CCNA1-MOD03-221009

CCNA 3 v3.1 Módulo 3Meios Físicos para Redes

Antonio Estevão [email protected]

http://189.74.128.242/dados/forum/

As imagens e conteúdo desta apresentação foram obtidas do material Oficial do Programa Cisco Networking Academy, apenas para a orientação dos alunos durante as aulas

Supervisor de Comunicação de Dados da Telemontrms - Engenharia de Telecomunicações S/AEsp º Redes de ComputadoresCisco Certificado e Instrutor Cisco Networking Academy

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Conteúdo

3.1 Meios em Cobre

3.2 Meio Ópticos

3.3 Meios Sem-fio

3.4 Atividade de Laboratório

7.1 Roteamento de Vetor da distância

3.1 Meios em Cobre

3.1.1 Átomos e Elétrons

Antonio Estevão de Moraes Neto

Átomos, ou grupos de átomos chamados moléculas, podem ser considerados como materiais

Os materiais são classificados como pertencentes a um de três grupos

• Isolantes• Condutores • Semicondutores

A Tabela Periódica dos Elementos lista todos os tipos conhecidos de átomos e suas propriedadesO átomo é constituído de:

• Elétrons – Partículas que têm uma carga negativa e ficam em órbita em torno do núcleo• Prótons – Partículas com uma carga positiva• Nêutrons – Partículas sem carga (neutro)

3.1.2 Voltagem

• Às vezes a voltagem é conhecida como força eletromotiva (EMF)

– A EMF é relacionada a uma energia elétrica, ou pressão que ocorre quando os eletros ou prótons são separados

• A voltagem é representada pela letra V, e às vezes pela letra E, para energia eletromotiva.

• A unidade de medida para voltagem é volt (V).


3.1.3 Resistência e Impedância


A letra R representa resistência. A unidade de medida para resistência é o ohm (Ω). O símbolo vem da letra grega ômega.

Os materiais através dos quais flui a corrente oferecem graus variáveis de oposição, ou resistência, ao movimento dos elétronsOs materiais que oferecem pouca ou nenhuma resistência são chamados condutoresAqueles que não permitem o fluxo da corrente, ou o restringem muito, são chamados isolantes.A quantidade de resistência depende da composição química dos materiais

Grandeza Símbolo Unidade

tensão U ou V Volt (V)

corrente I Ampère (A)

resistência R Ohm (Ω)

potência P Watts (W)

3.1.4 Corrente


A corrente elétrica é o fluxo de cargas criado quando os elétrons se deslocamEm circuitos elétricos, a corrente é criada pelo fluxo de elétrons livresQuando a voltagem, ou pressão elétrica, é aplicada e há uma passagem para a corrente, os elétrons deslocam-se do terminal negativo através da passagem até o terminal positivo

O terminal negativo repele os elétrons e o positivo os atraemA letra "I" representa corrente. A unidade de medida para corrente é Ampere (A). Um ampère é definido como o número de cargas por segundo que passa por um ponto ao longo de um caminho.

Grandeza Símbolo Unidade

tensão U ou V Volt (V)

corrente I Ampère (A)

resistência R Ohm (Ω)

potência P Watts (W)

3.1.5 Circuitos


Os dois meios pelos quais a corrente flui são Corrente Alternada (CA) e Corrente Contínua (CC)Nos sistemas elétricos CC e CA, o fluxo de elétrons é sempre da carga negativa para a carga positivaNo entanto, para que haja o controle do fluxo de elétrons, é necessário um circuito completo

As correntes fluem em loops fechados chamados circuitosEsses circuitos devem ser compostos por materiais condutores e ter fontes de voltagem. A corrente flui através de caminhos que oferecem menor resistência, se houver um caminho zero volts, a eletricidade fluirá naturalmente para o pino terra

3.1.6 Especificações de Cabos

• Os cabos possuem diferentes especificações e expectativas com relação ao seu desempenho

– Quais são as velocidades para transmissão de dados que podem ser alcançadas

– Qual é o tipo de transmissão sendo considerada

– Qual é a distância que um sinal pode percorrer através de um certo tipo de cabo antes que a atenuação desse sinal se torne um problema


3.1.7 Cabo Coaxial

• O cabo coaxial consiste em um condutor de cobre envolto por uma camada isolante flexível

• O condutor central também pode ser feito de um fino cabo de alumínio laminado, permitindo que o cabo seja industrializado a baixo custo

• Sobre o material isolante, há uma trança de lã de cobre ou uma folha metálica (segunda camada, ou blindagem), que age como um segundo fio no circuito e como blindagem para o fio interior

– Reduz a quantidade de interferência eletromagnética externa.

• A capa do cabo cobre toda a blindagem


3.1.8 - 1 Cabo STP

• O cabo de par trançado blindado (STP) combina as técnicas de blindagem, cancelamento e trançamento de fios

• Cada par de fios é envolvido por uma malha metálica

• Os dois pares de fios são totalmente envolvidos por uma malha ou folha metálica

• Geralmente é um cabo de 150 Ohm

• Os materiais da blindagem metálica no STP e no ScTPprecisam estar aterrados nas duas extremidades.


3.1.9-1 Cabo UTP

• Cabo UTP com quatro pares trançado e cada um dos 8 fios individuais de cobre coberto por material isolante

• Cada par de fios é trançado em volta de si para dar feito de cancelarmento:

– Limitar a degradação do sinal causada por EMI e RFI

– Reduzir ainda mais a diafonia entre os pares no cabo UTP

• O TIA/EIA-568-B.2 contém especificações que controlam o desempenho do cabo

• É fácil de ser instalado e mais barato que outros tipos de meios de rede


3.1.9-2 Cabo Direto


Um switch de rede local está conectado ao computador.O cabo que conecta da porta do switch à porta da placa de rede é denominado um cabo direto

3.1.9-3 Cabo Cruzado (Crossover)


Dois switches são conectados juntos. O cabo que conecta de uma porta do switch a outra porta de switch é denominado um cabo cruzado. A ligação é feita com um cabo de par trançado onde tem-se: em uma ponta o padrão T568A, e, em outra, o padrão T568B

3.1.9-3 Cabo Rollover


O cabo que conecta o adaptador RJ-45 na porta COM do computador à porta do console do roteador ou switch é denominado um cabo rolloverEm um cabo rollover, a combinação de cores da esquerda para a direita em uma extremidade deverá ser exatamente o oposto à combinação de cores na outra extremidade


3.2 Meio Ópticos

3.2.1-1 O Espectro Eletromagnético


Esta energina na forma de ondas pode deslocar-se através de um vácuo, o ar, e através de alguns materiais como vidroO comprimento da onda de uma onda eletromagnética é determinado pela freqüência com que a carga elétrica que gera a onda se desloca pelo meio

A luz usada nas redes de fibra óptica é um tipo de energia eletromagnética

Quando uma carga elétrica se desloca para lá e para cá, ou acelera, é produzido um tipo de energia conhecida como energia eletromagnética

3.2.3 Reflexão e Refração

• Reflexão - quando um raio de luz (o raio incidente) atinge a superfície brilhante de um pedaço de vidro plano, um pouco da energia da luz no raio é refletida


Esta linha perpendicular é chamada de normal

• Refração - Se o raio incidente atinge a superfície do vidro a um ângulo exato de 90 graus, o raio entra direto no vidro.

Estrutura da Fibra


O núcleo é o elemento de transmissão de luz no centro da fibra óptica. Todos os sinais de luz se propagam através do núcleo

Revestimento interno. O revestimento interno é também feito de sílica mas com um índice menor de refração que o núcleo

Material de buffer que geralmente é plástico. O material de buffer ajuda a proteger o núcleo e o revestimento interno contra danos

O material reforçante envolve o buffer, impedindo que o cabo da fibra seja esticado quando os instaladores o puxem. O material freqüentemente usado é Kevlar, o mesmo material usado para produzir coletes a prova de balas

Capa externa envolve o cabo para proteger a fibra contra abrasão, solventes e outros contaminantes

3.2.6-1 Fibra Monomodo


A parte de uma fibra óptica através da qual os raios de luz se propagam é camada núcleo da fibra.

Os raios de luz só podem entrar no núcleo se seus ângulos estiverem dentro da abertura numérica da fibra

A fibra monomodo possui um núcleo muito menor que só permite que os raios de luz se propaguem em um modo dentro da fibra.

3.2.6-2 Fibra Multimodo


Se o diâmetro do núcleo da fibra for suficientemente grande para que hajam muitos caminhos por onde a luz pode se propagar através da fibra, a fibra é chamada fibra "multimodo"

Media Converter


É necessária um equipamento transmissor e receptor, para converter a eletricidade em luz e na outra extremidade da fibra converter a luz de volta em eletricidade.

Media Converter 1002FSM2- Projetado para converter sinal elétrico no padrão 10/100-TX para sinal óptico no padrão 100Base-FX, este equipamento é utilizado para estender a distância de conexão entre dois dispositivos

3.2.8-2 Outros componentes ópticos


Tipos de fontes de luz :– Diodo emissor de luz (LED)

produzindo luz infravermelha com comprimentos de onda de 850 nm ou 1310 nm.

• Usados com fibras multimodo nas redes locais.

– Light Amplification by StimulatedEmission Radiation (LASER) é uma fonte de luz que produz um feixe fino de luz infravermelha intensa geralmente com comprimentos de ondas de 1310 nm ou 1550 nm.

• Usados com fibras monomodo para longas distâncias involvidas em WANs ou backbonesde campus. muito cuidado para evitar ferimentos às vistas.

• O tipos de conectores:– SC (Subscriber Connector)– ST (Straight Tip)– LC (Lucent Connector)– MT-RJ (Mechanical Transfer

Registered Jack)

Conector MT-RJMaterial adicional : http://www.gdhpress.com.br/redes/leia/index.php?p=cap1-14

3.2.8-3 Outros componentes ópticos


3.2.10-1 Instalação, Cuidados e Testes de Fibras Ópticas


CAUSAS

A maior causa de muita atenuação no cabo de fibra óptica é instalação incorreta

Se a fibra for esticada ou curvada demais, poderá causar pequenas rachaduras no núcleo o que fará com que os raios de luz se espalhem

O ato de dobrar a fibra em curva muito fechada poderá alterar a incidência dos raios de luz atingindo o limite entre o núcleo e o revestimento interno

PROBLEMAS

O ângulo de incidência do raio se tornará menos que o ângulo crítico para a reflexão interna total

Os raios de luz serão refratados no revestimento interno e serão perdidos


3. 3 Meios Sem-fio

3.3.1 Padrões e Organizações de Redes Locais Sem-fio


As redes sem fio IEEE 802.11, que também são conhecidas como redes Wi-Fi(Wireless Fidelity) ou wireless, são soluções normalmente aplicadas onde uma infra-estrutura de cabeamento convencional (cobre ou fibra óptica) não pode ser utilizada

• 802.11a - freqüência de 5 GHz com alcance de velocidades de 54 Mbpsdentro dos padrões da IEEE

• 802.11b - freqüência de 2.4 GHz com alcance de velocidade de 11 Mbps padronizada pelo IEEE

• 802.11g - freqüência de 2.4 GHz com alcance de velocidade de 54 Mbps

3.3.2-1 Topologias e Dispositivos Sem-fio


• Uma rede sem-fio pode consistir em um mínimo de dois dispositivos:– Nós , estações de trabalho, desktop ou

notebook– Ponto de acesso (AP) é comumente

instalado para agir como hub central para o modo de infra-estrutura da WLAN.

3.3.3-2 Como as Redes Locais Sem-fio se Comunicam


• WLANs usam a Detecção de Portadora para Múltiplo Acesso com Prevenção de Colisões (CSMA/CA)

• O desempenho é afetado pela intensidade do sinal e pela degradação da qualidade do sinal devido à distâcia ou interferência.

• À medida que o sinal se enfraqueça, poderá ser invocada a ARS (Adaptive Rate Selection).

• A unidade transmissora reduzirá a velocidade dos dados de 11 Mbpsaté 5,5 Mbps, de 5,5 Mbps até 2 Mbps ou de 2 Mbps até 1 Mbps

3.3.2-3 Topologias e Dispositivos Sem-fio


• Os pontos de acesso alem de fornecer a comunicação com a rede convencional (Ethernet), também intermídia o tráfego com os pontos de acesso vizinhos, num esquema de sobreposição permite roamingentre as células.

• Isto é bem semelhante aos serviços fornecidos pelas companhias de telefones celulares.

• A sobreposição, em redes AP múltiplas, é crítica para permitir o movimento dos dispositivos dentro da WLAN.

• Apesar de não estar mencionado nos padrões IEEE, uma sobreposição de 20 a 30% é desejável

3.3.4-1 Estados da autenticação e associação


• A autenticação na WLAN ocorre na Camada 2. Este é um processo de autenticação do dispositivo e não do usuário

• Tipos de Autenticação e Associação – Não autenticado e não associado , o nó está desconectado da rede e não

associado a um ponto de acesso– Autenticado e não associado , o nó foi autenticado na rede mas ainda não foi

associado a um ponto de acesso– Autenticado e associado, o nó está conectado à rede e permitido a transmitir e

receber dados através de um ponto de acesso

3.3.5-2 Os espectros de radiofreqüência e de microondas


O processo de alterar o sinal portador que irá entrar na antena de uma transmissora chama-se modulação

As maneiras em que um sinal portador pode ser modulado:

• Amplitude Modulada(AM - Amplitude Modulation) -Modulam a altura (amplitude) do sinal portador.

• Freqüência Modulada(FM - Frequency Modulation ) modulam a freqüência do sinal portador

• Modulação em Fase (PM - Phase Modulation) fase modulada, baseia na alteração da fase da portadora de acordo com o sinal modulador (Utilizado nas WLANs )

3.3.6 Sinais e ruído em uma WLAN

Tipos de interferência por radiofreqüência:analisador de espectro

• A interferência de banda estreita , não afeta todo o espectro de freqüências do sinal sem-fio.

– Uma solução para um problema de interferência de banda estreita é simplesmente mudar de canal sendo usado pelo AP ( ex C1 pelo C11)

• A interferência de banda larga, afeta todo o espectro afeta desde tecnologias de banda 2.4 Ghz ISM, microondas ou bluetooth, considerados como interferência banda larga para uma WLAN 802.11

• Interferência por condições do tempo, ocorrências comuns como chuva, neve, nevoeiro não causam nenhum impacto em uma WLAN. Porém condições extremas de vento, nevoeiro e talvez chuva, podem causar degradação ou mesmo interromper a operação de uma WLAN.Antonio Estevão de Moraes Neto

Banda Estreita Banda Larga

Antenas Onidirecionais

Em um ambiente de escritório pequeno ou domiciliar (SOHO), a maioria dos pontos de acesso utiliza antenas onidirecionais geminadas que transmitem os sinais em todas as direções, reduzindo assim o alcance das comunicações.


3.3.7 Segurança para Sem-fio

• a segurança pode ser difícil de conseguir em um sistema sem-fio,, muitos administradores contém falhas na implementação de práticas eficazes de segurança

Soluções em protocolos de segurança:• EAP-MD5-Challenge – O Extensible Authentication Protocol é o tipo mais

antigo de autenticação, que é muito semelhante à proteção CHAP por senha em uma rede cabeada.

• LEAP (Cisco) – O Lightweight Extensible Authentication Protocol é o tipo mais universalmente usado nos pontos de acesso WLAN da Cisco. O LEAP oferece segurança durante a troca de credenciais, criptografia com chaves WEP dinâmicas, e suporte à autenticação mútua.

• Autenticação dos usuários – Este permite que só os usuários autorizados façam conexão, enviem e recebam dados sobre a rede sem-fio.

• Criptografia – Esta oferece serviços de criptografia para proteger ainda mais os dados contra intrusos.

• Autenticação de dados – Esta garante a integridade dos dados ao autenticar tanto o dispositivo de origem como o de destino.


Exercício de Laboratório

• Cotação de compra de Cabo UTP• CCNA1_lab_3_1_9f_pt

• Cotação de compra de Cabos de Fibra Ótica• CCNA1_lab_3_2_8_pt


Obrigado

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