Semetre1Capitulo3Versao3-1

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Cisco Networking Academy
Núcleo de Computação Eletrônica
Universidade Federal do Rio de Janeiro
Capítulo 3
Meios Físicos para Redes
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J Sumário
n 3.1 Meios em Cobre
n 3.2 Meio Ópticos
n 3.3 Meios Sem-fio
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J 3.1 Meios em Cobre
n 3.1.1 - Átomos e Elétrons
n 3.1.2 - Voltagem
n 3.1.3 - Resistência e Impedância
n 3.1.4 - Corrente
n 3.1.5 - Circuitos
n 3.1.6 - Especificações de Cabos
n 3.1.7 - Cabo Coaxial
n 3.1.8 - Cabo STP
n 3.1.9 - Cabo UTP
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J 3.1.1 - Átomos e Elétrons
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J 3.1.1 - Átomos e Elétrons
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J 3.1.1 - Átomos e Elétrons
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J 3.1.1 - Átomos e Elétrons
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J Laboratório 3.1.1 Uso e Manuseio 
Seguro do Multímetro
n Objetivo
n Aprender a usar ou manusear um multímetro 
corretamente.
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J 3.1.2 - Voltagem
n Força Eletromotriz (EMF)
n Unidade de medida para voltagem é volt (V)
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J Laboratório 3.1.2 Medição de Voltagem
n Objetivo
n Demonstrar sua habilidade para medir a 
voltagem com o multímetro de modo seguro.
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J 3.1.3 - Resistência e Impedância
n Isolantes
n Elétrons fluem com dificuldades
n Materiais:
n Plástico, borracha, ar, papel, madeira seca, vidro
n Condutores
n Elétrons fluem com facilidade
n Materiais:
n Cobre, prata, ouro, solda, água com íons, seres humanos
n Semicondutores
n Fluxo de elétrons pode ser controlado com precisão
n Materiais:
n Carbono, germânio, arseneto de gálio, silício
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J Laboratório 3.1.3 Medição da 
Resistência
n Objetivo
n Demonstrar a sua habilidade para medir 
resistência e continuidade com o multímetro.
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J 3.1.3 – Atividade Interativa com Mídia
n Drag and Drop: Isolantes, Condutores e 
Semicondutores
n Ao completar esta atividade, o aluno será
capaz de identificar as características da 
resistência e impedância de diferentes tipos 
de materiais.
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J 3.1.4 – Corrente
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J 3.1.5 - Circuitos
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J 3.1.5 - Circuitos
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J 3.1.5 - Circuitos
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J 3.1.5 - Circuitos
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J Laboratório 3.1.5 Circuitos em Série
n Objetivo
n Montar circuitos em série.
n Explorar as propriedades básicas de circuitos 
em série.
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J 3.1.6 - Especificações de Cabos
n 10 BASE2
n 10 BASE5
n 10 BASE-T
n 100 BASE-TX
n 100 BASE-T4
n 100 BASE-FX
n 1000 BASE-T
n 1000 BASE-SX
n 1000 BASE-LX
n 10GBASE-SR
n 10GBASE-LX4
n 10GBASE-LR
n 10GBASE-ER
n 10GBASE-SW
n 10GBASE-LW
n 10GBASE-EW
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J 3.1.7 - Cabo Coaxial
n Velocidade e throughput: 10 Mbps
n Custo: barato
n Meios físicos e tamanho do conector: médio
n Comprimento máximo do cabo: 500 m
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J 3.1.8 - Cabo STP
n Velocidade e throughput: 10 a 100 Mbps
n Custo: moderado
n Meios físicos e tamanho do conector: médio e 
grande
n Comprimento máximo do cabo: 100 m
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J 3.1.8 - Cabo STP
n Velocidade e throughput: 10 a 100 Mbps
n Custo: moderado
n Meios físicos e tamanho do conector: médio e 
grande
n Comprimento máximo do cabo: 100 m
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J 3.1.9 - Cabo UTP
n Velocidade e throughput: 10, 100 ou 1000 Mbps
n Custo: o mais econômico
n Meios físicos e tamanho do conector: pequeno
n Comprimento máximo do cabo: 100 m
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J 3.1.9 - Cabo UTP
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J 3.1.9 - Cabo UTP
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J 3.1.9 - Cabo UTP
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J Laboratório 3.1.9aCircuitos de 
Comunicações
n Objetivo
n Criar um sistema simples de comunicação que é
rápido e confiável.
n Montar o sistema usando materiais comuns.
n Testar o sistema.
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J Laboratório 3.1.9b Testes de Cabo 
Básico Fluke 620
n Objetivo
n Usar um testador de cabo simples para verificar 
se um cabo direto ou cruzado está ou não com 
defeito.
n Usar o testador de cabos avançados Fluke 620 
para testar o comprimento e a conectividade 
dos cabos.
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J Laboratório 3.1.9c Confecção de Cabo 
Direto
n Objetivo
n Confeccionar um patch cable de rede Ethernet
de cabo de par trançado não blindado (UTP) de 
Categoria 5 ou Categoria 5e (CAT 5 ou 5e).
n Testar o cabo para verificar a continuidade e 
pinagens corretas, o fio de cor correta no pino 
correto.
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J Laboratório 3.1.9d Construção do Cabo 
Rollover
n Objetivo
n Confeccionar um cabo rollover de console de 
par trançado não blindado (UTP) de Categoria 5 
ou Categoria 5e (CAT 5 ou 5e).
n Testar o cabo para verificar a continuidade e 
pinagens corretas, o fio de cor correta no pino 
correto.
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J Laboratório 3.1.9e Construção de Cabo 
Cruzado
n Objetivo
n Confeccionar um cabo cruzado de acordo com 
as normas T568B e T568A de rede Ethernet de 
cabo de par trançado não blindado (UTP) de 
Categoria 5 ou Categoria 5e (CAT 5 ou 5e).
n Testar o cabo para verificar a continuidade e 
pinagens corretas, o fio de cor correta no pino 
correto.
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J Laboratório 3.1.9f Compra de Cabo UTP
n Objetivo
n Apresentar a variedade e os preços de 
cabeamento de rede e seus componentes 
existentes no mercado.
n Coletar informações de preços para patch
cables UTP e para carretéis de cabos.
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J 3.2 Meio Ópticos
n 3.2.1 - O Espectro Eletromagnético
n 3.2.2 - A Teoria de Raios de Luz
n 3.2.3 - Reflexão
n 3.2.4 - Refração
n 3.2.5 - Reflexão Interna Total
n 3.2.6 - Fibra Multimodo
n 3.2.7 - Fibra Monomodo
n 3.2.8 - Outros componentes ópticos
n 3.2.9 - Sinais e Ruídos em Fibras Ópticas
n 3.2.10 - Instalação, Cuidados e Testes de Fibras 
Ópticas
15
43
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J 3.2.1 - O Espectro Eletromagnético
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J 3.2.1 - O Espectro Eletromagnético
n (ver animação em flash no Currículo)
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J 3.2.1 - O Espectro Eletromagnético
vermelho laranja amarelo verde azul anil violeta
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J 3.2.2 - A Teoria de Raios de Luz
1,333Água
2,419Diamante
1,523Vidro
1,000Ar
Índice de refraçãoSubstância
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J 3.2.3 - Reflexão
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J 3.2.3 – Reflexão
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J 3.2.4 - Refração
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J 3.2.4 – Refração
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J 3.2.5 - Reflexão Interna Total
18
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J 3.2.5 - Reflexão Interna Total
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J 3.2.5 - Reflexão Interna Total
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J 3.2.5 - Reflexão Interna Total
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J 3.2.6 - Fibra Multimodo
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J 3.2.6 - Fibra Multimodo
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J 3.2.6 - Fibra Multimodo
n (ver animação em flash no Currículo)
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J 3.2.6 - Fibra Multimodo
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J 3.2.6 - Fibra Multimodo
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J 3.2.6 - Fibra Multimodo
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J 3.2.7 - Fibra Monomodo
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J 3.2.7 - Fibra Monomodo
n Multimodo
n Até 2 km
n Uso de led (mais 
barato)
n Monomodo
n Até 3 km
n Uso de laser (mais 
caro)
n Usado para conexão 
entre prédios
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J 3.2.8 - Outros componentes ópticos
n Laser
n Comprimento de onda: 1310-1550 nm
n Led
n Comprimento de onda: 850-1310 nm
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J 3.2.8 - Outros componentes ópticos
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J 3.2.8 - Outros componentes ópticos
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J 3.2.8 - Outros componentes ópticos
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J 3.2.8 - Outros componentes ópticos
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J Laboratório 3.2.8 Compra de Cabos de 
Fibra Ótica
n Objetivo
n Apresentar a variedade e os preços de 
cabeamento de rede e seus componentes 
existentes no mercado.
n Coletar informações de preços para patch
cables de fibra e para carretéis de cabos de 
fibra.
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J 3.2.9 - Sinais e Ruídos em Fibras 
Ópticas
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J 3.2.10 - Instalação, Cuidados e Testes 
de Fibras Ópticas
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J 3.2.10 - Instalação, Cuidados e Testes 
de Fibras Ópticas
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J 3.2.10 - Instalação, Cuidados e Testes 
de Fibras Ópticas
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J 3.2.10 - Instalação, Cuidados e Testes 
de Fibras Ópticas
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J 3.2.10 - Instalação, Cuidados e Testes 
de Fibras Ópticas
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J 3.2.10 - Instalação, Cuidados e Testes 
de Fibras Ópticas
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J 3.3 - Meios Sem-fio
n 3.3.1 - Padrões e Organizações de Redes 
Locais Sem-fio
n 3.3.2 - Topologias e Dispositivos Sem-fio
n 3.3.3 - Como as Redes Locais Sem-fio se 
Comunicam
n 3.3.4 - Autenticação e associação
n 3.3.5 - Os espectros de radiofreqüência e de 
microondas
n 3.3.6 - Sinais e ruído em uma WLAN
n 3.3.7 - Segurança para Sem-fio
77
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FR
J 3.3.1 - Padrões e Organizações de 
Redes Locais Sem-fio
n 802.15.1
n Bluetooth
n 802.11
n 1-2 Mbps
n Modulação DSSS e FHSS
n 802.11b (WiFi)
n 1-2-5,5-11 Mbps
n Throuput real entre 2-4 
Mbps
n Portadora de 2,4-2,497 GHz
n Modulação DSSS/CCK
n 802.11a
n 6,9,12,18,24,36,48,54(108) 
Mbps
n Throuput real entre 20-26 
Mbps
n Portadora de 5,15-5.35, 
5,425-5,675, 5,725-5,875 
GHz
n Modulação OFDM
n 802.11g
n 54(108) Mbps
n Throuput real de 20-26 
Mbps
n Portadora de 2,4-2,497 GHz
n Modulação CCK e OFDM
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J 3.3.2 - Topologias e Dispositivos Sem-
fio
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J 3.3.2 - Topologias e Dispositivos Sem-
fio
n 30% de sobreposição
n 91,44-152,4 metros
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J 3.3.2 - Topologias e Dispositivos Sem-
fio
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J 3.3.2 - Topologias e Dispositivos Sem-
fio
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J 3.3.3 - Como as Redes Locais Sem-fio 
se Comunicam
n Quadros de Gerenciamento
n Quadro de pedido de associação
n Quadro de resposta de associação
n Quadro de pedido de sonda
n Quadro de resposta de sonda
n Quadro beacon
n Quadro de autenticação
n Quadros de Controle
n Pedido para enviar (RTS)
n Pronto para enviar (CTS)
n Confirmação
n Quadro de Dados
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J 3.3.3 - Como as Redes Locais Sem-fio 
se Comunicam
n Payload de até 2346 bytes
n Payload na maioria dos casos de 1518 para 
compatibilidade com Ethernet
n CSMA/CA – Carrier Sense Multiple Access 
with Collision Avoidance
n ARS – Adaptave Rate Selection
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J 3.3.3 - Como as Redes Locais Sem-fio 
se Comunicam
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J 3.3.3 - Como as Redes Locais Sem-fio 
se Comunicam
16 dB 
Painel 2.4 
Ghz
6dB interna omni 
2.4 Ghz
6 dB omni 2.4 
Ghz
24 dB prato
2.4 Ghz
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J 3.3.4 - Autenticação e associação
n 3 estados possíveis
n Não autenticado e não associado
n O nó está desconectado da rede e não associado a 
um ponto de acesso
n Autenticado e não associado
n O nó foi autenticado na rede mas ainda não foi 
associado a um ponto de acesso
n Autenticado e associado
n O nó está conectado à rede e permitido a transmitir 
e receber dados através de um ponto de acesso
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J 3.3.4 - Autenticação e associação
n Active scanning
n Um pedido é enviado para ao AP com o SSID
n O AP que contiver o mesmo SSI responderá
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J 3.3.4 - Autenticação e associação
n Passive scanning
n Nós esperam por um beacon transmitido pelo AP
n Nó tenta se conectar quando receber um beacon com o 
mesmo SSID da rede desejada
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J 3.3.4 - Autenticação e associação
n Métodos de autenticação
n Sistema aberto
n SSID
n Chave compartilhada
n WEP (Wireless Equivalency Protocol)
n Chaves de 64-128 bits
n Chave configurada nos APs e nós
n (WPA – WiFi Protected Access)
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J 3.3.5 - Os espectros de radiofreqüência 
e de microondas
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J 3.3.5 - Os espectros de radiofreqüência 
e de microondas
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J 3.3.5 - Os espectros de radiofreqüência 
e de microondas
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J 3.3.6 - Sinais e ruído em uma WLAN
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J 3.3.7 - Segurança para Sem-fio
n EAP-MD5-Challenge
n Extensible Authentication Protocol
n Mais antigo de autenticação
n Semelhante à proteção CHAP 
n LEAP (Cisco)
n Lightweight Extensible Authentication Protocol
n Segurança durante a troca de credenciais
n Criptografia com chaves WEP dinâmicas
n Suporte à autenticação mútua. 
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J 3.3.7 - Segurança para Sem-fio
n Autenticação dos usuários
n Este permite que só os usuários autorizados 
façam conexão, enviem e recebam dados sobre 
a rede sem-fio. 
n Criptografia
n Esta oferece serviços de criptografia para 
proteger ainda mais os dados contra intrusos. 
n Autenticação de dados
n Esta garante a integridade dos dados ao 
autenticar tanto o dispositivo de origem como o 
dedestino. 
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J Resumo