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Administração e Projeto de Redes

• Material de apoio
• Camada Física
• Cap.10
• 19/01/2010

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Esclarecimentos

• Esse material é de apoio para as aulas da
  disciplina e não substitui a leitura da
  bibliografia básica.
• Os professores da disciplina irão focar alguns
  dos tópicos da bibliografia assim como poderão
  adicionar alguns detalhes não presentes na
  bibliografia, com base em suas experiências
  profissionais.
• O conteúdo de slides com o título Comentário
  seguido de um texto, se refere a comentários
  adicionais ao slide cujo texto indica e tem por
  objetivo incluir alguma informação adicional aos
  conteúdo do slide correspondente.
• Bibliografia básica KUROSE, James F. ROSS,
  Keith. Redes de Computadores e a INTERNET - Uma
  nova abordagem. Pearson. , 2004.

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Formas de uso do meio de comunicação

• Simplex Transmissões somente em uma direção.
  Por exemplo, um alto falante.
• Half Duplex Transmissões em ambas as direções
  porém alternadamente. Por exemplo, um Walk Talk.
• Full Duplex Transmissões em ambas as direções
  simultaneamente, por exemplo, linhas telefônicas.

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Características dos Meios de Transmissão

• Sinais elétricos
• Guiados cabos metálicos (par trançado, coaxial).
• Não guiados comunicação via rádio
  (rádio-frequência, satélite).
• Sinais de luz
• Guiados fibra óptica.
• Não guiados infra-vermelho, laser.

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Comentário Cabo de Par Trançado (Twisted Pair)

• Par de fios trançados de cobre isolados em cabo
  com 2 ou mais pares trançados
• Categoria 5e 100/1000 Mbps, 100 MHz.
• Categoria 6 100/1000/10000 Mbps 250 Mhz.
• Tipos
• Não blindados UTP.
• Blindados ScTP e FTP.

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Meio físico coaxial

• Cabo coaxial
• Dois condutores de cobre concêntricos condutor
  central e a malha metálica.
• Comunicação bidirecional transmite e recebe no
  mesmo cabo coaxial.
• Tecnologias utilizadas
• Banda base um único sinal de dados presente no
  cabo a cada vez (p. ex. padrão Ethernet).
• Banda larga cabo com múltiplos canais. Cada
  canal pode tratar um sinal diferente sem
  interferência um no outro.

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Meio físico fibra óptica

• Cabo de fibra óptica
• Transporte de pulsos de luz, cada pulso é um bit.
• Alta velocidade com transmissão ponto-a-ponto
  (ex. 5 Gbps).
• Baixa taxa de erros.
• Repetidores bem espaçados.
• Imunidade a ruídos eletromagnéticos.
• Pouco volume e peso.
• Utiliza LEDs (fibras multimodo) ou LASER
  (basicamente monomodo) como fontes luminosas.

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Meio físico fibra óptica

• Materiais dos cabos de fibra óptica
• Sílica (vidro)
• Utilizado em grandes distâncias.
• Material tradicional.
• Grande largura de banda.
• Plástico
• Menor alcance que a de sílica.
• Mais barato que a fibra óptica de sílica.
• Possível substituto para os cabos de par trançado
  para as redes internas, largura de banda muito
  maior que o cabo de par trançado.
• Tipos de Cabos de Fibra Óptica
• Multimodo Degrau (distância até 2 km m, a 100
  Mbps).
• Multimodo Gradual (distâncias até 3 km, a 100
  Mbps).
• Monomodo (distâncias acima de 80 km).

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Meio físico fibra óptica

• Composição da fibra
• Núcleo.
• Casca.
• Revestimentos (invólucro de proteção, gel ou
  silicone, etc).
• Capa.

Capa
Revestimento Primário
Casca
Revestimento Secundário
Núcleo
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Comentário Fibra óptica multimodo degrau

• Diâmetro do núcleo 62,5 µm / casca 125 µm
  (micrômetro).
• Fibra óptica com um Índice de refração da fibra
  constante.
• Enviam muitos ráios ópticos simultaneamente, o
  que prejudica o desempenho (distância de
  cobertura e velocidade dos bits).
• Como há grande quantidade de reflexão dos ráios
  na interface entre a casca e o núcleo, sofre
  grande atenuação.
• Distâncias até 2000 m, a 100 Mbps.
• Fácil de fabricar e custo baixo.
• Em desuso, por conta da popularização da fibra
  gradual.

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Comentário Fibra óptica multimodo gradual

• Diâmetro do núcleo 50 µm / casca 125 µm
  (micrômetro).
• Devido a camadas do núcleo com índices de
  refração ligeiramente menor de camada para camada
  a partir do centro da FO, a luz não possui tanta
  perda de reflexão na casca como a FO degrau.
• Como há menos ráios na interface entre a casca e
  o núcleo, ela sofre menos atenuação do que a FO
  degrau.
• Distâncias até 3000 m, a 100 Mbps.
• Fabricação medianamente complexa, custo baixo por
  conta da grande quantidade fabricada.

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ComentárioFibra óptica monomodo

• Diâmetro do núcleo 8 a 9 µm / casca 125 µm
  (micrômetro).
• Núcleo tão pequeno que só passa um ráio de luz
  (ráio óptico central).
• Sofre menor problema de atenuação
  comparativamente às demais fibras multimodo.
• Alcança maiores distâncias (acima de 80 Km entre
  repetidores ópticos).
• Mais difícil de fabricar, manipular, e possui
  custo comparativo mais alto.
• Utiliza LASER, por ter capacidade de emitir um
  raio de luz guiado pelo núcleo da fibra. O LED
  não possui essa capacidade.

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Redes de acesso sem fio (wireless)

• Rede de acesso sem fio compartilhada conecta
  hosts ao roteador através de um ponto de acesso
  wireless.
• Os hosts pertencentes a uma mesma LAN wireless
  compartilham um mesmo canal de rádio-frequência.
• Padrões Ethernet 802.11 (Wi-Fi).

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Comentário Transmissão de Rádio

• Sinal transportado com o campo eletromagnético.
• Bidirecional.
• O ambiente afeta a propagação
• Reflexão.
• Obstrução por objetos.
• Interferência de outros sinais.
• Modos de propagação do sinal de rádio depende da
  frequência. Podem ser
• Propagação acompanhando a superfície terrestre.
• Propaga por reflexão na ionosfera e pela
  curvatura da Terra.

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Comentário Transmissão por LASER ou
Infra-Vermelho

• Sistema de transmissão ponto-a-ponto.
• Não sofre interferência eletromagnética, mas
  fontes de calor e luz podem prejudicar a
  comunicação.
• É prejudicado por obstruções no meio do enlace.
• Veja o efeito do calor que desalinha o sinal
  transmitido.

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Comentário Comunicações Satélite

• Comunicações satélite e algumas de suas
  propriedades, incluindo altitude sobre a Terra,
  tempo de latência do sinal satélite para um
  emissor terrestre, e número de satélites
  necessários para uma cobertura global.

Qtd. Satélites p/ cobrir Terra
Tipo
Latência (Atraso)
Geoestacionário (parado no espaço)
Não geoestacionário
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Equipamentos Nível 1 Repetidores e Hubs

• Repetidores e Hubs atuam no Camada 1 - Física.
• Os Repetidores tem a função de reforçar o sinal e
  repetem sinais elétricos entre seções de cabos da
  rede (máximo 2 repetidores entre 2 LANs).
• Hubs podem ser percebidas como amplificadores e
  distribuidores do sinal amplificado em todas as
  portas da Hub.
• Os Repetidores e Hubs retransmitem sinais em
  ambas as direções indiscriminadamente sinal e
  ruídos.
• Repetidores e Hubs amplificam o sinal e o ruído
  também. Os Switches e Bridges regeneram o sinal e
  dessa forma, eliminam o ruído do sinal recebido.

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Equipamentos Nível 1Placas de Redes

• Também chamadas de placas de interface de rede
  (Network Interface Cards ou NIC) ou placas
  adaptadoras.
• As interfaces de rede fazem a conexão física
  entre a rede e as estação de trabalho,
  servidores, impressoras etc.

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Acesso residencial Modem analógico

• Modem discado usando linha telefônica
• Até 56 kbps com acesso direto ao roteador (na
  prática a velocidade é menor).
• Não é possível navegar e telefonar ao mesmo
  tempo não pode estar sempre on-line.

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Comentário Sistema usando ADSL

• Modem ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)
  compartilhando o serviço de telefonia com o de
  dados banda-larga sem que um atrapalhe o outro.
• PSTN Public Switched Telephone Network
  sistema de telefonia pública (centrais
  telefônicas e entroncamentos).
• DSLAM - Digital Subscriber Line Access
  Multiplexer multiplexador que concentra os
  sinais digitais dos ADSLs para encaminhar à rede
  de dados.
• Splitter filtro que separa o sinal de voz do
  sinal de dados para o sistema telefônico e o da
  rede de dados.

Linha telefônica
Sinal de voz Sinal de Dados
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Comentário Acesso residencial cable modems

• Compartilha o serviço de TV à cabo com os sinais
  de dados banda-larga, sem interferência entre
  eles.
• Um canal de TV tem capacidade de comportar vários
  canais de dados banda-larga.
• Cada canal de cable modem é compartilhado entre
  vários assinantes de banda-larga (meio de
  comunicação compartilhado).

Rede de Distribuição Cabo coaxial
Central TV Head-End