Faculdade Pitágoras Cursos Tecnólogos

Prof. Fabrício Lana Pessoaprofessor.fabriciolana@gmail.com

Aula 1 – Infra-estrutura e Cabeamento Estruturado

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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.3

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: IntroduçãoQuando 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 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)

Comunicação

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Tipos de Sinais

Sinal AnálógicoSinal Análógico

F=1/T

T

Frequência: variação ciclica de uma função no tempo, em Hz ( É a quantidade de ciclos/s)

Período: intervalo de tempo em que uma função náo se repete.

1 0 11 0 1 00 1 1 1 000 1 1 1 000 11 t

Sinal DigitalSinal Digital

Banda Passante

•No exemplo ao lado, a largura de banda vai de 300hz a 3700khz, totalizando então uma banda passante de 3400khz.

•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

Banda PassanteA 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 dasconexões 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

Pequena Largura de Banda

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

Banda Passante

Grande Largura de Banda

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..

Banda Passante

Grande Largura de Banda

•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.

•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.

VeloxDONWLOAD

UPLOAD

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:

Transmissão em diferentes frequências do

espectro

Codificação

ANALÓGICA (Banda Base) DIGITAL (Banda Larga)

A comunicação pode ocorrer de diferentes modos:

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Modos de transmissão (analógico e/ou digital)

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Modos de transmissão (analógico e/ou digital)

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Topologia Física

• 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.

Topologia Lógica

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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

Aplicação

Apresentação

Sessão

Transporte

Rede

Enlace

Físico

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6

5

4

3

2

1

C

A

M

A

D

A

S

Modelo de comunicação baseado em sete camadas:

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

• 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

Acesso ao meio de Tx •Normam Abranson e a colisão, um problema do Hawai !!

• 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

Micro 1 Micro 2 Micro 3 Micro 4

O cabo está livre. Vou enviar dados.

Nada a transmitir...

Nada a transmitir...

Nada a transmitir...

•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

•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.

Micro 1 Micro 2 Micro 3 Micro 4

Dados para o Micro 3.

Parem todos! Houve uma colisão!

Nada a transmitir...

Dados para o Micro 1.

Colisão!

• 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

• Problema : Comunicação rede local. Como interligar os 6 micros?

O problema da comunicação

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?

• 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)

Redes genéricas e/ou improvisadas

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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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• 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.

Panorama das redes

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• 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.

Cabeamento estruturado : Panorama

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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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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.

Cabeamento estruturado: Exercício

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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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