Apresentação Camada Fisica Fundamentos(1)

Prévia do material em texto

Fundamentos de Rede
Emerson S. Oliveira
Graduado em Redes de Computadores - FAT
Pós-Graduado em Criptografia e Segurança de Redes - UFF,
Pós-Graduado em Gestão de Sistema de Informação 
Com Ênfase em Redes e Desenvolvimento Web - FSSS
Contato: 75 8811-7818
es_oliveira@yahoo.com.br
 
2
 
 
Índice
Conceitos;
Camada Física;
Cabeamento Estruturado;
Plano de Aula
 
Conceitos:
Trata da geração de sinais físicos e sua propagação através do meio físico de transmissão.
Natureza de meio físico: sua constituição
Material
Cabo coaxial
Fibra óptica
...
Dimensões
Extensão
 
 
7
Meios de transmissão
Objetivo da camada física:
Transportar uma seqüência de bits de uma máquina para outra
Problema a ser resolvido:
Codificação de bits
 
 
7
8
Meios de transmissão
O tipo de meio físico a ser usado depende, dentre outros fatores de:
Largura de banda (BW: bandwidth)
Atraso (delay) ou latência (latency)
Facilidade de instalação e manutenção
Os meios podem ser agrupados em:
“Guiados”: fio de cobre e fibra óptica
“Não-guiados”: ondas de rádio e lasers
 
 
8
Meios de Transmissão
Cabo Coaxial;
Par Trançado;
Fibra Óptica;
Transmissão sem fio.
9
 
 
Topologias
A topologia física de uma rede local compreende os enlaces físicos de ligação dos elementos computacionais da rede;
10
 
 
Topologias
Topologia em Estrela
 Cada nó interligado ao nó central.
 Este nó é o centro de controle (Comutador)
 Podem haver comunicação simultânea
 Vantagens da rede estrela:
Instalação e configuração simples;
Permite a expansão da rede;
Falha de uma estação não afeta a rede;
11
 
 
Topologias
Topologia em Barramento.
Semelhante ao barramento de dados
Todas as estações se ligam ao mesmo meio
Facilita a difusão de mensagens (broadcasting)
12
 
 
Redes de Computadores - Topologias
Topologia em Anel.
Mensagem entra no anel e circula até ser retirada
pelo emissor ou receptor.
Os nós são conectados e se comunicam num círculo.
13
 
 
Topologias
Topologia em Árvore.
A topologia em árvore é basicamente uma série de barras interconectadas. 
É equivalente a várias redes estrelas interligadas entre si através de seus nós centrais. 
Esta topologia é muito utilizada na ligação de Hub’s e repetidores.
14
 
 
Modo de transmissão Ethernet 802.3
Simplex: durante todo o tempo apenas uma estação transmite, a transmissão é feita unilateralmente;
Half-duplex: cada estação transmite ou recebe informações, não acontecendo transmissão
 simultânea;
Full-duplex: cada estação transmite e/ou recebe, podendo ocorrer transimssões simultâneas.
 
 
15
Padrões IEEE
Projeto 802 – Padrões
Níveis Físico e Enlace (LANs e MANs)
O projeto IEEE 802 desenvolvido pelo Institute of Electrical and Electronics Engineers, resultou na publicação de uma família de padrões, relacionados aos níveis físico e de enlace (ligação) do RM-OSI para redes locais e metropolitanas de computadores.
Padronização
Dispositivos físicos de rede
placa de interface
cabos
 
 
16
Camada Física e Enlace – Padrão IEEE
Padrões LAN
12 categorias (números 802.x)
802.1 
modelo OSI e gerenciamento de rede
Interconexão de redes
802.2
controle de enlace (vínculo) lógico
802.3
LAN com CSMA/CD
802.4
LAN com Token
802.5
LAN com TokenRing
802.6
MAN
17
Padrões LAN
802.7
Grupo Consultivo Técnico de Banda Larga
802.8
Grupo Consultivo Técnico de Fibra Ótica
802.9
Redes Integradas de Voz e Dados
802.10
Segurança da Rede
802.11
Redes Sem Fio
802.12
LAN 100BaseVG-AnyLAN
prioridade de demanda
 
 
Camada Física e Enlace – Padrão IEEE
Fonte: http://www.ieee802.org/3/
Padrão - 802.3
10 BASE 2 – Ethernet / Coaxial fino 185 mts, 10Mbps
10 BASE 5 – Ethernet / Coaxial grosso 500Mts, 10Mbps
10 BASE T – Ethernet / Par trançado UTP/STP, 10Mbps 
100 BASE T - Fast Ethernet / Par trançado UTP/STP, 100Mbps
100 BASE FX - Fast Ethernet / Fibra Ótica, 100Mbps 
1000BASE-T - Gigabit Ethernet / Par trançado UTP/STP, 1000Mbps
1000BASE-SX - Gigabit Ethernet / Fibra Ótica, 100Mbps
18
 
 
Padrões IEEE – 802.3
 Cabo Coaxial
Um dos primeiros tipos de cabos usados em rede, utilizado mais em redes de pequeno porte. 
O taxa de transferência máxima do cabo coaxial é de 10 Mbps, muito inferior em comparação com o par trançado que já operam a 100 Mbps.
Desvantagens do cabo coaxial :
 Por não ser flexível o suficiente, quebra e apresenta mau contato com facilidade, além de ser difícil a instalação em conduítes.
Vantagens do cabo coaxial :
 Sua blindagem permite que o cabo seja longo o suficiente.
 Melhor imunidade contra ruídos e contra atenuação do sinal que o par trançado sem blindagem.
 
 
19
Padrões IEEE – 802.3
10Base5 --------- Ethernet Padrão
 
 
20
Padrões IEEE – 802.3
10Base2
Foi elaborada para prover um meio simples, barato e flexível de ligar dispositivos ao meio físico de transmissão de uma rede local de computadores.
 
 
21
Ligação por cabos coaxiais
 
Padrões IEEE
Fast Ethernet 100BaseT - IEEE802.3u 
Taxa de Transmissão: 100Mbps dedicado
Topologia física : estrela
Suporta modo Full Duplex para 100Base-TX e 100Base-FX 
100 metros, a distância máxima entre um DTE (data terminal equipment – estação de trabalho) e um concentrador de rede. 
Gigabit Ethernet - IEEE 802.3ab – 1000BASE-T 	
Taxa de transmissão: 1Gbps
Topologia física : estrela
Operação Full e Half Duplex 
 
 
23
Resumo
 
Padrões IEEE – 802.3
Par Trançado
Existem dois tipos de cabo par trançado : sem blidagem ou UTP (Unshielded Twisted Pair) e com blindagem ou STP (Shielded Twisted Pair). Atualmente o cabo de rede mais utilizado é o par trançado sem blindagem, 
 
 
25
Padrões de conectorização - UTP
 
 
Cabo “crossed” (crossover)
O funcionamento deste cabo é baseado nas inversões dos sinais TD e RD (transmissão e recepção):
TD+ e TD- do primeiro conector ligados em RD+ e RD- do segundo conector
RD+ e RD- do primeiro conector ligados em TD+ e TD- do segundo conector
 
Padrões de conectorização - UTP
Cross-Over
 
 
Padrões IEEE
Cabo UTP/STP Características
 
 
29
Fibra Óptica
Fibra Óptica
A fibra óptica transmite informações através de sinais luminosos codificados, em vez de sinais elétricos. 
A idéia é simples: luz transmitida indica um valor “1,’ e luz não transmitida, um valor “0”. 
Ela apresenta duas grandes vantagens em relação aos cabos tradicionais.
Interferências eletromagnéticas não ocorrem no tráfego da luz, ou seja, é totalmente imune a ruídos. Significando comunicações mais rápidas, já que praticamente não haverá a necessidade de retransmissões de dados.
O sinal sofre menos do efeito da atenuação, ou seja, conseguimos ter um cabo de fibra óptica muito mais longo sem a necessidade do uso de repetidores. 
A distância máxima de um segmento do tipo de fibra óptica mais usado é de 2 Km (Multimodo) (compare com o limite de 100 metros do par trançado).
 
Terminações Ópticas
	Constituídas de conectores, as terminações ópticas realizam a conexão entre as fibras ópticas e os equipamentos, que podem ser uma fonte de luz, detectores de luz ou mesmo equipamentos de Medição.
 
 
 
Fibra Óptica
Tipos de fibras ópticas
Existem dois tipos de fibras ópticas: as fibras multimodo e as monomodo. A escolha de um destes tipos dependerá da aplicação à qual se destinará o uso da fibra. As fibras multimodo são mais utilizadas em aplicações de rede locais (LAN), enquanto as fibras monomodo são mais utilizadas para aplicações de redes de longa distância (WAN).
 
 
 
Fibra Óptica
Fibras Multimodo (MMF MultiMode Fiber)
	
 São fibras que possuem vários modos de propagaçãopor possuir um núcleo com diâmetro largo, o que significa que vários comprimentos de luz são usados no núcleo da fibra, ou seja vários feixes de luz em diferentes anglos de Incidência.
Fibras Monomodo (SMF - Single Mode Fiber) 
	O cabo de fibra ótica monomodo tem um núcleo pequeno e apenas um modo de propagação, Com um único comprimento de onda de luz passando pelo seu núcleo em linha reta (único modo ) sem ter de realizar nenhuma reflexão
As fibras monomodo atingem maiores distancias em maiores velocidades que a fibra multimodo.
	
 
 
 
Rede GPON - Gigabit passive optical network
Unidades de Rede Óptica (Optical Network Unit – ONU)
Para chegar até os sites dos Clientes
Terminal de Linha Óptica (Optical Line Terminal – OLT)
Terminais de Rede Óptica (Optical Network Terminal – ONT), 
Instalados nos sites dos diversos Clientes.
 
 
Fibra Óptica
Rede de Distribuição Óptica (ODN)
 
 
 
Fibra Óptica
GPON, uma rede óptica passiva com capacidade Gigabit, pode ser tecnicamente definida como a tecnologia de fibra óptica que permite uma maior transmissão e recebimento de dados através de uma única fibra. 
A arquitetura é de ponto-multiponto, que permite ‘fibre to the home’ (FTTH), ou fibra até a residência do usuário final, e ‘fibre to the building’ (FTTB), 
Onde a fibra vai até um determinado site e a distribuição para os assinantes é feita através de uma rede Ethernet tendo como meio o cabo coaxial ou o par de cobre.
Rede GPON - Gigabit passive optical network
 
Padrões Atuais 
10 Gigabit Ethernet (10GbE)
40 Gigabit Ethernet (40GbE) 
100 Gigabit Ethernet (100GbE)
 
 
Fibra Óptica
Cabeamento Estruturado
A ideia básica do cabeamento estruturado e fornecer ao ambiente de trabalho um sistema de cabeamento que facilite a instalação e remoção de equipamentos, sem muita perda de tempo.
Este cabeamento tem que atender aos diversos padrões de rede local, de telefonia e outras aplicações, independente do fabricante ou do tipo de equipamento.
O sistema da cabeamento estruturado tem que solucionar os seguintes problemas:
Crescimento populacional
Alteração do layout de localização de equipamentos
Evolução de tecnologias
Falhas em cabos e conecções
	
 
 
Cabeamento Estruturado
Vantagens de um cabeamento estruturado
Garantir a performance do sistema pela maior confiabilidade no cabeamento
Diminuir os custos de mão de obra e de montagem da infra-estrutura
Possibilita ampliações ou alterações para implementações futuras sem perda de flexibilidade.
Permite a atendimento das demandas de novos serviços para cada usuário
Integra as diversas aplicações em um único cabeamento
Define topologia, conectores e cabos para diversas aplicações na rede 
Possibilita uma vida útil maior para o sistema de cabeamento. 
 
 
Cabeamento Estruturado - Norma TIA/EIA-568-A
Objetivo da Norma TIA/EIA-568-A:
Implementa um padrão genérico de cabeamento de
telecomunicações que irá suportar ambientes multiproduto e multifornecedores.
Possibilita o planejamento e a instalação de sistemas de
cabeamento estruturado para prédios comerciais.
Esta norma especifica:
Os requisitos mínimos para cabeamento de telecomunicações dentro de um ambiente de escritório.
Topologia e distâncias recomendadas
 
 
40
Cabeamento Estruturado - Norma TIA/EIA-568-A
Esta norma especifica:
Os requisitos mínimos para cabeamento de telecomunicações dentro de um ambiente de escritório.
Topologia e distâncias recomendadas.
Meios de transmissão, por parâmetros que determinam desempenho.
Designações de conectores e pinos, para garantir a
 	interconectividade.
A vida útil dos sistemas de cabeamento de telecomunicações como sendo maior que dez anos.
 
 
Cabeamento Estruturado - Norma TIA/EIA-568-A
Os Seis Subsistemas de um Sistema de Cabeamento Estruturado
Entrada do Edifício
Sala de Equipamentos
Cabeamento Vertical
Armário de Telecomunicações
Cabeamento Horizontal
Área de Trabalho
 
 
Cabeamento Estruturado - Norma TIA/EIA-568-A
Entrada do Edifício – Entrance Facilities(EF)
Também conhecido como Distribuidor Geral de Telecomunicações 
(DGT). 
Abriga os cabos que vem da concessionária de serviços públicos ou de outros prédios 
Sala de Equipamentos – Equipment Room(ER)
Ponto de rede no qual esta localizado os equipamentos ativos do sistema bem como suas
interligações com sistemas externos. 
Aloja equipamentos como: Patch-panel, distribuidore óticos e etc. 
 
 
43
Cabeamento Estruturado - Norma TIA/EIA-568-A
3	Cabeamento Vertical – Tronco ou Backbone
O cabeamento backbone proporciona a interligação entre os armários de telecomunicações, salas de equipamento e instalações de entrada. 
Ligação vertical entre os pisos
Cabos entre a sala de equipamentos e o local das instalações de entrada dos cabos no prédio
 
 
Cabeamento Estruturado
Cabeamento Horizontal – Horizontal Cabling(HC)
Constitui-se dos cabos que ligam o painel de distribuição até o ponto final do cabeamento esses 
cabos formam um conjunto permanente.
Armário de Telecomunicações Telecomunication Closed (TCs)
São locais de terminação dos cabos e funcionam como um sistema de administração do 
cabeamento e alojamento de equipamentos que interligam o sistema horizontal ao backbone.
 
 
Cabeamento Estruturado
6.		Área de Trabalho – Work Area (WA)
É o local onde o usuário interage com os equipamentos terminais de telecomunicações, esses equipamentos acessam o sistema por meio de conectores e tomadas é o ponto final do cabeamento estruturado 
 
 
 
 
Wireless
Tipos:
WLANs - Wireless Local Area Network
rede local sem fio
WWANs - Wireless Wide Area Network
redes de longa distância sem fio
WPANs - Wireless Personal Area Network
redes sem fio de curto alcance
48
 
 
O padrão IEEE 802.11
Tecnologias:
802.11a:
trabalha na frequência de 5 GHz (5,725 a 5,850 GHz)
taxa de transferência nominal de 54Mbps
802.11b
trabalha na frequência de 2,4 GHz 
taxa de transferência nominal de 11Mbps
802.11g
trabalha na frequência de 2,4 GHz 
taxa de transferência nominal de 54Mbps
sucessor do 802.11b
 
 
O padrão IEEE 802.11
O padrão IEEE 802
Padrões usados em Redes de Sensores sem Fio
 Zigbee - IEEE 802.15.4
 Bluetooth - IEEE 802.15.1
 WiFi - IEEE 802.11
Emerson Oliveira
emerson.oliveira@unifacs.br