Graduação Tecnológica em Redes de Computadores. Infraestrutura de Redes de Computadores

Graduação Tecnológica em

Redes de Computadores

Infraestrutura de Redes de

Computadores

Euber Chaia Cotta e Silva euberchaia@yahoo.com.br

Graduação Tecnológica em

Redes de Computadores

Meios de Transmissão

Euber Chaia Cotta e Silva euberchaia@yahoo.com.br

Ementa:

Meios físicos metálicos, cabos e acessórios, faixa de passagem, largura de banda e banda passante, teorema de nyquist e lei de shannon, transmissão em banda larga e banda base, multiplexação TDM, CDM e FDM, categorias de cabos e suas aplicações. Meios físicos ópticos, cabos e acessórios, implantação de enlaces ópticos, enlaces ópticos de alto desempenho. Metroethernet. Introdução aos equipamentos e acessórios de rede de computadores. Elementos de redes de computadores conforme normas americanas EIA/TIA. Considerações sobre instalações de redes de computadores, conforme normas brasileiras ABNT NBR 14565 2007 e 2013.

• Bibliografia:

 _{LOUREIRO, César A. H.; SCHMITT, Marcelo A. R.; PERES,} André; OLIVEIRA, Alex M. Redes de Computadores III:

Níveis de Enlace e Físico. Editora: Bookman, 2014.

 _{MARIN, Paulo Sérgio. Cabeamento Estruturado -}

Desvendando cada passo: Do projeto à instalação. 5ª.

Edição. Editora: Érica, 2014.

 _{MARIN, Paulo Sérgio. Data Centers - Desvendando Cada}

Passo - Conceitos, Projeto, Infraestrutura Física e Eficiência Energética. Editora: Érica, 2011.

 _{OLIVIERO, Andrew; WOODWARD, Bill. Cabling: The}

Complete Guide to Copper and Fiber-Optic Networking.

Site da disciplina

Meios de TX guiados

• Cabo par trançado

• Cabos U/UTP e F/UTP

Par Trançado

ANSI/TIA ISO/IEC L. de banda Tx. trans. Const.Típica Aplicação

Cat. 1 Classe A 100 Kz < 100 kbps U/UTP Telefone.

Cat. 2 Classe B 1 MHz 2 Mbps U/UTP Linhas T-1.

Cat. 3 Classe C 16 MHz 10 Mbps U/UTP 10Base-T e 100Base-T4. Hoje tel.

Cat. 4 20 MHz 20 Mbps U/UTP Token Ring e 100Base-T.

Cat. 5 100 MHz 100 Mbps U/UTP 100Base-TX e 1000Base-T.

Cat. 5e Classe D 100 MHz 1000 Mbps U/UTP, F/UTP 100Base-TX e 1000Base-T.

Cat. 6 Classe E 250MHz 1000 Mbps* U/UTP, F/UTP 1GBASE-TX e 10GBASE-T.

Cat. 6a Classe Ea 500 MHz 10000 Mbps U/UTP, F/UTP 1GBASE-TX e 10GBASE-T.

Cat. 7 Classe F 600 MHz 10000 Mbps F/FTP, S/FTP (Tel, CFTV e 1 Gbps) / (10 Gbps).

Cat. 7a Classe Fa 1000 MHz 10000 Mbps** F/FTP, S/FTP (Tel, CATV e 1 Gbps) / (10 Gbps).

Cat. 8.1 Classe I 1600-2000 MHz 40000 Mbps F/UTP

(Tel, CATV e 1 Gbps) / (40 Gbps).

Cat. 8.2 Classe II 1600-2000 MHz 40000 Mbps F/FTP, S/FTP

* Os cabos Cat. 6 (Classe E) podem ser usados em redes 10G, mas nesse caso o alcance é de apenas 55 metros. ** Os cabos Cat. 7a (Classe Fa) podem ser usados em redes 100G, mas nesse caso o alcance é de apenas 15 metros. Cat. 8.1 (Classe I): Conectividade padrão RJ45; Canal até 30m.

Cabos U/UTP

• _{Unshielded / Unshielded Twisted Pair: Antigo} UTP, sem blindagem externa ou em cada par.

Cabos U/UTP de 25 pares

e dados.

• Aplicações de distribuição horizontal como alternativa aos cabos U/UTP de 4 pares.

Cabo U/UTP e telefônico Grupo Par Branco Azul Laranja Encarnado Verde Preto Marrom Amarelo Cinza Violeta

Cabos F/UTP

• Foiled / Unshielded Twisted Pair: São

blindados (fita de Alumínio / Poliéster) e possuem um fio de sustentação.

• São mais caros porque oferecem boa imunidade a interferências eletromagnéticas.

Cabos F/FTP

• Foiled / Foiled Twisted Pair: São blindados

individualmente e coletivamente (fita de Alumínio / Poliéster) e possuem um fio de sustentação.

• São mais caros porque oferecem alta imunidade a interferências eletromagnéticas

.

Cabos S/FTP

• Screened / Foiled Twisted Pair:

Os pares são

blindados individualmente (fita de Alumínio

/ Poliéster) e coletivamente (trança de

cobre estranhado) e possuem um fio de

sustentação.

Conectores

• Padrão de conectorização

Aplicações

• Em linhas telefônicas (xDSL) como meios físicos dos canais de voz e de dados.

• Transmissão de dados em redes locais (LAN). • Transmissão de dados em ambientes propícios

a interferência eletromagnética: cabos blindados.

Desempenho

Fios e Cabos

telefônicos

Nome Aplicação Pares

CTP-APL CTP-APL Externo 10 a 2400 CI CI Interno 10 a 1200 CCI CCI Interno 01 FEB FEB Externo 01 FEB-M FEB-M Externo 01 FE-100 FE-100 Externo 01 FI 2X22 FI 2X22 Interno 01 FDG FDG Interno 01 CTP-APL FEB-M FE CI CCI FDG

Parâmetros dos

cabos coaxiais

• São definidos pela disposição geométrica dos condutores e pelas propriedades dos

materiais utilizados em sua fabricação, principalmente o dielétrico.

• Os fabricantes dispõem de tabelas com as características de cada cabo.

Categorias: Cabo RG-11

• Aplicações de vídeo, CATV, instalações de satélite e sistemas de segurança. Perfeito para cabos condutores que requerem um comprimento muito maior.

Impedância 75 Ω

Distância máxima

Distância máxima 450 à 600 metros Frequência Frequência m máxima áxima recomendada recomendada 3 GHz Diâmetro externo Diâmetro externo 10,16 mm Características

Categorias: Cabo RG-6

• Aplicações de vídeo, CATV, instalações de satélite e sistemas de segurança. Preferido em cenários de alta largura de banda.

Impedância 75 Ω

Distância máxima

Distância máxima 300 à 450 metros Frequência Frequência máxima máxima recomendada recomendada 1,5 GHz Diâmetro externo Diâmetro externo 6,9 mm Características Características Maior flexibildade e bom desempenho na maioria das aplicações

Categorias: Cabo RG-59

• Aplicações de vídeo, CATV e sistemas de segurança.

Impedância 75 Ω Distância Distância máxima máxima 230 à 300 metros Frequência Frequência máxima máxima recomendada recomendada 1 GHz Diâmetro externo Diâmetro externo 6,02 mm Características

Categorias: Cabo RG-58

• Transmissão de dados. Redes 10Base2. Sistemas VHF / UHF. Também usado para redes sem fio (celular e wi-fi por exemplo).

Impedância 50 Ω Distância Distância 185 m Diametro Diametro externo do cabo externo do cabo 4,95 mm Frequência Frequência máxima máxima recomendada recomendada 1 GHz

Categorias: Cabo RG-213

• Transmissão de dados. Redes 10Base5. Sistemas de radiocomunicação, sistemas auxiliares de radiofusão, telefonia rural, informática e instalações militares.

Impedância 50 Ω Distância máxima Distância máxima recomendada recomendada 500 m Diâmetro externo Diâmetro externo 10,3 mm Frequência Frequência máxima máxima recomendada recomendada 4 GHz

Conectores Coaxial

Cabo

Conector

BNC Terminador _{para BNC} (50ohm)

Aplicações

• Rede telefônica analógica (antigas). • Transmissões de TV a cabo.

• Conectividade com antenas.

• Redes Locais padrão Ethernet (antigas) que transmitiam 10 Mbps em distâncias de até 185m.

Desempenho

• Largura de banda maior, porém atenua

o sinal muito rapidamente.

Fibra óptica

Fibra óptica

• Fibras utilizam reflexão total para manter o raio luminoso confinado.

• Um núcleo de vidro ou plástico é encerrado por uma casca menos densa de vidro ou de plástico. A diferença de densidade entre os dois materiais deve ser tal que um feixe de luz movendo-se através do núcleo seja refletido de volta.

• Chega ser menor do que um fio de cabelo.

Fio de cabelo Entre 17 e 100 m (média de 70 m)

Fibra óptica

• Abertura numérica: define a habilidade de

captar a luz. Um conjunto de raios luminosos entram na fibra.

Modos de propagação

• Grande abertura numérica

• Propagação em várias trajetórias

• Banda passante relativamente baixa • Tipo degrau

Modos de propagação

• A densidade do núcleo permanece constante.

• Na interface entre núcleo e casca a densidade é menor e altera o ângulo do feixe de luz.

• Largura de banda de 30MHz/km. • Elevada atenuação > 5dB/km.

• Comunicação a curta distância (aviões, navios, iluminação, transmissão de imagens).

Fonte _Destino

Modos de propagação

• Multimodo índice gradual

• O índice de refração do núcleo varia gradualmente, mais alta no centro diminuindo para a casca.

• Menor atenuação (1dB/km).

• Largura de banda de 1GHz/km.

• Dimensões menores que a degrau.

Fonte _Destino

Modos de propagação

• Monomodo

• Fabricadas com diâmetros menores, utilizam fontes de luz altamente focadas (com pequeno ângulo de abertura).

• A luz propaga quase em linha reta.

• Com núcleo menor o acoplamento do sinal luminoso é mais delicado.

• É utilizada para transmissões a longa distâncias, como em

backbones. Baixa atenuação 0,47dB/km.

Fonte Destino

Tipos de polimentos

• Ferrule: Cilindro de metal, plástico ou cerâmica contendo um furo de precisão onde a fibra é inserida. • Polimento: acabamento da fibra na extremidade do ferrule. Perda de retorno mínima: Tipos de polimento: Perda de inserção máxima: -40dB -35dB -25dB -55dB -15dB -0,25dB -0,50dB -0,35dB -0,30dB -0,70dB

Aplicações

• Backbones de redes, transferindo a taxas de

1600 Gbps.

• Algumas redes de TV a cabo (rede híbrida).

• Redes locais do padrão 100BaseFx,

1000baseLX, 1000baseSX, 1000baseCX e

10GbaseX.

Desempenho

• A atenuação é mais plana que os casos dos cabos par trançado e coaxial.

Atenuação em Fibras

• Determina a distância máxima do enlace entre o transmissor e o receptor (dB/km).

• Absorção intrínseca: o próprio material do qual a

fibra é feita absorve um pouco da potência da luz.

• Absorção extrínseca: contaminação por

impurezas no material da fibra no momento de fabricação.

Atenuação em Fibras

• Absorção por defeitos estruturais: imperfeições no material da fibra como falta de moléculas. É a mais significativa.

• Espalhamento do guia de onda: variações do diâmetro do núcleo e do índice de refração ao longo da fibra.

• Deformações mecânicas: causada por curvaturas na fibra que fazem com que a luz seja irradiada para a casca.

Perda de macrocurvatura: r > d depende do comprimento de onda

Janelas de transmissão

• São faixas do espectro de frequência em que a atenuação é mínima e a comunicação dos

sistemas ópticos é máxima. • Comprimentos de

onda mais utilizados: 850, 1310 e 1550 ηm.

Vantagens

• Largura de banda: suportam larguras de banda

muito maiores que a maioria das aplicações de hoje necessitam.

• Atenuação: A distância de transmissão da fibra

é muito superior a dos outros meios metálicos. Em alguns casos pode chegar a 120 km. Porém, em laboratório, já há testes com fibras alcançando 12 mil km sem uso de repetidores, apenas com amplificadores comuns.

Vantagens

• Resistência a corrosão dos materiais: o vidro

é um material muito mais resistente do que o cobre.

• Peso: Fibras são mais leves que os cabos de

cobre.

• Imune às derivações: Não permitem que sinais

que viajam no núcleo sejam disponibilizados através de emendas.

Desvantagens

• Instalação/manutenção: há problemas com

custo dos componentes de uma rede óptica e da mão-de-obra especializada.

• Unidirecional: Como a maioria das aplicações

são full-duplex, os cabos de fibra necessitam de duas fibras.

Cabos ópticos

Cabos ópticos

• Devem ser fortes para evitar o rompimento das fibras pelas tensões de puxamento aplicadas no cabo durante a instalação.

• Devem fornecer rigidez suficiente para evitar curvaturas excessivas.

Cabos ópticos

• Tipo loose (solto)

• Tubo com diâmetro interno muito maior do que o da fibra.

• O tubo fica preenchido com composto de silicone e petroquímicos que fornece proteção contra

Cabos ópticos

• Tipo tight (compacto)

• As fibras ficam submetidas às pressões exercidas no cabo, porém são mais resistentes a esmagamentos. • Possui proteção de plástico duro moldada

diretamente sobre a fibra revestida.

● O diâmetro do cabo

é da ordem de 0,5 a 1mm.

● Recomendado para

Cabos ópticos

• Tipo Groove

• As fibras são acomodadas soltas em uma estrutura interna do tipo ESTRELA.

• Possui um elemento de tração incorporada em seu interior.

• Uma estrutura deste tipo permite um número muito maior de fibras por cabo.

• Tipo Ribbon

• Derivada do tipo Groove.

• Os conjuntos são alojados nas estruturas dos outros cabos. • As fibras são agrupadas horizontalmente e envolvidas por

uma camada de plástico, tornando-se um conjunto compacto. • É utilizada em aplicações com um grande número de fibras

ópticas (4.000 fibras).

• Tipo OPGW

• Utilizado como “cabo de guarda” em redes de energia.

• Os fios de aço ou aço-alumínio suportam correntes de curto-circuito.

• As fibras ópticas internas podem levar sinais de voz, dados, etc.

Cabos ópticos

• Outros tipos de cabo podem ser encontrados em:

http://www.summittelecomm.com/Fiber_Optic_Cables/ http://www.aflglobal.com/Products/Fiber-Optic-Cable.aspx http://br.fiberhomegroup.com/pt/Operators/248.aspx http://www.cablena.com.br/produtos_cabos_opticos.aspx?lang=pt http://www.fibracem.com.br/index.php?pg=pag_categorias&idcat=5&idsub=133 http://www.zttcable.com.br/telecom-cabos-opticos/ http://www.lantele.com.br/produtos/7/1/ http://www.grupopolicom.com.br/exibe_subcat.php?iNCat=4&iNScat=14&limit=20

Código de cores para fibras

(padrão brasileiro)

Identificação de cabos ópticos

• DD – Dielétrico para instalação em dutos

• DE – Dielétrico para instalação diretamente enterradas

• DPE – Dielétrico e Protegido para instalações

diretamente Enterradas

• ARD – Protegido com Armadura em fita de aço corrugado para instalação em dutos

Identificação de cabos ópticos

• ARE – protegido com Armadura em fita de aço corrugado para instalações diretamente

enterradas

• DRE – Dielétrico e proteção contra Roedores

para instalações diretamente enterradas

• DDR – Dielétrico e proteção contra roedores

Identificação de cabos ópticos

• Quanto ao tipo de proteção a umidade

– G: Núcleo geleado

– S: Núcleo seco, neste caso utilizam materiais hidroexpansíveis

• Tipos de proteção contra ataque de roedores, formigas e cupins

– PPU: Camada protetora por elementos Pultrudados – PFV: camada protetora formada de fibra de vidro

Identificação de cabos ópticos

• CFOA-X-Y-W-Z (K)

Cabo Fibra

Óptica

Revestimento da fibra “Acrilato”

Tipo de fibra: MM Multimodo / SM Monomodo / NZD Dispersão não Zero

Aplicação do cabo

DD, DE, DPE, ARD, ARE, DER, DDR Tipo do núcleo (G: geleado; S: Seco)

Número de Fibras Ópticas

Identificação de cabos ópticos

• CFOA-X-ASY-W-Z

Cabo Fibra

Óptica

Revestimento da fibra “Acrilato”

Tipo de fibra: MM Multimodo / SM Monomodo / NZD Dispersão não Zero

Auto Sustentado

Tipo do núcleo (G: geleado; S: Seco) Número de Fibras Ópticas

Identificação de cabos ópticos

• CFOI-X-Y-Z

Cabo Fibra

Óptica Interno

Tipo de fibra: MM Multimodo / SM Monomodo / NZD Dispersão não Zero

Núcleo do cabo: MF Monofibra / UB Unidade Básica Número de Fibras Ópticas

• COA- X- MF

Cordão Óptico Revestimento da Fibra “Acrilato”

Tipo de fibra

MM Multimodo / SM Monomodo / NZD Dispersão não Zero

Emendas de fibras

• Junções permanentes ou semipermanentes de dois segmentos de fibra.

• Emendas em sistemas de longa distância e de alta capacidade.

• Fusão de fibras.

Emendas de fibras

• Fornece um alto nível de tensão elétrica controlada com a finalidade de realizar uma “solda” em dois segmentos de fibra nua.

Emendas de fibras

• Permitem juntar duas fibras nuas através de uma estrutura mecânica que retém os dois segmentos de fibra executando sua emenda.

Ferramentas cabos metálicos

Decapador

Decap.

multi vias Decap. coaxial

Alicate crimpar

Punch-down

Punch-down

multi vias

Cable tracer

Spudger Testador de _continuidade

Cable meter

Ferramentas para fibra