Redes de Computadores Prof. Macêdo Firmino Meios de Transmissão Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 1 / 34
Pilha TCP/IP A B M 1 Aplicação Aplicação M 1 Cab M T 1 Transporte Transporte Cab M T 1 Cab T Cab R M 1 Rede Rede Cab T Cab R M 1 Cab T Cab R Cab E M CDE 1 Enlace de dados Enlace de dados Cab T Cab R Cab E M CDE 1 1011001010001011 Física Física 1011001010001011 Meio Físico Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 2 / 34
Meios de Transmissão O meio de transmissão serve para transmitir um fluxo de bits de uma máquina para outra. Os meios físicos são agrupados em: Meios guiados: existem fios ou cabos ligando o transmissor ao receptor, por exemplo, cabo de par trançado, coaxial e fibra óptica; Meios não-guiados: é utilizado o ar, água ou vácuo para transmitir as informações entre o transmissor e o receptor, por exemplo, as redes sem fio, infravermelho, micro-ondas e satélite. Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 3 / 34
Meios de Transmissão Relação entre os principais meios de transmissão e a sinalização. Meio de Transmissão Sinalização analógica Sinalização digital Par trançado Cabo coaxial Fibra óptica Rádio, micro-onda e satélite Infravermelho Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 4 / 34
Cabo Par Trançado Cabo Par Trançado Um par trançado consiste de um par de fios de cobre encapados. Os fios são enrolados de forma helicoidal. Um dos fios do par funciona como suporte de transporte dos sinais entre o transmissor e receptor, enquanto que o outro funciona como referência. O receptor baseia-se na diferença de potencial entre os dois níveis de tensão nos fios para interpretar a informação recebida. Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 5 / 34
Cabo Par Trançado Cabo Par Trançado Os sinais enviados do transmissor ao receptor podem estar sujeitos a interferências eletromagnéticas, criando um sinal indesejável. O receptor opera somente olhando a diferença entre os sinais recebidos do par. Como o par de fios é afetado igualmente, o receptor ficará imune a interferência, porque a diferença no par de fios produzirá o cancelamento dos sinais indesejados. O efeito trançado aumenta a probabilidade de ambos os fios sejam igualmente afetados pela interferência externa. Deste modo, quanto mais tranças tiver um cabo, maior é a qualidade deste cabo. Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 6 / 34
Cabo Par Trançado Cabo Par Trançado Os tipos de cabo par trançado são: Par trançado sem blindagem (UTP - Unshielded Twistead-Pair): é o cabo mais popular no uso das redes de computadores. Par trançado blindado (STP - Shielded Twistead-Pair): este cabo tem uma blindagem eletromagnética metálica ou revestimento em malha de cobre em cada par de fios isolados do cabo. Embora a blindagem melhore a qualidade do cabo, o cabo se torna mais caro e mais volumoso. Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 7 / 34
Cabo Par Trançado Cabo Par Trançado Os cabos UTP são classificados em sete categorias: Categoria Largura de Banda Taxa de Transmissão Tipo de Sinal Aplicação 1 muito baixa < 100Kbps A Telefone 2 < 2MHz 2Mbps A/D Telefone/Dados 3 16MHz 10Mbps D LANs 4 20MHz 20Mbps D LANs 5 100MHz 100Mbps D LANs 6 200MHz 200Mbps D LANs 7 600MHz 600Mbps D LANs onde; A = Analógico e D = Digital. Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 8 / 34
Cabo Par Trançado Meios de Transmissão Cabo Par Trançado O conector UTP mais comum é o RJ-45. Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 9 / 34
Cabo Coaxial Cabo Coaxial O cabo coaxial consiste: Um núcleo com um fio de cobre:responsável por carregar o sinal; Um material isolante entre o núcleo e condutor externo; Um condutor externo ciĺındrico: geralmente uma malha sólida entrelaçada, que serve de blindagem (proteção contra ruídos) para o condutor interno. Um cobertura plástica externa. Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 10 / 34
Cabo Coaxial Cabo Coaxial O cabo coaxial oferece uma melhor imunidade ao ruído, que os par trançado, devido a sua blindagem. Desta forma, o cabo coaxial podem transmitir altas taxas de dados por distâncias relativamente longas sem a necessidade de regeneração do sinal; Por outro lado, o seu custo é maior e sua instalação não é tão simples; Os cabos coaxiais são utilizados nas redes telefônicas, TV a cabo e em redes de computadores. Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 11 / 34
Cabo Coaxial Cabo Coaxial Em redes de computadores é utilizado dois tipos de cabo coaxial: Cabo coaxial grosso (especificação RG-213): transmitindo dados numa velocidade de até 150 Mbps a uma distância de até 500 m. A interface 10Base5 utiliza este tipo de cabeamento. O cabo coaxial grosso também são muito utilizados em circuitos internos de TV. Cabo coaxial fino (especificação RG-58): permite a transmissão de dados à velocidade de 50 Mbps a uma distância máxima de 185 m. Este tipo de cabo obedece ao padrão 10Base2, sendo utilizado em redes padrão Ethernet. Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 12 / 34
Cabo Coaxial Meios de Transmissão Cabo Coaxial O tipo mais comum de conector utilizado atualmente é o BNC. A família BNC é composta pelos elementos seguintes: Conector de cabo BNC : é colocado (geralmente soldado) na extremidade do cabo; Conector BNC em T: liga a placa rede dos computadores ao cabo da rede; Terminação BNC : está colocado em cada extremidade do cabo de uma rede em barramento para absorver os sinais eletroestáticos. Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 13 / 34
Fibra Óptica Fibra Óptica Um fibra óptica é feita de vidro ou plástico e utiliza luz para a transmissão de dados, ao contrário de par trançado e do cabo coaxial, que transmitem sinais elétricos; Um sistema de transmissão óptica tem três componentes: a fonte de luz, meio de transmissão e o detector. O transmissor recebe um sinal elétrico, converte o sinal e o transmite por pulsos de luz. O detector gera um sinal elétrico quando entra em contato com a luz, recuperando a informação. Normalmente, a presença de luz indica o bit 1 e a ausência de luz representa o bit 0. Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 14 / 34
Fibra Óptica Fibra Óptica A fibra óptica oferece uma enorme capacidade de transmissão. Além disso, a fibra é imune a ruídos eletromagnéticos. O problema da atenuação tem um efeito bem menor que em outros meios, permitindo maiores distâncias; Porém, a seus componentes e instalação ainda é cara. É mais difícil de de reparar caso haja rompimento no cabo. Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 15 / 34
Fibra Óptica Fibra Óptica Para que a luz possa ser enviada pela fibra sem que haja dispersão, utiliza-se um princípio da óptica chamado de refração. A refração é a passagem da luz por meios com diferentes índices de refração. A refração modifica a velocidade da luz e normalemente a sua direção (dependendo do ângulo de incidência). Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 16 / 34
Fibra Óptica Meios de Transmissão Fibra Óptica A intensidade da refração depende das propriedade dos dois meios físicos (índices de refração). Para ângulos de incidência que ultrapassam um certo valor crítico, a luz é refletida. Desta forma, um raio de luz incidente no ângulo crítico ou acima dele é interceptado no interior da fibra e pode se propagar por muitos quilômetros. Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 17 / 34
Fibra Óptica Fibra Óptica A fibra óptica é formada por: Um núcleo de vidro (ou plástico): onde a luz é guiada, aplicando a angulação correta; O núcleo e envolvido por um revestimento (por exemplo, plástico) com índice de refração menor que o núcleo. A diferença de densidade deve ser tal que um feixe de luz movendo-se através do núcleo seja refletido de volta pela casca em vez de sofrer refração. Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 18 / 34
Fibra Óptica Fibra Óptica Jaqueta:cobertura externa de plástico; Fios de Kevlar: para dar resistência ao cabo; Cobertura plástica externa: serve para proteção. Obs.: O Kevlar é o material utilizado na fabricação de roupas à prova de balas. Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 19 / 34
Fibra Óptica Meios de Transmissão Fibra Óptica Tipos de fibra óptica: Multimodo: são fibras que possuem vários modos de propagação, o que faz com que os raios de luz percorram por diversos caminhos o interior da fibra; Monomodo: as fibras monomodo possuem um único modo de propagação. Estas fibras possuem um diâmetro e densidade menor do que as multimodo. Por possuírem suas dimensões mais reduzidas, as fibras monomodais têm a fabricação mais complexa e consequentimente são mais caras. Contudo, estas fibras apresentam atenuação mais baixa, permitindo transmissão de longas distâncias e uma maior capacidade de transmissão. Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 20 / 34
Fibra Óptica Fibra Óptica As fibras ópticas são definidas pela razão entre o diâmetro do núcleo e o diâmetro da casca. As dimensões são expressas em micrômetros. Tipo Núcleo (µm) Casca Modo 50/125 50 125 multimodo 62,5/125 65,5 125 multimodo 100/125 100 125 multimodo 7/125 7 125 monomodo Obs.: O diâmetro de um fio de cabelo é aproximadamente 60µm. Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 21 / 34
Fibra Meios de Transmissão Óptica - Conectores Fibra Óptica Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 22 / 34
Meios de Transmissão sem Fio Meios de Transmissão sem Fio O meio não-guiado é dividido em faixas de frequência: Banda Faixa Aplicação VLF 3-30KHz Rádio navegação LF 30-300KHz Orientações de rádio para aviões MF 300KHz - 3MHz Rádio AM HF 3-30MHz Faixa cidadão e comunicação aéra/marítima VHF 30-300MHz TV VHF e rádio FM UHF 300MHz - 3GHz TV UHF, celulares, satélite e redes de computadores SHF 3GHz - 30GHz Satélite e rede de computadores EHF 30-300GHz Radar e satélite Nomeclaturas: As transmissões em VLF, LF, MF, VHF e UHF são chamadas de transmissão a Rádio; As transmissões em UHF, SHF e EHF são chamadas de transmissão em micro-ondas; As transmissões em faixas de frequências acimas das EHF são chamadas de transmissão em Infravermelho. Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 23 / 34
Meios de Transmissão sem Fio Meios de Transmissão sem Fio As faixas de frequência utilizadas pelo padrão 802.11: Faixa Padrão 2,4GHz 802.11b e 802.11g 5GHz 802.11a Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 24 / 34
Meios de Transmissão sem Fio Meios de Transmissão sem Fio As propriedades das ondas de rádio dependem da frequência: Em baixas frequências, as ondas de rádio atravessam os obstáculos, mas a potência cai abruptamente à medida que a distância da fonte aumenta. Ou seja, ideal para pequenas distâncias; Em altas frequências, as ondas de rádio tendem a viajar em linha reta e tem dificuldade em atravessar os obstáculos. Elas também são absorvidas pela chuva. Ideal para comunicações de longas distâncias com visada direta. Em todas as frequências, as ondas de rádio estão sujeitas à interferência de motores e outros equipamentos elétricos. Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 25 / 34
Rádio Meios de Transmissão Rádio Nas bandas VLF, LF e MF, as ondas de rádio se propagam perto do solo. Essas ondas podem ser detectadas dentro de um raio de mil quilômetros nas frequências mais baixas. As ondas de rádio nessas bandas atravessam com facilidade os prédios, porém com baixa taxa de transmissão de dados. Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 26 / 34
Rádio Meios de Transmissão Rádio Nas bandas HF, as ondas que se propagam ao longo do solo não alcançam longas distâncias. No entanto, as ondas que alcançam a ionosfera, uma camada de partículas carregadas situadas em torno da Terra, são refletidas por ela e enviadas de volta à Terra. Os operadores de radioamador e os militares utilizam essas bandas em comunicações de longa distância. Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 27 / 34
Micro-ondas Meios de Transmissão Micro-ondas Acima de 30 MHz (micro-ondas), as ondas trafegam praticamente em linha reta. Neste caso, se as torres estiverem muito afastadas, a Terra acabará ficando entre elas. Consequentemente, é preciso instalar repetidores. Quanto mais altas são as torres, mais distantes elas podem estar umas da outras. Por exemplo, torres com 100 m de altura devem ter repetidores a cada 80 km (devido a inclinação da Terra). Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 28 / 34
Micro-ondas Meios de Transmissão Micro-ondas Micro-ondas podem ser concentradas em uma faixa estreita. A concentração de toda a energia em um pequeno feixe através de uma antena parabólica (como a conhecida antena de TV por satélite) oferece uma boa proteção contra ruídos, mas as antenas de transmissão e recepção devem estar alinhadas com o máximo de precisão. Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 29 / 34
Micro-ondas Meios de Transmissão Micro-ondas A antena omnidirecional irradia a energia igualmente em todas as direções em torno do seu eixo. Esta antena é usada quando a cobertura em todas as direções em torno do seu eixo horizontal é necessária. Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 30 / 34
Satélite Meios de Transmissão Satélite A comunicação via satélite utiliza estações terrestres e satélites que ficam em órbita da Terra e funcionam como repetidores. Por exemplo, a estação A transmite um sinal para o satélite (uplink), que recebe, amplifica e retransmite o sinal para a estação B (downlink). Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 31 / 34
Satélite Satélite Os satélites que acompanham a rotação da Terra são chamados de geoestacionários. Esse tipo de posicionamento permite o fácil alinhamento entre as estações terrestres e o satélite em órbita; A grande vantagem dos satélites é a sua cobertura geográfica. Com poucos satélites é possível cobrir todas as áreas do planeta, chagando a locais em que a utilização de cabos não é possível ou não é financeiramente viável. A transmissão por satélite é muito utilizada na transmissão de TV e por companhias de telefonia para ligações de longas distâncias. Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 32 / 34
Infravermelho Infravermelho As ondas em infravermelho não ultrapassam obstáculos, como paredes, e é indicado para a conexão de dispositivos próximos, geralmente dentro do mesmo ambiente; Ele é utilizado para a conexão com periféricos, como teclado e mouse sem fio, a um computador. O infravermelho é também largamente utilizado em aparelhos de controle remoto, por exemplo em TV e portões elétricos. Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 33 / 34
Infravermelho Questões 1. Para que serve os meios de transmissão? Dê exemplos de meios e transmissão com fio e sem fio. 2. Compare o par trançado, fibra óptica e comunicação por rádio, apresentando as vantagens e desvantagens. 3. Quais são os principais conectores do par trançado, cabo coaxial e fibra óptica. 4. Quais são as vantagens e desvantagens da comunicação por satélite? Macêdo Firmino (IFRN) Redes de Computadores Abril de 2012 34 / 34