requerem pouca precisão nos conectores o Muito usado para curtas distâncias pelo preço e facilidade de implementação Vantagens - capacidade para transportar grandes quantidades de informação ( dezenas de milhares de conversações num par de Fibra) - taxas de transmissão na ordem de 1Gbps - atenuação (perda de força ) muito baixa, que permite grandes espaçamentos entre repetidores, com distância entre repetidores superiores a algumas centenas de quilómetros - imunidade às interferências electromagnéticas - matéria-prima muito abundante - custo cada vez mais baixo (ver desvantagens) Desvantagens - a fibra óptica ainda é mais cara e de montagem mais especializada do que os outros tipos de cabo Utilização A fibra óptica é ideal para redes de grandes dimensões e é cada vez mais utilizada pelos operadores para fornecer o acesso à Internet. Em Portugal, está em vista a colocação de fibra óptica por parte de vários operadores de telecomunicações, de modo a aumentar consideravelmente a largura de banda disponível para acesso à Internet. De facto, já existem algumas áreas ligadas em fibra óptica no Porto e em Lisboa. No entanto, pode ser utilizada em outras situações mais específicas onde seja necessário garantir uma forma muito rápida de transmitir uma grande quantidade de informação (por exemplo, em actividades de pesquisa científica). Para utilizar em LANs não é tão simples, pois o processo de ligação entre a fibra óptica e os conectores tem de ser feito com bastante precisão. Uma forma de o fazer garantindo qualidade na rede é utilizar uma topologia em anel, onde cada computador serve de ligação para o cabo, passando o sinal para o computador seguinte. É também utilizada nos cabos submarinos que atravessam os oceanos e interligam os continentes.

11 Meios de transmissão não-guiados (através do ar) IrDA (Infravermelhos) É uma definição de padrões de comunicação sem fios que recorre a ondas de luz infravermelha para transmitir dados em série. Esta tecnologia permite interligar equipamento e fazer a transmissão de dados. Para isso, basta ter em cada equipamento um dispositivo que faça a emissão/recepção dos raios infravermelhos. Com esta tecnologia é possível interligar não só computadores mas também impressoras, telemóveis, ratos, PDAs e muitos outros equipamentos. Padrões e velocidades de transmissão com taxas de transmissão de até bps com taxas de transmissão de até bps (4 Mbps). É o padrão mais recente. As transmissões são feitas em half-duplex, ou seja, a emissão e recepção são feitas de forma alternada (à vez). Esta tecnologia é mais adequada a comunicações a distâncias não muito elevadas, pois é necessário que os equipamentos emissor e receptor estejam mais ou menos em frente um do outro, sem obstáculos. Ao contrário do rádio, por exemplo, em que as ondas andam pelo ar, na comunicação por infravermelhos tem de se garantir que os equipamentos estejam em linha de vista um do outro, dentro de um determinado ângulo (entre 30º e 130º). A distância máxima aconselhada é de 4,5 metros. Nota: as ondas infravermelhas são apenas uma das formas de luz que não são visíveis ao olho humano. A chamada luz visível, como o nome indica, é o único tipo de luz que vemos, mas há outros tipos (espectros) de luz. Podes ver mais em

12 Bluetooth É uma especificação industrial para áreas de redes pessoais sem fios (Wireless personal area networks - PANs). O Bluetooth fornece uma maneira de interligar e trocar informação entre dispositivos como telemóveis, computadores, impressoras, máquinas digitais e consolas de jogos através de uma frequência de rádio de curto alcance. É normalmente usado para transferir dados de áudio/imagem entre telemóveis ou transferir dados entre computadores de bolso ou até para interligar um telemóvel a um auricular. Para ser utilizada, esta tecnologia necessita de equipamento compatível com Bluetooth. É possível criar redes de equipamento utilizando bluetooth, sendo que estas redes nunca são muito grandes em termos de área. O tipo de equipamento mais comum é o que permite comunicar dentro de uma área de 10 metros. Classes 1 até 100 metros 2 até 10 metros (é a mais comum em telemóveis, por exemplo) 3 até 1 metro Como funciona com ondas rádio, não é necessário que os equipamentos se vejam uns aos outros (como é o caso do IrDA...). O bluetooth utiliza pouca energia e também não permite uma grande largura de banda (velocidade de transmissão), sendo adequada a situações onde a velocidade não é um ponto fundamental. O Bluetooth simplifica a descoberta e configuração de serviços entre dispositivos. Os dispositivos Bluetooth anunciam todos os serviços que eles suportam e podem fornecer, e por isso, faz com que a utilização seja muito simples. Não são necessárias grandes configurações endereços de rede ou permissões - como em outras tecnologias. Velocidades de transmissão Versão Taxa de transmissão Mbit/s EDR* 3 Mbit/s 3.0 (em desenvolvimento) Mbit/s (proposto) *Nota: EDR significa Enhanced Data Rate (taxa de dados melhorada) e é uma tecnologia de rádio que permite uma transmissão de dados mais rápida.

13 Wi-Fi Wi-Fi é uma marca licenciada originalmente pela Wi-Fi Alliance para descrever a tecnologia de redes sem fios (WLAN) baseadas no padrão IEEE O termo Wi-Fi é entendido como uma tecnologia de interligação entre dispositivos sem fios, usando o protocolo IEEE O padrão Wi-Fi funciona em frequências de rádio que, na maior parte dos casos, não necessitam de licença para instalação ou operação e, por isso, a sua popularidade tem vindo a aumentar muito rapidamente. No entanto, em alguns países a utilização para fins comerciais necessita de licença. Nota: as frequências de rádio que determinado serviço pode utilizar estão definidas por leis nacionais e internacionais. Por exemplo, para os serviços de rádio comercial, há uma gama de frequências disponíveis, enquanto que para rádio amador há outra gama de frequências, e assim por diante. Em Portugal, a entidade que regula a utilização do espectro de frequências é a ANACOM. Tal como nas tecnologias IrDA e Bluetooh, também a tecnologia Wi-Fi necessita de equipamentos preparados para o efeito. Esse equipamento inclui antenas, pontos de acesso, routers, modems, placas de rede, enfim, praticamente o mesmo tipo de equipamento que permite criar redes com cabos...mas sem cabos! Esta tecnologia é actualmente muito utilizada em redes locais (WLANs) e até mesmo em redes que ocupam uma grande área, sendo necessário, para isso, a utilização de equipamento (pontos de acesso e antenas) mais potente e adequado. De facto, existe uma grande quantidade de dispositivos que estão preparados para aceder a redes utilizando Wi-Fi, desde computadores a telemóveis, consolas de jogos, PDAs, etc... Com o avanço das tecnologias, é de esperar o aumento da velocidade neste tipo de redes. Principais padrões IEEE a: Padrão Wi-Fi para frequência 5 GHz com capacidade teórica de 54 Mbps. IEEE b: Padrão Wi-Fi para frequência 2,4 GHz com capacidade teórica de 11 Mbps. Este padrão utiliza DSSS (Direct Sequency Spread Spectrum Seqüência Direta de Espalhamento de Espectro) para diminuição de interferência. IEEE g: Padrão Wi-Fi para frequência 2,4 GHz com capacidade teórica de 54 Mbps. IEEE n: É um padrão que ainda está em desenvolvimento e que permitirá velocidades até 600 Mbps! Apesar de ainda não estar completamente definido e ainda pouco disponível, já existe equipamento de rede preparado para o utilizar.

14 Resumo Redes com fios meios de transmissão cabos de cobre - cabo coaxial (um cabo de cobre revestido a blindagem a toda a volta, alta velocidade) - cabo de par entrançado (vários pares de fios, baixa/alta velocidade, blindado ou não) - cabo telefónico (para acesso à Internet) cabos de fibra óptica (video ou plástico, muito alta largura de banda) Redes sem fios meios de transmissão IrDA (infravermelhos, baixa velocidade) Bluetooth (rádio, curto alcance, baixa velocidade) Wi-Fi (rádio, curto/longo alcance, alta velocidade)