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Protocolos de Redes e de Computadores AULA 01 Cabeamento Apresentação da disciplina Contextualização • O cabeamento estruturado permite o tráfego de qualquer tipo de sinal elétrico de vídeo, áudio, dados, controles sensoriais e telefonia VoIP ou tradicional, independente da solução adotada ou fornecedor. • Esse tipo de cabeamento permite manutenções ou implementações de forma dinâmica, rápida e segura, isto é, toda alteração do esquema de ocupação de um ambiente é administrada e documentada seguindo-se um padrão de identificação que não permite erros ou dúvidas quanto aos componentes de redes e usuários. • A disciplina de cabeamento trabalha os padrões internacionais de cabeamento. A utilização desses padrões em redes permite que se especifique e documente requisitos mínimos relativos a distâncias, topologias, pinagens, interconectividade e transmissão. Dessa forma, o desempenho esperado é atingido com segurança. 2 Ementa • Fundamentos de Cabeamento; Organismos e Normas de Cabeamento de Dados e Voz; Características Elétricas; Categorização de Cabos; Cabeamento Ótico. 3 Objetivos • Explicar e aplicar as técnicas de cabeamento para voz e dados, garantindo a disponibilidade e confiabilidade do funcionamento da rede. • Avaliar e projetar redes físicas de dados e voz utilizando normas e técnicas de cabeamento estruturado; • Avaliar a infraestrutura de uma rede, atendendo aos requisitos de negócio em uma empresa. 4 Bibliografia Básica: • FEY, A. F.; GAUER, R. Cabeamento Estruturado: da teoria à prática. 2. ed. Caxias do Sul: Ed. Ademar Fey, 2014. • MARIN, P. S. Cabeamento Estruturado - Desvendando cada passo: do projeto à instalação. São Paulo: Ed. Érica, 2008. • PINHEIRO, J. M. dos S. Guia Completo de Cabeamento de Redes. 1. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2003. • ______. Infraestrutura Elétrica para Rede de Computadores. Rio de Janeiro: Ciência Moderna, 2008. • ROSS, Júlio. Cabeamento Estruturado. Rio de Janeiro: Ed. Antenna - Edições Técnicas, 2007. Complementar: • DERFLER JUNIOR, Frank J. Guia para a interligação de redes locais. 4. ed. Rio de Janeiro: Campus, 2000. • SOARES, Luiz Fernando Gomes; LEMOS, Guido; COLCHER, Sérgio. Redes de Computadores: das LANS, MANs e WANS às redes ATM. 2. ed. Rio de Janeiro: Campus, 2002. • SOARES NETO, Vicente; SILVA, Adelson de Paula; C. JUNIOR, Mário Barreto. Telecomunicações: redes de alta velocidade, cabeamento estruturado. 5. ed. São Paulo: Érica, 2005. 5 Conteúdos • UNIDADE 1 - INTRODUÇÃO • UNIDADE 2 - FERRAMENTAS DE EDIÇÃO DE DIAGRAMA • UNIDADE 3 - MÍDIAS DE TRANSMISSÃO • UNIDADE 4 - CABEAMENTO ESTRUTURADO RESIDENCIAL, PREDIAL E INDUSTRIAL • UNIDADE 5 - PROJETO DE SISTEMAS DE CABEAMENTO ESTRUTURADO • UNIDADE 6 - INFRA-ESTRUTURA ELÉTRICA PARA REDES DE COMPUTADORES 6 Protocolos de Redes e de Computadores AULA 01 Cabeamento / Aula 1 Introdução ao Cabeamento de Redes de Computadores Objetivos • Conhecer Infraestrutura física e Infraestrutura lógica • Conhecer o histórico da infraestrutura de redes • Entender os conceitos gerais sobre cabeamento atual e suas classificações. 11 Introdução • Nesta aula, vamos destacar o histórico das redes e dos sistemas estruturados. • Vamos diferenciar a infraestrutura física e a lógica, a classificação do cabeamento, definindo o cabeamento não estruturado, o genérico, o total e o estruturado. 12 Histórico das Redes – Anos 60 • No início da década de 1960 os computadores de grande porte dominavam o mercado. • Como sempre houve a necessidade de compartilhamento de informações a única opção era o compartilhamento de mídias móveis que pudessem ser lidas e gravadas em diferentes dispositivos. 13 Histórico das Redes – Anos 60 • Essa solução é, obviamente, limitada. Transporte-a para os dias atuais e imagine se, para enviar uma foto a um amigo, fosse necessário postar num malote o seu pendrive ou um disquete flexível de 5 ¼ de polegada, em que cabia 1Mbyte e que, se fosse dobrado ou amassado, perderia os dados. 14 Histórico das Redes – Anos 60 • A solução adotada passou pela implementação de soluções proprietárias. Cada fabricante buscou uma solução para os seus produtos. 15 Histórico das Redes – 1964 • Em 1964, nos Estados Unidos, o primeiro sistema integrado de rede foi implantado para controle de reservas de passagens. Esse sistema era limitado, pois exigia o uso exclusivo de computadores de um mesmo fabricante, ainda insuficiente. 16 Histórico das Redes – Anos 70 • Durante a década de 1970, seguiu-se o mesmo cenário, mas os diferentes fabricantes perceberam que a padronização da rede poderia melhorar a qualidade dos serviços e, consequentemente, proporcionar maior uso dos seus produtos. 17 Histórico das Redes – Anos 80 • Nos anos 1980, as empresas Xerox, Digital e Intel se uniram e lançaram o padrão Ethernet no mercado, que é, até hoje, o padrão mais utilizado no mundo. Ele teve inúmeras evoluções ao longo do tempo, adaptando-se às inovações tecnológicas, contudo, manteve sua essência: a facilidade de implantação. 18 Histórico das Redes – Anos 80 • Surgiram, então, os conceitos de Networking e Downsizing, referindo-se ao processo de implementação de redes de microcomputadores. – Networking - Interligação de computadores em rede. – Downsizing - Processo de produção de computadores com tamanho reduzido, principalmente quando comparados aos enormes mainframes. Foi essa tendência que chegou aos desktops, notebooks, smartphones esmartwatches (será que já atingimos o limite?). 19 Histórico das Redes – Anos 80 • Visão dos Anos 1980: • Cabeamento Dedicado; • Sistemas Proprietários; • Processamento Centralizado; • Voz/Dados; • Até 10 Mbps. 20 Histórico das Redes – Anos 80 • A falta de normas para o mercado de redes locais levou os fabricantes a criarem sistemas proprietários para atender a demanda. • A rápida evolução e a popularização dos PC levaram fabricantes e organismos internacionais a desenvolverem normas e padrões para o setor. 21 Histórico das Redes - 1988 • Em1988 surgiu no mercado de redes o conceito SCS – Structured Cabling System – "Sistema de Cabeamento Estruturado". • O SCS pode ser definido como um conjunto de produtos de conectividade, empregado de acordo com regras específicas, cujas características principais são: – Arquitetura aberta; – Meio de transmissão e disposição física padronizados; – Aderência a padrões internacionais; – Projeto e instalação sistematizados. 22 Histórico das Redes – Anos 90 • Visão dos Anos 1990: • Sistema Integrado de Cabeamento; • Arquitetura Aberta; • Processamento Distribuído; • Voz/Dados/Imagem/Vídeo/Controles; • 100 Mbps, 1Gbps etc. 23 Histórico das Redes – Anos 90 • Com a introdução de padrões internacionais, os sistemas de cabeamento passaram a ser produzidos sob normas definidas internacionalmente. • A liberdade de escolha de fornecedores pelo usuário tornou mais flexível e barato o projeto de sistemas de informação, além de preservar seus investimentos. 24 Infraestrutura física e lógica • A Infraestrutura lógica define a forma como os dados vão trafegar. Seu estudo se preocupa com os fluxos de dados, os locais de armazenamento e a autenticação. • Nessa abordagem, é definida a arquitetura de aplicação, cliente-servidor ou ponto a ponto, enfim, como os dados serão tratados pelos programas através da rede. 25 Infra Lógica Infraestrutura física e lógica • A infraestruturafísica se refere à distribuição do cabeamento no espaço, às conexões, aos dutos, às passagens etc. • Nessa abordagem, estudamos as principais topologias de rede, as mídias de transmissão, os equipamentos de interligação e a arquitetura de conexões dentro da rede e com as outras redes. 26 Infra Física Sistemas Estruturados • Os sistemas estruturados representam a rede física capaz de suportar sinais de voz, dados, imagens e controles (comandos de automação). • Numa rede estruturada, temos a melhor relação custo-benefício. 27 Sistemas Estruturados • Integramos diversos meios numa mesma infraestrutura • Temos facilidade de manutenção pela existência de documentação e de padrões de projeto • A expansão e as mudanças na rede podem ser realizadas com facilidade • Ocorre redução dos problemas físicos da rede • Há melhora a performance da rede. 28 Sistemas Estruturados • No mercado, encontramos diversas redes em funcionamento, algumas próximas da perfeição, outras nem tanto. • Ao analisarmos a estrutura de uma rede, podemos classificar as diversas partes. Uma das possíveis divisões é em cabeamento horizontal e vertical. • Outra divisão possível do estudo da rede se refere aos setores típicos do cabeamento. Cada um deles possui características específicas quanto à sua função e distribuição dos meios. 29 Sistemas Estruturados • Cabeamento Horizontal – Constituído dos cabos que ligam o painel de distribuição até o ponto final do cabeamento (outlets); – Por ele trafegam todos os serviços (voz, dados, vídeo, controle, etc.); – A topologia física é em estrela. Cada conector ou tomada de telecomunicações tem a sua própria posição mecânica no ponto de conexão horizontal, no armário de telecomunicações, incluindo, cabos, conectores e tomadas de telecomunicações, terminais mecânicos, .... 30 CABEAMENTO HORIZONTAL CABEAMENTO ESTRUTURADO Sistemas Estruturados • Cabeamento Vertical – O Cabeamento vertical (backbone cabling) é o conjunto permanente de cabos primários que interligam a sala de equipamentos aos armários ou salas de telecomunicações e aos pontos de entrada. – Utiliza a topologia estrela hierárquica, e a escolha da mídia de distribuição dependerá das características das aplicações específicas. – Fatores que influenciam nessa escolha são: flexibilidade, serviços suportados, vida útil do cabo de backbone, tamanho do local e população de usuários. 32 CABEAMENTO BACKBONE CABEAMENTO ESTRUTURADO Setores da Infraestrutura • Área de trabalho – É o local onde o usuário interage com os equipamentos terminais de telecomunicações. Os componentes dessa área são todos aqueles compreendidos entre as tomadas e os equipamentos. – No máximo 3m de comprimento de patch-cords são admitidos na área de trabalho. 34 Setores da Infraestrutura • Entrada da edificação – Conhecido como Distribuidor Geral de Telecomunicações (DGT), fica no térreo ou no subsolo, com dimensões maiores que as Salas de Telecomunicações. – Reune os cabos oriundos das concessionárias de serviços públicos ou de outros prédios. Especifica a área onde os cabos externos são conectados com o sistema de cabos internos da edificação. – Deve ser um espaço seguro (acesso restrito), onde a responsabilidade do provedor de serviços de telecomunicações termina e a dos administradores do sistema local começa. 35 Setores da Infraestrutura • Sala de equipamentos – É a sala onde ficam os sistemas de comunicação, a central telefônica, os modems, os roteadores, os hubs da rede e, algumas vezes, os servidores. É possível, também, ter as facilidades de uma sala de telecomunicações, que pode estar localizada na área de entrada. – Deve ser segura, com ventilação adequada, fontes de energia auxiliares e espaço para os racks de equipamentos. 36 Setores da Infraestrutura • Sala de telecomunicações – É o local onde estão localizados os equipamentos ativos do sistema, bem como suas interligações com sistemas externos. Pode ser uma sala específica, um quadro ou shaft. Costuma-se, também, instalar no local o painel principal de manobras (Main Cross-Connect), que pode ser composto depatch-panels, blocos 110, blocos de saída RJ- 45 ou distribuidores óticos; pode conter, também, hubs ou switches. Existem, frequentemente, uma ou mais salas de telecomunicações por andar. 37 Classificação do Cabeamento 38 Não Estruturado Genérico Total Estruturado Não Estruturado Genérico Total Estruturado Classificação do Cabeamento • Sem planejamento prévio. Desconsidera modificações ou expansões • Cabos diferentes para cada aplicação • Padrões, topologias, conectores e ligações modificados em cada alteração de layout; • Custo inicial baixo, e o tempo implantação pequeno • Vantajoso quando o ambiente dificilmente sofre modificações em seu layout físico. 39 Não Estruturado Não Estruturado Genérico Total Estruturado Classificação do Cabeamento 40 Genérico • Termo usado em sistemas de automação predial • Cabeamento universal para o uso integrado de voz, dados, imagem e controle. • Atende a diversos projetos de redes; • Desenvolvido para durar por um longo período de tempo, sem mudanças na infraestrutura de rede • Cabos e conectores padronizados para diferentes tipos de sistemas. Não Estruturado Genérico Total Estruturado Classificação do Cabeamento 41 • Usado em situações específicas por seu alto custo • Mudanças entre pessoas e não entre máquinas; • Quem muda é o usuário e não a máquina; • Preservação do investimento no cabeamento (que não sofre alterações) • Escritórios virtuais – solução pouco utilizada. Total Não Estruturado Genérico Total Estruturado Classificação do Cabeamento 42 • É o mais adequado para a infraestrutura de redes locais de computadores • Tem origem nas instalações dos sistemas telefônicos • Baseado na previsão adequada dos recursos necessários para atender a quaisquer exigências de expansão ou movimentação dos pontos de rede na infraestrutura física das edificações; • É a solução com melhor relação custo/benefício. Estruturado Cabeamento Estruturado • O foco da nossa disciplina é o cabeamento estruturado, mas sabemos que nem sempre é possível atingir o nível de excelência • Podemos melhorar o funcionamento de uma rede com procedimentos típicos da rede estruturada • O esboço da rede física, a numeração dos pontos, caminhos comuns separados da rede elétrica etc. podem ser empregados em qualquer rede, inclusive na sua rede residencial. • Nas próximas aulas, veremos diversos conteúdos que podem proporcionar melhoria nas redes existentes. 43 Protocolos de Redes e de Computadores AULA 01 Cabeamento • Atividade Aula 1 EXERCÍCIO CABEAMENTO ESTRUTURADO RESPOSTA CABEAMENTO ESTRUTURADO Pedido Para fixar os conteúdos desta aula, propomos a seguinte atividade: • Observe alguma rede a que você tenha acesso, no trabalho ou no seu campus. • Veja como está distribuído o cabeamento, como estão posicionados os pontos de rede, as passagens de cabo etc. • A partir dessas observações e das definições que aprendeu, qualifique a rede como não estruturada, genérica, estruturada ou total. • Com essa experiência vá, ao longo das aulas, observando mais detalhes que agora podem parecer irrelevantes. 47 Uma resposta possível • A resposta para esta atividade dependerá do que você irá encontrar na rede que escolher,mas sabemos que uma rede residencial tem grande probabilidade de ser não estruturada ou genérica. • Verifique se existem tomadas RJ45 fêmeas (genéricas) ou se os cabos vão diretamente até o computador (não estruturada). 48 Uma resposta possível • Numa rede predial ou comercial, podemos ter de tudo. A rede estruturada apresenta uma tomada de energia e uma de rede para cada computador, o cabeamento total não leva em conta as pessoas que vão usar a rede e, quase sempre, encontramos mais pontos do que computadores. Esta não é uma lei universal, mas são indícios de cada tipo. 49 Uma resposta possível • Faça um esboço, à mão livre, das entradas de rede, passagens de cabo e pontos de conexão de rede. • Guarde esse esboço, pois será muito útil nas próximas aulas. 50
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