REDES DE COMPUTADORES Fundamentos de Redes de Computadores, Transmissão de Dados e Cabeamento
Redes 5 cabeamento
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Redes de ComputadoresProfessor: Mauro Jansen
Redes de Computadores
Cabeamento
Objetivos
� Conhecer os tipos, características e componentes de cabeamento de redes
Prof. Mauro JansenRedes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos 2
Cabeamento
Prof. Mauro JansenRedes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Tipos de cabos de rede
• Cabos de cobre
– Coaxiais: usados em antenas para redes wireless e algumas redes antigas
– Par trançado: os mais comuns
Prof. Mauro Jansen
• Fibra óptica: usados principalmente em links de longa distância
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Introdução, histórico e conceitos
Desafios na fabricação de cabos de rede de cobre
• Transmitem sinais elétricos em frequências muito altas e a longas distâncias
• São muito vulneráveis a interferências eletromagnéticas
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eletromagnéticas• É preciso minimizar ao máximo as impurezas durante a sua fabricação
• O entrelaçamento dos pares de cabos nos cabos de par trançado é um fator crítico
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Introdução, histórico e conceitos
Cabos coaxiais
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Introdução, histórico e conceitos
Cabos coaxiais – estrutura
• Cabos cilíndricos com um fio rígido como núcleo central, envolto por um isolante plástico, uma malha de blindagem externa e a capa externa
Prof. Mauro Jansen
• Quanto mais grosso o cabo e a camada de blindagem, maior é o isolamento e maior a distância a que permite transmitir os sinais
Informática Básica –
Internet7
Cabo coaxial
Conbector BNC
Cabos coaxiais
• As estações eram ligadas ao cabo principal (barramento) com o uso de conectores em forma de “T”
• Nas extremidades eram usados terminadores para fechar o circuito e evitar que o sinal retornasse na forma de interferência
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Introdução, histórico e conceitos
Placa de rede ligada ao barramento com um conector T
Conector BNC Cabos, conector T e
terminadores
Cabos coaxiais: usos atuais
• Foram muito usados na década de 80 e início de 1990 nas redes Ethernet 10Base5– Velocidade máxima: 10 Mbits
– Comprimento máximo: 500m
• Já faz bastante tempo que foram substituídos pelos cabos
Prof. Mauro Jansen
• Já faz bastante tempo que foram substituídos pelos cabos de par trançado, que são mais baratos, finos e flexíveis e permitem maiores velocidades (10, 100 ou 1000 megabits)
• Usos atuais do cabo coaxial:– Sistemas de TV a cabo
– Outros sistemas de telecomunicações
– Ligação de antenas de TV e redes sem fioRedes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Cabos coaxiais: vantagens e desvantagens
• Vantagens– Oferece boa proteção contra interferências– Bom alcance em redes locais: 500m (o maior até hoje em cabos de cobre)
• Desvantagens (que levaram ao desuso)
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• Desvantagens (que levaram ao desuso)– Mais propensos a mal contato– Cabos e conectores mais caros– Cabos menos flexíveis– Podem ser usados apenas em redes de 10 megabits
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Introdução, histórico e conceitos
Cabos par trançado sem blindadagem (UTP)
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Introdução, histórico e conceitos
blindadagem (UTP)
Cabos de par trançado
• 4 pares de fios de cobre trançados entre si• Isso cria uma barreira eletromagnética, protegendo de interferências
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• Observe cada par têm um padrão de trança diferente, para evitar que interfiram com os vizinhos
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Introdução, histórico e conceitos
Tranças e polarização como blindagem eletromagnética
• Para potencializar o efeito de blindagem eletromagnética, cada fio no par envia uma cópia invertida da transmissão do outro
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Introdução, histórico e conceitos
Apresentação do cabo de par trançado
• Os cabos são vendidos originalmente em caixas de 300 metros ou 1.000 pés (que equivale a 304.8 m), mas podem ser comprados avulsos:
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Introdução, histórico e conceitos
Uma caixa de cabo 5e custa em média R$ 200,00 (2015)
Categorias de cabos de par trançado
• Diante dos fatores críticos apresentados, os cabos de par trançado são classificados em categorias que indicam a qualidade e a frequência máxima suportada por ele– Categorias: Cat 1 até cat 7
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– Categorias: Cat 1 até cat 7
• Os cabos cat 5 e cat 5e são mais comuns por serem suficientes tanto para redes 100 quanto 1000 mbps
• Os cabos cat 6 e 6a estão se popularizando
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Introdução, histórico e conceitos
Categorias de cabo par trançado
Cate-goria
Velocidade máxima
Freq. Redes Dist. Obs
1 e 2 Não adequadas em redes atuais
- - Não são mais reconhecidos pela TIA
3 100 Mbps 16 MHz 10BASE-T 100BASE-T4
100m
4 16 Mbps 20 MHz 10BASE-T 100m Não são mais
Prof. Mauro Jansen
4 16 Mbps 20 MHz 10BASE-TToken ring
100m Não são mais reconhecidos pela TIA
5 / 5e 1000 Mbps 100 MHz 100BASE-TX1000BASE-T
100m 5e substituiu cat 5
6 10 Gbps 200 MHz 10GBASE-T 55m
6A 10 Gbps 500 MHz 10GBASE-T 100m A=Augmented
7 100 Gbps ? Em desenvolvimento
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Introdução, histórico e conceitos
Cabo UTP cat. 6A
• O cabo UTP cat 6A tem um espaçador para distanciar os pares e reduzir o crosstalk(interferência) entre os mesmos
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Introdução, histórico e conceitos
Cabos par trançado com blindagem
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Introdução, histórico e conceitos
Cabos par trançado com blindagem(FTP, STP, SSTP)
Cabos FTP (Foiled Twisted Pair)
• Usam blindagem mais simples (folha de aço ou de liga de alumínio) envolvendo todos os pares do cabo
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• Não protege do crosstalk (interferência entre os pares)
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Introdução, histórico e conceitos
Cabos STP (Shielded Twisted Pair)
• Usam uma blindagem individual para cada par de cabos
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• Reduz o crosstalk• Melhora tolerância em relação à distância
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Introdução, histórico e conceitos
Cabos SSTP (Screened Shielded Twisted Pair)
• ... Ou SFTP (Screened Foiled Twisted Pair)
• Têm blindagem individual para cada par e também blindagem externa
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• Especialmente resistentes a interferências externas
• Pouco práticos para uso geral por serem mais caros e pouco flexíveis
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Introdução, histórico e conceitos
Conectores para cabos par trançado
RJ-45 Cat.5e RJ-45 Cat.6 blindado
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Introdução, histórico e conceitos
RJ-45 Cat.5e RJ-45 Cat.6 blindado
Conector keystone jack (fêmea p/ tomada de parede)
Cabos x conectores
• Os cabos, conectores (e demais componentes) devem ser da mesma categoria
• Cabos blindados podem ser combinados
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• Cabos blindados podem ser combinados com conectores blindados
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Introdução, histórico e conceitos
Cabos stranded x cabos sólidos
• Nos cabos stranded (de várias fibras, também chamados de patch) os 8 fios internos são compostos por fios mais finos
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• São usados preferivelmente para interconexões curtas (do PC à parede ou do switch ao patch panel). Para uso geral os cabos sólidos são mais recomendados
• Cabos stranded Não devem ultrapassar 10m
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Introdução, histórico e conceitos
Cabo sólido Cabo stranded
Cabos de fibra óptica
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Introdução, histórico e conceitos
Cabos de fibra óptica: o fio de fibra
• Usa o fenômeno da refração interna total para transmitir feixes de luz a longas distâncias
• Fios de vidro muito finos (aprox 125 microns), feitos de sílica com alto grau de pureza e compostos por:
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Introdução, histórico e conceitos
Núcleo
Cadding ou casca: camada com índice de refração mais baixo
Coating ou buffer: camada protetora mais espessa
Cabos de fibra óptica: estrutura
• O cabo resultante é protegido por uma malha de fibras protetoras (de fibras de kevlar) e por uma outra cobertura plástica (jacket ou jaqueta):
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Cabos de fibra óptica: quantidade de fios no cabo
• Um único fio
• Redes locais (curta distância)
• Vários fios
• Usado em links de longa distância / telecom
• Prevêem cabos adicionais (dark fiber: fibra escura)
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(dark fiber: fibra escura)
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Introdução, histórico e conceitos
Fibra OpticaMultimodo x Monomodo
Multimodo ou MMF(multimode fiber)
Monomodo ou SMF (Singlemode fiber)
Núcleo mais espesso (62.5 microns) e casca de 125 microns
Núcleo mais fino (8 a 10 microns) e casca de 125 microns
Mais baratas Custo elevado
Instalação mais simples devido à Manuseio difícil
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Instalação mais simples devido à maior espessura
Manuseio difícil
Permite usar lasers ou LEDs Uso apenas com lasers
Voltadas apenas para curta distância (550m no gigabitEthernet e 300m no 10 Gb), devido à maior atenuação do sinal luminoso
Voltadas para longas distâncias (até 80 Km no padrão 10 Gb)
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Introdução, histórico e conceitos
Fibra OpticaMultimodo x Monomodo
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Introdução, histórico e conceitos
Vantagens e desvantagens da fibra óptica
Vantagens Desvantagens
Imunidade a interferências eletromagnéticas
Fragillidade dos cabos sem encapsulamento
Maior capacidade de transmissão, a grandes distâncias e com menorquantidade de repetidores
Custo elevado, apesar da fartura de matéria-prima
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Introdução, histórico e conceitos
quantidade de repetidores
Maior durabilidade comparada com os fios de cobre
Como os cabos de par trançado suportam até 10 G bits, só é vantagem usar fibra óptica onde os 100m máximos do par
trançado não são suficientes e o uso de switches ou repetidores para estender o sinal não é viável ou está em
curso uma migração para fibra óptica a longo prazo
Conectores para fibra óptica
• Tipos de conectores– ST– SC– LC: popularidade crescente, pode tornar-se padrão– MT-RJ: formato compacto; em ascensão, mas ainda
Mais usados até pouco tempo
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– MT-RJ: formato compacto; em ascensão, mas ainda restrito
• Cada conector oferece vantagens sobre os concorrentes
• A escolha depende dos equipamentos que pretende-se usar
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Introdução, histórico e conceitos
Conectores para fibra óptica:LC (Lucent Connector)
• Miniaturizado• Desenvolvido pela Lucent• Popular sobretudo em fibra monomodo e transceivers 10 Gb Ethernet
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Introdução, histórico e conceitos
Conectores para fibra óptica:ST (Straight Tip)
• Mais antigo; popular na década de 1990, vem perdendo espaço para o LC e outros recentes
• Estilo baioneta, lembra um conector BNC• Popular para uso com fibra monomodo
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Introdução, histórico e conceitos
Conectores para fibra óptica:SC
• Popular até início do ano 2000, em redes Gigabit com cabos multimodo ou monomodo
• Simples e eficiente, porém perde espaço para o LC
• Desvantagem: tamanho avantajado
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• Desvantagem: tamanho avantajado
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Introdução, histórico e conceitos
Conectores para fibra óptica:MT-RJ
• MT-RJ: Mechanical Transfer Registered Jack
• Padrão novo: ferrolho quadrado c/ dois orifícios para combinar as duas fibras em um único conector, pouco maior que um RJ-11, de telefones
• Crescendo em popularidade, substituindo SC e ST com
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• Crescendo em popularidade, substituindo SC e ST com cabo multimodo
• Não é muito adequado para fibra monomodo
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Introdução, histórico e conceitos
Detalhes sobre conectores de fibra óptica
• Todos têm um tubo central chamado de ferrolho, por onde passa o fio de fibra
• A ponta do fio de fibra deve ser sempre limpa antes da conexão e ficar protegida
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limpa antes da conexão e ficar protegida com a capa plástica antes do uso
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Introdução, histórico e conceitos
Preparação e polimento de cabos de fibra óptica
• Exige equipamento especial e manuseio cuidadoso
• Duas fases:– Preparo: desencape, limpeza e colagem
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– Preparo: desencape, limpeza e colagem– Polimento
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Introdução, histórico e conceitos
Preparação e polimento de cabos de fibra óptica
• Preparo– Retirar capa plástica
– Retirar a malha de fibra de kevlar, ficando exposto um fio muito fino (cabo de fibra e seu revestimento)
– Limpar o fio com álcool isopropilico
– Colar o fio ao conector com cola de epoxy ou outro adesivo, de
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– Colar o fio ao conector com cola de epoxy ou outro adesivo, de acordo com o conector
• Polimento– Polir a ponta usando um suporte especial e várias micro lixas progressivamente
– Examinar a ponta em microscópio (uma ponta irregular obstrui a passagem do sinal luminoso)
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Introdução, histórico e conceitos
Cabo de fibra óptica na prática
• Usam um único par de fibras em vez de 4 pares como nos cabos de par trançado
• Pequenas instalações: é mais simples e mais barato comprar cabos prontos, no tamanho desejado
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desejado
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Introdução, histórico e conceitos
Cabo de 10m c/ conectores LC: +- R$ 60,00
Splicing: emenda de cabos de fibra óptica
• Unir dois fios de fibra para extensão ou emenda
• Dois métodos:– Fusão
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– Fusão– Mecânico
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Introdução, histórico e conceitos
Splicing por fusão
• Um pequeno arco elétrico solda as duas fibras criando uma junção permanente;
• Aparelhos de fusão semi-automatizados são de auto custo: a partir de US$ 15.000
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Introdução, histórico e conceitos
Splicing mecânico
• Usa uma emenda de aplicação manual• Os fios são juntados com ajuda de um suporte e colados com uma resina especial
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Introdução, histórico e conceitos
Transceivers
• Equipamento que transforma os sinais ópticos do cabo de fibra em sinais elétricos a serem enviados ao switch e vice-versa
• Apesar de pequenos, são quase sempre a parte mais cara do link de fibra óptica
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Introdução, histórico e conceitos
Conversor externo fibra SC 10/100 x RJ-45
Transceiver para ligação em baia de switch
FIM
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Introdução, histórico e conceitos 45
FIM