Administração e Projeto de Redes
Material de apoio
Camada Física
Cap.10
14/02/2010
2
Esclarecimentos




Esse material é de apoio para as aulas da disciplina e não substitui a
leitura da bibliografia básica.
Os professores da disciplina irão focar alguns dos tópicos da
bibliografia assim como poderão adicionar alguns detalhes não
presentes na bibliografia, com base em suas experiências profissionais.
O conteúdo de slides com o título “Comentário” seguido de um texto,
se refere a comentários adicionais ao slide cujo texto indica e tem por
objetivo incluir alguma informação adicional aos conteúdo do slide
correspondente.
Bibliografia básica: KUROSE, James F.; ROSS, Keith. Redes de
Computadores e a INTERNET - Uma nova abordagem. Pearson. : ,
2004.
3
Formas de uso do meio de comunicação

Simplex

Half-duplex
ou
Full-duplex

Simplex – Transmissões
somente em uma
direção. Por exemplo,
um alto falante.
Half Duplex –
Transmissões em ambas
as direções porém
alternadamente. Por
exemplo, um Walk Talk.
Full Duplex –
Transmissões em ambas
as direções
simultaneamente, por
exemplo, linhas
telefônicas.
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Características dos Meios de Transmissão


Sinais elétricos:
 Guiados: cabos metálicos (par trançado, coaxial).
 Não guiados: comunicação via rádio (rádio-frequência, satélite).
Sinais de luz:
 Guiados: fibra óptica.
 Não guiados: infra-vermelho, laser.
Comentário:
Cabo de Par Trançado (Twisted Pair)
5


Par de fios trançados de cobre isolados em cabo com 2 ou mais pares
trançados:
 Categoria 5e: 100/1000 Mbps, 100 MHz.
 Categoria 6: 100/1000/10000 Mbps 250 Mhz.
Tipos:
 Não blindados – UTP.
 Blindados – ScTP e FTP.
Cabo UTP
Cabo STP
Cabo FTP
6
Meio físico: coaxial



Cabo coaxial:
 Dois condutores de cobre concêntricos: condutor central e a malha
metálica.
Comunicação bidirecional: transmite e recebe no mesmo cabo coaxial.
Tecnologias utilizadas:
 Banda base: um único sinal de dados presente no cabo a cada vez
(p. ex. padrão Ethernet).
 Banda larga: cabo com múltiplos canais. Cada canal pode tratar um
sinal diferente sem interferência um no outro.
Malha Metálica
Condutor Central
Capa Isoladora do Cabo
Isolador
7
Meio físico: fibra óptica

Cabo de fibra óptica:
 Transporte de pulsos de luz, cada pulso é um bit.

Alta velocidade com transmissão ponto-a-ponto (ex.: 5 Gbps).

Baixa taxa de erros.

Repetidores bem espaçados.

Imunidade a ruídos eletromagnéticos.

Pouco volume e peso.

Utiliza LEDs (fibras multimodo) ou LASER (basicamente
monomodo) como fontes luminosas.
8
Meio físico: fibra óptica

Materiais dos cabos de fibra óptica:

Sílica (vidro):
 Utilizado em grandes distâncias.
 Material tradicional.
 Grande largura de banda.


Plástico:
 Menor alcance que a de sílica.
 Mais barato que a fibra óptica de sílica.
 Possível substituto para os cabos de par trançado para as redes
internas, largura de banda muito maior que o cabo de par trançado.
Tipos de Cabos de Fibra Óptica:

Multimodo Degrau (distância até 2 km m, a 100 Mbps).

Multimodo Gradual (distâncias até 3 km, a 100 Mbps).

Monomodo (distâncias acima de 80 km).
9
Meio físico: fibra óptica

Composição da fibra:
 Núcleo.
 Casca.
 Revestimentos:
 Primário: usualmente acrilato, 900 μm
 Secundário: invólucro de proteção, gel ou silicone, etc.,
conforme o emprego da fibra: gel de petróleo, silicone, antiroedores, etc.
Capa
 Capa.
Revestimento
Primário
Casca
Revestimento
Secundário
Núcleo
Comentário:
Fibra óptica multimodo degrau
10







Diâmetro do núcleo – 62,5 μm / casca – 125 μm (micrômetro).
Fibra óptica com um Índice de refração da fibra constante.
Enviam muitos ráios ópticos simultaneamente, o que prejudica o
desempenho (distância de cobertura e velocidade dos bits).
Como há grande quantidade de reflexão dos ráios na interface entre a
casca e o núcleo, sofre grande atenuação.
Distâncias até 2000 m, a 100 Mbps.
Fácil de fabricar e custo baixo.
Em desuso, por conta da popularização da fibra gradual.
Perfil do índice
de refração
.
n1
n2
Comentário:
Fibra óptica multimodo gradual
11





Diâmetro do núcleo – 50 μm / casca – 125 μm (micrômetro).
Devido a camadas do núcleo com índices de refração ligeiramente menor de
camada para camada a partir do centro da FO, a luz não possui tanta perda de
reflexão na casca como a FO degrau.
Como há menos ráios na interface entre a casca e o núcleo, ela sofre menos
atenuação do que a FO degrau.
Distâncias até 3000 m, a 100 Mbps.
Fabricação medianamente complexa, custo baixo por conta da grande
quantidade fabricada.
Comentário:
Fibra óptica monomodo
12






Diâmetro do núcleo – 8 a 9 μm / casca – 125 μm (micrômetro).
Núcleo tão pequeno que só passa um ráio de luz (ráio óptico central).
Sofre menor problema de atenuação comparativamente às demais
fibras multimodo.
Alcança maiores distâncias (acima de 80 Km entre repetidores
ópticos).
Mais difícil de fabricar, manipular, e possui custo comparativo mais alto.
Utiliza LASER, por ter capacidade de emitir um raio de luz guiado pelo
núcleo da fibra. O LED não possui essa capacidade.
13
Redes de acesso sem fio (wireless)



Rede de acesso sem fio compartilhada conecta hosts ao roteador
através de um “ponto de acesso” wireless.
Os hosts pertencentes a uma mesma LAN wireless compartilham um
mesmo canal de rádio-frequência.
Padrões Ethernet 802.11 (Wi-Fi).
14
Comentário: Transmissão de Rádio




Sinal transportado com o campo eletromagnético.
Bidirecional.
O ambiente afeta a propagação:
 Reflexão.
 Obstrução por objetos.
 Interferência de outros sinais.
Modos de propagação do sinal de rádio depende da frequência. Podem
ser:
 Propagação acompanhando a superfície terrestre.
 Propaga por reflexão na ionosfera e pela curvatura da Terra.
Comentário: Transmissão por
LASER ou Infra-Vermelho
15




Sistema de transmissão ponto-a-ponto.
Não sofre interferência eletromagnética, mas fontes de calor e luz
podem prejudicar a comunicação.
É prejudicado por obstruções no meio do enlace.
Veja o efeito do calor que desalinha o sinal transmitido.
16
Comentário: Comunicações Satélite

Comunicações satélite e algumas de suas propriedades, incluindo
altitude sobre a Terra, tempo de latência do sinal satélite para um
emissor terrestre, e número de satélites necessários para uma
cobertura global.
Tipo
Latência (Atraso)
Qtd. Satélites p/
cobrir Terra
Geoestacionário (“parado” no espaço)
Não geoestacionário
Equipamentos Nível 1:
Repetidores e Hubs
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




Repetidores e Hubs atuam no Camada 1 - Física.
Os Repetidores tem a função de reforçar o sinal e repetem sinais
elétricos entre seções de cabos da rede (máximo 2 repetidores entre 2
LANs).
Hubs podem ser percebidas como amplificadores e distribuidores do
sinal amplificado em todas as portas da Hub.
Os Repetidores e Hubs retransmitem sinais em ambas as direções
indiscriminadamente sinal e ruídos.
Repetidores e Hubs amplificam o sinal e o ruído também. Os Switches
e Bridges regeneram o sinal e dessa forma, eliminam o ruído do sinal
recebido.
Equipamentos Nível 1:
Placas de Redes
18


Também chamadas de placas de interface de rede (Network Interface
Cards ou NIC) ou placas adaptadoras.
As interfaces de rede fazem a conexão física entre a rede e as estação
de trabalho, servidores, impressoras etc.
19
Acesso residencial: Modem analógico

Modem discado usando linha telefônica:
 Até 56 kbps com acesso direto ao roteador (na prática a velocidade
é menor).

Não é possível navegar e telefonar ao mesmo tempo: não pode
estar “sempre on-line”.
20
Comentário: Sistema usando ADSL




Modem ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) compartilhando o
serviço de telefonia com o de dados banda-larga sem que um atrapalhe o
outro.
PSTN – Public Switched Telephone Network: sistema de telefonia pública
(centrais telefônicas e entroncamentos).
DSLAM - Digital Subscriber Line Access Multiplexer: multiplexador que
concentra os sinais digitais dos ADSLs para encaminhar à rede de dados.
Splitter: filtro que separa o sinal de voz do sinal de dados para o sistema
telefônico e o da rede de dados.
Central telefônica próxima
Linha telefônica
Sinal de voz
Central
Sinal de Dados
Voz
Casa do usuário
Linha
telefônica
Mbp
K
s bps
Modem
ADSL
Splitter
Dados
Splitter
DSLAM
Comentário:
Acesso residencial: cable modems
21



Compartilha o serviço de TV à cabo com os sinais de dados bandalarga, sem interferência entre eles.
Um canal de TV tem capacidade de comportar vários canais de dados
banda-larga.
Cada canal de cable modem é compartilhado entre vários assinantes
de banda-larga (meio de comunicação compartilhado).
Canal TV C. Dados Canal TV
Canal Dados Canal Dados
...
Canal TV Canal TV
...
Canal Dados Canal Dados
Rede de Distribuição
Cabo coaxial
Central TV
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