Redes - Aula 13 - Meios de transmissao

(1)

Meios de transmissão

3.1

(2)

1.2

1133p. ISBN 978-86804-88-5. Disponível em: http://iit.qau.edu.pk/books/Data%20Communications%20and%20Networking%20By%20Behrouz%20A.Fo

rouzan.pdf. Acesso em 01/2014.

Tanenbaum, Andrew S. Redes de computadores. Rio de Janeiro: CAMPUS, 2003. 923p. ISBN 85-352-0157-2

Comer, Douglas E. Redes de computadores e internet. Porto Alegre: BOOKMAN, 2007. 632p. ISBN 978-85-60031-36-8

Wikipedia. http://www.wikipedia.org

Matos, Ely Edison. Curso de Redes de Computadores. Cabeamento Estruturado. Carneiro, Fredy Bezerra. Curso de Redes de Computadores. Cabeamento de Redes.

Silva, Ana Cristina Benso da. Curso de Redes de Computadores. Cabamento e Topologia. PUCRS. Nicodemes, Evandro. Curso de Redes de Computadores.

Zarki, Magda El. http://www.ics.uci.edu/~magda/Courses/

Stallings, William. Data and Computer Communications. Capítulo 4 - “Transmission Media”. 7o. Edição.

(3)

1.3

Emissor

Receptor

Camada Física _{Camada Física}

Cabo ou ar Meio de transmissão

(4)

Meio de Transmissão

Meio Contido (Cabo)

Meio não Contido (Sem Cabo) Cabo Par Trançados Cabo Coaxial Fibra Ótica Espaço Livre - Ar Ondas

(5)

(6)

3.6 Causas de Perda na Transmissãoo

Causas de Perda

(7)

Atenuação

O problema de atenuação é resolvido com o uso de um dispositivo chamado

repetidor. O repetidor é, na verdade, um amplificador de sinal. Atualmente todos os dispositivos de rede mais avançados, como hubs, switches e roteadores,

possuem um repetidor embutido.

(8)

3.8

Atenuação

Original

Atenuado

_Amplificado

Meio de Transmissão

Amplificador

Ponto 1

Ponto 2

Ponto 3

Ou Repetidor

(9)

1.9

3.9

Significa perda de potência: sinal fraco.

Quando o sinal viaja em um meio ele perde potência para

superar a resistência do meio.

Amplificadores são utilizados para compensar a perda de

potência amplificando o sinal e eliminando limitações de

comprimento dos cabos. Por exemplo, o cabo coaxial fino

possui um limite de comprimento de 185 metros.

(10)

3.10

Composição do sinal

no envio Composição do sinal _{no recebimento}

Componentes na fase

Componentes fora da fase

(11)

1.11

Significa que o sinal altera sua forma ou configuração

Distorção ocorre em sinais compostos.

Cada componente da frequência tem uma velocidade de

propagação viajando por um meio.

Os componentes diferentes chegam com esperas

diferentes no receptor.

Isto significa que os sinais tem fases diferentes no

receptor do que eram na fonte.

(12)

1.12

Ruídos

Existem diferentes tipos de ruído

Térmico

– ruídos dos eletrons no cabo criam um sinal

extra.

Inducão

– motores e diferentes equipamentos

transmitem e recebem frequências.

Linha Cruzada

– influência entre dois cabos, um emissor

e outro receptor.

Impulso

– picos em curto espaço de tempo que

resultam de cabos de energia e relampagos, por

exemplo, dentre outros.

(13)

Características de transmissão de meios confinados

Frequência Atenuação

Típica Delay Típico Repetidor Distância

Par Trançado 0 - 3.5 kHz 0.2 dB/km @ 1 kHz 50 µs/km 2 km Par Trançado (multicabos) 0 - 1 MHz 0.7 dB/km @ 1 kHz 5 µs/km 2 km Cabo Coaxial 0 - 500 MHz 7 dB/km @ 10 MHz 4 µs/km 1 - 9 km Fibra Ótica 186 - 370 THz 0.2 - 0.5 dB/km 5 µs/km 40 km

(14)

Cabo coaxial

Capa plástica Isolante Condutor externo e Protetor Condutor Interno

(15)

Cabo coaxial

O cabo coaxial foi um dos primeiros tipos de cabo usados em rede. Ele possui dois fios, sendo um uma malha que envolve o cabo em toda a sua extensão. Essa malha funciona como uma blindagem, oferecendo uma

excelente proteção contra interferências eletromagnéticas.

(16)

Cabo coaxial

O cabo coaxial mais utilizado, chamado cabo coaxial fino ou 10Base2, utiliza em suas extremidades conectores chamados BNC, como pode ver na figura abaixo.

O cabo coaxial possui uma impedância, que é medida em ohms. As redes Ethernet utilizam cabos coaxiais de 50 ohms. Já redes ARCNet (que

encontram-se obsoletas), utilizavam cabos de 93 ohms. Tome muito

cuidado, pois apesar de o cabo coaxial de rede ser muito parecido com o cabo coaxial usado por antenas de televisão, esses dois tipos de cabo possuem impedâncias diferentes (o cabo coaxial usado em TV é de 75 ).

(17)

Cabo coaxial

As vantagens do cabo coaxial são:

 Sua blindagem permite que o cabo seja longo o suficiente.  Permite o uso de redes multi-canal (

broadband

).

 Mais barato que o par trançado blindado.

 Melhor imunidade contra ruídos e contra atenuação do sinal que o par

(18)

Cabo coaxial

As desvantagens do cabo coaxial são:

 Por não ser flexível o suficiente, quebra e apresenta mau contato com

facilidade.

 Pelo mesmo motivo é difícil de passá-lo através de conduítes,

dificultando a instalação da rede no ambiente de trabalho.

 Normalmente utilizado em topologia linear, onde caso o cabo quebre

ou apresente mau contato, o segmento inteiro da rede deixa de funcionar.

 Mais caro que o par trançado sem blindagem.

 Cada tipo de rede requer um cabo com impedância diferente (como a

maioria das redes locais é Ethernet, isso não chega a ser um inconveniente).

(19)

Tipos de cabo coaxial

10Base5 - Coaxial/Ethernet Grosso - (Vampires taps/conectores de pressão) de 2,5m em 2,5m, suportam 100 estações, 50 ohms - Usado para transmissão digital; 10Base2 - Coaxial/Ethernet fino - (Conectores BNC). É mais fácil de instalar e

econômico, mas só alcança 185 m e suporta apenas 30 estações, 75 ohms - Usado para transmissão analógica-TV a cabo.

Quais o Principais problemas ?

 Cabos partidos, comprimento excessivo, conectores defeituosos. Todos

dificultam a determinação e localização exata do problema.

Categorias de Cabos Coaxiais

Categoria Impedância Uso

TV a Cabo Ethernet Fina Ethernet Grossa

(20)

(21)

Cabo coaxial

Cabo Coaxial Fino

Fonte: ANTONIO, João. Informática para Concursos Públicos. Disponível em

www.joaoantonio.com.br

Conectores BNC

(22)

Tipos de Cabos – Par Trançado

www.joaoantonio.com.br

Condutores Isolante

(23)

Tipos de Cabos – Par Trançado

UTP – Unshielded Twisted Pair (Não-blindado): cabos mais flexíveis e muito

usados em redes de computadores;

STP – Shielded Twisted Pair (blindado): possuem uma proteção “metálica” entre os

pares e envolvendo todos eles. Minimiza o risco de interferências externas e entre os pares

Os cabo composto de fios internos, trançados aos pares para minimizar interferências provocadas por indução;

• Ligados a conectores de acrílico (RJ-45 ou RJ-11);

Capa plástica Capa plástica

(24)

Par Trançado



Inicialmente utilizado em linhas telefônicas;



Pode chegar até várias dezenas de metros com taxas de transmissão de alguns megabits por segundo;



Meio de transmissão de menor custo por comprimento;



A ligação de nós ao cabo é extremamente simples;

(25)

Par Trançado

Já avaliamos a problemática do ruído.

Por que o tipo mais popular de cabo aparentemente não oferecer

nenhuma proteção contra ruídos, através de uma blindagem?

Na realidade, o par trançado sem blindagem possui uma ótima proteção contra ruídos, só que usando uma técnica chamada

cancelamento

e não através de uma blindagem. Através dessa técnica, as informações circulam repetidas em dois fios, sendo que no segundo fio a informação possui a sua polaridade invertida. Todo fio produz um campo eletromagnético ao seu redor quando um dado é transmitido. Se esse campo for forte o suficiente, ele irá corromper os dados que estejam

circulando no fio ao lado (isto é, gera ruído). Em inglês esse problema é

(26)

Par Trançado

A direção desse campo eletromagnético depende do sentido da corrente que está circulando no fio, isto é, se é positiva ou então negativa. No esquema usado pelo par trançado, como cada par transmite a mesma informação só que com a polaridade invertida, cada fio gera um campo eletromagnético de mesma intensidade mas em sentido contrário. Com isso, o campo eletromagnético gerado por um dos fios é anulado pelo campo eletromagnético gerado pelo outro fio.

Além disso, como a informação é transmitida duplicada, o receptor pode facilmente verificar se ela chegou ou não corrompida. Tudo o que circula em um dos fios deve existir no outro fio com intensidade igual, só que com a polaridade invertida. Com isso, aquilo que for diferente nos dois sinais é ruído e o receptor tem como facilmente identificá-lo e eliminá-lo.

Esses dois fios são enrolados um no outro, o que aumenta a força dessa proteção eletromagnética.

(27)

Par Trançado - Vantagem

A principal vantagem do par trançado, além do seu preço, é a sua flexibilidade de instalação. Como ele é bastante flexível, ele pode ser facilmente passado por dentro de conduítes embutidos em paredes, por

exemplo. Prédios comerciais mais modernos inclusive são construídos já

com a instalação de cabeamento de rede, normalmente utilizando par trançado. Juntamente com o par trançado surgiu o conceito de

cabeamento estruturado

, que nada mais é que um sistema de

organização do cabeamento da rede utilizado em redes que possuam muitos micros. O cabeamento estruturado inclui tomadas de rede, racks e armários.

(28)

Par Trançado - Desvantagem

Sua principal desvantagem é o limite do comprimento do cabo (100 metros por trecho) e da baixa imunidade contra interferências eletromagnéticas (somente no cabo sem blindagem, é claro). Mas na

maioria dos casos do dia-a-dia esses dois fatores não são tão

importantes. Em um escritório ou mesmo em um prédio comercial raramente a distância entre um micro e o concentrador (conhecido como

hub)

, é maior que 100 metros. E a interferência eletromagnética realmente só será preocupante em ambientes industriais, onde existam muitos motores, geradores, etc. (neste caso a fibra óptica é recomendada).

(29)

 Categoria 1 - formado por um par de fios. Usado em sistemas

telefônicos;

 Categoria 3 - Antigos, largura de banda de 16 MHZ; transmitem bem a

10 Mbits, mas para 100 Mbits precisa usar 4 pares de fios;

 Categoria 5 - Mais modernos, largura de banda de 100 MHz;  Suportam tranquilamente transmissões a 100 Mbps

 Full duplex

 Categoria 5e: mais usado atualmente para redes de computadores

mais velozes – 125 MHz (Fast Ethernet – 100 Mbps). Possui, internamente, 4 pares de fios;

 Categoria 6 e 7 - Largura de banda de 250 e 600 MHz.

(30)

1000BaseT (Gigabit Ethernet)

O cabo par trançado categoria 5 possui uma taxa de transmissão máxima de 100 Mbps. Dessa forma, como as redes 1000BaseT (Gigabit Ethernet) funcionam, se elas utilizam esse tipo de cabo?

Isso é possível porque o sistema Gigabit Ethernet utiliza um esquema

onde os quatro pares de fio são usados simultaneamente, isto é, os quatro pares são usados para transmitir pedaços da mesma informação. Cada par é bidirecional e trabalha em modo full-duplex. O esquema de modulação usado pelo Gigabit Ethernet (chamado 4D-PAM5) permite que vários dados possam ser enviados por vez (no sistema Ethernet padrão, apenas um bit é transmitido por vez), permitindo atingir a taxa de transferência de 1000 Mbps.

(31)

(32)

Fibra Ótica

Como o nome já diz, a fibra óptica transmite informações através de sinais luminosos, em vez de sinais elétricos. A idéia é simples: luz transmitida indica um valor “1” e luz não transmitida, um valor “0”;

Como a luz só pode ser transmitida em uma direção por vez, o cabo de fibra óptica possui duas fibras, um para a transmissão de dados e outra para a recepção, permitindo, dessa forma, comunicações full-duplex;

Na realidade não é bem assim que funciona na prática: uma determinada sequência de “aceso e apagado” indica o valor “0” e outra determinada sequência indica o valor “1”. Esse processo é chamado modulação e é o mesmo que ocorre na transmissão de dados usando cabos convencionais, onde um “0” ou um “1” não equivalem diretamente a uma tensão elétrica, mas sim a uma sequência de variações.

O conector mais usado por redes de fibra óptica chama-se ST (Straight Tip, ponta reta)

(33)

Meios de transmissão Fonte: http://www.deltateta.com.br/2008/05/01/as-fibras-opticas/

Fibra Ótica

Revestimento Externo Tampão Plástico Fibra sintética de Aramida (kevlar) Revestimento Vidro ou plástico

(34)

Nota:

Você não pode olhar diretamente para uma fibra óptica. Como ela transmite luz

concentrada, olhar para uma fibra óptica poderá queimar a sua retina, deixando-o cego (literalmente). Note que a luz

transmitida na fibra óptica possui um comprimento de onda invisível ao olhar humano; logo, você não verá a fibra óptica se “acender” e poderá pensar que luz não está sendo transmitida.

(35)

Fibra Ótica - Vantagens

Há duas grandes vantagens da fibra óptica em relação aos cabos tradicionais.

Primeiro, interferências eletromagnéticas não ocorrem no tráfego

da luz; logo, a fibra óptica é totalmente imune a ruídos. Isso

significa comunicações mais rápidas, já que praticamente não haverá a necessidade de retransmissões de dados (já que raramente os dados chegarão corrompidos ao receptor).

Segundo, o sinal sofre menos do efeito da atenuação; logo, conseguimos ter um cabo de fibra óptica muito mais longo sem a necessidade do uso de repetidores.

(36)

Fibra Ótica - Vantagens

A distância máxima de um segmento do tipo de fibra óptica mais usado é de 2 Km (compare com o limite de 185 metros do cabo coaxial fino e com o limite de 100 metros do par trançado). Há fibras ópticas que permitem um segmento maior, enquanto outros tipos de fibra óptica possuem um limite menor de distância.

Outra vantagem é que a fibra não conduz corrente elétrica e, com isso, você nunca terá problemas com raios nem qualquer outro problema envolvendo eletricidade, como problemas de diferença de potencial elétrico ou problemas caso um fio de tensão encoste na fibra óptica.

(37)

 Filamento de sílica ou plástico; (por onde é feita a transmissão da luz)  Velocidade de transmissão mais alta;

 São mais finas e leves do que os cabos coaxiais;

 São imunes a interferências eletromagnéticas e a ruídos;

 Permitem isolamento completo entre transmissor e receptor;  O custo é elevado;

 A junção de fibras é uma tarefa delicada.

(38)

(39)

1.46

(40)

Fibra Ótica: Princípio de transmissão

_ _

 

superfície plana (polida)

_ _ 

 

Material que permita a luz

entrada de luz REFRAÇÃO

(41)

Tipos de Fibras Óticas

(42)

Tamanho da Onda (vacuo)

range (nm)

Frequencia

range (THz) Band label Tipo de Fibra Aplicação

820 to 900 366 to 333 Multimode LAN

1280 to 1350 234 to 222 S Single mode Various

1528 to 1561 196 to 192 C Single mode WDM

1561 to 1620 185 to 192 L Single mode WDM

(43)

Conectores

Conectores Conectores

(44)

Fibra Ótica: Tipos

Modo múltiplo (MMF, Multiple Mode Fiber) e Modo único (SMF, Single Mode Fiber).



Essa classificação diz respeito a como a luz é transmitida através da fibra.

•

Multimodo: possuem núcleo mais grosso, transmite, vários sinais ao mesmo tempo (vários feixes) e apresentam custo menor.

•

Monomodo possuem núcleo mais fino, transmitem apenas um feixe por vez; Alcançam maior distância; Apresentam custo mais alto.

(45)

Fonte de luz

1. fibras multimodo: LEDS (diodos emissores de luz)

2. fibras monomodo: diodos de injeção a laser (direcionais)

Utilização

1. troncos telefônicos de longa distância

2. troncos metropolitanos na medida em que a rede

telefônica evolui para RDSI, a fibra ótica tende a ser

mais empregada na linha do assinante

(46)

Padrões e Normas para Cabeamento

Orgãos e Normas para Infraestrutura de Telecomunicações

ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas - WWW.ABNT.ORG.BR

TIA - Telecommunications Industry Association - WWW.TIAONLINE.ORG

EIA - Telecommunications Industry Alliance - WWW.EIA.ORG

(47)

Padrões e Normas para Cabeamento

EIA/TIA-568A- Commercial Building Telecommunitations Cabling Standard (Norma de cabeamento para edifícios comerciais)

TSB-40- Technical Communication Bulletin-Additional Transmisson specification for UTP Connecting Hardware

TSB-36- Technical Communication Bulletin-Additional Cable specification for UTP Cable

TSB-67- Transmisson Performance Specification for Field Testing of Unshielded Twisted-Pair Cabling (Procedimento de testes). (Boletim técnico para procedimento de

(48)

Meios de transmissão

Padrões e Normas para Cabeamento

EIA/TIA-569A- (Infra-estrutura) Commercial Building Standard for Telecommunications Pathways and Spaces (Norma para caminhos e espaços em edifícios comerciais). Substituida pela TIA-469-B.

EIA/TIA-606- (Administração) Adminstration Standard for the Telecommunications Infrastructure of Commercial Buildings (Norma para administração de infraestrutura de telecomunicações em edifícios comerciais )

EIA/TIA-607- Norma sobre aterramento e parte elétrica (Norma para sistemas de aterramento de telecomunicações)

(49)

• Orgãos e Normas para Infraestrutura de Telecomunicações

• TSB-72- Centralized Optical Fiber Cabling Guidlines (Boletim técnico com procedimento para cabeamento óptico centralizado

)

• TSB-75

-

Additional Horizontal Cabling Pratices for Open Offices (Práticas adicionais de cabeamento horizontal para escritórios abertos)

• TSB-95- Additional Transmission Performance Guidelines for 4 pair 100 ohm Cat.5 cabling.Horizontal Cabling Pratices for Open Offices (Guia de rendimentos adicionais para cabeamento Cat.5 - 4 pares)

Meios de transmissão

(50)

ANSI/IEEE Std 802.3 : 1990: Information Processing Systems - Local Area Networks Part 3: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications (ISBN 1-55937-005-X) ISO/IEC 8802-3-1990

IEEE Std 802.3i : 1990: System Considerations for Multisegment 10 Mb/s Baseband Networks (Section 13) and Twisted Pair Medium Attachment Unit (MAU) and Baseband Medium, Type 10Base-T (section 14) (ISBN 1-55937-070-X)

IEEE Std 802.3j : 1993: Fiber Optic Active and Passive Star-Based Segments, Type

ABNT Projeto 03.046.05-011: Cabeação de Telecomunicações para Rede Interna Estruturada.

Padrões e Normas para Cabeamento

(51)

Padrão ANSI/EIA/TIA-568-A

 Especifica um sistema e cabeamento para aplicações de

Telecomunicações genéricas para edifícios comerciais que irá suportar um ambiente multi-produto e multifabricante.

 Provê informações que devem ser utilizadas em projetos de produtos de

Telecomunicações para empreendimentos comerciais:

 Requisitos de componentes  Comprimento do cabeamento

 Configuração dos conectores

(52)

Padrão ANSI/EIA/TIA-568-A

TP-PMD 380A EIA-232 IBM 3270 AS/400 Fujitsu Token Ring Telefonia ISDN BRI ATM155, 622 e 1200 Mbps UTP 384A TV a Cabo 10BaseT 100BaseT 1000BaseT 380A 355 353A 365A 390A 370C 384A

(53)

Padrão ANSI/EIA/TIA-568-A

 Guia de requerimentos e recomendações para topologias, distâncias de

cabos, tipos de cabos, performance de transmissão para tomadas de Telecomunicações, tão bem quanto para os tipos de conectores.

 Em um Cabeamento estruturado  Topologia definida

 Media Identificada

 distâncias Especificadas

 Interfaces de conexão especificadas

(54)

Por que de um Cabeamento estruturado ?

 Flexibilidade

 Suportar diversos ambientes

 Melhorar o desempenho

 Mudanças, alterações e ampliações são feitas rapidamente

(55)

Padrão ANSI/EIA/TIA-568-A

Estações de Trabalho Closet de Telecomunicações Entrada de Serviços

(56)

Padrão ANSI/EIA/TIA-568-A

Os subsistemas que compõem a infra-estrutura de Telecomunicações incluem:

 Horizontal Distribution (Distribuição Horizontal)  Backbone Distribution (Distribuição Vertical)  Work Area ( Área de trabalho)

 Telecommunication Closet

 Equipament Room (Sala de Equipamentos)  Entrance Facilities (Distribuidor de Entrada)  Administration (Administração)

 Testers (Testes e Certificação)

(57)

Meios de transmissão Cabeamento Horizontal - HC Sala de Equipamentos - ER Subsistemas Área de Trabalho - WA Armário de Telecomunicações - TC Backbone Vertical Facilidades de Entrada - EF Administração

Padrão ANSI/EIA/TIA-568-A

(58)

1.65

(59)

MICRO-ONDAS

SATÉLITE

(60)

Redes sem fio - histórico

Normalmente quando falamos em “cabeamento” pensamos logo em cabos, como o coaxial, par trançado e fibra óptica. Entretanto, o termo mais correto seria “mídia” e não “cabeamento”, já que as informações de uma rede não necessariamente trafegam de um lado para outro através de cabos convencionais.

Em alguns momentos, outros sistemas de transmissão de dados podem ser usados, dependendo da necessidade. O mais conhecido é o sistema de transmissão de dados através de ondas de rádio, onde, em vez de os micros da rede estarem conectados através de um cabo, eles estão conectados a um transmissor e receptor de rádio.

(61)

Redes sem fio

Transmissão Sem FIO

Ondas de

(62)

Redes sem fio

Ionosfera

60 a 1000 Km

Ionosfera

Propagação no Céu (2 – 30 MHz) Propagação no Chão (abaixo de 2 MHz)

Propagação com visada (acima de 30 MHz)

(63)

Redes sem fio

 Comunicação sem fio não substitui o cabo tradicional;  Complementa redes cabeadas existentes;

É muito importante ter em mente que a idéia da comunicação sem fio não é substituir o cabo tradicional, mas sim ter mais possibilidade

dentro dos sistemas de cabeamento disponíveis.

Os sistemas mais conhecidos para a transmissão de dados sem fio são:

 Transmissão de Rádio Frequência  Infravermelho

(64)

Rádio Frequência

Antes de explorarmos as tecnologias existentes no mercado, existem dois modos básicos de transmitirmos dados através de ondas de rádio. No primeiro, ilustrado na figura abaixo, a transmissão dos dados não é direcional e, com isso, antenas localizadas na região de alcance das

ondas de rádio da antena transmissora podem captar os dados

transmitidos.

Como você pode perceber, esse sistema não é seguro, já que qualquer antena na região de alcance pode captar os dados transmitidos, incluindo aí pessoas que resolvam instalar uma antena para captar os dados que estão sendo transmitidos sem criptografia para a sua rede.

(65)

Redes sem fio - histórico

Rádio

Portanto, mesmo dentro de prédios a comunicação sem fio deve ser pensada seriamente como uma alternativa ao cabo, não só pela praticidade de não haver a necessidade de instalar qualquer tipo de cabo, mas também quando a

passagem de cabos é muito difícil por algum motivo em particular. Mas, é claro que o cabo continuará sendo uma opção mais segura e que oferece uma taxa de transferência maior.

Outro sistema de transmissão usando ondas de rádio é a transmissão direcional, usando pequenas antenas parabólicas. Nesse caso, somente duas redes podem se comunicar, como mostra a figura abaixo. Esse sistema apresenta como

grande vantagem transmitir os dados somente para o receptor, não dispersando as ondas de rádio para outras antenas. A desvantagem é que as antenas têm de estar alinhadas. Isso significa que não pode haver nenhum obstáculo no caminho e tempestades podem desalinhar a antena, impedindo a comunicação entre as redes.

(66)

Transmissão de Rádio

 Omnidirecional;

 Percorrem grandes distâncias;

 Amplamente utilizada em ambientes fechados;  Transmissão por radiofusão; meio não seguro.

(67)

Redes sem fio

Infravermelho

Outras vezes, em vez de usarmos ondas de rádio, usamos luz infravermelha para fazer a interligação de computadores sem usarmos cabos. É o caso de redes locais sem fio, especialmente aquelas onde há necessidade de se conectar notebooks (por exemplo, em empresa de onde há funcionários que fazem visitas em clientes usando um notebook e posteriormente necessitam transmitir os dados coletados para a rede da empresa). Como mostramos na figura abaixo, esse tipo de rede pode contar com um ou mais computadores ligados à rede convencional.

(68)

Arquitetura Wi-Fi

Há três modos de operação em redes Wi-Fi:

Ad-Hoc: usado para conectar um pequeno número de computadores através de transmissão sem fio sem o uso de um periférico chamado ponto de acesso. É possível trocar dados e compartilhar recursos (como impressoras) entre esses computadores, mas para acesso a uma rede

maior (como a rede da sua empresa ou à Internet) pelo menos um dos

computadores tem de ter este acesso e compartilhá-lo com os demais micros da rede ad-hoc. Este acesso a uma rede maior pode ser feito através da ligação de um cabo ou via conexão sem fio usando um dos outros métodos descritos a seguir.

(69)

Arquitetura Wi-Fi

(70)

Arquitetura Wi-Fi

(71)

Arquitetura Wi-Fi

BSS (Basic Service Set): Neste modo de operação a rede sem fio é comandada por um periférico chamado ponto de acesso (frequentemente abreviado AP, Access Point). Para que os computadores que estão na rede sem fio possam ter acesso a uma rede maior (rede da empresa ou à Internet), o ponto de acesso precisa estar conectado à rede da empresa e/ou à Internet através de cabos. Quando isto ocorre, o nome do modo de operação passa a ser IBSS (Infrastructure Basic Service Set). Este é o modo de operação usado em redes caseiras e redes de pequenas empresas. Neste modo de operação a rede recebe um nome, chamado SSID (Service Set ID), que é configurado pelo administrador da rede. Em um micro com placa de rede sem fio nós precisamos selecionar a rede a qual queremos nos conectar: o nome da rede que aparece na lista de redes disponíveis é o SSID da rede. Redes BSS também recebem um identificador aleatório de 48 bits (seis bytes) usando o mesmo formato de endereços MAC, chamado BSSID.

(72)

Arquitetura Wi-Fi

BSS

(73)

Arquitetura Wi-Fi

ESS (Extended Service Set): neste modo de operação são usados vários pontos de acesso formando uma rede maior com o mesmo SSID, permitindo que o usuário mantenha a sua conectividade com a rede quando está em trânsito e sai do alcance de um ponto de acesso e entra no alcance de outro. Note que a simples instalação de vários pontos de acesso em uma empresa não torna a rede ESS, pois cada ponto de acesso criará uma rede individual usando um SSID diferente e, neste caso, os usuários perderão a conectividade com a rede quando estiverem em trânsito e passarem a ficar fora de alcance do ponto de acesso ao qual eles estavam conectados, mesmo que haja sinal de outro ponto de acesso nesta nova localização. No projeto de redes ESS é necessário que haja uma interseção de pelo menos 10% na área de cobertura dos pontos de acesso. Este é o modo de operação usado por grandes empresas ou quando precisamos de uma rede com grande área de cobertura onde há a necessidade de os usuários se locomoverem sem a perda da conexão. Se você reparar, redes ESS funcionam de maneira similar à rede de telefonia celular (no caso dos telefones celulares a área de cobertura de cada antena é chamada célula e você pode migrar de uma célula para a outra sem a perda da conexão).

(74)

Arquitetura Wi-Fi

ESS

(75)

Arquitetura Wi-Fi

Controle de Acesso ao Meio (MAC, IEEE 802.11)

Apesar do nome similar ao usado por redes Ethernet – Controle de Acesso ao Meio ou MAC -, esta camada opera de maneira diferente da camada de mesmo nome usada por outras arquiteturas.

CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)

O padrão IEEE 802.11 sugere este protocolo de contenção para redes WI-FI.

Antes de transmitir o transmissor injeta um sinal no meio de transmissão informando que vai transmitir seus quadros.

(76)

(77)

Arquitetura Wi-Fi - Método de transmissão

Sistemas Narrowband: Os sistemas

narrowband (

banda estreita)

operam numa freqüência de rádio específica, mantendo o sinal de rádio o mais estreito possível o suficiente para passar as informações. O

crosstalk

indesejável entre os vários canais de comunicação pode ser evitado

coordenando cuidadosamente os diferentes usuários nos diferentes canais de freqüência.

Sistemas Spread Spectrum: É o mais utilizados atualmente. Utilizam a técnica de espalhamento espectral com sinais de rádio freqüência de

banda larga, provendo maior segurança, integridade e confiabilidade, em troca de um maior consumo de banda.

(78)

O que é Wi-Fi?

É a abreviatura de “wireless fidelity”, expressão que se refere a produtos e serviços que respeitam o conjunto de normas 802.11 criado pelo Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). A norma mais conhecida e usada é a 802.11b, que utiliza a banda a uma capacidade de 2,4 Ghz e suporta a velocidade de até 11 Mbps. Atualmente, esse é o padrão mais usado e difundido no mundo para transmissão de dados sem-fio em locais fechados.

As WLANs utilizam sinais de Radio Frequência ou infravermelho para a transmissão de dados, minimizando a necessidade de cabos de conexão dos usuários à rede. Desta forma, uma WLAN combina comunicação de dados com mobilidade dos usuários dentro da área de cobertura da rede, que pode atingir algumas centenas de metros.

(79)

Redes wireless - Padrões

IEEE 802.11b

Lançado em 1999, este padrão expandiu o funcionamento do padrão IEEE 802.11 para incluir as taxas de transferência de 11 Mbps e 5,5 Mbps. Importante notar que as velocidades de 2 Mbps e 1 Mbps não fazem parte do padrão IEEE 802.11b e sim do padrão IEEE 802.11-1997 e quando redes Wi-Fi estão operando nestas velocidades elas estão na realidade operando no modo IEEE 802.11-1997 e não no modo IEEE 802.11b.

Taxas de transferência disponíveis: 11 Mbps e 5,5 Mbps

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Redes wireless - Padrões

IEEE 802.11n

A última palavra em redes sem fio é o padrão IEEE 802.11n, cujo objetivo é atingir uma taxa de transferência prática (throughput) igual ao de redes Fast Ethernet, ou seja, 100 Mbps.

Vários produtos IEEE 802.11n foram lançados no mercado antes de o padrão IEEE 802.11n estar disponível, e estes foram projetados com base em um rascunho (draft) deste padrão. Há a possibilidade de equipamentos IEEE 802.11n que chegaram ao mercado antes do lançamento padrão oficial serem incompatíveis com a sua versão final.

Taxas de transferência disponíveis: 65 Mbps, a 600 Mbps. Faixa de freqüência de transmissão: 2,4 GHz e ou 5 GHz

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Bluetooth

A tecnologia Bluetooh é, basicamente, um padrão para comunicação sem-fio de baixo custo e de curto alcance. Através dele permite-se a comunicação sem fio entre aparelhos eletrônicos que podem ser telefones celulares, Palmtops, computadores, scanners, impressoras, equipamentos de escritório, enfim, qualquer aparelho que possua um chip Bluetooth. Esta comunicação realiza-se através de ondas de rádio na freqüência de 2.4 GHz, que não necessita licença e está disponível em quase todo o mundo.

Em relação à sua velocidade pode chegar a 721 Kbps e possui três canais

de voz. As desvantagens desta tecnologia são o seu raio de alcance, 10

metros e o número máximo de dispositivos que podem se conectar ao mesmo tempo

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Bluetooth

Os dispositivos Bluetooth se comunicam formando uma rede que chama-se “piconet” ou “picorede”, na qual podem existir até oito dispositivos conectados entre si. Necessariamente um deles é o master, ou seja, o principal, sendo os demais os dispositivos escravos (slave).

Apesar de oito ser um número muito pequeno, é possível sobrepor vários “piconets”, aumentando os pontos de comunicação. Esse método é conhecido como “scatternet” e desta forma podem coexistir até 10 “piconets” num mesmo lugar de cobertura de rádio. A segurança está preservada graças a que cada “piconet” decodifica-se e protege contra

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Bluetooth

Classe Potência máxima Alcance

Classe 1 100 mW _{(20 dBm)} até 100 metros Classe 2 2.5 mW _{(4 dBm)} até 10 metros Classe 3 1 mW (0 dBm) ~ 1 metro

Versão Taxa de transmissão Versão 1.2 1 Mbit/s

Versão 2.0 + EDR 3 Mbit/s Versão 3.0

24 Mbit/s

Mudança da Faixa de Transmissão para 802.11

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Arquitetura Wi-Max

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Arquitetura

Wi-Max

Fonte: http://www.sj.cefetsc.edu.br/wiki/index.php/Wimax

Worldwide Interoperability for microwave access

• Usa topologia ponto-multiponto e mesh (malha);

• Tecnologia de acesso BWA (broadband Wireless Access);

Banda larga sem fio em alta velocidade;

• Arquitetura para interligar computadores numa rede metropolitana (MAN) sem fio;

• É padronizado pela norma IEEE 802.16 (Wireless Man); • 802.16 (original): especifica faixa de freqüência de 10 a 66 GHz, com linha de visada (os equipamentos precisam se ver); até 34Mbps;

• 802.16a: especifica freqüências de 2 a 11 GHZ, sem linha de