Camada Fisica

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FACULDADE ESTÁCIO SÁ – PE
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO 
REDES DE COMPUTADORES - AV2
PROF :DJACIR MACIEL
maciel.estacio@gmail.com
Aula 8 – CAMADA FÍSICA 
CAMADA FÍSICA 
 A camada Física OSI fornece os requisitos para 
transportar pelo meio físico de rede os bits que 
formam o quadro da camada de Enlace de Dados; 
 Essa camada aceita um quadro completo da 
camada de Enlace de Dados e o codifica como 
uma série de sinais que serão transmitidos para o 
meio físico local; 
 Os bits codificados que formam um quadro são 
recebidos por um dispositivo final ou por um 
dispositivo intermediário.
CAMADA FÍSICA 
 A entrega de quadros pelo meio físico local exige 
os seguintes elementos da camada Física: 
 Meio físico e conectores ligados
 Representação de bits no meio físico
 Codificação de dados e informações de controle
 Circuito transmissor e receptor nos dispositivos 
de rede
CAMADA FÍSICA 
 O estágio do processo de comunicação,se inicia com 
os dados do usuário,vindo da camada de aplicação e 
sendo segmentados pela camada de Transporte;
 Colocados em pacotes pela camada de Rede e depois 
encapsulados como quadros pela camada de Enlace de 
Dados;
 O objetivo da camada Física é criar o sinal elétrico, 
óptico ou micro ondas que representa os bits em cada 
quadro; 
 Esses sinais são enviados posteriormente para o meio 
físico um de cada vez. 
CAMADA FÍSICA
 Camada Física 
CAMADA FÍSICA
 O meio físico não transporta o quadro como uma 
entidade simples;
 O meio físico transporta sinais, um de cada vez, 
para representar os bits que formam o quadro.
 Há três formas básicas de meio físico de rede nas 
quais os dados são representados:
 Cabo de cobre
 Fibra
 Sem fio (Wireless)
CAMADA FÍSICA
 Representação de Sinais nos meios transmissão 
CAMADA FÍSICA
 Padrões 
 A camada Física consiste em hardware, 
desenvolvido por engenheiros, na forma de um 
circuito eletrônico, meio físico e conectores;
 Portanto, é aconselhável que os padrões que 
determinam esse hardware sejam definidos pelas 
organizações de engenharia de comunicações e 
elétrica relevantes. 
CAMADA FÍSICA
 Por comparação, os protocolos e as operações das 
camadas OSI superiores são realizadas por um 
software e são desenvolvidas por engenheiros de 
software e técnicos de informática; 
 Os serviços e protocolos no conjunto de aplicações 
TCP/IP são desenvolvidos pela Internet 
Engineering Task Force (IETF) em RFCs. 
CAMADA FÍSICA
 Semelhante às tecnologias associadas à camada 
de Enlace de Dados, as tecnologias da camada 
Física são desenvolvidas por organizações como:
 A International Organization for Standardization
(ISO)
 O Institute of Electrical and Electronics Engineers
(IEEE)
 O American National Standards Institute (ANSI)
 A International Telecommunication Union (ITU)
 A Electronics Industry Alliance/Telecommunications 
Industry Association (EIA/TIA)
 Autoridades de telecomunicações nacionais, como a 
Federal Communication Commission (FCC) nos EUA.
CAMADA FÍSICA
CAMADA FÍSICA
 Tecnologias de Camada Física e Hardware
 As tecnologias desenvolvidas por essas organizações incluem quatro 
áreas dos padrões da camada Física:
 Propriedades físicas e elétricas do meio físico;
 Propriedades mecânicas (materiais, dimensões, pinouts) dos 
conectores;
 Representação de bit por sinais (codificação)
 Definição dos sinais de informações de controle
 Os componentes de hardware, como adaptadores de rede 
(NICs), interfaces e conectores, materiais e projeto de cabo 
estão especificados nos padrões associados à camada Física.
CAMADA FÍSICA
CAMADA FÍSICA
CAMADA FÍSICA
CAMADA FÍSICA
 As três funções fundamentais da Camada Física 
são:
 Os componentes físicos
 Codificação de dados
 Sinalização
CAMADA FÍSICA
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 Codificação 
 Codificação é um método de converter um fluxo 
de bits de dados em um código predefinido;
 Os códigos são grupos de bits utilizados para 
fornecer um padrão previsível que possa ser 
reconhecido pelo remetente e pelo receptor; 
 Usar padrões previsíveis auxilia a diferenciar 
bits de dados de bits de controle e fornece uma 
detecção melhor de erros no meio físico. 
CAMADA FÍSICA
 Codificação
 Além de criar códigos para os dados, os métodos 
de codificação na camada física também podem 
fornecer códigos de controle, como identificar o 
início e o fim de um quadro; 
 O host de transmissão enviará os padrões 
específicos de bits ou um código para identificar o 
início e o fim de um quadro. 
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 Sinalização
 A camada Física irá gerar os sinais elétricos, ópticos 
ou sem fio que representam o "1" e "0" no meio físico;
 O método de representação de bits é chamado de 
método de sinalização. Os padrões da camada Física 
devem definir que tipo de sinal representa o "1" e "0“; 
 Isso pode ser tão simples quanto uma alteração no 
nível de um sinal elétrico ou de um pulso óptico ou um 
método de sinalização mais complexo.
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 Métodos de Sinalização
 Os bits são representados no meio alterando uma 
ou mais das seguintes características de um 
sinal:
 Amplitude
 Frequência
 Fase 
 A natureza dos verdadeiros sinais que 
representam os bits no meio físico dependerá do 
método de sinalização utilizado;
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 Alguns métodos podem usar um atributo de sinal 
para representar um simples 0 e usar outro atributo 
de sinal para representar um simples 1.
 O método de sinalização utilizado deve ser compatível 
com o padrão para que o receptor possa detectar os 
sinais e decodificá-los; 
 O padrão contém um acordo entre o transmissor e o 
receptor em como representar 1s e 0s; 
 Se não houver acordo de sinalização - ou seja, se 
diferentes padrões forem utilizados em cada 
extremidade da transmissão - a comunicação através 
do meio físico não terá êxito.
CAMADA FÍSICA
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 Capacidade de Transportar Dados 
 Diferentes meios físicos suportam a transferência 
de bits em velocidades diferentes. A transferência 
de dados pode ser medida de duas formas: 
 Largura de banda
 Throughput
CAMADA FÍSICA
 Largura de banda
 A capacidade de um meio em transportar dados é descrito 
como a largura de banda de dados total do meio físico; 
 A largura de banda digital mede a quantidade de 
informação que pode fluir de um lugar a outro durante um 
determinado tempo; 
 A largura de banda é geralmente medida em quilobits por 
segundo (kbps) ou megabits por segundo (Mbps). 
 A largura de banda real de uma rede é determinada por 
uma combinação de fatores: as propriedades do meio físico 
e as tecnologias escolhidas para sinalização e detecção de 
sinais de rede.
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 Largura de Banda 
CAMADA FÍSICA
 Throughput
 O Throughput é a medida da transferência de bits através do 
meio físico durante um determinado período;
 Devido a diversos fatores, o throughput geralmente não 
corresponde à largura de banda especificada nas 
implementações da camada Física, como a Ethernet.
 Diversos fatores influenciam o throughput;
 Entre esse fatores estão a quantidade de tráfego, o tipo de 
tráfego e o número de dispositivos encontrados na rede que 
está sendo medida;
 Portanto, o throughput de cada nó é reduzido com o aumento 
do uso do meio físico.
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 Tipos de Meios Físicos 
 A camada Física está ligada ao meio físico de 
rede e à sinalização; 
 Essa camada produz a representação e os 
agrupamentos dos bits, como voltagens, 
frequências de rádio ou pulsos de luz; 
 Diversas padrões de organizações contribuíram 
para a definição das propriedades física, elétrica 
e mecânica do meio físico disponível para 
diferentes comunicações de dados; 
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 Essas especificações garantem que os cabos e 
conectores funcionarão conforme o esperado com 
as diferentes implementações da camada de 
Enlace de Dados.
 Por exemplo, os padrões do meio físicode cobre 
são definidos por:
 Tipo de cabeamento de cobre utilizado
 Largura de banda da comunicação
 Tipo de conectores utilizados
 Pinout e códigos de cor das conexões do meio físico
 Distância máxima do meio físico
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 Meio Físico de Cobre 
 O meio físico mais utilizado para a comunicação de 
dados é o cabeamento que usa fios de cobre para 
sinalizar dados e controlar bits entre os dispositivos 
de rede;
 O cabeamento utilizado para a comunicação de dados 
geralmente consiste em uma série de fios de cobre 
individuais que formam circuitos dedicados para 
funções específicas de sinalização. 
 Outros tipos de cabeamento de cobre, conhecidos como 
cabo coaxial, têm um único condutor que é instalado 
no centro do cabo envolvido por outra proteção, mas 
que fica isolado dela;
CAMADA FÍSICA
 O tipo de meio físico de cobre escolhido é especificado 
pelo padrão da camada Física exigido pelas camada 
de Enlace de Dados de dois ou mais dispositivos de 
rede.
 Esses cabos podem ser utilizados para conectar nós de 
uma LAN a dispositivos intermediários, como 
roteadores e switches; 
 Os cabos também são utilizados para conectar 
dispositivos WAN a provedores de serviços de dados, 
como uma companhia telefônica;
 Cada tipo de conexão e dispositivos possuem 
exigências de cabeamento estipuladas pelos padrões 
da camada Física.
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 O meio físico de rede geralmente utiliza tomadas 
e conectores modulares, que fornecem fácil 
conexão e desconexão.
 Além disso, um único tipo de conector físico pode 
ser utilizado para diversos tipos de conexões;
 Por exemplo, o conector RJ-45 é amplamente 
utilizado em LANs com um tipo de meio físico e 
em algumas WANs com outro tipo de meio físico.
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 Meios de Cobre 
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 Interferência de Sinal Externo
 Os dados são transmitidos por cabos de cobre como 
pulsos elétricos. Um detector na interface de rede de 
um dispositivo de destino deve receber o sinal que 
poderá ser decodificado com êxito para corresponder 
ao sinal enviado.
 Os valores de tempo e de voltagem desses sinais estão 
suscetíveis a interferência ou "ruído" externos ao 
sistema de comunicação.
 Esses sinais não esperados podem distorcer e 
corromper os sinais de dados transportados pelo meio 
físico de cobre.
CAMADA FÍSICA
 As ondas de rádio e os dispositivos 
eletromagnéticos, como luzes fluorescentes, 
motores elétricos e outros dispositivos são fontes 
de ruído em potencial. 
 Os tipos de cabo com isolamento ou com pares 
trançados de fios são desenvolvidos para 
minimizar a degradação do sinal devido ao ruído 
eletrônico. 
CAMADA FÍSICA
 A susceptibilidade dos cabos de cobre ao ruído 
eletrônico também pode ser limitada pelo(a):
 Seleção de tipos de cabo ou categorias mais adequadas 
à proteção dos sinais de dados em um determinado 
ambiente de rede
 Desenvolvimento de uma infra-estrutura de cabos 
para evitar fontes conhecidas e potenciais de 
interferência na estrutura do prédio
 Utilização de técnicas de cabeamento que incluam a 
correta manipulação e conexão dos cabos
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 o cabo UTP sem blindagem (Unshilded Twisted
Par), ou seja, o par torcido sem blindagem, surgiu 
no Bell Laboratories.
CAMADA FÍSICA 
 Se num dado momento o cabo sofrer uma 
interferência, esta será anulada na inversão dos 
polos das espiras.
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 Cabo de Par trançado não blindado UTP 
 O cabeamento UTP (Unshielded twisted-pair), 
conforme utilizado nas LANs Ethernet, consiste 
em quatro pares de fios coloridos codificados que 
foram trançados juntos e envolvidos em um 
revestimento de plástico flexível; 
 O código das cores identifica os pares individuais 
e os fios nos pares e ajudam na conexão do cabo. 
CAMADA FÍSICA
 O trançado dos fios visa cancelar os sinais não desejados; 
 Quando dois fios de um circuito elétrico são colocados 
juntos, os campos eletromagnéticos externos criam a 
mesma interferência em cada fio; 
 Os pares são trançados para manter os fios fisicamente o 
mais próximos possível;
 Quando essa interferência comum estiver presente nos fios 
dos pares trançados, ela será eliminada; 
 Como resultado, os sinais gerados por interferência 
eletromagnética de fontes externas serão cancelados 
efetivamente;
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 Par Trançado não blindado 
CAMADA FÍSICA 
 Tipos de cabos metálicos – U/UTP 
CABOS METÁLICOS
 Tipos de cabos metálicos – F/UTP 
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 Cabo de Par Trançado Blindados 
(STP)
 Outro tipo de cabeamento utilizado na 
rede é o par trançado blindado (STP); 
 O cabo STP protege todos os fios 
dentro do cabo como também os pares 
individuais de fios; 
 O STP fornece uma proteção melhor 
do que o cabeamento UTP, no 
entanto, o custo é muito maior. 
CAMADA FÍSICA 
 Tipos de cabos metálicos – SSTP 
 Também chamados de SFTP (Screened Foiled
Twisted Pair), que combinam a blindagem 
individual para cada par de cabos com uma 
segunda blindagem externa, envolvendo todos os 
pares, o que torna os cabos especialmente 
resistentes a interferências externas; 
CAMADA FÍSICA
 Situações diversas podem exigir que os cabos UTP 
sejam conectados de acordo com diferentes padrões de 
conexão de fios;
 Isso significa que os fios do cabo precisam ser 
conectados em uma ordem diferente para conjuntos 
diferentes de pinos nos conectores RJ-45; 
 A seguir estão os principais tipos de cabo obtidos pelo 
uso de padrões específicos de conexão de fios:
 Cabo Direto (Ethernet)
 Cabo Cruzado ou Crossover (Ethernet)
 Cabo Rollover ou de Console
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 Cabo Coaxial
 O cabo coaxial consiste em um condutor de cobre 
envolvido por uma camada de isolamento flexível;
 Sobre esse material de isolamento há uma malha de 
fios de cobre que atua como o segundo fio do circuito e 
como uma proteção para o condutor interno;
 Essa segunda camada, ou proteção, também reduz a 
quantidade de interferência eletromagnética externa; 
 Sobre esta proteção está o revestimento do cabo. 
CAMADA FÍSICA
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 Segurança do Meio Físico de Cobre - Riscos Elétricos
 Um provável problema com o meio físico de cobre é que os fios 
podem conduzir eletricidade de forma indesejada;
 Isso pode expor as pessoas e o equipamento a diversos perigos 
elétricos;
 Um dispositivo de rede defeituoso pode conduzir correntes ao 
chassis de outros dispositivos de rede. 
 Além disso, o cabeamento de rede pode apresentar níveis de 
voltagem indesejados quando utilizado para conectar 
dispositivos com fontes de energia com diferentes potenciais de 
aterramento; 
 Tais situações são possíveis quando o cabeamento de cobre é 
utilizado para conectar redes em prédios diferentes ou de 
andares diferentes que usam instalações de energia diferentes
CAMADA FÍSICA
 Finalmente, o cabeamento de cobre pode conduzir 
voltagens provocadas por trovoadas nos 
dispositivos de rede.
 O resultado das voltagens e correntes indesejadas 
incluem danos aos dispositivos de rede e aos 
computadores conectados, ou acidentes com 
pessoas. 
 É importante que o cabeamento de cobre seja 
instalado de forma adequada e de acordo com as 
especificações relevantes e com os normas do 
prédio, para evitar possíveis prejuízos e 
acidentes.
CAMADA FÍSICA
 Riscos de Fogo
 O isolamento e o revestimento dos cabos podem 
ser inflamáveis ou produzir fumaça tóxica 
quando aquecidos ou queimados; 
 Os responsáveis pelo prédio ou organizações 
devem estipular os padrões de segurança 
relacionados ao cabeamento e às instalações de 
hardware.
CAMADA FÍSICA
 Flamabilidade
 Os cabos metálicos podem ser classificados quanto a sua
retardância a chama, como segue:
 CMX = Instalações residenciais com pouca concentração de
cabos e nem fluxo de ar forçado. A área descoberta não deve
ser superior a 3m (instalações residenciais).

 CM = Aplicação genéricapara instalações horizontais em
instalações com alta ocupação, em locais com fluxo de ar
forçado.
 CMR (riser) = Indicados para instalações verticais em “shafts”
prediais ou instalações que ultrapassem mais de um andar,
em locais sem fluxo de ar forçado.
 CMP (plenum) = Para aplicação horizontal em locais
(fechados, confinados) com ou sem fluxo de ar forçado.
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 Meio de Fibra Óptica
 O cabeamento de fibra óptica utiliza vidro ou fibras de 
plástico para orientar os pulsos de luz da origem ao 
destino; 
 Os bits são codificados na fibra como pulsos de luz; 
 O cabeamento de fibra óptica suporta amplas taxas de 
largura de banda; 
 A maioria dos padrões de transmissão atuais já se 
aproximam do potencial de largura de banda desse 
meio físico.
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 A Fibra Óptica 
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 Construção do Cabo
 Os cabos de fibra óptica consistem em um revestimento de 
PVC e de uma série de materiais fortalecem e envolvem a fibra 
óptica e seu revestimento; 
 O revestimento envolve o vidro ou a fibra plástica e foi 
desenvolvido para evitar a perda de luz na fibra; 
 Pelo fato da luz só poder viajar em uma direção através da 
fibra óptica, duas fibras são exigidas para suportar a operação 
full-duplex; 
 Os cabos do patch da fibra óptica unem dois cabos de fibra e 
os conectam a um par de conectores padrão; 
 Alguns conectores de fibra suportam as fibras de transmissão 
e de recepção em um único conector. 
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 Fibras Monomodo e Multimodo
 Os cabos de fibra óptica podem ser geralmente 
classificados em dois tipos: Monomodo e 
Multimodo.
 Monomodo a fibra óptica transporta um único 
raio de luz, geralmente emitido a partir de um 
laser.
 Pelo fato da luz do laser ser unidirecional e 
viajar para o centro da fibra, esse tipo de fibra 
pode transmitir pulsos ópticos por longas 
distâncias.
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 Em Multimodo a fibra usa, em geral, os emissores de LED 
que não podem criar uma única onda de luz consistente;
 De forma contrária, a luz do LED entra na fibra multimodo
em ângulos diferentes;
 Pelo fato da luz entrar na fibra em diferentes ângulos e 
levar tempos diferentes para chegar até a fibra, a utilização 
de uma fibra mais longa pode resultar em pulsos sem foco 
no recebimento final; 
 Esse efeito, conhecido como dispersão modal, limita o 
comprimento dos segmentos da fibra multimodo;
 A fibra multimodo e o LED como fonte de luz utilizada têm 
menor custo em comparação à fibra monomodo com a 
tecnologia de emissão a laser.
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 Fibra Monomodo 
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 Fibra Multimodo
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 Meio sem Fio 
 O meio físico sem fio transmite sinais eletromagnéticos nas 
frequências de rádio e de microondas que representam os 
dígitos binários de comunicação de dados; 
 Como um meio de rede, o sem fio não é restrito aos 
condutores ou caminhos, como são o meio físico de cobre e 
de fibra.
 As tecnologias de comunicação de dados sem fio funcionam 
bem em ambientes abertos.
 No entanto, alguns materiais de construção utilizados em 
prédios e estruturas, e o terreno local, limitarão a eficácia 
da cobertura do sinal. 
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 Além disso, a tecnologia sem fio é suscetível à 
interferências e pode ser interrompida por 
dispositivos comuns, como telefones sem fio, alguns 
tipos de lâmpadas fluorescentes, fornos microondas e 
outras comunicações sem fio.
 Pelo fato da cobertura da comunicação sem fio não 
exigir acesso físico ao meio, os dispositivos e usuários 
que não são autorizados a acessar a rede terão acesso 
à transmissão;
 Portanto, a segurança de rede é o principal 
componente da administração de uma rede sem fio.
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 OBRIGADO !!!