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Faculdade Pitágoras Cursos Tecnólogos
Prof. Fabrício Lana [email protected]
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
7
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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