meios físicos

Redes de ComputadoresRedes de Computadores

10. Meios Físicos de Transmissão10. Meios Físicos de Transmissão (1)

Capítulo 06

Meio de transmissão::Caracteriza o meio físico pelo qual os sinais

eletromagnéticos contendo informação são transportados

entre pontos distantes.Os meios físicos podem ser: - impressão magnética e óptica- cabos metálicos- fibra óptica - espaço livre



Capítulo 06

a) a) Cabos metálicosCabos metálicos

a1) Par trançado

a2) Coaxial

Insulating Outer CoverProtective ShieldConductor

Plastic Outer Coating Metal Inner Core

Plastic InsulatorCoax Cable

Braided Shield



Capítulo 06

a1) a1) Par trançado

• Trança helicoidal:• minimiza o efeito da indução entre pares

adjacentes • minimiza o efeito dos ruídos externos• mantém a impedância característica ao

longo do comprimento



Capítulo 06

a1)a1) Par trançado

• Tipos: UTP : Unshielded Twisted Pair cabo sem blindagem

Características básicas:- susceptível a ruído- baixo custo- fácil instalação e conexão



Capítulo 06


• Tipos: UTP : Aplicações típicas

- Redes em banda base:- Token Ring: Categoria 4- Ethernet/Fast Ethernet: Categoria 5e



Capítulo 06


• Tipos: STP : Shielded Twisted Pair pares blindados individualmente

Características básicas:- imune a ruídos- alto custo- fácil instalação e conexão



Capítulo 06

a1) a1) Par trançado

• Tipos: STP : Aplicações típicas:

- ambientes sujeitos a ruídos redes industriais hospitais subestações de energia

- redes Token Ring (no passado)



Capítulo 06


• Tipos: ScTP : Screened Twisted Pair blindagem coletiva (mais barato que o STP)

Aplicações típicas:- redes Token Ring- ambientes sujeitos a ruídos

OBS: também conhecido como FTP (Foiled Twisted Pair)



Capítulo 06


Classificação ANSI/TIA/EIA-568: Categoria 1

usado em transmissão de voz (telefonia) par trançado FI 22 AWG

Categoria 2 (obsoleta) até 10 Mbps (IBM)



Capítulo 06


Classificação ANSI/TIA/EIA-568: Categoria 3 (obsoleta)

tipo: UTP e STP usado em:

10BaseT até 10 Mbps Token Ring 4 Mbps

características elétricas: Impedância: 100 ohms (+/- 15%) Atenuação: 9,7 db/km a 10 MHz



Capítulo 06


Classificação ANSI/TIA/EIA-568: Categoria 4 (obsoleta)

tipo: UTP e ScTP usado em:

10BaseT até 10 Mbps Token Ring 16 Mbps ATM 45 Mbps




Capítulo 06


Classificação ANSI/TIA/EIA-568: Categoria 5e

tipo: UTP e ScTP usado em:

10BaseT até 100 Mbps - 100 metros10BaseT até 1000 Mbps - 25 metros Token Ring 16 Mbps ATM 45/155 Mbps




Capítulo 06

a2)a2) Coaxial

Aspecto mecânico



Capítulo 06

a2)a2) Coaxial

• Cabo coaxial grosso (Thick, yellow cable)

impedância: 50 ohms +/- 2% atenuação: 1,8 db/km a 10 MHz vel. prop.: 70% diâmetro externo: 9,8 mm distancia entre nós: 500 m (Ethernet) conexão: tipo N aplicações: Ethernet 10Base5 (banda base)



Capítulo 06

a2) a2) Coaxial

• Cabo coaxial grosso (Thick, yellow cable) vantagens:

• grande imune a ruídos• mecanicamente resiste• capa a prova d’água

desvantagens:• grande diâmetro• custo elevado• difícil de instalar



Capítulo 06

a2) a2) Coaxial

• Cabo coaxial fino (Thin ou RG 58)

impedância: 50 ohms +/- 1% atenuação: 4,3 dB/km a 10 Mhz vel. prop.: 66% diâmetro externo: 4,7 mm distancia entre nós: 185 m (Ethernet) conexão: BNC aplicação: Ethernet 10base5(banda base)



Capítulo 06

a2) a2) Coaxial

•Cabo coaxial fino (Thin ou RG 58) vantagens:

• baixo custo• grande imunidade a ruído• fácil de instalar

desvantagens:• muito sujeito a defeitos de conexão• seccionado



Capítulo 06

b) b) Fibra Óptica

A transmissão da informação é feito através de sinais de luz

Princípio físico de funcionamento: princípio do guiamento da luz (John Tyndall, 1870)

1966: F.O. com atenuação de 1000 dB/km 1970: F.O. com atenuação de 20 dB/km 1972: F.O. com atenuação de 4 dB/km Atualmente: F.O. com atenuação < 0,2 dB/km



Capítulo 06

b) b) Fibra Óptica

Estrutura:

• O núcleo e a casca constituem o guia óptico

• O índice de refração do núcleo é maior do que o da casca

recapeamentonúcleo casca



Capítulo 06

b) b) Fibra Óptica

Estrutura:

n2 < n1

n2

n1

cone deaceitação



Capítulo 06

b) b) Fibra Óptica

• Vantagens

1) Largura de banda: uso potencial 1 THz. Atualmente existem transmissões a 100 Gbps. A grande largura de banda criou o conceito de “banda infinita”2) Baixa atenuação: permite enlaces com maiores distancias, logo menores gastos com repetidores



Capítulo 06

b) b) Fibra Óptica

• Vantagens

3) Imunidade a interferência eletromagnética: os sinais na F.O. não são afetados pela ação de ruídos causados por crosstalk, descarga atmosféricas, dentre outros4) Baixa peso: fácil manuseio e barateamento dos sistemas de sustentação



Capítulo 06

b) b) Fibra Óptica

• Vantagens

5) Sigiloso: dificuldade de colocar e retirar sinais sem prejudicar o sistema 6) Isolação elétrica: pelo fato de ser construída com materiais isolantes, não propaga surtos de corrente e tensão que danificam os equipamentos instados nas extremidades.



Capítulo 06

b) b) Fibra Óptica

• Vantagens

7) Custo/bit transmitido: um dos menores entre todos os meios

• Desvantagens

1) Dificuldade na confecção de terminações e emendas2) Difícil terminação T



Capítulo 06

b) b) Fibra Óptica

Enlace de comunicação óptica

Emissor

óptico

Detector

óptico

Driver

S.E.

Interface

S.E.

Transmissor

Receptor

Conector

F.O.



Capítulo 06

b) b) Fibra Óptica

F.O.: meio de propagação do sinal óptico Conector: responsável pela conexão do

emissor óptico a F.O e da F.O ao detector óptico

Transmissor: converte o sinal elétrico em sinal de óptico (luz) (LED ou LASER)

Receptor: converte o sinal óptico em sinal elétrico



Capítulo 06

b) b) Fibra Óptica

Tipos de fibra óptica:

Fibra multimodo de índice degrauFibra multimodo de índice degrau

Fibra multimodo de índice gradualFibra multimodo de índice gradual

Fibra monomodoFibra monomodo



Capítulo 06

b) b) Fibra Óptica

600 125 125

núcleo

n•1

n•2

400 50 10 micrometroscasca

•multimododegrau

•multimodogradual

•monomodoíndice



Capítulo 06

b) b) Fibra Óptica

2

2

2

1 nnNA 2

2

2

1 nnNA

Abertura numéricaAbertura numérica

MonomodoMonomodo

Multimodo índice gradualMultimodo índice gradual

n2 < n1

n2

n1

Multimodo índice degrauMultimodo índice degrau



Capítulo 06

b) b) Fibra Óptica

• F.O. Multimodo Índice Degrau• Núcleo grande: 100 a 1000 m• Grande atenuação: > 4 dB/km• Pequena banda passante: < 20 MHz• Usa LED como gerador dos sinais elétricos (barato)• Alcance: alguns metros• Aplicação: instrumentos médicos, instrumentação de veículos, iluminação ornamental



Capítulo 06

b) b) Fibra Óptica

• F.O. Multimodo Índice Gradual• Núcleo médio: 50 a 85 m• Baixa atenuação: < 3 dB/km• Média banda passante: até 1000 MHz• Usa LED como gerador dos sinais elétricos (barato)• Alcance: até 2 km dependente da codificação e do TX/RX• Taxa de transmissão máxima: até 1,2 Gbps• Aplicação: LAN e WAN



Capítulo 06

b) b) Fibra Óptica

• F.O. Monomodo • Núcleo pequeno: 2 a 10 m• Baixa atenuação: < 0,5 dB/km• Grande banda passante: acima de 1 THz• Usa LED ou Laser como gerador dos sinais elétricos• Alcance: até 2 km para equip. intra-office até 60 km para equip. Long Haul intra-office • Taxa de transmissão máxima: até 1,2 Gbps• Aplicação: LAN, MAN e WAN



Capítulo 06

b) b) Fibra Óptica

Características das F.O.

Dispersão: espalhamento do pulso luminoso ao longo da fibra

• Dispersão modal• Dispersão material• Dispersão do guia de onda



Capítulo 06

b) b) Fibra Óptica

Características das F.O.

Atenuação: varia com o comprimento de onda da luz. As causa deste efeito são:

• espalhamento da luz devido a imperfeições do material• absorção devido a impurezas• deformação mecânica



Capítulo 06

b) b) Fibra Óptica

1600

Atenuação (dB/km)

1300830 Comp. Onda (nm)

1530

Janelas de transmissão



Capítulo 06

b) b) Fibra Óptica

Instalação: interna (indoor) externa (outdoor)

aéreo subterrâneo

Conexões: SC ST (mais utilizado) FC FDDI



Capítulo 06

c) c) Wireless LAN - WLAN

Padrão: IEEE 802.11b publicado em 1999 Velocidades:1, 2, 5.5 e 11 Mbps Método de acesso: CSMA/CA Técnica de modulação: QPSK1

Vantagens das redes “sem fio”: mobilidade em tempo real redução de cabos e acessórios facilidade de acesso à rede

1QPSK: quadrature Phase Shift Keying



Capítulo 06


Modos de operação: Basic Service Set (BBS): os nós da rede comunicam-se com um nó central (AP - Access Point) Independente Basic Service Set (IBBS): os nós comunicam-se diretamente sem o uso de do nó central



Capítulo 06

BSS

IBSS



Capítulo 06


Alcance: 100 metros

(depende do tipo de

estrutura predial e nível de

ruído local)

Implementa a associação

dinâmica dos nós com os

AP´s, permitindo alcance

maior que 100 metros



Capítulo 06



Capítulo 06

d) d) BlueTooth

Tecnologia de comunicação sem fio (voz e dados)

que permite a inter-operabilidade de dispositivos

utilizando um linguagem comum.

Inicio: 1994 a Ericsson investigou a viabilidade de

comunicação sem fio de baixa potência entre

telefones móveis

Teconologia Home RF: só dados



Capítulo 06

d) d) BlueTooth

1998: Criou-se a SIG (Special Interest Group)

estudar o assunto e desenvolver um padrão de

fato (Ericsson, IBM, Lucent, Motorola....)

Alcance: 10 metros (depende do tipo de estrutura

predial e nível de ruído local)

Taxa de transmissão: dados: 720 kbps voz: 3 x

64 kbps

Freqüência de operação: 2,4 GHz



Capítulo 06

d) d) BlueTooth

Segurança:

autenticação de acesso

encriptografia

seqüência chave é mudada durante a

transmissão



Capítulo 06

e) e) Comunicação Via Satélite

Acesso via satélite: voz, dados e imagem longa

distancia

Satélites geoestacionários:

locado em uma orbita sincronizada com a

rotação da terra

período: 23 h 57 m 36000 km de altitude

3 a 6 satélites para cobrir o globo terrestre



Capítulo 06



Capítulo 06


Satélites de orbita média:

locado em uma orbita entre 8000 e 20000 km

períodos menores que 23 h 57


usado para comunicação móvel: sistema ICO

(10 satélites para cobrir a terra usando a técnica

de array de satélites)



Capítulo 06


Satélites de orbita baixa:

locado em uma orbita entre 320 e 2000 km

períodos menores que 23 h 57


usado para comunicação móvel: sistema

IRIDIUM (66 satélites para cobrir a terra usando

a técnica de array de satélites)



Capítulo 06


Faixas de operação:

banda L: 0,5 a 1,5 GHz

banda C: 4 a 8 GHz (dados, voz e TV aberta)

banda Ku: 10,9 a 17 KHz (TV por assinatura)

banda Ka: 18 a 31 GHz



Capítulo 06


Satélite x FO

FO tem maior banda passante

FO mais confiável e barato

Satélite deve ser usado em locais de difícil

acesso



Capítulo 06

Cabeamento estruturadoCabeamento estruturado

Sistema de cabeamento para aplicações em telecomunicações genéricas para edifícios comerciais que deve suportar um ambiente multi-produto e multi-fabricante

EIA/TIA-568: Commercial Building Telecommunications Wiring Standard especifica como deve ser o layout da infraestrutura de telecomunicações em instalações prediais



Capítulo 06


EIA/TIA-568A facilidades de entrada sala de equipamentos armário de telecomunicações área de trabalho cabeamento “backbone” cabeamento horizontal



Capítulo 06


• Cabeamento “backbone”: Porção do sistema que interliga o armário de telecomunicações, a sala de equipamentos e as facilidades de entrada



Capítulo 06

Cabeamento estruturadoCabeamento estruturado• Cabeamento horizontal: Porção do sistema que interliga a tomada (outlet), na área de trabalho, ao armário de telecomunicações

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