Tecnologia de Redes: Meios Físicos de...
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Volnys B. Bernal (c) 1
Tecnologia de Redes:Meios Físicos de Transmissão
Volnys Borges [email protected]
http://www.lsi.usp.br/~volnys
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Meios Físicos de Transmissão
o Conexão lógica tipo barramentoX Meios físicos utilizados pelo padrão Ethernet (semelhante ao
padão IEEE 802.3)ê10Base5ê10Base2ê10BaseT
u Categoria 3u Categoria 5u Categoria 5e
ê100BaseTê10BaseFê100BaseF
o Conexão lógica tipo Ponto-a-PontoX Linha serial
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Meios Físicos de Transmissão
o Meios físicos de transmissão definidos pelo padrãoIEEE 802.3X Redes em barra - CSMA/CDX Baseado no padrão Ethernet (muito semelhante ao Ethernet)X Define várias opções de meio físico e taxa de transmissão:
X Exemplo:ê10Base5
u 10 Mbps, baseband, 500 m
<Taxa> <Sinalização> <Tam>
Taxa de transmissão em MbpsTécnica de sinalização (baseband, broadband)
Tamanho máximo do segmento * 100
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Meios Físicos de Transmissão
o Padrões 802.3X 10Base5
êCabo Metálico CoaxialX 10Base2
êCabo Metálico CoaxialX 10BaseT
êCabo Metálico de par trançadoX 10BaseF
êCabo de fibra ótica
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Cabo Coaxial
o Condutor metálico interno com uma blindagem externaseparado por isolante
Condutormetálicointerno
Dielétrico(isolante)
Blindagemmetálicaexterna
CapaExterna
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Cabo Coaxial
Cabo Coaxial
RepetidorTransceiver
Terminador
Nó(computador)
segmento
AUI
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Cabo coaxial
o MAU - Medium Attachment UnitX Transceptor (transceiver)X Função
êIsolamento entre o terra docomputador e o terra do cabo
êDetecção de colisãoêProteção: O transceptor protege
o computador de descargaselétrica no cabo (raio ou contatona rede de energia elétrica).Neste caso, os transceptoresexternos permitem uma maiorproteção ao computador que ostransceptores internos
MAU(transceiver)
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Cabo coaxial
o AUI - Attachment Unit InterfaceX Permite a ligação entre o nó (computador) e o
trasceptor (transceiver)X Cabo AUI
êOpcionalêTambém chamado de “drop cable”êDistância máxima: 50 mêQuatro ou cinco pares trançados blindados para:
u transmitir dados do nó para o transceiveru transmitir dados do transceiver para o nóu transmitir sinais de controle do nó para o MAUu transmitir sinais de controle do MAU para o nóu alimentar o MAU com energia fornecida pelo nó
Placade
rede
MAU
CaboAUI
Placade
rede
MAU
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Cabo Coaxial
o RepetidorX Repete o sinalX Permite conectar outros segmentos de cabo coaxial
o Tipos de cabo coaxial para EthernetX 10Base5X 10Base2
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Cabo Coaxial 10Base5
o CaracterísticasX 10Base5
ê10 Mbpsêbasebandê500 metros de comprimento do segmento
X Cabo coaxial RG-8êCabo de 50 ohms
X Topologiaêfísica: barramentoêlógica: barramento
X Chamado de “cabo coaxial grosso” (Thick cable)X Era utilizado em backbones de redes locais com grandes
distâncias entre equipamentosX Não é mais utilizado atualmenteX Difícil de ser flexionado
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Cabo coaxial 10Base5
CaboAUI
ConectorDB21 macho
ConectorDB21 fêmea
cabo coaxial grosso
terminadorterminador
Transceptor
Placade
rede
Placade
rede
Placade
rede
MAU
vampiro
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Cabo Coaxial 10Base5
o Restrições:X Número de repetidores:
êMáximo de 2 repetidores entre dois nósêMáximo de 4 repetidores por rede
X Número máximo de nós por segmento: 100X Número máximo de nós por rede: 1024X Comprimento máximo do cabo AUI: 50 mX Distância mínima entre tranceivers: 2,5 mX Tamanho total do barramento: 2.500 mX Taxa média de erros: 1 erro a cada 108
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Cabo Coaxial 10Base2
o Cabo coaxial 10Base2X 10Base2
ê10 Mbpsêbasebandê185 metros (~200m) de comprimento do segmento
X Cabo coaxial RG-58êCabo de 50 ohms
X Topologiaêfísica: barramentoêlógica: barramento
X Chamado de “cabo coaxial fino” (Thin cable)X Era utilizado em de redes locais, não mais utilizado atualmenteX Muitos problemas nas conexõesX Se uma conexão apresenta problema toda comunciação na rede
é afetada
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Cabo coaxial 10Base2Ligado
diretamente àplaca de rede
Utilizandotransceptor e
cabo AUIUtilizando
Transceptor
Placade
rede
CaboAUI
ConectorDB21 macho
ConectorDB21 fêmea
cabo coaxial cabo coaxial
conector “T”BNC
terminadorterminador conector BNC
Placa de redecom transceptor
Placade
rede
Placade
rede
MAU MAU
transceptor
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Cabo Coaxial 10Base2
o ConectoresX Conector T BNCX Conector BNC macho para cabo CoaxialX Terminador BNC
êTerminador BNC macho de 50 ohms
cabo coaxial cabo coaxial
terminadorterminador conector BNC
macho paracabo coaxial
conector T BNC
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Cabo Coaxial 10Base2
o Restrições se utilizado com Ethernet:X Número de repetidores:
êMáximo de 2 repetidores entre dois nósêMáximo de 4 repetidores por rede
X Número máximo de nós por segmento: 30X Número máximo de nós por rede: 90X Distância mínima entre nós: 0,5 mX Tamanho total do barramento: 2.500 mX Taxa média de erros: 1 erro a cada 107
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Cabo coaxial 10Base2
o AterramentoX Devido a possibilidade de diferença de potencial entre as duas
extermidades do cabo, podem ser geradas correntes pela malhade blindagem
X O cabo deve ser aterrado somente em uma de suasextremidades
o ProblemasX Mal contacto em um conector interrompe toda a comunicação
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Cabo coaxial
o FerramentasX Clivador
êPermite a conectorização (junção do conector ao cabo)
X Testador de cabosêTime domain reflectometry
u Permite detectar o exato local de problema em um cabocoaxial
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Cabo de par trançado 10BaseT
o CaracterísticasX 10BaseT
ê10 MbpsêbasebandêT - twisted-pair (par trançado)
X Impedânica de 100 ohms
X Conexões ponto a ponto full-duplexêPoucas placas de rede suportam full-duplexêPoucos switchs suportam full-duplex
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Cabo de par trançado 10BaseT
HUB (repetidor)conector RJ45 fêmea
Interfacede
rede
conector RJ45 macho
conector RJ45 fêmea
conector RJ45 macho
Cabo 10BaseT
Interfacede
rede
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Cabo de par trançado 10BaseT
o TopologiaX física: estrelaX lógica: barramento
HUB
Topologiafísica estrela
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Cabo de par trançado 10BaseT
o TopologiaX física: estrelaX lógica: barramento
(1)
(2) (2) (2) (2) (2)
HUB
Topologialógica:
barramento
HUB
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Cabo de par trançado 10BaseT
o RestriçõesX (1) Comprimento máximo do cabo UTP: 100 m
HUBHUB
100 m máximo
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Cabo de par trançado 10BaseT
o Restrições (cont.)X (2) Cascateamento de HUBs
êMaior caminho entre duas estações pode conter 5 segmentos (4repetidores). Cada segmento pode ser 10BaseT, 10Base5 ou10Base2
HUB
HUBHUB
HUB
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Cabo de par trançado 10BaseT
o Conexão com tecnologia antiga (coaxial)X Coneção de uma rede UTP com uma rede coaxial
ê(1) Através de um HUB com interface AUI
HUB
Interface AUI
cabo UTP
cabo coaxialtransceiver
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Cabo de par trançado 10BaseT
o Conexão com tecnologia antiga (coaxial)X (2) Coneção de um computador com interface AUI em uma rede
UTPêAtravés de um transceiver AUI/UTP
HUB
transceiverAUI-UTP
cabo UTP
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Cabo de par trançado 10BaseT
AUI
transceiverAUI-UTP
Placade
rede
HUB
HUB
Cabo UTP
AUI
transceiverAUI-UTP
Placade
rede
HUB
HUB
Cabo UTP
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Cabo de par trançado 10BaseT
o Tipos de cabo de par trançadoX Unshielded Twisted Pair (UTP) - Par trançado não blindado
ê4 pares de fiosêcada par é trançado independentemente
Branco-VerdeVerdeBranco-LaranjaLaranjaBranco-AzulAzul
Branco-MarromMarrom
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Cabo de par trançado 10BaseT
o Tipos de cabo de par trançadoX Shielded Twisted Pair (STP) - Par trançado blindado
ê4 pares de fiosêcada par é trançado independentementeêNão utilizado na prática!!!
Blindagemmetálicaexterna
CapaExterna
Dielétrico(isolante)
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Cabo de par trançado 10BaseT
o Classificação de cabos UTPX Categoria 3
êaté 16 MHz,êdeve ser utilizado em transmissões até 10 MbpsêObsoleto
X Categoria 5êaté 100 MHzêdeve ser utilizado em transmissões de até 100 Mbps
X Categoria 5eêaté 350 MHzêdeve ser utilizado em transmissões de até 155 Mbps
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Cabo de par trançado 10BaseT
o Classificação de cabos UTPX Cabo rígido
êDeve ser utilizado emu cabeamento interno em dutosu comprimento máximo: 90 m
X Cabo flexívelêDeve ser utilizado em
u cordão de estaçãoÕliga a estação à tomada de rede
u cordão de distribuiçãoÕliga o ponto do patch pannel ao equipamento de
interconexão (HUB, swtich ou roteador)êPossui maior impedância (resitência)êComprimento máximo
u 10 m: Cordão de estação + cordão de distribuição
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Cabo de par trançado 10BaseT
o Conector RJ45X Padrão de conectorização EIA/TIA 568A
Pinagem doconector RJ45
CaboUTP
Branco-VerdeVerdeBranco-LaranjaAzulBranco-AzulLaranjaBranco-MarromMarrom
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Branco-VerdeVerde
Branco-LaranjaLaranja
Branco-AzulAzul
Branco-MarromMarrom
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Cabo de par trançado 10BaseT
o Conector RJ45X Padrão de conectorização EIA/TIA 568B
Pinagem doconector RJ45
CaboUTP
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Branco-VerdeVerde
Branco-LaranjaLaranja
Branco-AzulAzul
Branco-MarromMarrom
Branco-LaranjaLaranjaBranco-VerdeAzulBranco-AzulVerdeBranco-MarromMarrom
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Cabo de par trançado 10baseTo Pares utilizados no Ethernet e Fast-Ethernet
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Br-VerdeVerdeBr-LaranjaLaranjaBr-AzulAzul
Br-MarromMarrom
Br-VerdeVerdeBr-LaranjaAzulBr-AzulLaranjaBr-MarromMarrom
Br-Verde
Br-LaranjaAzulBr-AzulLaranjaBr-Marrom
VerdeBr-VerdeVerdeBr-LaranjaLaranjaBr-AzulAzul
Br-MarromMarrom
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Cabo de par trançado 10baseT
o Pares utilizados no Ethernet e Fast Ethernet
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Rx+Rx-Tx+
Tx-
Tx+Tx-Rx+
Rx-
HU
B
Co
mp
uta
do
r
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Cabo de par trançado 10baseT
o Cabo ethernet normal (568A-568A)
Branco-VerdeVerdeBranco-LaranjaAzulBranco-AzulLaranjaBranco-MarromMarrom
12345678
Branco-VerdeVerdeBranco-LaranjaAzulBranco-AzulLaranjaBranco-MarromMarrom
1234567
8
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Cabo de par trançado 10baseT
o Cabo ethernet normal (568B-568B)
12345678
12345678
Branco-LaranjaLaranjaBranco-VerdeAzulBranco-AzulVerdeBranco-MarromMarrom
Branco-LaranjaLaranjaBranco-VerdeAzulBranco-AzulVerdeBranco-MarromMarrom
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Cabo de par trançado 10baseT
o Cabo ethernet cruzado (568A-568B)
Branco-VerdeVerdeBranco-LaranjaAzulBranco-AzulLaranjaBranco-MarromMarrom
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12345678
Branco-LaranjaLaranjaBranco-VerdeAzulBranco-AzulVerdeBranco-MarromMarrom
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Cabo de par trançado 10BaseT
o Pares utilizados no ATM e Gigabit-EthernetX Todos os pares são utilizados !!!
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Cabo de par trançado 10BaseT
o Utilização do cabo invertidoX Ligação HUB-HUB, HUB-SWITCHX Ligação direta computador-computador
HUB
HUBHUB
HUB
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Cabo de par trançado
o Ferramentas para UTPX Clivador
êPermite a conectorização do conector RJ54 ao ao caboX Testador de cabos UTP
êO padrão ANSI/TIA/EIA define um conjunto de testes a seremrealizados e requisitos a serem atendidos para cabo UTP
êPara as categoriasu Categoria 3 (até 16 Mhz)u Categoria 4 (até 20 MHz)u Categoria 5 (até 100 MHz)
ê“Transmission Performance Specifications for Field Testing ofUnshielded Twisted-Pair Cabling System”
êEquipamento de teste geralmente chamado de Multitester
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Cabo de par trançado
o TestesX Mapeamento de fiosX ComprimentoX AtenuaçãoX Paradiafonia (NEXT)
êInterferência de sinal entre pares
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Cabo de par trançado
o TestesX Mapeamento de fios (Wire Map)
êcontinuidadeêcurtocircuitoêpar cruzadoêpar reversoêpar separado (split pairs)
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Normal
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Semcontinuidade
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CurtoCircuito
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Cruzado
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Cabo de par trançado
Branco-VerdeVerdeBranco-LaranjaAzulBranco-AzulLaranjaBranco-MarromMarrom
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Branco-VerdeVerdeBranco-LaranjaAzulBranco-AzulLaranjaBranco-MarromMarrom
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8
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ParReverso
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Cabo de par trançado
Branco-VerdeVerdeBranco-LaranjaLaranjaBranco-AzulAzulBranco-MarromMarrom
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Branco-VerdeVerdeBranco-LaranjaLaranjaBranco-AzulAzulBranco-MarromMarrom
1234567
8
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12345678
Parseparado
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Cabo de par trançado
o TestesX Comprimento do cabo
êNão deve exceder ao definido pelo padrão
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Cabo de par trançado
o TestesX Atenuação
êÉ a medida de perda de sinal em um canalêExemplo: som (sinal): quanto mais distante menos é escutado
devido à atenuação do sinalêA atenuação de cabos flexiveis é 20% maior do que do cabo
rígidoêÉ medida em dB (decibeis)êÉ diferente para cada frequência
00 100100freqüência (MHz)
00
−80−80
(dB)
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Cabo de par trançado
o TestesX Paradiafonia (NEXT)
êNEXT - Near End Cross TalkêMede a interferênica do sinal de um par em um outroêOs verificadores inserem um sinal em um par e verificam qual é
a interferência que ocorre nos outros paresêVaria de acordo com a freqüênciaêCausas: Par separado, Par mal trançados, Cabo muito esticado
00 100100freqüência (MHz)
00
−80−80
(dB)
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Cabo de par trançado
o TestesX Relação sinal-ruído
êAtenuação x Paradiafonia
00 100100freqüência (MHz)
00
−80−80
(dB)
Atenuação
Paradiafonia (NEXT)
Relaçãosinal-ruido
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Cabo de par trançado
X CapacitânciaêMede a velocidade que o cabo possui de “reter” um sinal
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Cabo de Fibra Ótica
o FuncionamentoX A transmissão em fibra ótica é realizada pelo envio de um sinal
de luzX Proprieades óticas dos materiais
êrefraçãoêreflexão
meio 1
meio 2
difração reflexão
Ângulo deincidência
Ângulo deincidência
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Cabo de Fibra Ótica
o Tipos de FibraX Monomodo
êcabo até 45 km
X Multimodoêcabo até 2 km
índice derefraçãoconstante
índice derefraçãoconstante
índice derefraçãogradual
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Cabo de Fibra Ótica
o PropriedadesX Imune a interferências eletromagnéticasX Não gera interferênicia eletromagnéticaX ConfiabilidadeX Altas taxas de transmissão
o ConexãoX Necessita duas fibras
êTx - TransmissãoêRx - Recepção
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Cabo de Fibra Ótica
o CaractetísticasX 10BaseF
ê10 MbpsêBasebandêFiber
X 100BaseF
o Tipos de ConectoresX SCX STX Outros
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Cabo de Fibra Ótica
o Ligação passivaX Através de conectores fêmea
ênão podem existir muitas conexções passivasX Fusão
êProcesso de “junção” de duas fibras
o Ferramentas para cabo de fibra óticaX ClivadorX Testador
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Comparação
o Resumo
Nome cabo tam max seg nós/seg vantagens10Base5 coaxial grosso 500m 100 backbone10Base2 coaxial fino 200m 30 barato10BaseT par trançado 100m 1024 fácil manutenção10BaseF fibra ótica 2000m 1024 entre prédios
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Comparaçãoo Cabo -Comparação de custo (março/2000)
X 10baseTêCat 5 rigido R$ 0,35êCat 5 flexível R$ 0,60êCat 5e rígido R$ 0,65êCat 5e flexível R$ 0,85êRJ45 Fêmea cat 5 R$ 8,00 (AMP)êRJ45 Fêmea cat 5e R$ 11,00 (Panduit)êRJ45 Macho cat 5 R$ 0,60 (AMP)êRJ45 Macho cat 5e R$ 1,70 (Panduit)
X Fibra Optica 125/62,5 um uso internoê2 pares R$ 6,00ê4 pares R$ 9,00ê6 pares R$ 12,00êconector ST climpagem R$ 25,00
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Cabeamento estruturado
o Padrão EIA/TIA-568X EIA (Electronic Industries Association)
êResponsável pela elaboração padrão de cabeamento detelecomunicação de edifícios comerciais
X Tipos de cabosêUnshielded Twisted Pair (UTP) - Par trançado não blindado
u 4 pares de fiosêShielded Twisted Pair (STP) - Par trançado blindado
u 4 pares de fiosêCabo coaxial de 50 ohmsêCabo com um par de fibra ótica multimodo (Tx,Rx)
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Cabeamento estruturado
X Tipos de cabos de par trançado 10BaseTêCoaxialêUTP
u Categoria 3 (obsoleta)u Categoria 5u Categoria 5e
êSTPêFibra Ótica
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Cabeamento estruturado
o DefiniçõesX Área de trabalho
êsala, escritório,...êmínimo de 2 tomadasos por sala
X Armário de telecomunicaçõesêpatch pannel (painel de distribuição)êequipamentos de redeêrede separada de telefonia!êgeralmente um por andar
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Cabeamento estruturado
X Cabeamento horizontalêTopologia física estrelaêDas tomadas das áreas de trabalho ao armário de distribuiçãoêDistância máxima definida no padrão: 90 m
X Sala central de distribuiçãoêArmário de telecomunicação
X Distâncias máximasêCabeamento horizontal: 90m (cabo rígido)êCordão de patch panel: 2 m (flexível)êCordão de estação: 8 m (flexível)
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Cabeamento estruturado
X Cabeamento verticalêCabeamento de backboneêTopologia física estrelaêgeralmente uma por prédio
Volnys B. Bernal (c) 73
Cabeamento estruturado
o PrecauçõesX Fiações elétricas
êdeve passar a pelo menos 20 cm de distânciaêou utilizar calha blindada
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Cabeamento estruturado
o ProblemasX Quando são utilizadas diferentes tecnologias
êEx:u Quando se possui um switch ATM no armário de distribuição
central e for necessário conectar uma estaçãou Seria necessário ter também um swithc ATM no armário de
distribuição horizontal correspondente
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Cabeamento estruturado
o FuturoX (1) Cabeamento centralizado
êProblema: distânciaêUtiliza cabeamento otico
X (2) WirelessêComunicação sem fio (radio)
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Bibliografia deste módulo
o LivrosX Redes de computadores: das LANs MANs e WANs às redes
ATMêSOARES, LUIZ F. G.êEditora Campus. 1995
X Computer NetworksêTANENBAUM, ANDREW S.ê3rd edition. Prentice Hall 1996.
X Tudo sobre cabeamento de redesêFrank J. Derfler Jr e Les FreedêEditora Campus, 1994