Trabalho de Cabeamento

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UNINORTE – LAUREATE INTERNATIONAL UNIVERSITIES
TÉCNOLOGO EM REDES DE COMPUTADORES
Danival
Henrique
Isaias
Mariano
Max
MANAUS – AM
2018
Danival
Henrique
Isaias
Mariano
Max
Trabalho de pesquisa apresentado ao Curso Tecnólogo de Redes de Computadores do Centro Universitário UNINORTE - Laureate International Universities, como requisito parcial avaliativo na disciplina de Cabeamento Estruturado.
Prof. M. Sérgio
MANAUS – AM
2018
INTRODUÇÃO.
Neste trabalho será abordado os seguintes assuntos relacionados a cabeamento estruturado, como cabos coaxiais, par trançado e fibra óptica. Também será indagado sobre camada física e camada de enlace e de dados, e por fim as conexões simplex, half-duplex e full-duplex. Os conceitos que irá abordar este trabalho serão sobre os fundamentos importantes para a pessoa que tem o contato diariamente com o ramo da Tecnologia, porque a partir deste meio de conceitos o conhecimento adquirido ajudará muito em relação a nossa complementação profissional.
CAMADA FÍSICA E SEU PROPOSITO.
	Bom a camada física define os procedimentos funcionais dos dados, ou seja, por onde os mesmos irão trafegar. Ela é responsável por funcionamentos físicos como hardware, cabos, sinal via rádio entre outros. A camada física tem as características mecânicas, elétricas, funcionais e os procedimentos para ativar, manter e desativar conexões físicas para transmissão de bits. Está camada refere-se ao os meios de nível 1, ou seja, ela é a primeira camada do modelo OSI. Ela trabalha por meios de cabos coaxiais e interfaces seriais. 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. O objetivo da camada Física é criar o sinal elétrico, óptico ou micro-ondas que representa os bits em cada quadro. A camada física, a camada inferior do modelo OSI, está encarregada da transmissão e recepção do fluxo de bits brutos não estruturados através de um meio físico. Ela descreve as interfaces eléctricas/ópticas, mecânicas e funcionais com o meio físico e transporta os sinais para todas as camadas superiores.
	As principais funções e serviços realizados por esta camada são: 
Trabalhar com entrega símbolo-por-símbolo ou bit-por-bit;
Provê uma interface ao meio de transmissão;
Modulação;
Codificação de linha;
Comutação de circuitos;
Multiplexação;
Esses são um dos principais serviços e algumas funções na camada um (físico). Agora iremos aborda alguns equipamentos que operam na camada física;
Controlador de interface de rede;
Repetidor;
Hub ethernet;
Moldem;
Conversor de mídia de fibra;
Pontos de acesso (Wi-Fi);
CAMADA DE ENLACE DE DADOS E SEU PROPÓSITO.
A Camada dois (Enlace de dados) tem a principal função de corrigir os erros que possam acontecer nível físico. É responsável por controlar o fluxo, recepção, delimitação e transmissão de dados. E também estabelece um protocolo de comunicação entre sistemas diretamente conectados. O meio físico está frequentemente sujeito a ruídos e as interferências mais diversas, necessitando, desta forma que funções, mas inteligentes venham suprir suas limitações. A camada de enlace de dados envolve tipicamente as seguintes funções:
Ativação e desativação de Enlace de dados;
Supervisão e recuperação em caso de anormalidades;
Sincronização;
Segmentação e Delimitação das unidades de dados;
Controle de erros e sequenciamento das unidades de dados;
Controle de fluxos;
A ativação e desativação de Enlaces de Dados constituem normalmente protocolos que estabelecem uma conexão de enlace de dados para a transferência de dados sobre o enlace de dados. A condição de sucesso deste protocolo é a seleção de uma conexão física confiável e com taxa de erros aceitável para todas as conexões de rede que a utilizarão. Em determinados ambientes, isto pode implicar em estabelecer uma conexão de enlace de dados a cada conexão de rede, em outros não. Esta é a flexibilidade e abertura do Modelo OSI. As funções de sincronização, delimitação das unidades de sinal, controle de erros e sequenciamento já são características da Camada de Enlace de Dados. Existe um padrão bastante conhecido para estas funções, denominado High-level Data Link Control (HDLC) baseado no Synchronous Data Link Control (SDLC). O SDLC foi criado pela IBM para substituir o antigo Bisynchronous protocol (BSC) para conexões de dados em áreas metropolitanas envolvendo equipamentos IBM. A rede SDLC é constituída de uma estação primária que controla as comunicações e uma ou mais estações secundárias. Hoje, constitui também uma variante do protocolo HDLC da ISO denominado Normal Response Mode (NRM).
CABO PAR TRANÇADO.
O cabeamento por par trançado (Twisted pair) é um tipo de cabo que tem um par fios entrelaçados um ao redor do outro para cancelar as interferências eletromagnéticas de fontes externas e interferências mútuas (linha cruzada ou, em inglês, crosstalk) entre cabos vizinhos. A taxa de giro (normalmente definida em termos de giros por metro) é parte da especificação de certo tipo de cabo. Para este tipo de cabo existe sete categorias, cada uma com o seu próprio padrão, frequência e taxas de transferência de dados:
CATEGORIA 1: Não é mais reconhecida pela TIA (Associação da indústria de telecomunicação). Foram utilizadas em instalações telefônicas e redes antigas.
CATEGORIA 2: Também não é mais reconhecida pela TIA. Foi projetado para antigas redes token ring, assim como a categoria anterior.
CATEGORIA 3: Primeiro padrão desenvolvido especialmente para redes. É certificado para sinalização de até 16 MHz.
CATEGORIA 4: Não é mais reconhecida pela TIA. Utilizado para transmitir dados a uma frequência de até 20 MHz e dados a 20 Mbps. Substituído pela categoria 5.
CATEGORIA 5: É a mais utilizada, pois possui com qualquer placa de rede. A categoria reconhecida pela TIA atualmente é a CAT5e, que pode ser usado para frequências até 125 MHz.
CATEGORIA 6: Trabalha com a frequência de 250 MHz, mas seu alcance é de apenas 55 metros (a CAT6a permite até 100m). Suportam frequências de até 500 MHz e com maior poder de reduzir interferências e perda de sinal.
CATEGORIA 7: Ainda está em desenvolvimento, visto que está sendo criada para permitir a criação de redes de 100Gbps em cabos de 15m usando fio de cobre.
Bom agora iremos aborda as vantagens e desvantagens;
VANTAGENS.
Maior taxa de transferência de arquivos;
Cabo barato;
Baixo custo de manutenção;
Flexível, ideal para locais em que é necessário passar cabo por paredes, etc;
DESVANTAGENS.
Comprimento de no máximo 100. Acima disso começam a ocorrer perdas;
Baixa imunidade a interferência externas (pode ser minimizada com blindagem, mas o custo também aumenta).
CABO COAXIAL.
Constituído por um fio de cobre condutor revestido por um material isolante e rodeado duma blindagem. Utiliza um conector BNC. Apesar de poder reduzir os efeitos e sinais externos sobre os sinais que transmite, caiu em desuso e está presente somente em algumas redes antigas, visto que são mais propensos a mau contato, conectores mais caros e pouca flexibilidade. O cabo coaxial é um tipo de cabo condutor usado para transmitir sinais. Este tipo de cabo é constituído por um fio de cobre condutor revestido por um material isolante e rodeado de uma blindagem. Recebe o nome de coaxial pelo fato de que todos os seus elementos constituintes (núcleo interno, isolador, escudo exterior e cobertura) estão dispostos em camadas concêntricas de condutores e isolantes que compartilham o mesmo eixo (axis) geométrico. Os principais conectores utilizados nesse tipo de cabo são o BNC e RCA entre outros conectores de áudio. Sistemas de circuito fechado de TV (CFTV) e TVs por assinatura a cabo também utilizam esse cabo para conectar câmeras e TVs ou o decodificador doméstico atravésde conector F. Isso é possível, pois este meio permite transmissões até frequências muito elevadas e também para longas distâncias.
VANTAGENS E DESVANTAGENS.
A principal vantagem dos cabos coaxiais está relacionada a sua proteção contra interferências. Graças a blindagem ele é mais resistente contra ruídos e também não gera interferência em relação ao meio externo. Atualmente eles são usados em várias ocasiões, como TVs a cabo e circuito interno de TV.
Já a desvantagem está na dificuldade de instalação. Por ser rígido ele pode ser quebrado com mais facilidade além de curvas mais acentuadas influenciar no sinal. Com o avanço da tecnologia ele tem sido substituído por outros padrões nas redes domésticas, como os cabos de par trançado e fibra ótica, que além de serem mais maleáveis oferecem maior taxa de velocidade.
FIBRA ÓPTICA.
A fibra óptica é uma tecnologia de transmissão de dados em alta velocidade. São cabos feitos de material transparente e reflexivo, e podem ser tão finos quanto o cabelo humano. Nestes filamentos de fibra óptica, a luz é refletida e viaja a velocidades muito maiores do que a transmissão de energia por fios de cobre, por exemplo. Este tipo de fibra é utilizado principalmente por companhias de telecomunicações, devido ao seu alto grau de segurança na entrega da informação. A tecnologia que proporciona o uso da fibra óptica é essencial para a expansão das tecnologias digitais, permitindo uma comunicação ininterrupta e rápida de sinais e dados, seja por voz ou vídeo. As fibras ópticas são formadas por um núcleo de material transparente, que forma o espelho que irá refletir a luz e permitir a transmissão da informação. Esse núcleo é geralmente composto por um fio de vidro absolutamente puro, em perfeitas condições de reflexão da luz. É a partir desta reflexão que os dados são transmitidos, quando uma fonte de luz emite um feixe em uma ponta, que deve alcançar a outra. Mas também existem cabos de fibra óptica feitos de outros materiais transparentes, como o plástico. Mas por não serem de composição tão pura quanto o vidro, a transmissão fica prejudicada e percorre um caminho mais curto.
Os sinais elétricos a serem transmitidos pela fibra óptica são emitidos a partir de uma fonte de laser ou LED, e devem ser convertidos em pulsos de luz por aparelhos especiais para esta tarefa. Estes pulsos de luz comunicam-se através das fibras ópticas por valores binários, os bits, que correspondem aos dados transmitidos. Entre os seus usos estão a transmissão de dados nas telecomunicações, e já chega às casas por meio de serviços de internet providos por cabos de fibra óptica. 
VANTAGENS E DESVANTAGENS DA FIBRA ÓPTICA.
As vantagens da fibra óptica são muitas, mas a expansão do seu uso em substituição aos fios de metal encontra resistência no preço, pois o processo para a fabricação da fibra ainda é muito dispendioso.
Em relação aos fios de metal, a fibra óptica oferece vantagem por usar na sua fabricação matérias-primas mais abundantes que o metal. Os cabos com núcleo de vidro também não sofrem com as interferências das ondas eletromagnéticas, assim como não oxidam ou corroem de acordo com o ambiente em que estão.
Fibras ópticas monomodo e multimodo
Existem dois tipos de cabos de fibra óptica: monomodo e multimodo.
O cabo monomodo é o mais recomendado para transmitir dados a grandes distâncias. Ele tem um diâmetro maior e em seu interior a luz é refletida de maneira mais eficiente, mas só funciona emitindo um sinal de luz por vez.
Já o cabo multimodo é mais comum, utilizado principalmente a curtas distâncias. Isto pois é mais barato e mais fácil de instalar, mas não tem o mesmo desempenho em grandes distâncias, perdendo informação.
SIMPLEX
O meio de transmissão simplex é caracterizado a uma ligação onde os dados circulam em apenas uma direção, ou seja, de um transmissor para um receptor, sendo que este papel nunca irá se inverter no período de transmissão. A ligação simplex tem um sentido unidirecional, podendo assim ter um transmissor para vários receptores, o receptor não tem a possibilidade de sinalizar se os dados foram recebidos. Então esse tipo de transmissão é muito útil quando os dados não precisam circular nos dois sentidos, um exemplo bem comum e simples do simplex é a transmissão por TV e Rádio. 
HALF DUPLEX
	A transmissão half duplex implementa CSMA/CD para ajudar a reduzir a quantidade máxima de colisões e também assim detectar quando elas acontecerem. O CSMA/CD é um protocolo de telecomunicações que arruma a forma como os dispositivos de rede compartilham o canal utilizando a tecnologia ethernet. Essa transmissão possui problemas de desempenho devido à espera constante, devido os dados só poderem fluir em uma única direção por vez.
	As conexões em half duplex costumam ser vistas em hardwares mais antigos, como por exemplo nos hubs. Os nós conectados a hubs que compartilham sua conexão com uma porta de switch devem funcionar em modo half duplex porque as maquinas finais devem ser capazes de detectar as colisões. Os entrelaçamentos poderão funcionar em um modo half duplex se a placa de rede não puder ser configurada para as operações em full duplex. Nesse caso, a porta do switch também usa como padrão um modo half duplex. Por causa desses problemas, a comunicação em full duplex substituiu o half duplex nas máquinas mais atuais.
FULL DUPLEX
	A comunicação é chamada full duplex quando possuímos um dispositivo transmissor e o outro receptor, sendo que os dois podem transmitir dados simultaneamente em ambos os sentidos, de maneira bidirecional. O suporte bidirecional aprimora o desempenho, reduzindo assim o tempo de espera entre as transmissões. A maior parte das placas de rede ethernet, fast ethernet e gigabit ethernet vendidas atualmente oferecem recursos em full duplex.
Em modo full duplex, o circuito de detecção de colisões é desabilitado. Os quadros enviados pelos dois nós finais estão conectados não podem colidir porque os nós finais usam dois circuitos separados no cabo de rede. Então cada conexão em full duplex usa apenas uma porta. As conexões em full duplex exigem um switch que suporte ou uma conexão direta entre dois nós em que cada um suporte full duplex. Os nós acoplados diretamente a uma porta de switch dedicada com placas de rede que suportam full duplex devem ser conectados a portas de switch configuradas para funcionar no modo full duplex.
Os métodos de acesso a canais são utilizados em redes ponto-a-multiponto assim como nas redes de celulares para dividir canais de comunicação em envio e recepção, sobre o mesmo meio de comunicação física.
CONCLUSÃO.
Conclui-se que os temas abordados neste trabalho são de suma importância para um projeto de uma infraestrutura de redes, pois para um bom funcionamento de uma estrutura de redes de computadores é valido estar por dentro de cada detalhe do assunto que foi mencionado neste trabalho.
Essas necessidades exigem uma implementação de um cabeamento estruturado com materiais de primeira linha, serviços de infraestrutura física e profissional adequada, além de um projeto que assegure à empresa e aos usuários os requisitos necessários exigidos para uma boa performance segura, ágil e confiável na transmissão de dados, voz e imagem, proporcionando igualmente uma flexibilidade na topologia física.