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1 FACULDADE ESTÁCIO DE CURITIBA CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA REDES DE COMPUTADORES CABOS COAXIAIS E FIBRAS ÓPTICAS CURITIBA 2015 2 FACULDADE ESTÁCIO DE CURITIBA CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA Thiago Rodrigo Nunes REDES DE COMPUTADORES CABOS COAXIAIS E FIBRAS ÓPTICAS Trabalho apresentado a Disciplina de Redes de computadores, curso de Engenharia Elétrica da Faculdade Estácio de Curitiba. Prof.º Paulo Leal. CURITIBA 2015 3 RESUMO Os cabos "pares trançados" e os cabos coaxiais estão rapidamente sendo substituídos por fibras ópticas por diversas razões. Através das fibras ópticas, um sistema de comunicação possuirá uma maior capacidade de transmissão de informação ou largura de banda (largura de banda é uma medida da capacidade de uma fibra óptica transmitir dados). Além de uma maior largura de banda, as fibras ópticas podem transmitir dados numa velocidade muito maior e são de fácil instalação. Uma primeira razão para o uso de fibras no lugar dos cabos de cobre é a perda na potência do sinal transmitido. Os sinais que são transmitidos através de uma fibra óptica experimentam menor atenuação (ou perda da potência dos sinais) e, portanto, podem viajar por distâncias muito maiores. Mesmo para distância relativamente curtas, as fibras ópticas ainda se sobressaem aos cabos de cobre mais avançados. A velocidade, taxa e capacidade de transmitir informação de uma fibra óptica é maior que qualquer sistema baseado em cabos de cobre. De outra maneira, podemos dizer que a fibra óptica transmite muito mais informação, em taxas muito maiores e por distâncias muito maiores. Um par de fibras ópticas, cujo diâmetro pode ser comparado com o de um fio de cabelo, pode transmitir 2.5 milhões ou mais de chamadas telefônicas ao mesmo tempo. Um cabo de cobre com a mesma capacidade teria um diâmetro da ordem de 6 m! Além disso, as fibras ópticas são mais fáceis de serem instaladas. Nas cidades mais populosas, a infra-estrutura já instalada para cabos de cobre não oferece mais espaço para a adição de novos cabos. Comparado com os cabos de cobre, os cabos de fibra óptica são mais leves, resistentes e de fácil instalação.Além disso, para sistemas de mesma capacidade, os cabos de fibras exigem muito menos conexões.Se instalada corretamente, as fibras ópticas sofrem menos deterioração do que os fios de cobre. As fibras ópticas são mais seguras e reduzem significantemente os custos com manutenção. As fibras ópticas também são imunes a radiação eletromagnética. Dessa maneira, os sinais propagados não sofrem interferências de geradores elétricos, motores, linhas elétricas de alta potência, relâmpagos que freqüentemente são causadores de ruídos nas linhas de transmissão baseadas em cabos de cobre. 4 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 5 2. HISTÓRICO DA INTERNET .................................................................................... 7 2.1 - Internet .............................................................. Erro! Indicador não definido. 2.2 - Diferença entre Internet e internet .................... Erro! Indicador não definido. 3. O INICIO DAS REDES .......................................................................................... 10 3.1 - Cabeamentos de redes (cabling)...................................................................11 4. TIPOS DE CABEAMENTO .................................................................................... 11 5.CONCLUSÃO ......................................................................................................... 23 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................... 24 5 1. INTRODUÇÃO Redes de computadores estabelecem a forma-padrão de interligar computadores para o compartilhamento de recursos físicos ou lógicos. Esses recursos podem ser definidos como unidades de CD-ROM, diretórios do disco rígido, impressoras, scanners, placa de fax modem entre outros. Saber definir que tipo de rede e que sistema operacional deve ser utilizado, bem como efetuar a montagem deste tipo de ambiente, é um pré-requisito para qualquer profissional de informática que pretende uma boa colocação no mercado de trabalho.A tecnologia de rede chegou ao estágio da massificação quando os computadores começaram a se espalhar pelo mundo comercial, ao mesmo tempo em que programas complexos multiusuários começaram a serem desenvolvidos (e-mail, banco de dados, Internet). Os componentes para sua montagem (hardware, software, infra-estrutura e acessórios) podem ser encontrados em qualquer loja especializada em informática, sendo esses elementos procedentes de dezenas de fabricantes. Esse processo gerou um fato interessante: baixo custo dos componentes proporcionado pela concorrência entre os fabricantes em um primeiro estágio e baixo valor final proporcionado pela concorrência entre as diversas lojas de informática. Aliada a tudo isso, a evolução tecnológica trouxe simplicidade ao processo, o que torna o trabalho técnico mais fácil e com maior número de possibilidades. No entanto, nem sempre o custo e a interoperabilidade dos equipamentos de redes estiveram à mão dos administradores de redes de forma barata e flexível. No início da concepção das redes, cada fabricante possuía a sua forma de trabalho e sua própria linha de desenvolvimento de tecnologia. Como exemplo, podemos citar a placa de rede do fabricante x que só poderia estar conectada a uma placa do mesmo fabricante, por um meio físico (fio) também desenvolvido por ele. Caso houvesse problemas relacionados a preços ou relacionamento entre as partes, a empresa detentora dos equipamentos não tinha como procurar outra opção. A única alternativa existente naquela época era a substituição de todo o parque de hardware e software instalado por equipamentos de outro fabricante. Dessa forma, o problema não era resolvido, mas contornado, e os prejuízos eram grandes. A fim de resolver esta situação de incompatibilidade entre fabricantes, na década de 1970 a ISO (International Organization for Standardization) criou um padrão universal para troca de informações entre e dentro das redes e também por 6 meio de fronteiras geográficas. Esse padrão para arquitetura de redes era o Modelo de Referência OSI, estabelecido em sete camadas, o qual incentivou a padronização de redes de comunicação e controle de processos distribuídos. O fato de estar desenhado em sete camadas se dá em virtude de o modelo da IBM, o Modelo de Referência SNA, ter essas características. A IBM no início das redes era uma das maiores empresas ligadas a essa área e uma das integrantes do processo de padronização das redes e de criação do modelo de referência OSI.Um fato importante a ser considerado quanto ao padrão OSI foi o seu longo tempo para a sua definição. Durante esse período, o Departamento de Defesa do Governo dos Estados Unidos da América (DoD – Department of Defense) desenvol- veu o Modelo de Referência TCP/IP com o objetivo principal de manter conectados seus equipamentos mesmo, que apenas em parte.Esse padrão ficou conhecido como o Modelo de Referência TCP/IP estabelecido em quatro camadas. Como alguns fabricantes iniciaram o desenvolvimento de equipamentos seguindo esse padrão, quando o padrão OSI foi finalizado, muitos equipamentos já estavamfuncionando no Modelo de Referência denominado TCP/IP, logo, o Modelo de Referência OSI nasceu e não se tornou um padrão da indústria de rede. As instituições acadêmicas não aceitaram substituir seus equipamentos, pois isto demandaria um alto custo e muito tempo perdido para treinamento e novas configurações. O nome TCP/IP refere-se a uma pilha de protocolos que tem como principais protocolos o TCP (Transmission Control Protocol) e o IP (Internet Protocol) além de outros protocolos conhecidos tais como ARP, RARP, UDP e ICMP. Logo não devemos confundir a pilha de protocolos TCP/IP com os protocolos TCP e o protocolo IP, que possuem características de funcionamento bem distintos um do outro. A Internet que surgiu baseada nas redes de instituições acadêmicas dos Estados Unidos é um bom exemplo de rede que utiliza a pilha de protocolos TCP/IP. 2. HISTÓRICO DA INTERNET 7 No final da década de 1960, a Agência de Projetos de Pesquisas Avançadas do Departamento de Defesa dos Estados Unidos da América – ARPA (Department of Defense’s Advanced Reserch Projects Agency), mais tarde chamada de DARPA – começou a consolidar uma rede experimental de computadores de longa distância, chamada de ARPANET, que espalhou-se pelos Estados Unidos. O objetivo original da ARPANET era permitir aos fornecedores do governo compartilhar caros e também escassos recursos computacionais. Inicialmente a ARPANET permitia que os laboratórios de pesquisa dos EUA (UCLA – Universidade da Califórnia – em Los Angeles, Universidade de Utah, em Salt Lake City, UCSB – Universidade da Califórnia em Santa Barbara, e SRI – Stanford Research Institute – em Stanford) trocassem informações entre si. Desde o início, entretanto, usuários da ARPANET também usavam a rede para colaboração. Essa colaboração abrangia desde compartilhamento de arquivos e programas e troca de mensagens via correio eletrônico (e-mail) até desenvolvimento conjunto e pesquisas usando computadores remotos compartilhados. O conjunto de protocolos TCP/IP foi desenvolvido no início da década de 1980 e rapidamente tornou-se o protocolo-padrão de rede na ARPANET. A inclusão do conjunto de protocolos sobre o popular sistema operacional BSD Unix (gratuito para universidades) de Berkeley, na Universidade da Califórnia, foi instrumento de democratização entre as redes. Esse sistema operacional ofereceu às empresas a possibilidade de conexão à rede a um baixo custo. Muitos dos computadores que estavam sendo conectados à ARPANET estavam também conectados a redes locais, em pouco tempo depois, os outros computadores das redes locais estavam se comunicando via ARPANET também. A rede cresceu de um punhado de computadores para uma rede de dezenas de milhares de computadores. A ARPANET original tornou-se o backbone (espinha dorsal) de uma confederação de redes locais e regionais baseados em TCP/IP, chamada de Internet. Em 1988, entretanto, o DARPA decidiu que o experimento estava terminado. Sendo assim o Departamento de Defesa começou a desmantelar a ARPANET. Uma outra rede, criada pela Fundação Nacional de Ciência (National Science Foundation) e chamada de NSFNET, substituiu a ARPANET como backbone. Mesmo mais recentemente, no primeiro semestre de 1995, a Internet sofreu uma transição do uso da NSFNET como backbone para usar múltiplos backbones comerciais, passando a 8 trafegar seus dados sobre linhas de longa distância da MCI, Sprint e antigas redes comerciais como PSINet e Alternet. A Figura 1.1 apresenta a topologia física da Internet a qual é constituída por uma série de redes menores, interligadas por roteadores, funcionando logicamente como uma única rede. Figura 1 – Tipologia física da internet genérica 2.1 Internet O termo Internet é muito utilizado para descrever uma rede onde tudo se pode e tudo se consegue. Essa popularização se deve à sua larga utilização por usuários com ou sem experiência na área de Informática, ou seja, qualquer pessoa com um computador conectado a um modem, com uma identificação e uma senha válida, pode navegar pela rede. A Internet trouxe a todas as áreas a possibilidade de compartilhar conhecimento e muito entretenimento. Neste meio, mesmo os que não estão adaptados ao mundo da informática devem ser capacitados a diferenciar e entender alguns dos termos utilizados pelos programas especializados, isso porque, no momento em que se conectam a uma rede, os usuários podem se ver diante das seguintes dúvidas: qual a diferença entre Internet e internet, o que significa URL, WWW, 9 HTTP, FTP, Internet 2, entre outros termos usuais. 2.2- Diferença entre Internet e internet A diferença gráfica entre as duas palavras é bastante sutil, entretanto, é essencial que se faça a distinção entre seus significados. A Internet, com o “I” maiúsculo, refere-se à rede que começou sua vida, como a ARPANET, e continua como, grosseiramente falando, a confederação de todas as redes TCP/IP interligadas direta ou indiretamente. Nesta interligação, temos os backbones TCP/IP comerciais norte-americanos, brasileiros, europeus, redes TCP/IP regionais, redes TCP/IP governamentais, sendo todas interconectadas por circuitos digitais de alta velocidade. A internet com inicial minúscula, por sua vez, é simplesmente qualquer rede feita por múltiplas redes menores, usando o mesmo protocolo de comunicação. Uma internet não precisa obrigatoriamente estar conectada à Internet, nem necessita usar o TCP/IP como protocolo de comunicação. Existem ainda internets isoladas de corporações, conhecidas como Intranets ou Extranets. Uma Intranet é uma rede de propriedade privada, construída sobre a arquitetura TCP/IP, que disponibiliza os mesmos serviços de comunicação da rede mundial Internet. Esta utiliza os protocolos da família TCP/IP e oferece serviços similares aos da Internet, tais como: servidor de páginas, servidor DNS e servidor de e-mail. Uma rede Intranet não tem necessariamente relação com a Internet, pois seus serviços são acessíveis apenas por funcionários com acesso a rede local interna. Uma Extranet é uma rede geograficamente distribuída (WAN). Sua construção utiliza enlaces de comunicação privados e protocolos de comunicação TCP/IP. Além disso, oferece serviços similares à rede Internet e são geralmente usadas pelas corporações para interligar várias sedes que utilizam Intranets. 10 Figura 2 - Relação entre Intranet, extranet e internet 3 – O INICIO DAS REDES As redes de computadores surgiram e evoluíram com a crescente necessidade de compartilhamento dos recursos de computacionais e de informações nas empresas. As primeiras empresas eram de pequeno porte, com poucos computadores interligados. Registra-se que um dos primeiros sistemas integrados de computadores começou a funcionar comercialmente nos Estados Unidos em 1964, para utilização nos serviços de reservas de passagens de companhias aéreas. Essas primeiras redes utilizavam soluções patenteadas de um único fabricante. Na década de 1970 houve a primeira iniciativa para implantação de uma rede de computadores de diferentes fabricantes. Nessa oportunidade, um grupo formado por empresas e entidades de padronização deu inicio ao movimento em direção ao que chamamos de protocolos abertos, ou seja, protocolos que não favoreciam a uma única solução. No inicio da década de 1980, a Xerox, a Digital e a Intel se uniram e foi lançado no mercado o padrão que veio impulsionar definitivamente o desenvolvimento das redes de internet, o padrão Ethernet. Com o tempo, um número maior de computadores passou a se interligar utilizando redes maiores, dando origem ao que conhecemos hoje como redes locais de computadores (LAN – local área network). A necessidade de um númerocada vez maior de computadores interligados, compartilhando mais recursos, em áreas geográficas diferentes, fez surgir então o conceito de redes geograficamente distribuídas (WAN – wide área network). 11 Independentemente do tamanho e do grau de complexidade, o objetivo básico de uma rede é garantir que todos os recursos disponíveis sejam compartilhados rapidamente, com segurança e de forma confiável. Para tanto, uma rede de computadores deve possuir regras básicas e mecanismo capazes de garantir o transporte seguro das informações entre os seus elementos constituintes. Uma vez em rede, as informações devem ser enviadas de maneira coerente, ou seja, a rede deve ser capaz de determinar o destino dessas informações e os computadores que a integram devem ser capazes de identificar as mensagens que lhe são destinadas, através de um protocolo padronizado capaz de nomear e identificar os diversos componentes da rede. 3.1 – Cabeamentos de redes (cabling) Nos últimos anos muito se tem discutido e falado sobre as novas tecnologias de hardware e software de redes disponíveis no mercado. Engana-se, porém, quem pensa que estes produtos podem resolver todos os problemas de processamento da empresa. Infelizmente, o investimento em equipamentos envolve cifras elevadas, mas é preciso que se dê também atenção especial à estrutura de cabeamento, ou “cabling”, uma das peças-chave para o sucesso de ambientes distribuídos. Conforme pesquisas de órgãos internacionais, o cabeamento hoje é responsável por *80%* das falhas físicas de uma rede, e oito em cada dez problemas detectados referem-se a cabos mal-instalados ou em estado precário. 4 – TIPOS DE CABEAMENTO CABO COAXIAL O primeiro tipo de cabeamento que surgiu no mercado foi o cabo coaxial. Há alguns anos, esse cabo era o que havia de mais avançado, sendo que a troca de dados entre dois computadores era coisa do futuro. Até hoje existem vários tipos de cabos coaxiais, cada um com suas características específicas. Alguns são melhores para transmissão em alta frequência, outros têm atenuação mais baixa, e outros são imunes a ruídos e interferências. Os cabos coaxiais de alta qualidade não são 12 maleáveis e são difíceis de instalar e os cabos de baixa qualidade podem ser inadequados para trafegar dados em alta velocidade e longas distâncias. Ao contrário do cabo de par trançado, o coaxial mantém uma capacidade constante e baixa, independente do seu comprimento, evitando assim vários problemas técnicos. Devido a isso, ele oferece velocidade da ordem de megabits/seg, não sendo necessária a regeneração do sinal, sem distorção ou eco, propriedade que já revela alta tecnologia. O cabo coaxial pode ser usado em ligações ponto a ponto ou multiponto. A ligação do cabo coaxial causa reflexão devido a impedância não infinita do conector. A colocação destes conectores, em ligação multiponto, deve ser controlada de forma a garantir que as reflexões não desapareçam em fase de um valor significativo. Uma dica interessante: em uma rede coaxial tipo BUS - também conhecida pelo nome de rede coaxial varal, o cabo deve ser casado em seus extremos de forma a impedir reflexões. A maioria dos sistemas de transmissão de banda base utiliza cabos de impedância com características de 50 Ohm, geralmente utilizados nas TVs a cabo e em redes de banda larga. Isso se deve ao fato de a transmissão em banda base sofrer menos reflexões, devido às capacitâncias introduzidas nas ligações ao cabo de 50 Ohm. Os cabos coaxiais possuem uma maior imunidade a ruídos eletromagnéticos de baixa frequência e, por isso, eram o meio de transmissão mais usado em redes locais. Em sua forma mais simples, o cabo coaxial é constituído por um núcleo de cobre sólido cercado por um isolante, uma blindagem de malha metálica e uma cobertura externa. Uma camada de folha isolante e outra camada de blindagem de malha metálica constituem o que se chama de blindagem dupla. Contudo, para ambientes sujeitos a interferências mais altas, está disponível a blindagem quádrupla. Esta é constituída por duas camadas de folha isolante e duas camadas de blindagem de malha metálica. 13 Figura 3 - cabo coaxial Define-se a blindagem como a malha metálica (ou de outro material) entrelaçada ou retorcida que cerca alguns tipos de cabos. A blindagem protege os dados transmitidos, absorvendo sinais eletrônicos dispersos, chamados de ruídos, para que não cheguem ao cabo e distorçam os dados. O núcleo de um cabo coaxial transporta os sinais eletrônicos que constituem os dados. Esse núcleo do cabo pode ser sólido ou trançado. Se o núcleo for sólido, geralmente será de cobre. O núcleo é cercado por uma camada isolante que o separa da malha de fio. A malha de fio trançada funciona como um fio terra e protege o núcleo contra ruídos elétricos e diafonia. Diafonia é o transbordamento de sinal de um fio adjacente. O núcleo condutor e a malha de fio sempre devem estar separados entre si. Se entrarem em contato, o cabo estará sujeito a um curto-circuito e ruídos ou sinais dispersos da malha fluirão para o fio de cobre. Isso destruirá os dados. O cabo inteiro é cercado por uma blindagem externa não condutora, geralmente de borracha, Teflon ou plástico. O cabo coaxial é mais resistente à interferência e atenuação que o cabo de par trançado. Atenuação é a perda de intensidade de sinal que começa a ocorrer conforme o sinal viaja ao longo de um cabo de cobre. Há dois tipos de cabos coaxiais: • Fino (thinnet) • Grosso (thicknet) 14 O tipo que você selecionar depende da necessidade da sua rede específica. Thinnet, Cabo Fino ou 10Base2 O thinnet é um cabo coaxial flexível com cerca de 0,63 cm de espessura. Por ser flexível e fácil de manipular, este tipo de cabo coaxial pode ser utilizado em quase todos os tipos de instalação de rede. As redes que utilizam o thinnet conectam o cabo diretamente a uma placa adaptadora de rede do computador. O cabo coaxial thinnet pode transportar um sinal por até aproximadamente 185 metros, antes de o sinal começar a sofrera atenuação. Figura 4 - configuração de cabo thinnet Os fabricantes de cabo chegaram a um consenso sobre algumas designações para tipos de cabos diferentes. O thinnet está incluído em um grupo citado como família RG-58 e tem uma impedância de 50 ohm. A impedância é a resistência, medidas em ohms, para a corrente alternada que flui em um fio. A principal diferença da família RG-58 é o núcleo central de cobre. Este pode ser um núcleo de trançado ou de cobre sólido. Thicknet, Cabo Grosso ou 10Base5 O thicknet é um cabo coaxial relativamente rígido, com cerca de 1,25 cm de diâmetro. Às vezes é chamado de Ethernet padrão porque foi o primeiro tipo de cabo utilizado com a arquitetura de rede bastante conhecida, Ethernet. O núcleo de cobre é mais espesso do que um thinnet. Quanto mais espesso for o núcleo de cobre, para mais longe o cabo poderá transportar os sinais. Isso significa que o thicknet pode transportar sinais para mais longe que o thinnet. O thicknet pode transportar um sinal por 500 metros. Portanto, devido à capacidade do thicknet para suportar transferência de dados ao longo de 15 maiores distâncias, algumas vezes ele é mais utilizado como backbone, para a conexão de várias redes menores baseadas em thinnet. Um dispositivo transceptor conecta o cabo coaxial thinnet ao cabo coaxial thicknet maior. Hardware da conexão coaxial Tanto o thinnet como o thicknet utilizam o componente de conexão conhecido como conector naval britânico (BNC, British Naval Connector) para a conexão entre o cabo e os computadores. Há vários componentes importantes na família BNC, inclusive os seguintes:• Cabo com conector BNC: O cabo com conector BNC é soldado ou ajustado à extremidade do cabo. • Conector T BNC: Este conector une a placa de interface de rede do computador ao cabo de rede. • Conector Barrel BNC: Este conector é utilizado para unir dois cabos thinnet para formar um cabo de tamanho maior. • Terminador BNC: Em cada extremidade do cabo de barramento, é colocado um terminador BNC para absorver sinais ambientes. Sem os terminadores BNC, uma rede de barramentos não funcionará. CONSIDERAÇÕES: O cabeamento coaxial participa em uma grande fatia do mercado quando é necessário atender uma das situações descritas abaixo: • Transmitir voz, vídeo e dados; • Transmitir dados por distâncias maiores do que os cabeamentos mais baratos conseguem; • Uma tecnologia bem conhecida que ofereça razoável proteção aos dados. Porém com a redução nos custos da fibra óptica e melhoria de qualidade nos cabos de par trançado o mercado está migrando para as novas tecnologias deixando de lado o cabo coaxial. Outro problema do cabo coaxial era verificado com quedas da rede provocada por mau contato em qualquer um dos pontos da rede, a identificação dessa falha é difícil e também contribuiu para o crescimento na utilização do cabo de par trançado. 16 CABO DE PAR TRANÇADO Com o passar do tempo, surgiu o cabeamento de par trançado. Esse tipo de cabo tornou-se muito usado devido a falta de flexibilidade de outros cabos e por causa da necessidade de se ter um meio físico que conseguisse uma taxa de transmissão alta e mais rápida. Os cabos de par trançado possuem dois ou mais fios entrelaçados em forma de espiral e, por isso, reduzem o ruído e mantém constantes as propriedades elétricas do meio, em todo o seu comprimento. A desvantagem deste tipo de cabo, que pode ter transmissão tanto analógica quanto digital, é sua suscetibilidade às interferências a ruídos (eletromagnéticos e radio frequência). Esses efeitos podem, entretanto, ser minimizados com blindagem adequada. Vale destacar que várias empresas já perceberam que, em sistemas de baixa frequência, a imunidade a ruídos é tão boa quanto a do cabo coaxial. O cabo de par trançado é o meio de transmissão de menor custo por comprimento no mercado. A ligação de nós ao cabo é também extremamente simples e de baixo custo. Esse cabo se adapta muito bem às redes com topologia em estrela, onde as taxas de dados mais elevadas permitidas por ele e pela fibra óptica ultrapassam, e muito, a capacidade das chaves disponíveis com a tecnologia atual. Hoje em dia, o par trançado também está sendo usado com sucesso em conjunto com sistemas ATM para viabilizar o tráfego de dados a uma velocidade extremamente alta: 155 megabits/seg. Figura 5 - cabo de par trançado Par trançado não-blindado (UTP), 10BaseT O UTP que utiliza a especificação 10BaseT é o tipo mais popular de cabo de par trançado e é sem dúvida o mais popular cabeamento de LAN. O comprimento máximo de segmento de cabo é de cerca de 100 metros. O UTP é constituído por 17 dois fios de cobre isolados. Dependendo da finalidade, há especificações de UTP que controlam o número de torções permitidas por metro de cabo. No continente norte-americano, o cabo UTP é o mais normalmente utilizado nos sistemas telefônicos existentes e já está instalado em muitos prédios de escritório. O UTP é especificado no Commercial Building Wiring Standard (padrão cabeamento de prédios comerciais), da Associação de Indústrias Eletrônicas e Associações de Indústrias de Telecomunicações (EIA / TIA,Electronic Industries Association / Telecommunications Industries Association) 568. A EIA /TIA 568 utilizou o UTP para criar padrões que se aplicam a várias situações de construção e cabeamento e garantir a compatibilidade de produtos para os clientes. Esses padrões incluem cinco categorias de UTP: Categoria 1: Refere-se ao cabo telefônico UTP tradicional que pode transportar voz, mas não dados. A maioria dos cabos telefônicos anteriores a 1983 era de cabos pertencentes à Categoria 1. Categoria 2: Esta categoria certifica o cabo UTP para transmissões de dados de até 4 Mbps (megabits por segundo). Contém quatro pares trançados. Categoria 3: Esta categoria certifica o cabo UTP para transmissões de dados de até 10 Mbps. Contém quatro pares trançados com cerca de nove torções por metro. Categoria 4: Esta categoria certifica o cabo UTP para transmissões de dados de até 16 Mbps. Contém quatro pares trançados. Categoria 5: Esta categoria certifica o cabo UTP para transmissões de dados de até 100 Mbps. Contém quatro pares trançados de fio de cobre. Categoria 5e e 6: Esta categoria certifica o cabo UTP para transmissões de dados em Gigabit Ethernet. Contém quatro pares trançados de fio de cobre. A maioria dos sistemas telefônicos utiliza um tipo de UTP. Na realidade, um motivo de o UTP ser tão popular é o fato de muitos prédios serem cabeados previamente por sistemas telefônicos de par trançado. Como parte deste cabeamento prévio, geralmente é instalado cabo UTP adicional, para atende às necessidades futuras de cabeamento. Se o par trançado previamente instalado for de uma categoria apropriada para suportar transmissão de dados, poderá ser utilizado em uma rede de computador. Contudo, deve-se ter cuidado porque o fio telefônico comum pode não ter a torção e outras características elétricas necessárias à transmissão de dados de computador sem ruídos e segura. 18 Um problema potencial com todos os tipos de cabos é a diafonia. Você deve se lembrar que a diafonia é definida como sinais de uma linha que se misturam com sinais de outra. O UTP é especificamente suscetível à diafonia. A blindagem é utilizada para reduzi-la. Par trançado blindado (STP) O STP utiliza uma proteção de cobre entrelaçada de maior qualidade e mais protetora do que a do UTP. O STP também utiliza um envoltório de folha metálica entre e em torno dos pares de fio e, internamente, entre as torções dos pares. Isso proporciona ao STP ótimo isolamento para proteger os dados transmitidos contra interferências externas. Isso significa que o STP é menos suscetível à interferência elétrica e suporta taxas de transmissão maiores, ao longo de distâncias maiores, do que o UTP. Considerações sobre o cabo de par trançado: • Utilize cabo de par trançado se: o A área a ser coberta pela rede for relativamente pequena; o Desejar uma instalação relativamente fácil de manejar em que as conexões do computador sejam simples. • Não utilize o cabo de par trançado se: o Em ambientes externos, instalações subterrâneas e áreas com grande influência eletromagnética. Cabo de fibra óptica, 100 Base FL Em cabo de fibra óptica, as fibras ópticas transportam sinais de dados na forma de pulsos modulados de luz. Esse é um meio relativamente seguro de enviar dados porque nenhum impulso elétrico é transportado no cabo de fibra óptica. Isso significa que não é possível interceptar o cabo de fibra óptica e subtrair seus dados, o que pode acontecer com qualquer cabo baseado em cobre que transporta dados na forma de sinais eletrônicos. O cabo de fibra óptica é apropriado para transmissão de dados a grande velocidade e alta capacidade, devido à ausência de atenuação e à pureza do sinal. 19 Vantagens • LARGURA DE BANDA: É a medida da capacidade de transportar informações, as fibras têm capacidade de largura de banda aproximado de 1 THz, excedendo amplamente os cabos de cobre. • BAIXA PERDA: As perdas comprometem a distância para os link’s, nos casos de cabos de cobre, a atenuação aumenta de acordo com a freqüência. E na fibra óptica as perdas são as mesmas para qualquer distância. • Imunidade eletromagnética (EMI): A fibra não irradia e nem recebe radiação eletromagnética,resolvendo os problemas de diversos ambientes. • Segurança: É extremamente difícil interferir em uma fibra sem que uma de suas pontas seja inutilizada, por isso é muito usada em aplicações militares. • Baixo peso: Uma fibra é muito mais leve que um fio de cobre. • Cabo de cobre • 200 pares (0,5-EAP). • Diâmetro Exterior: 30 mm • ~1000 Kg por Km • Cabo de Fibra • 12 fibras (CDI). • Diâmetro Exterior: 6,5 mm • ~37 Kg por Km Composição da fibra óptica Uma fibra óptica é constituída por um cilindro de vidro extremamente fino, chamado de núcleo, cercado por uma camada concêntrica de vidro, conhecida como revestimento. As fibras algumas vezes são feitas de plástico. O plástico é mais fácil de instalar, mas não pode transportar os pulsos de luz para tão longe quanto o vidro. Cada filamento de vidro transporta o sinal somente em uma direção, portanto, um cabo é constituído de dois filamentos com invólucros separados. Um filamento transmite e outro recebe. Uma camada de plástico de reforço circunda cada filamento de vidro e fibras kevlar. As fibras kevlar do conector óptico são colocadas entre os dois cabos, que são revestidos com plástico. 20 Figura 6 - diferentes tipos de cabos coaxiais As transmissões via cabo de fibra óptica não estão sujeitas à interferência elétrica e são extremamente velozes (atualmente são transmitidas cerca de 100 Mbps, atingindo Tbps). Podem transportar um sinal – pulso de luz – por quilômetros. Estrutura da fibra óptica Figura 7 - fibra óptica (dividida em partes) A espessura da fibra indica se a mesma é mono ou multi modo é mais grossa e consequentemente os feixes de luz refletem dentro da de vidro perdendo potênci é mais fina e conduz o sinal de luz mais homogeneamente reduzindo a atenuação, no entanto esta fibra mais fina é mais cara que a fibra multi Considerações sobre a fibra óptica: • Utilize cabo de fibra óptica se: o Tiver que transmitir dados a velocidade muito alta, ao longo de grandes distâncias, em uma mídia extremamente segura. • Não utilize cabo de fibra óptica se: o Estiver sujeito a um orçamento bastante limitado; o Não tiver o conhecimento especializado para a instalação e para a conexão correta dos dispositivos. 21 A espessura da fibra indica se a mesma é mono ou multi-modo. A Fibra multi modo é mais grossa e consequentemente os feixes de luz refletem dentro da de vidro perdendo potência mais rapidamente. Em compensação a fibra mono é mais fina e conduz o sinal de luz mais homogeneamente reduzindo a atenuação, no entanto esta fibra mais fina é mais cara que a fibra multi-modo. Figura 8 - Tipos de fibras ópticas Considerações sobre a fibra óptica: Utilize cabo de fibra óptica se: Tiver que transmitir dados a velocidade muito alta, ao longo de grandes distâncias, em uma mídia extremamente segura. o de fibra óptica se: Estiver sujeito a um orçamento bastante limitado; Não tiver o conhecimento especializado para a instalação e para a conexão correta dos dispositivos. modo. A Fibra multi- modo é mais grossa e consequentemente os feixes de luz refletem dentro da fibra a mais rapidamente. Em compensação a fibra mono-modo é mais fina e conduz o sinal de luz mais homogeneamente reduzindo a atenuação, modo. Tiver que transmitir dados a velocidade muito alta, ao longo de grandes Não tiver o conhecimento especializado para a instalação e para a 22 É importante observar que apenas empresas autorizadas por órgãos do governo podem instalar fibras ópticas fora de suas instalações físicas, ou seja, nas ruas, avenidas, passeios, etc. 23 5.CONCLUSÃO Preço, desempenho e versatilidade são as principais questões na decisão de qual cabo usar, tendo em vista a aplicação, portanto, é importante entender a natureza dos problemas associados a estes cabos para obter bons resultados. Cabos coaxiais de boa qualidade apresentam baixa distorção de sinais e média / alta resposta em freqüência. Cabos Pares Trançados possuem muitas vantagens sobre os cabos coaxiais, normalmente são mais baratos, os sinais são transmitidos em linhas balanceadas, a isolação é independente do sinal, possui maior imunidade a ruídos eletromagnéticos, são flexíveis, leves, de fácil manuseio e instalação. Para transmitir sinal através dos cabos coaxiais não é necessário conversores, já um sistema de transmissão por cabos pares trançados envolvem interfaces transmissoras e receptoras. Portanto, para curtas distâncias é conveniente o uso de cabos coaxiais e para média distância cabos pares trançados são uma boa alternativa. Quando falamos de fibras ópticas podemos destacar várias vantagens, atenuação muito baixa, imunidade a interferências eletromagnéticas e ruídos, isolamento elétrico, segurança, possibilidade de ampliação da banda sem modificação da infraestrutura. Em cada uma das janelas ópticas, há aproximadamente 25 Thertz de capacidade potencial de banda. Isso dá uma banda total pelo menos 10000 vezes maior que sistemas de microondas da primeira metade da década de 90, que tinham uma banda passante de 700Mhz. Também no início da década de 90, fibras ópticas comerciais já chegavam a 200 Ghz.km, o que contrasta significantemente com a banda passante vezes distância útil máxima de 400Mhz.km de um cabo coaxial. Em contrapartida podemos colocar alguns mais atenuantes, fragilidade das fibras ópticas ainda não encapsuladas, as fibras ópticas “nuas” exigem um manuseio muito mais cuidadoso do que o realizado com cabos metálicos, dificuldade para conexão, o fato de as fibras ópticas serem pequenas e compactas gera problemas para o encaixe de conectores em suas pontas e eleva sensivelmente o custo, em especial para as fibras monomodo, dificuldade para ramificações, as fibras ópticas são mais adequadas para conexões ponto-a-ponto, pois seus acopladores de tipo “T” sofrem com perdas muito elevadas, impossibilidade de alimentação remota, Ao 24 contrário que ocorre com cabos elétricos, nas fibras ópticas é impossível que ocorra a alimentação remota do repetidor através do próprio meio. O repetidor deve estar localizado num local tal que ele seja abastecido pela energia elétrica. Seria difícil abastecê-lo remotamente por conta da atenuação que a energia elétrica sofreria até chegar até ele. 25 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS - PINHEIRO, José Mauricio dos S. Guia completo de cabeamento de redes. 1ª edição. Rio de Janeiro: Elsevier, 2003.
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