Meios físicos de transmissão Objetivos: 1 - Definir os termos referentes a cabeamento. 2 - Identificar os principais tipos de cabos de rede. 3 - Determinar o tipo de cabeamento apropriado para cada tipo de rede. Os meios físicos diferem com relação a: Velocidade. Possibilidade de conexão ponto a ponto X multiponto. Imunidade a ruído. Limitação geográfica devido a atenuação. Confiabilidade e custo. Disponibilidade de componentes. A escolha desses itens é importante pois interfere no custo das interfaces de rede. Meios físicos mais usados: Cabo coaxial Par trançado Fibra ótica Meio físico cabo coaxial O mais simples é constituído por um núcleo de cobre sólido (ou trançado) cercado por um isolante, uma malha de material metálico e uma cobertura externa. O núcleo transporta os dados, a malha funciona como um fio terra. Se o nucleo e a malha entrarem em curto a comunicação é encerrada. Utilizado na topologia linear, banda passante na ordem de Mbps. Vantagens (em relação ao par trançado): Baixo custo por não necessitar de hub - O custo por metro é maior que o TP. Possui maior imunidade a ruídos e menos perdas na transmissão do sinal. Desvantagens: Mau contato - difícil localização do problema. Difícil manipulação (principalmente o grosso). Lento para algumas aplicações Tipos de cabo coaxial Coaxial fino Thinnet 10 Base2 (10 = 10Mbps; 2 = 200 m de comprimento) Conhecido por cabo coaxial banda base, diâmetro aproximando de 0,6cm. Flexível e fácil de manipular, até 185 metros sem atenuação por segmento. O Cabo é conectado diretamente a placa de rede. Cada segmento pode ter até 30 nós. Impedância de 50 OHMs, utiliza Conector BNC. Utilizado em transmissão de sinais digitais. Prof. Sérgio Furgeri 1
Coaxial grosso Thicknet 10 Base 5 Conhecido por cabo coaxial banda larga, diâmetro aproximado de 1cm Rígido e mais difícil de manipular, até 500 metros sem atenuação. O núcleo é mais espesso, cada segmento pode ter até 100 nós. Impedância de 75 OHMs, usado com transceptor (conector vampiro), não necessita ser cortado. Utilizado em transmissão de sinais analógicos Proteção do cabo: PVC - Tóxico, Forro - materiais especiais no isolamento, mais caro e rígido Quando usar o cabo coaxial: Transmitir Voz, vídeo e dados a uma distância maior que o suportado pelo TP, com boa proteção contra ruídos. Meio físico Par trançado Dois fios enrolados em forma de espiral, de forma a reduzir o ruído e manter as características elétricas do fio durante toda a extensão. Possibilita transmissão analógica ou digital Alta banda passante (até alguns Mega bits/s) - distância, técnica de transmissão Cada segmento de rede pode possuir até 90 metros Também chamado de: 10 Base T 10 Mbps 100 Base T 100 Mbps Permite a conexão de apenas dois pontos da rede Vantagens Flexível, Barato, Fácil instalação Desvantagens Cabo curto (90 metros), Interferência a ruídos (motores, quadros de luz, geladeiras, condicionadores de ar). Tipos (modelos) a) par trançado blindado (STP Shielded Twisted Pairs): até 300 MHz em 100 metros de cabo modelos tipo 1, 1A, 2, 2A, 6, 6A, 9, 9A (diâmetro e material usado na blindagem) b) par trançado sem blindagem (UTP Unshielded Twisted Pairs): possui 5 categorias: Prof. Sérgio Furgeri 2
Tipo Uso Categoria 1 1 Mbps - Voz (Cabo Telefônico) Categoria 2 Dados a 4 Mbps (LocalTalk) Categoria 3 Transmissão de até 16 MHz. Dados a 10 Mbps (Ethernet) Categoria 4 Transmissão de até 20 MHz. Dados a 20 Mbps (16 Mbps Token Ring) Categoria 5 Transmissão de até 100 MHz. Dados a 100 Mbps (Fast Ethernet) Pinagem do Par trançado Normalmente é composto por 4 pares de fios, cada um com uma cor diferente. Cada extremidade é colocado o conector RJ-45 que possui justamente 8 pinos. Mesma disposição dos fios nos dois conectores (a cor não importa, apesar de existirem padrões) A troca dos pares (tranças) pode causar vazamento de energia elétrica entre os pares (paradiafonia). Para evitar esses problemas foram criados padrões de ligação (T568A, T568B). Para o preparo dos cabos é necessário um alicate especial para crimp de conectores RJ-45. Para instalação predial do par trançado existem caixas de conectores (Patch Panel Ferramentas especiais). Para ligar apenas dois micros em rede com o TP é necessário o cabo crossed. Esse cabo possui as seguintes ligações: 1-3, 2-6, 3-1, 6-2. Em outras palavras, o cabo ORIGINAL estará com as ligações 1-1, 2-2, 3-3 e 6-6. Ao cortar o cabo, ligue o fio 1 do primeiro conector ao fio 3 do outro conector, ligue o fio 2 do primeiro conector ao fio 6 do outro conector, e assim por diante. Conector AUI: Permite a conexão de transceptores (transceivers), para a utilização de cabo coaxial do tipo grosso (10Base5) ou outras mídias. Padrão 468A Padrão 468B Prof. Sérgio Furgeri 3
Quando usar o par trançado Quando desejar uma instalação relativamente simples e fácil de ser manejada e quando a integridade de dados não é um fator preocupante, ao longo de grandes distâncias e altas velocidades. Meio físico fibra ótica Fisicamente parecido com o cabo coaxial. Espessura de um fio de cabelo, transmissão somente digital. Até 60Km sem a necessidade de repetidores Velocidade de até 1Gbps, imune a interferências eletromagnéticas..material interno vidro ou plástico, utiliza conector ST. Transmite apenas em um sentido de cada vez. Transmissão feita por LEDs ou diodos Laser. É o meio mais utilizado como Backbone. É o mais seguro, a interceptação do sinal é impossível. Tipos: Multimodo Vários feixes de luz em diferentes ângulos se propagam em diferentes caminhos pela fibra. Ocorre a dispersão modal, limitando a distância a 2 Km. Taxa de transmissão de 100 Mbps Usada em Lans. Vantagens Velocidade Isolamento elétrico Cabo longo Monomodo o feixe de luz se propaga em um único caminho. Taxa de transmissão de 1 Gbps em até 100 Km. Usada em Wans. Desvantagens Caro, difícil de instalar Quebra com facilidade, dobras Dificuldade em ligações multiponto Quando usar a fibra óptica Quando necessitar transmitir dados a velocidades muito altas e, ao longo de grandes distâncias, em uma mídia extremamente segura. Nesse caso não deve haver restrições no orçamento. Prof. Sérgio Furgeri 4
Comparativo dos cabos Características Comprimento de cabo utilizável Cabo coaxial thinnet (10Base2) Mais caro do que o par trançado Cabo coaxial thincknet (10Base5) Mais caro do que o thinnet Par trançado (10BaseT) O mais barato Fibra óptica O mais caro Taxas de transmissão 185 metros 500 metros 90 metros 2 Km até 60 Km Flexibilidade Razoavelment e flexível Menos flexível O mais flexível Não- flexível Facilidade de instalação Fácil de instalar Fácil de instalar Muito fácil; possivelment e já instalado Difícil de instalar Suscetibilidade à interferência Boa resistência à interferência Boa resistência à interferência Suscetível à interferência Não suscetível à inteferência Utilizações preferidas Locais de tamanho médio ou grande com necessidades de alta segurança UTP locais menores sujeitos a restrições de orçamento STP Token Ring de qualquer tamanho Instalação de qualquer tamanho que exija velocidade alta, segurança de dados e integridade Prof. Sérgio Furgeri 5
Exercícios para fixação do Conteúdo - Meios de transmissão 1 - Quais são as diferenças entre os meios físicos? 2 - Com relação ao meio físico Par trançado, assinale a alternativa incorreta a) Dois fios enrolados em forma de espiral, de forma a reduzir o ruído e manter as características elétricas do fio durante toda a extensão b) Possibilita transmissão analógica ou digital c) Alta banda passante e cada segmento de rede pode possuir até 90 metros d) Permite a conexão de apenas cinco pontos da rede e) Também chamado de 10 Base T e 100 Base T 3 - Quais as vantagens e desvantagens do Par trançado? 4 - Existem dois tipos de par trançado: 1º Par trançado (STP Shielded Twisted Pairs) 2º Par trançado (UTP Unshielded Twisted Pairs) que possui categorias 5 - Sobre a pinagem do Par trançado: I - Normalmente é composto por 4 pares de fios, cada um com uma cor diferente. II - Cada extremidade é colocado o conector RJ-45 que possui 10 pinos. III - Deve possuir a mesma disposição dos fios nos dois conectores (a princípio a cor não importa) IV - A troca dos pares (tranças) não causa vazamento de energia elétrica entre os pares V - Para o preparo dos cabos é necessário um alicate especial para crimp de conectores RJ-45. Estão corretas: a) I, II e III b) I, III e V c)i, II, III e V d)i, II e IV e)ii, III e V 6 - A única alternativa que está incorreta em relação ao meio físico cabo coaxial é: a) Mais utilizado na topologia linear. b) Mais flexível que o par trançado. c) Banda passante na ordem de Mbps. d) Possui menos perdas na transmissão do sinal. e) Possui maior imunidade a ruídos. 7 - Assinale as alternativas que estão relacionadas as vantagens do cabo coaxial a) Barato em relação a fibra b) Possui uma boa Imunidade a ruídos c) Fácil manipulação por qualquer pessoa d) Maior comprimento que o par trançado e) Mais rápido que os demais 8 - Quais os tipos de cabo coaxial e como é a transmissão de dados em cada um deles? 9 - O meio físico fibra ótica é fisicamente parecido ao cabo. Tem a espessura de um. A transmissão é somente, podendo ser usado até 60 km de cabo sem a necessidade de. Atinge a velocidades de até e é totalmente imune a. Possui dois tipos, o no qual vários feixes de luz em se propagam em diferentes caminhos pela fibra, e o onde o feixe de luz se propaga em um. Prof. Sérgio Furgeri 6
10 - O cabo coaxial é composto de um núcleo de fio sólido ou trançado de. 11 - O STP utiliza um envoltório de folha metálica para. 12 - Não é possível o cabo de fibra óptica e subtrair seus dados. 13 - O thinnet pode transportar um sinal por 185 metros aproximadamente até o sinal começar a sofrer. 14 - O cabo UTP para transmissões de dados até 100 Mbps é da categoria. 15 - Cada dispositivo em uma rede de pode transmitir e receber ao mesmo tempo. 16 - O cabo de par trançado utiliza conectores telefônicos para conectar-se a um computador. 17 - O cabo coaxial que contém materiais especiais no isolamento e proteção é chamado cabeamento de. 18 - A conexão RJ-45 aloja conexões de cabo, ao passo que a RJ-11 aloja somente. 19 - O tipo de cabo par trançado mais popular é o (10BaseT). 20 - O núcleo do cabo coaxial é cercado por uma que o separa da malha de fio. 21 - Os sistemas de banda larga utilizam sinalização e uma faixa de frequências. 22 - O cabo UTP para transmissões de dados até 10 Mbps é da categoria. 23 - As transmissões por cabo de fibra óptica não estão sujeitas à do sinal. 24 - O STP é menos suscetível à elétrica e suporta taxas de transmissão maiores, ao longo de distâncias maiores, do que o UTP. 25 - As fibras ópticas transportam sinais de dados na forma de pulsos de luz. 26 - Os sinais eletrônicos que compõem os dados são, na verdade, transportados pelo de um cabo coaxial. 27 - O cabo de fibra óptica é mais apropriado para transmissões de dados a grande velocidade e alta capacidade do que o cabo de, devido à ausência de atenuação e à pureza do sinal. 28 - Se o núcleo condutor de cobre coaxial e a malha de fio entrarem em contato, o cabo coaxial estará sujeito a um. 29 - O sistema de banda base utiliza a sinalização em uma única frequência. 30 - Um cabo coaxial flexível que é fácil de passar, mas não deve ser instalado em espaços estreitos, é o. 31 - Com transmissão em, o fluxo de sinal é unidirecional. Prof. Sérgio Furgeri 7
Selecionando o cabeamento Para determinar qual o melhor cabeamento para um local específico, você precisa responder às seguintes perguntas: Qual será a intensidade do tráfego da rede? Quais são os requisitos de segurança da rede? Que distâncias o cabo deve abranger? Quais são as opções de cabos? Qual é o orçamento previsto previsto para cabeamento? Quanto maior for a proteção do cabo contra ruídos elétricos internos e externos, mais longe e mais rápido o cabo transportará um sinal nítido. Contudo, quanto melhor for a velocidade, clareza e segurança, mais alto será o custo do cabeamento. Considerações sobre o cabeamento Como na maioria dos componentes de rede, existem certas vantagens quanto ao tipo de cabo que você compra. Se você trabalhar para uma grande organização e escolher o tipo mais barato, os contadores poderão ficar satisfeitos, inicialmente, mas é possível que logo você note que a LAN é inadequada quanto à velocidade de transmissão e segurança de dados. O cabeamento depende das necessidades de um local específico. Os requisitos de cabeamento que você adquire para a configuração de uma LAN para um pequeno negócio são diferentes dos requisitos para uma organização maior, como uma grande instituição bancária. Algumas das considerações que afetam o preço e desempenho do cabeamento incluem: Logística de instalação Que facilidade o cabo proporciona quanto à instalação e manipulação? Em uma pequena instalação, onde as distâncias são curtas e a segurança não é uma questão essencial, não faz sentido escolher cabo grosso, pesado e caro. Blindagem O nível de blindagem necessária será um custo agregado. Quase todas as redes estarão utilizando alguma forma de cabo blindado. Quanto mais ruidosa for a área percorrida pelo cabo, mais blindagem será necessária. Da mesma forma, o cabo da classificação para forro é mais caro. Velocidade de transmissão (parte da largura de banda) As taxas de transmissão são medidas em megabits por segundo (Mbps). Um ponto de referência padrão para a transmissão comum da LAN, ao longo de cabo de cobre, é 10 Mbps, entretanto, padrões recentes atualmente permitem velocidades de transmissão de 100 Mbps. O cabo grosso transmite dados ao longo de distâncias maiores do que o cabo fino. Entretanto, o cabo grosso, como o thicknet, é mais difícil de ser manipulado do que cabos mais finos, como o thinnet. Prof. Sérgio Furgeri 8
Custo Atenuação O cabo de fibra óptica transmite a velocidades maiores do que 100 Mbps, assim, pode ser até mais rápido do que o cobre, mas exige conhecimentos especializados para a instalação e é relativamente caro. Cabos de melhor qualidade, que transmitem dados com segurança por longas distâncias, são mais caros do que cabos finos, que são fáceis de instalar e manipular. A atenuação é a razão de existirem especificações de cabo que recomendam determinados limites de comprimento em diferentes tipos de cabos. Se um sinal sofrer atenuação excessiva, não será entendido pelo computador receptor. A maioria das redes tem sistemas de verificação de erro que gerarão uma retransmissão se o sinal for demasiadamente fraco para ser entendido, mas a retransmissão é um processo demorado e torna a rede mais lenta. Considerações sobre largura de banda Banda Base Os sistemas de banda base utilizam sinalização digital em uma única frequência. Toda a capacidade do canal de comunicação é utilizada para transmitir um único sinal de dados. A largura de banda total de um cabo é a diferença entre a frequência mais alta e a frequência mais baixa que são transportadas ao longo desse cabo. Todo dispositivo de banda base transmite bidirecionalmente. Banda Larga Os sistemas de banda larga utilizam sinalização analógica e uma faixa de frequências. necessitam de amplificadores analógicos para amplificar periodicamente o sinal. Sistemas com cabo duplo possuem dois cabos idênticos paralelos. Para transmitir dados, um computador emite os dados pelo cabo 1, que está conectado a um dispositivo chamado headend na raiz da árvore de cabos. Em seguida, o head-end transfere o sinal para o cabo 2, que refaz o caminho da árvore a fim de realizar a transmissão. Em resumo, todos os computadores transmitem no cabo 1e recebem no cabo 2. Sistemas com cabo único aloca diferentes faixas de freqüência para a comunicação de entrada e saída em um único cabo. A banda de baixa freqüência é usada para comunicação dos computadores com o head-end que em seguida desloca o sinal para a banda de alta freqüência e o retransmite. Prof. Sérgio Furgeri 9