Aula – 09/10/12 – Redes de
Computadores e Telecom
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Exercícios (09.10.12)
1- O que é Banda Passante?
2- O que é Taxa de Transmissão?
3- O que é Atenuação do Sinal? Com o que ele está
relacionado?
4- O que devemos fazer para evitar a atenuação do sinal?
5- O que é modulação?
6- Quais os 3 tipos de modulação mais comuns?
7- Quais são so tipos de comutação existentes?
8- Faça um comparativo entre Comutação de Circuitos e
Comutação de Pacotes
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Ruído nas Transmissões
• Os meios de transmissão estão sujeitos a diversos
tipos de ruído com diversas origens.
• Designamos por ruído todos os sinais presentes que
não transportam informação útil.
• O ruído vai afetar de modo decisivo a recepção dos
sinais já que o receptor deve ter a capacidade de
distinguir o sinal útil e filtrar todos os outros.
• Quando o ruído possui características físicas
semelhantes ao sinal a filtragem é complexa e
geralmente o sinal aparece ligeiramente distorcido o
que pode provocar erros na interpretação da
informação que está a ser transmitida.
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Tipos de Ruído
• Ruído térmico este tipo de ruído é inevitável, deriva da
agitação que os electrons têm acima do zero absoluto (0º K).
Quanto maior for a temperatura maior é a agitação e logo
maior é o ruído térmico.
• Ruído de intermodulação é originado por ineficiências dos
equipamentos, os equipamentos que lidam com sinais
devem manter a sua forma, quando isso não acontece
produzem-se distorções no sinal.
• Ruído de “crosstalk” quando diversos sinais circulam em
cabos elétricos próximos uns dos outros, existe a tendência
para que os sinais passem de uns cabos para os outros, este
fenômeno é tanto mais intenso quanto maior for a frequência
dos sinais.
• Ruído de impulsos tal como o anterior, este tipo de ruído é
induzido por fontes externas ao sistema de transmissão, a
diferença é que consistem em picos de energia muito
intensos e geralmente de curta duração. Podem ser
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provocados por diversos tipos de equipamentos, por
exemplo o arranque de uma lâmpada fluorescente.
Meios Físicos de Transmissão
Os meios físicos de transmissão podem ser Cabeados ou
Sem Cabos (Wireless)
Cabeados – O cabeamento é um componente importante
em qualquer rede pois, a não ser que a rede seja sem fio, é
assim que os dados atravessarão de uma máquina para outra
Principais Tipos de Cabeamento
• Coaxial
• Par Trançado
• Fibra Óptica
• O que eles possuem em comum?
• Largura de Banda
• Classificação
• Comprimento máximo de segmentos por rede
• Número máximo de dispositivos por segmento
• Suscetibilidade à interferências
• Custos da instalação
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Cabo Coaxial
•
Primeiro tipo de cabo usado para computadores em rede
•
Utilizado na formação da base do padrão ethernet
•
Constituição dos Cabos Coaxiais
•
Núcleo de Cobre Rígido
•
Blindagem
Metálica
interferência externa
•
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Externa
para
reduzir
a
Normalmente a blindagem é feita de malha de
cobre ou alumínio entrelaçado.
•
Revestimento por camada plástica
•
Exemplo de Cabo Coaxial
Principais Tipos de Cabo Coaxial
•
Cabo 10 Base2
•
Também conhecido como Thinnet ou Cabo Coaxial Fino
•
Velocidade de comunicação de 10Mbps
•
Utiliza sinalização de Banda Base, significando que a
largura de banda inteira do cabo é usada para transmitir um
sinal de dados
•
Limitação em extensão de 185 metros
•
Utiliza conectores BNC, para unir os segmentos
•
“10” significa taxa de transferência de 10Mbps e “2” a
extensão máxima de cada segmento de rede.
•
Utilizam a especificação RG-58 A/U
•
Cada segmento pode ter no máximo 30nós
•
Distância mínima de 0,5 metros entre cada nó da rede
7
Exemplo de Cabo Coaxial 10Base2 (1 de 2)
8
Conectores e Terminador
9
Principais Tipos de Cabo Coaxial (2 de 2)
•
Cabo 10 Base5
•
Também conhecido como Thicknet ou Cabo Coaxial
Grosso
•
Velocidade de comunicação de 10Mbps
•
Utiliza sinalização de Banda Base, significando que a
largura de banda inteira do cabo é usada para transmitir um
sinal de dados
•
Limitação em extensão de 500 metros
•
Utiliza transceptores externos (AUI – Attachment Unit
Inerface), conectados à cada placa de rede
•
“10” significa taxa de transferência de 10Mbps e “5” a
extensão máxima de cada segmento de rede.
•
Utilizam a especificação RG-213 A/U
•
Cada segmento pode ter no máximo 100 nós
•
Distância mínima de 2,5 metros entre cada nó da rede
10
Exemplo de Cabo Coaxial 10 Base5
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Tipos de Conectores para Coaxial 10 Base5
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Especificações Técnicas
O Cabo Coaxial pertence a família de especificações de
cabo chamada RG (Radio Governmet), desenvolvida
pelos militares dos EUA e fabricantes de Cabo.
Especificação
RG - 58/U
RG - 58 A/U
Tipo
Thinnet
Thinnet
Impedância
50 ohms
50 ohms
RG - 58 C/U
RG-59
Descrição
U significa grau utilitário; núcleo de cobre rígido
A/U indica centro de cobre trançado com isolador
dielétrico de espuma; núcleo de cobre trançado
Thinnet
50 ohms
Isolamento de dielétrico sólido; versão militar da RG-58
A/U
CATV
75 ohms
Cabo de banda larga usado para televisão
Broadband
75 ohms
Um cabo de CATV com maior largura de banda e maior
diâmetro que RG-59
Broadband
93 ohms
Usado para terminais IBM 3270 e ARCnet
Thicknet
50 ohms
0,4" de diâmetro com núcleo sólido
75 ohms
Uma linha tronco de CATV; 0,4" de diâmetro com núcleo
trançado
RG-6
RG-62
RG-8
RG-11
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Thicknet
Informações Importantes
-
Na utilização do cabo coaxial, o sinal elétrico é conduzido por
um único fio no núcleo e pode ser facilmente grampeado
perfurando-se o forro
-
A confiabilidade do cabo é discutível pois, como não existe um
ponto focal envolvido, um cabo defeituoso pode interromper
toda a rede
-
Falta
de
terminadores
ou
transceptores
funcionando
incorretamente podem causar desempenho fraco na rede e
erros de transmissão.
-
Porque os cabos coaxiais não são muito utilizados
atualmente?
-
Sujeitos a mal contato
-
Conectores com custo elevado
-
Não são flexíveis como os de “par trançado”
-
São usados apenas em redes de 10Mbps
-
À partir do momento em que as redes 10/100 tornaram-se
populares, passou-se a usar cabos de par rtançado
-
Eles porém são utilizados para TVs à Cabo (CATV)
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Cabos de Par Trançado
- Transmitem sinais elétricos a uma frequência muito
alta e a distâncias relativamente grandes
- São vulneráveis a interferências eletromagnéticas
externas
- São classificados em categorias que indicam a
qualidade do cabo e a frequência máxima suportada
por ele.
- Necessitam ter um mínimo de atenuação de sinal
- Na fabricação dos cabos é preciso minimizar ao
máximo o aparecimento de bolhas e impurezas
durante a fabricação dos cabos
- Neste tipo de cabos, é preciso ainda cuidar do
entrançamento dos pares de cabos, que também é um
fator crítico
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Cabos de Par Trançado
- Os cabos de par trançados são compostos por 4
pares de fios de cobre que são trançados entre
si.
- Este sistema cria uma barreira eletromagnética,
protegendo as transmissões de interferências
externas, sem a necessidade de usar uma camada
de blindagem.
- Originalmente, as tranças dos cabos não seguiam
um padrão definido, mas com o passar do tempo
número de tranças por metro, juntamente com
outros detalhes técnicos foram padronizados
- Isso permitiu que os cabos de par trançado,
originalmente desenvolvidos para transportar
sinais de voz, dessem um grande salto de
qualidade, passando a atender redes de 10, 100,
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1000 e recentemente de 10000 megabits
Cabos de Par Trançado
- Nos cabos de par trançado, cada par de cabos
utiliza um padrão de entrançamento diferente, com
um número diferente de tranças por metro.
• Para potencializar o efeito da blindagem
eletromagnética, as placas de rede utilizam o
sistema balanced pair de transmissão, onde,
dentro de cada par, os dois fios enviam o
mesmo sinal (e não transmissões separadas,
como geralmente se pensa), porém com a
polaridade invertida. Para um bit "1", o primeiro fio
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envia um sinal elétrico positivo, enquanto o outro
envia um sinal elétrico negativo
Cabos de Par Trançado
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-
Ou seja, o segundo fio é usado para enviar uma cópia
invertida da transmissão enviada através do primeiro, o que
tira proveito das tranças do cabo para criar o campo
eletromagnético que protege os sinais contra interferências
externas, mesmo nos cabos sem blindagem.
-
Devido a esta técnica de transmissão, os cabos de par
trançado são também chamados de "balanced twisted pair",
ou "cabo de par trançado balanceado".
-
À primeira vista, pode parecer um desperdício abrir mão de
metade dos fios do cabo, mas sem isso o comprimento
máximo dos cabos seria muito menor e as redes seriam muito
mais susceptíveis a interferências
Cabos de Par Trançado
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Tipos de Cabos de Par
Trançado
• Unshielded Twisted Pair – UTP – É o cabo de Par
Trançado Não Blindado.
• O cabo UTP é muito popular porque é barato e fácil de
instalar
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Tipos de Cabos de Par
Trançado
• Cabos de Par Trançados Blindados - podem ser de 3
tipos:
• 1- Cabo FTP (Foiled Twisted Pair) - são os que utilizam a
blindagem mais simples. Neles, uma fina folha de aço ou
de liga de alumínio envolve todos os pares do cabo,
protegendo-os contra interferências externas.
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Tipos de Cabos de Par
Trançado
2- Cabo STP (Shielded Twisted Pair) vão um pouco
além, usando uma blindagem individual para
cada par de cabos. Isso reduz o crosstalk e melhora
a tolerância do cabo com relação à distância, o que
pode ser usado em situações onde for necessário
crimpar cabos fora do padrão, com mais de 100
metros
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Tipos de Cabos de Par
Trançado
3- Cabo SSTP (Screened Shielded Twisted Pair),
também chamados de SFTP (Screened Foiled
Twisted Pair), que combinam a blindagem individual
para cada par de cabos com uma segunda
blindagem externa, envolvendo todos os cabos, o
que torna os cabos especialmente resistentes a
interferências externas. Eles são mais adequados a
ambientes com fortes fontes de interferências
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Conector RJ 45
- Para melhores resultados, os cabos blindados devem ser
combinados com conectores RJ-45 blindados. Eles incluem
uma proteção metálica que protege a parte destrançada do
cabo que vai dentro do conector, evitando que ela se torne
o elo mais fraco da cadeia:
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Classificação de Cabos de Par
Trançado
• Categoria 1 (Cat1) – Cabo telefônico tradicional, usado
antes de 1982 apenas para voz. Foi usado nas primeiras
redes Token-ring
• Categoria 2 (Cat2) – Cabeamento para largura de banda
de até 4Mbps, consistindo em quatro pares de fios
• Categoria 3 (Cat3) – Capacidade para velocidades de
10Mbps, com segmentos de cabo até 100metros.
• Este foi o primeiro padrão de cabos de par trançado
desenvolvido especialmente para uso em redes.
• O padrão é certificado para sinalização de até 16 MHz, o que
permitiu seu uso no padrão 10BASE-T, que é o padrão de redes
Ethernet de 10 megabits para cabos de par trançado.
• Existiu ainda um padrão de 100 megabits para cabos de
categoria 3, o 100BASE-T4 mas ele é pouco usado e não é
suportado por todas as placas de rede.
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Classificação de Cabos de Par Trançado
• Categoria 5 (Cat5) – Os cabos de Categoria 5 são o requisito mínimo
para redes 100BASE-TX e 1000BASE-T, que são, respectivamente, os
pacotes de rede de 100 e 1000 megabits usados atualmente.
• Os cabos Cat 5 seguem padrões de fabricação muito mais estritos e
suportam freqüências de até 100 MHz.
• Apesar disso, é muito raro encontrar cabos Cat 5 à venda atualmente,
pois eles foram substituídos pelos cabos Categoria 5e (o "e" vem de
"enhanced"), uma versão aperfeiçoada do padrão, com normas mais
estritas, desenvolvidas de forma a reduzir a interferência entre os
cabos e a perda de sinal, o que ajuda em cabos mais longos, perto dos
100 metros permitidos.
• Os cabos Cat5e devem suportar os mesmos 100 MHz dos cabos Cat5,
mas este valor é uma especificação mínima e não um número exato.
Nada impede que fabricantes produzam cabos acima do padrão,
certificando-os para freqüências mais elevadas. Com isso, não é difícil
encontrar no mercado cabos Cat5e certificados para 110 MHz, 125
MHz ou mesmo 155 MHz, embora na prática isso não faça muita
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diferença, já que os 100 MHz são suficientes para as redes 100BASE-TX
e 1000BASE-T
Classificação de Cabos de Par Trançado
• É fácil descobrir qual é a categoria dos cabos, pois a
informação vem decalcada no próprio cabo:
• O Cat5 suporta até 1gbps de transmissão de dados, cada
um de seus pares trançados podem trabalhar no máximo
em transmissão e recepção de até 250Mbps
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Classificação de Cabos de Par Trançado
• É fácil descobrir qual é a categoria dos cabos, pois a
informação vem decalcada no próprio cabo:
• O Cat5 suporta até 1gbps de transmissão de dados, cada
um de seus pares trançados podem trabalhar no máximo
em transmissão e recepção de até 250Mbps
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Classificação de Cabos de Par Trançado
• Categoria 6 (Cat6) Esta categoria de cabos foi
originalmente desenvolvida para ser usada no padrão
Gigabit Ethernet, mas com o desenvolvimento do padrão
para cabos Categoria 5 sua adoção acabou sendo
retardada, já que, embora os cabos Categoria 6 ofereçam
uma qualidade superior, o alcance continua sendo de
apenas 100 metros, de forma que, embora a melhor
qualidade dos cabos Cat 6 seja sempre desejável, acaba
não existindo muito ganho na prática.
• Os cabos Cat6 utilizam especificações ainda mais estritas
que os categoria 5e e suportam freqüências de até 250
MHz. Além de serem usados em substituição dos cabos
Cat 5 e 5e, eles podem ser usados em redes 10 gigabit,
mas nesse caso o alcance é de apenas 55 metros.
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Classificação de Cabos de Par Trançado
Exemplo de um cabo Cat6
• Para permitir o uso de cabos de até 100 metros em redes
10G foi criada uma nova categoria de cabos, a Categoria
6a ("a" de "aumented", ou ampliado).
• Eles suportam freqüências de até 500 MHz e utilizam um
conjunto de medidas para reduzir a perda de sinal e
tornar o cabo mais resistente a interferências
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Classificação de Cabos de Par Trançado
• Ambos possuem suporte a gigabit, mas é o par trançado
Cat6
que
tem
como
principal
característica
o
funcionamento nesta taxa de transmissão e recepção.
• Para o funcionamento a nível Gigabit o Cat5 requer
cancelamento complexo de echo
• Uma das medidas para reduzir o crosstalk (interferências
entre os pares de cabos) no Cat 6a foi distanciá-los
usando um separador. Isso aumentou a espessura dos
cabos de 5.6 mm para 7.9 mm e tornou-os um pouco
menos flexíveis. A diferença pode parecer pequena, mas
ao juntar vários cabos ela se torna considerável
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Classificação de Cabos de Par Trançado
• Figuras de Cabo Cat 6a
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Classificação de Cabos de Par Trançado
• Categoria 7(Cat 7) – Capacidade para velocidades de
1Gbps, com duas camadas de blindagem. Devido à
blindagem adicional, são necessários conectores especiais.
• Categoria 7a (CAT7a): está sendo criada para permitir a
criação de redes de 100Gbps em cabos de 15m usando fio
de cobre (apesar de atualmente esse tipo de rede esteja
sendo usado pela rede CAT6). :Esta norma baseia-se na
Classe Fa que ainda não é reconhecida pela
TIA/EIA.
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Como Funciona a Transmissão Óptica?
• O sinal da informação a ser transmitida é convertida
em luz, através dos conversores integrados aos
transmissores
• Sem essa conversão, os dados enviados e recebidos
não poderiam desfrutar das mesmas larguras de
banda
• Há dois modos de converter os dados: por Laser e
por LED (respectivamente: fibras monomodo e
multimodo
• São os cabos de Fibra Óptica que permitem a velocidade e a
qualidade superiores às oferecidas pelos tradicionais cabos de cobre
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Cabos de Fibra Óptica
• Os cabos de Fibra Óptica são compostos das seguintes
camadas:
• Proteção Plástica - proteção externa, para evitar que o
desgaste natural ou as situações do tempo representem
interferências no sistema. Geralmente, essa camada de
proteção é composta por plásticos, tornando a aparência
dos cabos de fibra ótica muito similar à apresentada por
cabos de rede, por exemplo.
• Fibra de fortalecimento – Fica logo abaixo da camada
plástica, e é bastante parecida com a que existe em
cabos coaxiais de transmissão de sinal de televisão. A
função é proteger a fibra de vidro de quebras que
podem acontecer em situações de torção do cabo ou
impactos no
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Cabos de Fibra Óptica
• Revestimento Interno- Também chamado de “Coating”, tem
função similar à das fibras de fortalecimento. É ele que isola
todos os impactos externos e também evita que a luz natural
atinja as fibras de vidro internas, o que poderia resultar em
interferências muito fortes em qualquer que seja o sinal.
• Camada de Refração - Nas duas camadas mais internas, ocorre
a parte mais importante do processo de transmissão de luz.
Cobrindo o filete de fibra de vidro, a camada de refração (ou
“Cadding”) é responsável pela propagação de todos os feixes,
evitando que existam perdas no decorrer dos trajetos. Em um
sistema perfeito, essa camada garantiria 100% de
reaproveitamento dos sinais luminosos.
• Núcleo - Também chamado de “Core”. Em suma, é onde
realmente ocorre a transmissão dos pulsos de luz. Construído
em vidro, é por ele que a luz viaja em suas longas distâncias. No
próximo tópico mostraremos os dois tipos de fibras de vidro que
podem ser utilizados nos cabos.
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Cabos de Fibra Óptica
• Fibra Monomodo - As fibras monomodo só podem atender a
um sinal por vez. Ou seja, uma única fonte de luz (na maior
parte das vezes, laser) envia as informações por enormes
distâncias. As fibras monomodo apresentam menos dispersão,
por isso pode haver distâncias muito grandes entre
retransmissores. Teoricamente, até 80 quilômetros podem
separar dois transmissores, mas na prática eles são um pouco
mais próximos. Outra vantagem das fibras desse tipo é a largura
da banda oferecida, que garante velocidades maiores na troca
de informações.
• Fibra Multimodo- Garantem a emissão de vários sinais ao
mesmo tempo (geralmente utilizam LEDs para a emissão). Esse
tipo de fibra é mais recomendado para transmissões de curtas
distâncias, pois garante apenas 300 metros de transmissões
sem perdas. Elas são mais recomendadas para redes
domésticas porque são muito mais baratas.
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Cabos de Fibra Óptica
• Os padrões de testes da fibra ótica apontam para
velocidades de 10 Gbps, o que resulta em downloads
de 1.280 MB/s.
• Vale dizer que as conexões de 10 Gbps são muito
potentes e devem custar muito caro, por isso são
mais recomendadas para grandes empresas e
universidades, locais em que a banda precisa ser
muito dividida.
• Outra possibilidade é a instalação de padrões de
fibra ótica em condomínios, que podem redividir a
conexão para vários computadores.
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Desvantagens dos Cabos de Fibra Óptica
• A principal delas é relacionada aos custos, tanto de
produção quanto de implementação dos novos sistemas
de transmissão.
• Produzir cabos de fibra ótica envolve processos muito
complexos e caros, o que exige uma demanda muito
grande de usuários dispostos a pagar um pouco mais
pelos recursos oferecidos pela tecnologia.
• Além disso, para alimentar grandes cidades seriam
necessários muitos retransmissores, e há relatos de
perdas grandes de sinal em retransmissores divisores.
• Outros problemas estão ligados diretamente à fragilidade
das fibras de vidro. Como ainda não existe uma
padronização no sistema, há muitos cabos que são
vendidos sem o encapsulamento protetor adequado. Isso
gera instabilidade para os cabos e pode resultar em
quebras dos filetes de transmissão.
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