03FISICO - lsi.usp.br

Volnys B. Bernal (c) 1

Tecnologia de Redes:Meios Físicos de Transmissão

Volnys Borges [email protected]

http://www.lsi.usp.br/~volnys


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



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



o Padrões 802.3X 10Base5

êCabo Metálico CoaxialX 10Base2

êCabo Metálico CoaxialX 10BaseT

êCabo Metálico de par trançadoX 10BaseF

êCabo de fibra ótica


Cabo Coaxial


Cabo Coaxial

o Condutor metálico interno com uma blindagem externaseparado por isolante

Condutormetálicointerno

Dielétrico(isolante)

Blindagemmetálicaexterna

CapaExterna


Cabo Coaxial

Cabo Coaxial

RepetidorTransceiver

Terminador

Nó(computador)

segmento

AUI


Cabo Coaxial

Repetidor

(1)(2) (2) (2) (2)

(3)

(3)(3)(3)(3)


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)


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


Cabo Coaxial

o RepetidorX Repete o sinalX Permite conectar outros segmentos de cabo coaxial

o Tipos de cabo coaxial para EthernetX 10Base5X 10Base2


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


Cabo coaxial 10Base5

CaboAUI

ConectorDB21 macho

ConectorDB21 fêmea

cabo coaxial grosso

terminadorterminador

Transceptor

Placade

rede

Placade

rede

Placade

rede

MAU

vampiro



o ConectoresX VampirosX Terminadores

vampiro



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



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


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



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



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


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


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


Cabo de par trançado


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



HUB (repetidor)conector RJ45 fêmea

Interfacede

rede

conector RJ45 macho

conector RJ45 fêmea

conector RJ45 macho

Cabo 10BaseT

Interfacede

rede



o TopologiaX física: estrelaX lógica: barramento

HUB

Topologiafísica estrela



o TopologiaX física: estrelaX lógica: barramento

(1)

(2) (2) (2) (2) (2)

HUB

Topologialógica:

barramento

HUB



o RestriçõesX (1) Comprimento máximo do cabo UTP: 100 m

HUBHUB

100 m máximo



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



o Cascateamento

HUB AUI

Repeater

HUB



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



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



AUI

transceiverAUI-UTP

Placade

rede

HUB

HUB

Cabo UTP

AUI

transceiverAUI-UTP

Placade

rede

HUB

HUB

Cabo UTP



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



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)



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



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



o Conector RJ45X Padrão de conectorização EIA/TIA 568A

Pinagem doconector RJ45

CaboUTP

Branco-VerdeVerdeBranco-LaranjaAzulBranco-AzulLaranjaBranco-MarromMarrom

12345678

Branco-VerdeVerde

Branco-LaranjaLaranja

Branco-AzulAzul

Branco-MarromMarrom



o Conector RJ45X Padrão de conectorização EIA/TIA 568B

Pinagem doconector RJ45

CaboUTP

12345678

Branco-VerdeVerde

Branco-LaranjaLaranja

Branco-AzulAzul

Branco-MarromMarrom

Branco-LaranjaLaranjaBranco-VerdeAzulBranco-AzulVerdeBranco-MarromMarrom


Cabo de par trançado 10baseTo Pares utilizados no Ethernet e Fast-Ethernet

12345678

12345678

Br-VerdeVerdeBr-LaranjaLaranjaBr-AzulAzul

Br-MarromMarrom

Br-VerdeVerdeBr-LaranjaAzulBr-AzulLaranjaBr-MarromMarrom

Br-Verde

Br-LaranjaAzulBr-AzulLaranjaBr-Marrom

VerdeBr-VerdeVerdeBr-LaranjaLaranjaBr-AzulAzul

Br-MarromMarrom


Cabo de par trançado 10baseT

o Pares utilizados no Ethernet e Fast Ethernet

12345678

12345678

Rx+Rx-Tx+

Tx-

Tx+Tx-Rx+

Rx-

HU

B

Co

mp

uta

do

r



o Cabo ethernet normal (568A-568A)


12345678


1234567

8



o Cabo ethernet normal (568B-568B)

12345678

12345678





o Cabo ethernet cruzado (568A-568B)


12345678

12345678




o Pares utilizados no ATM e Gigabit-EthernetX Todos os pares são utilizados !!!



o Utilização do cabo invertidoX Ligação HUB-HUB, HUB-SWITCHX Ligação direta computador-computador

HUB

HUBHUB

HUB



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



o TestesX Mapeamento de fiosX ComprimentoX AtenuaçãoX Paradiafonia (NEXT)

êInterferência de sinal entre pares



o TestesX Mapeamento de fios (Wire Map)

êcontinuidadeêcurtocircuitoêpar cruzadoêpar reversoêpar separado (split pairs)

12345678

12345678

Normal

12345678

12345678

Semcontinuidade

12345678

12345678

CurtoCircuito

12345678

12345678

Cruzado




12345678


1234567

8

12345678

12345678

ParReverso



Branco-VerdeVerdeBranco-LaranjaLaranjaBranco-AzulAzulBranco-MarromMarrom

12345678

Branco-VerdeVerdeBranco-LaranjaLaranjaBranco-AzulAzulBranco-MarromMarrom

1234567

8

12345678

12345678

Parseparado



o TestesX Comprimento do cabo

êNão deve exceder ao definido pelo padrão



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)



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

−80−80

(dB)



o TestesX Relação sinal-ruído

êAtenuação x Paradiafonia


00

−80−80

(dB)

Atenuação

Paradiafonia (NEXT)

Relaçãosinal-ruido



X CapacitânciaêMede a velocidade que o cabo possui de “reter” um sinal


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



62,5 µm

125 µm

Capa externa

Capa da fibra



o Tipos de FibraX Monomodo

êcabo até 45 km

X Multimodoêcabo até 2 km

índice derefraçãoconstante

índice derefraçãoconstante

índice derefraçãogradual



o PropriedadesX Imune a interferências eletromagnéticasX Não gera interferênicia eletromagnéticaX ConfiabilidadeX Altas taxas de transmissão

o ConexãoX Necessita duas fibras

êTx - TransmissãoêRx - Recepção



o CaractetísticasX 10BaseF

ê10 MbpsêBasebandêFiber

X 100BaseF

o Tipos de ConectoresX SCX STX Outros



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


Comparação


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


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


Cabeamento Estruturado


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)



X Tipos de cabos de par trançado 10BaseTêCoaxialêUTP

u Categoria 3 (obsoleta)u Categoria 5u Categoria 5e

êSTPêFibra Ótica



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



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)



X Cabeamento verticalêCabeamento de backboneêTopologia física estrelaêgeralmente uma por prédio



o PrecauçõesX Fiações elétricas

êdeve passar a pelo menos 20 cm de distânciaêou utilizar calha blindada



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



o FuturoX (1) Cabeamento centralizado

êProblema: distânciaêUtiliza cabeamento otico

X (2) WirelessêComunicação sem fio (radio)


Bibliografia deste módulo


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

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