Aula 1 – Infra-estrutura e
Cabeamento Estruturado
Faculdade Pitágoras
Cursos Tecnólogos
Prof. Fabrício Lana Pessoa
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Conteúdo
1 – Introdução aos sistemas estruturados.
Retrospectiva históricas, fundamentos, panorama do mercado.
2 – Mídias de Transmissão :
Cabos metálicos e ópticos.
3- Subsistemas de cabeamento estruturado.
4- Normas de cabeamento, de infra-estrutura, e outras normas
pertinentes ao assunto.
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Bibliografia
– Tanenbaum , Rede de computadores.
– Pinheiro, José Maurício. Infra-Estrutura Elétrica para rede
de computadores.
– Cabeamento estruturado – Desvendando cada passo: do
projeto à instalação. Paulo Sérgio Marin.
– Pinheiro, José Maurício. Guia completo de Cabeamento de
Redes.
- Sites relacionados ao tema.
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Cabeamento estruturado?
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Discussão
1- Cabeamento estruturado é só escolher o cabo certo e fazer a
conexão?
2-No seu entendimento o que é cabeamento estruturado?
3- Qual a importância de uma infra-estrutura adequada ?
4- Cite exemplos de problemas que podem acontecer em redes de
computadores.
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Cabeamento estruturado: Introdução
Quando lidamos com cabeamento é preciso saber:
• como a rede irá operar (modos de transmissão) pois isto
influencia na escolha dos tipos de cabos.
• Que é necessário identificar as necessidades que precisam
ser supridas; (100Mb, 1Gb), interferências elétricas.
• que Topologias diferentes requerem cabos diferentes.
• Que Velocidades diferentes requerem cabos diferentes.
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Comunicação
Comunicação é o processo pelo qual uma informação gerada de
um ponto no espaço e no tempo(fonte) é transmitida para outro
ponto(destino)
Deve respeitar regras (protocolos e normas)
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Tipos de Sinais
Sinal Análógico
Frequência: variação ciclica de uma
função no tempo, em Hz ( É a
quantidade de ciclos/s)
F=1/T
Período: intervalo de tempo em que
uma função náo se repete.
T
Sinal Digital
1
0
1
0
111
000
1
t
Banda Passante
•A perfôrmance de um meiode tx está diretamente relacionada com a faixa
de frequências em que ele opera.
•Esta faixa é chamada de banda passante e é defina pelo intervalo de
frequências que sofrem menor atenuação e são preservadas pelo meio de
transmissão.
banda passante
•No exemplo ao lado, a largura
de banda vai de 300hz a
3700khz, totalizando então uma
banda passante de 3400khz.
Banda Passante
A importância da banda passante de um meio físico está no fato de
que ela determina a velocidade de transmissão dos dados.
Para um canal telefônico, chegamos que a máxima velocidade de
transmissão de dados em uma linha telefônica é de de 30.000 bps,
velocidade típica das
conexões discadas.
C = W log2(1+S/N) bits/s.
Quanto maior a banda passante ou a largura de banda,
maior a capacidade e velocidade de um meio de transmissão
Banda Passante
A banda passante é o como um cano de água. Quanto mais largo o
cano, maior quantidade de água pode passar. Ou ainda, como uma
estrada, quanto mais larga, maior a quantidade de veículos que
pode suportar
Pequena Largura de Banda
Banda Passante
Um canal com grande largura de banda, permite portanto a transmissão em altas
velocidades.
•É ai que tem a origem a expressão banda larga associada a uma elevada taxa de
transmissão.
•Entretanto, como veremos a seguir este conceito não está cientificamente correto, pois
não se deve confundir os termos Banda Larga e Largura de Banda..
Grande Largura de Banda
Banda Passante
•Largura de banda é a faixa de frequências que o meio de
transmissão transmite. Quanto maior esta faixa, maior a largura de
banda e maior a velocidade de
transmissão dos dados.
•A confusão reside no fato de que uma maior largura de banda
permite maior velocidade de transmissão, motivo da confusão
com o termo banda larga.
Grande Largura de Banda
•Banda larga" na verdade é a comunicação que utiliza técnicas de
multiplexação em frequencia (FDM) para transmissão das
informações. Refere–se portanto a técnica de transmissão de
multiplos sinais e serviços simultâneos em um mesmo meio de tx, na
forma de sinais analógicos, cada qual em sua faixa de frequência.
Exemplos:
Serviço Net Combo-> voz, dados e TV em um mesmo meio de tx,
modulados com transmissão analógica.
Velox
UPLOAD
DONWLOAD
Telefone
•O oposto da Banda Larga são as comunicações em
"banda base“, que são feitas de forma digital.
Exemplo: BANDA BASE: Transmisão de dados em Redes
Ethernet.
•
No cabeamento, a transmissão pode ser portanto:
ANALÓGICA (Banda Base)
Transmissão em diferentes
frequências do espectro
DIGITAL (Banda Larga)
Codificação
A comunicação pode ocorrer de diferentes modos:
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Modos de transmissão (analógico e/ou digital)
18
Modos de transmissão (analógico e/ou digital)
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Topologia Física
Topologia Lógica
• As topologias lógicas descrevem a maneira como a rede
transmite informações de um equipamento para outro.
•
Ela determinará o formato do pacote de informações que
passarão ao longo da rede, determinará também quanta
informação ela conterá, o método de transferência, entre outras
informações.
• Os dois padrões mais comuns para o cabeamento de rede e
controle de acesso aos meios físicos são o Ethernet e suas
variações e o Token Ring.
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• Para facilitar a interconexão de sistemas de
computadores, a ISO desenvolveu um modelo de
referência chamado OSI (Open Systems
Interconection), para que os fabricantes
pudessem criar seus protocolos a partir deste
modelo.
Modelo OSI
Modelo de comunicação baseado em sete camadas:
C
A
M
A
D
A
S
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Aplicação
6
Apresentação
5
Sessão
4
Transporte
3
Rede
2
Enlace
1
Físico
Relembrando ...
• Camada Física
– Trata das seguintes questões:
• Tecnicas de Transmisão
• Meios físicos
– Par trançado
– Cabo Coaxial
– Fibra Optica
• Conectorização
• Topologia física
(determinada pelo tipo de cabo, barramento, estrela,
anel)
Camada de Enlace
• A camada de enlace é responsável pelo
– Controle de erro
– Controle de fluxo
– Encapsulamento de bits em frames ou quadros
– Definir meios e protocolos para acesso aos
meios de transmissão
Acesso ao meio de Tx
•Normam Abranson e a colisão, um problema do Hawai !!
•
Aloha puro
• Os usuários transmitem sempre que quiserem
• Escutando o canal durante a transmissão o transmissor sabe
se o quadro foi destruído
• Se foi destruído espera um tempo aleatório e
retransmite o quadro
• Nesta mesma época, Bob Metcalfe resolveu ligar computadores
pessoais em um cabo coaxial e tratou o problema da colisão com uma
solução simples:
– Antes de transmitir, verificar se já não há outra estação
transmitindo.
– O ALOHA não podia utilizar deste artifício pois era impossível para
um terminal em uma ilha detectar a transmissão de outro
terminal em outra ilha a quilômetros de distância
–Este experimento, deu
origem ao protocolo
CSMA/CD e ao padrão
Ethernet
• CSMA / CD
O cabo está
livre. Vou
enviar dados.
Nada a
transmitir...
Nada a
transmitir...
Nada a
transmitir...
Micro 1
Micro 2
Micro 3
Micro 4
•Antes de transmitir, uma estação escuta o canal, e verifica a sua
disponibilidade para transmissão
•Se ninguém estiver transmitindo, inicia a sua comunicação. Do contrário
aguarda um tempo aleatório para nova verificação
• CSMA / CD
Dados para
o Micro 3.
Parem todos!
Houve uma
colisão!
Nada a
transmitir..
.
Dados para
o Micro 1.
Micro 1
Micro 2
Micro 3
Micro 4
Colisão!
•Caso seja detectada uma colisão (alteração de potência ou largura do
pulso), as estações cancelam a transmissão e param imediatamente de
transmitir.
•Após uma colisão o nó espera um período aleatório de tempo,
chamado de contenção, e volta a tentar uma transmissão.
•Para evitar colisões sucessivas utiliza-se uma técnica conhecida por
"binary exponential backoff“, na qual aumenta sucessivamente o
tempo de espera para transmissão.
• Varredura (pooling)
– Um dos nós da rede é nomeado como nó mestre ou
estação controladora.
– Periodicamente, esta estação controladora envia msgs
as outras, convidando-as a transmitir.
– A ordem das consultas ou varredura é estabelecida em
uma lista contida na estação controladora.
– Utilizado em redes wireless
– Problema centralização do controle em uma única
estação.
• Passagem de ficha ou token
– Não existe uma estação mestre ou centralizadora
– Um pacote específico, conhecido como token é
transmitido
– A estação que quer transmitir retira e mantém este
pacote consigo e faz a transmissão
– Neste momento nenhuma outra máquina pode iniciar
a transmissão.
– Ao terminar o envio dos dados, a estação que retirou o
token do barramento, coloca-o de novo em tráfego,
permitindo que outras estações utilizem-se deste
mesmo procedimento
O problema da comunicação
• Problema : Comunicação rede local. Como
interligar os 6 micros?
Cabeamento (talvez)estruturado
• É comum encontrarmos no mercado algumas variações para o
cabeamento:
• Cabeamento não estruturado ( “sem normas”)
• Cabeamento Genérico ( “normas parciais”)
• Cabeamento estruturado( “normas completas”).
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Cabeamento não estruturado?
Redes genéricas e/ou improvisadas
• Parece cabeamento estruturado mas não é.
• É o cabeamento normalmente executado sem um
planejamento prévio e o seu dimensionamento não considera
modificações ou expansões futuras na rede.
• Normalmente apresenta a vantagem de custo inicial baixo e
um tempo menor para instalação comparado ao cabeamento
estruturado, porém ao longo do tempo percebe-se as
deficiências do mesmo( falta de identificação, difícil
manutenção,performance)
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Cabeamento estruturado: Conceito
• O conceito de cabeamento estruturado evoluiu com o objetivo
de criar uma padronização (para instalação e fabricação) para a
diversidade de cabos empregados independente das aplicações.
• Ele segue normas e padrões internacionais com o objetivo de
permitir que diversos fabricantes se tornassem capacitados a
construir equipamentos e componentes compatíveis entre si,
que pudessem ser utilizados em conjunto em ambientes
diferentes.
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“Embora pareça simples, uma das questões mais
críticas de se resolver em comunicação de dados é o
cabeamento.”
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Panorama das redes
• Estatisticamente, 70% dos problemas ocorrem em uma rede
de computadores devido a problemas com o cabeamento.
• Softwares evoluem a cada 2 ou 3 anos(Win98, XP, Vista ,
Server)
• Hardware (pc, servidores, switchs) 5 anos ou mais.
• Cabeamento dura aproximadamente 15 anos.
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Cabeamento estruturado : Panorama
• Outra estatística é que 40% dos funcionários de uma empresa
mudam fisicamente de lugar pelo menos uma vez por ano.
• Os custos para implantação de uma rede ficam divididos
aproximadamente da seguinte forma:
•
•
•
•
54% para o software da rede.
32% para as estações de trabalho.
8% para o hardware da rede.
6% para o cabeamento estruturado, incluindo o projeto.
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Cabeamento estruturado: Exercício
Se o custo relativo para o cabeamento é tão
pequeno porque empresas utilizam o
cabeamento genérico ou caseiro?
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Cabeamento estruturado: Exercício
Se o custo relativo para o cabeamento é tão pequeno porque
empresas utilizam o cabeamento genérico ou caseiro?
• Falta de um
responsável na empresa que tenha
conhecimento técnico.
• Pressa .
• Pensamento a curto prazo.
• Prédios impróprios para instalação do cabeamento.
• Outros.
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Bibliografia
• Redes de Computadores - Andrew S. Tanembaum
• Arquiteturas de Rede - Teresa Cristina de Melo Brito
• Guia de Redes - Cabeamento e Configuração - Carlos Morimoto
• Guia Completo de Cabeamento de Redes – José Maurício s. Pinheiro
• Cabeamento estruturado para telecomunicações SENAI
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