Meios Físicos para Redes (Cabeamento)

1. Meios Físicos para Redes (Cabeamento) Prof. Erivelto Tschoeke Udesc - Ceplan

2. Visão Geral • Cabos de cobre são usados em quase todas as redes locais. • Estão disponíveis diferentes tipos de cabos de cobre, cada tipo tem suas vantagens e desvantagens. • Uma seleção cuidadosa de cabeamento é a chave para uma operação eficiente de redes. • Haja visto que o cobre transporta informações usando corrente elétrica.

3. Visão Geral (continuação) • A fibra óptica é o meio mais freqüentemente usado para as transmissões ponto-a-ponto a grandes distâncias e com alta largura de banda necessárias para backbones das redes locais e em WANs. • Usando um meio óptico, usa-se luz para transmitir dados através de uma fibra fina de vidro ou plástico. • Os sinais elétricos fazem com que o transmissor de fibra óptica gere os sinais de luz que são enviados através da fibra. • O host receptor recebe os sinais de luz e os converte em sinais elétricos na extremidade mais distante da fibra. • No entanto, não existe eletricidade no próprio cabo de fibra óptica. Aliás, o vidro usado no cabo de fibra ópica é um isolante muito bom.

4. Visão Geral (continuação) • A conectividade física permitiu um aumento na produtividade tornando possível o compartilhamento de impressoras, servidores e software. • Os sistemas de redes tradicionais exigem que as estações de trabalho permaneçam estacionárias permitindo movimentação apenas dentro dos limites dos meios e da área de escritórios.

5. Visão Geral (Continuação) • A apresentação de tecnologia sem fio elimina essas restrições e oferece uma portabilidade verdadeira ao mundo da computação. • Atualmente, a tecnologia sem fio não fornece transferências a alta velocidade, segurança ou confiabilidade no tempo de atividade nas redes cabeadas. • Portanto, a flexibilidade da tecnologia sem fio justifica o sacrifício.

6. Resultados Esperados: • Descrever as especificações e desempenho dos diferentes tipos de cabos. • Descrever o cabo coaxial e suas vantagens e desvantagens sobre outros tipos de cabos. • Descrever cabos de par trançado blindado (STP) e suas utilizações.

7. Resultados Esperados : • Descrever cabos de par trançado não blindado (UTP) e suas utilizações. • Examinar as características dos cabos direto, cruzado e rollover e onde cada um é usado. • Explicar os conceitos básicos do cabo de fibra óptica.

8. Resultados Esperados : • Descrever como as fibras podem guiar a luz para longas distâncias. • Descrever fibra multimodo e monomodo. • Descrever como e quando as fibras são instaladas. • Largura de Banda.

9. Meios de cobre: • Especificação de cabos :

10. Meios de cobre: • Questionamentos que devem ser feitos antes de iniciar um projeto de redes : • Quais são as velocidades para transmissão de dados que podem ser alcançadas quando se usa um determinado tipo de cabo?

11. Questionamento : • A velocidade da transmissão de bits através do cabo é extremamente importante ? • A velocidade da transmissão depende do tipo do meio fisico usado ?

12. Questionamento: • Qual é a distância que um sinal pode percorrer através de um certo tipo de cabo antes que a atenuação desse sinal se torne um problema?

13. Meios de cobre (cabos) • Tipos mais comuns : • Coaxial de 50 e 75 Ohms; • Par Trançado(UTP, FTP e STP); • Fibra óptica(monomodo e multimodo);

14. Principal Características : • Os cabos coaxiais se dividem em : • Cabo coaxial fino (Thin Ethernet, 50 Ohms); • Cabo coaxial grosso (Thick Ethernet, 75 Ohms). • Taxa de transmissão : de 10 a 50 Mbps(Thin Ethernet);

15. Cabo Coaxial 50 Ohms

16. Cabo coaxial fino :

17. Cabo coaxial fino : • Principais características : • Apenas um camada de malha e blindagem; • Tamanho máximo do segmento (distância da rede) : 185 Metros; • Tamanho mínimo do segmento : 0,45 Metros;

18. Cabo coaxial fino : • Número máximo de segmentos : 5; • Tamanho máximo total com repetidores : 925 Metros; • Capacidade por segmento : 30 Hosts; • Operava apenas em Half-Duplex; • Mais sensível a ruidos, atenuação e latência.

19. Cabo coaxial grosso (Thick Ethernet, 75 Ohms)

20. Cabo coaxial grosso (Thick Ethernet, 75 Ohms) • Principais características : • Duas malhas e duas lâminas metálicas; • Maior resistência mecânica; • Trabalha em dois :caminhos : Transmissão (Inbound), e Recepção (OutBound); • Primeiro cabo a transmitir a 100 Mbps (2 canais de 50Mbps).

21. Cabo coaxial grosso (Thick Ethernet, 75 Ohms) • Era o cabo mais utilizado para a conexão de redes em ambientes industriais, devido a sua maior resistência mecânica e maior resistência á ruídos, atenuação, diafonia e latência.

22. BNC - Bayonet Neill and Concelman • Conector BNC para cabos coaxiais (ponta de cabo).

23. BNC - Bayonet Neill and Concelman • Conector BNC para cabos coaxiais (conector ponto-a-ponto).

24. Cabos Par Trançado (STP, FTP e UTP): • Cabos STP (ShieldedTwistedPair); • O cabo de par trançado blindado (STP) combina as técnicas de blindagem, cancelamento e trançamento de fios; • Cada par de fios é envolvido por uma malha metálica, e todos os pares são blindados juntos.

25. Cabos STP, FTP e UTP • Cabos FTP (FoiledTwistedPair); • O cabo de par trançado blindado (FTP) combina as técnicas de blindagem, cancelamento e trançamento de fios; • Cada par de fios é envolvido por uma malha metálica.

26. CABOS FTP: • Esquema de construção :

27. Cabo STP:

28. Cabos STP e FTP • o STP e FTP reduz o ruído elétrico dentro dos cabos; • Os ruídos externos são também conhecidos como • EMI(Interferência Eletromagnética); • RFI(Interferência por Freqüência de Rádio); • Reduz também a DIAFONIA ou CROSSTALK.

29. CABOS UTP (Unshielded Twisted Pair ) • Cabos de rede de par trançado sem blindagem; • É um meio de fio de quatro pares usado em uma variedade de redes; • Cada um dos 8 fios individuais de cobre no cabo UTP é coberto por material isolante;

30. CABOS UTP (Unshielded Twisted Pair ) • Esse tipo de cabo usa apenas o efeito de cancelamento, produzido pelos pares de fios trançados para limitar a degradação do sinal causada por EMI e RFI.

31. CABOS UTP (Unshielded Twisted Pair ) • O cabo de par trançado não blindado tem muitas vantagens. • Ele é fácil de ser instalado e mais barato que outros tipos de meios de rede. • Aliás, o UTP custa menos por metro do que qualquer outro tipo de cabeamento de redes locais.

32. CABOS UTP (Unshielded Twisted Pair ) • Modelo de construção :

33. CABOS UTP (Unshielded Twisted Pair ) • Vantagens : • Baixo custo; • Fácil manutenção; • Diâmetro reduzido; • Utilizado em vários tipos de rede; • Encontrado em quase todos os locais especializados em equipamentos de rede e/ou informática.

34. CABOS UTP (Unshielded Twisted Pair ) • Desvantagens : • Muito mais propenso a ruídos externos e interferências externas EMI e RFI. • Não tem muita resistência física (não se pode puxar demais o cabo). • Mais susceptível á latência, diafonia, atenuação e ruídos; • Distância máxima: 100 Mts.

35. Cabos UTP (Unshielded Twisted Pair ) • Existem cabos de CAT1 até CAT7. • Como os cabos cat 5 são suficientes tanto para redes de 100 quanto de 1000 megabits, eles são os mais comuns e mais baratos; • Geralmente custam em torno de 1 real o metro. • Os cabos CAT5 (comuns atualmente) seguem um padrão um pouco mais restrito, por isso dê preferência a eles na hora de comprar.

36. Categorias de Cabos de Par trançado: • Categoria 1: Utilizado em instalações telefônicas, porém inadequado para transmissão de dados. • Sem blindagem, apenas uma capa de plástico protegendo os fios de cobre, contém apenas 2 pares.

37. Categorias de Cabos de Par trançado: • Categoria 2: Outro tipo de cabo obsoleto. Permite transmissão de dados a até 2.5 megabits e era usado nas antigas redes Arcnet e thickNet (AUI). • Sem blindagem, apenas uma capa de plástico protegendo os fios de cobre também apenas 2 pares de fios.

38. Categorias de Cabos de Par trançado: • Categoria 3: Era o cabo de par trançado sem blindagem mais usado em redes há uma década. • Pode se estender por até 100 metros e permite transmissão de dados a até 10 Mbps. • A principal diferença do cabo de categoria 3 para os obsoletos cabos de categoria 1 e 2 é o entrançamento dos pares de cabos.

39. Categoria 3: • Enquanto nos cabos 1 e 2 não existe um padrão definido. • Cada par de cabos tem um número diferente de tranças por metro, o que atenua as interferências entre os pares de cabos. • Praticamente não existe a possibilidade de dois pares de cabos terem exatamente a mesma disposição de tranças. • A partir do cabo CAT3 começou-se a utilizar os cabos com 4 pares de fios.

40. Categorias de Cabos de Par trançado: • Categoria 4: Cabos com uma qualidade um pouco melhor que os cabos de categoria 3. • Este tipo de cabo foi muito usado em redes Token Ring de 16 megabits. • Em teoria podem ser usados também em redes Ethernet de 100 megabits, mas na prática isso é incomum, simplesmente porque estes cabos não são mais fabricados

41. Categorias de Cabos de Par trançado: • Categoria 5: Este é o tipo de cabo de par trançado usado atualmente, que existe tanto em versão blindada quanto em versão sem blindagem, a mais comum. • A grande vantagem sobre esta categoria de cabo sobre as anteriores é a taxa de transferência: eles podem ser usados tanto em redes de 100 megabits, quanto em redes de 1 gigabit

42. Categorias de Cabos de Par trançado: • Categoria 6: Utiliza cabos de 4 pares, semelhantes aos cabos de categoria 5. • Este padrão não está completamente estabelecido, mas o objetivo é usa-lo (assim como os 5e) nas redes Gigabit Ethernet. • A diferença entre o o CAT5 e o CAT6 é a qualidade.

43. Categorias de Cabos de Par trançado: • Categoria 7: Os cabos cat 7 também utilizam 4 pares de fios, porém utilizam conectores mais sofisticados e são muito mais caros. • Tanto a freqüência máxima suportada, quanto a atenuação de sinal são melhores que nos cabos categoria 6. • Está em desenvolvimento um padrão de 10 Gigabit Ethernet que utilizará cabos de categoria 6 e 7.

44. Cabos CAT5 e conector RJ45.

45. Por que o cabo UTP, o STP e o FTP são trançados? • Os cabos de categoria 3 (assim como os de categoria 4 e 5) possuem pelo menos 24 tranças por metro e por isso são muito mais resistentes a ruídos externos. • O trançamento faz o chamado cancelamento dos campo magnéticos gerados pelos pares. • Quando um par envia e outro recebe, os campo magnéticos positivos e negativos se anulam com as tranças do cabo.

46. DIAFONIA ou CROSSTALK: • A diafonia ocorre quando um sinal transmitido em um fio interfere ou até mesmo corrompe o sinal que está sendo transmitido no fio adjacente. • Fisicamente falando, isto ocorre porque quando um dado está sendo transmitido em um fio, ele gera um campo eletromagnético ao seu redor, e um fio posicionado dentro deste campo eletromagnético funciona como uma antena, capturando o sinal e, assim, modificando o sinal que estava sendo transmitido por este fio.

47. Como a diafonia interfere no desempenho da rede ? • A diafonia oriunda do meio físico (cabos) que embaralham o fluxo de sinais elétricos dentro do meio físico.

48. Ruído: • O ruído é caracterizado pela interferência de meios externos á rede, ou seja podem ser oriundos de geradores (interferência eletromagnética EMI, fios elétricos etc..) ou pode ainda ser de gerado por fontes de rádio freqüência RFI.

49. Lembrete: • Sempre que forem lançados cabos de rede deve-se tomar muito cuidado com os fatores externos que podem comprometer o desempenho da rede. • O ruído é causado por fontes externas, a diafonia ou crosstalk é causada por meios internos (cabos despadronizados, crimpagem incorreta, emendas, entre outros....

50. O que pode causar interferência eletromagnética em uma rede ? • Fontes de Luz Fluorescente; • Motores Elétricos; • Motores de combustão; • Fontes de energia elétrica; • Fontes Magnéticas (eletroimãs) • Antenas de TV, AM/FM e telefonia. • Indutância Elétrica; • Fontes de Raios X; • Fontes de Raios Gama; • Fontes de Raios Ultravioleta.