Cabos Entrançados

Comunicação de Dados

Curso Profissional de Técnico de Gestão de Equipamentos Informáticos

Comunicação de dados • É o conjunto de tecnologias que tornam possível a comunicação entre computadores e outros equipamentos, situados em áreas geográficas contíguas ou distantes, utilizando um diversificado conjunto de meios de transmissão.

Rede de Computadores • Uma rede de computadores é um conjunto de dois ou mais computadores ligados entre si de modo a poderem partilhar recursos, dados e programas.

Transmissão de Dados • Os canais de dados através dos quais o sinal é enviado numa rede pode operar num dos seguintes três modos: – Simplex – Half-Duplex – Full-Duplex • A diferença entre eles é a forma como o sinal “viaja”.

Informação • Informação é o resultado do processamento, manipulação e organização de dados de tal forma que represente um acréscimo ao conhecimento da pessoa que a recebe.

Comunicação de dados - Meios de transmissão • Os meios de transmissão mais frequentemente utilizados na comunicação de dados são: – O par de fios entrançados – O cabo coaxial – A fibra óptica – Ondas de rádio – O satélite

O par de fios entrançados • É um cabo constituído por dois fios de cobre isolados e entrançados aos pares e depois cobertos por um isolamento. • Existem dois tipos de cabos, os UTP (mais vulgar) e os STP • O cabo divide-se em várias categorias que vão desde a categoria 1 à categoria 6, sendo a mais usual a categoria 5, ou Cat 5 como é mais vulgarmente conhecida. • O cabo UTP Cat 5 está desenhado para suportar velocidades de transmissão até 100Mbps enquanto que o Cat 6 foi desenhado para suportar velocidades até 1 Gbps, mas essas barreiras podem ser ultrapassadas.

O par de fios entrançados • Este tipo de cabo utiliza-se em redes com fichas do tipo RJ45 e é composto por 4 pares de fios entrançados.

RJ45

O par de fios entrançados • Este cabo tem os pares entrançados para: – minimizar os efeitos das interferências electromagnéticas normais quando cabos que transportam sinais electromagnéticos se encontram muito perto uns dos outros – Minimizar os efeitos de interferência externa

O par de fios entrançados • Existem dois tipos de ligações que podemos efectuar com o cabo de pares entrançados: – O straight cable – O Crossover

O par de fios entrançados straight cable • O straight cable ou cabo directo, serve para ligar os computadores a concentradores da rede, como os hubs, switches ou routers, e as duas portas têm que ser feitas com a mesma sequência de cores. • Existe uma sequência standard para evitar que haja uma enorme variedade de sequências de cores nos cabos, o que tornava a administração da cablagem num trabalho exaustivo.

O par de fios entrançados straight cable • Rede a 100Mbits/s – são necessários os oito fios do cabo • Rede a 10Mbits/s – São apenas necessários os fios: • Laranja/Branco • Laranja • Verde/Branco • Verde

O par de fios entrançados straight cable • Quando se elabora a cablagem de uma rede, deve-se fazer os cabos para funcionarem a 100Mbits/s, mesmo que as placas de rede funcionem a 10 Base-T, isto é, a transmissão através do cabo de par entrançado faz-se a 10Mbits/s, pois mais tarde se quisermos mudar as placas de rede por outras mais recentes, a cablagem está preparada para velocidades superiores. • Caso contrário teria que se fazer novamente as pontas dos cabos.

O par de fios entrançados straight cable • TX – refere-se aos pinos por onde a informação é transmitida. • RX – refere-se aos pinos por onde o cabo recebe informação.

• Os padrões mais utilizados são o 568A e o 568B, por isso deve-se escolher um dos padrões e fazer os cabos de acordo com a ordem dos fios impostos por estes. • Assim não haverá dúvidas na montagem dos cabos nem na sua manutenção. • Nas figuras que se seguem podem-se observar a ordem dos fios desses dois padrões. • 568-A 568-B

O par de fios entrançados Standard de cores para o straight cable Pino

Cor

Função

1

Laranja/Branco

TX+ (10 Base-T)

2

Laranja

TX- (10 Base-T)

3

Verde/Branco

RX+ (10 Base-T)

4

Azul

TX+ (100 Base-T)

5

Azul/Branco

TX- (100 Base-T)

6

Verde

RX- (10 Base-T)

7

Castanho/Branco

RX+ (100 Base-T)

8

Castanho

RX- (100 Base-T)

O par de fios entrançados Esquema de utilização do straight cable

O cabo crossover • Serve para ligar PCs sem nó central. • Se tiveres dois computadores em casa, não necessitas de um concentrador para os ligar com o cabo crossover.

• Para ligarmos 3 PCs com este tipo de cabo, um dos computadores tem que ter duas placas de rede (PC2).

O cabo crossover - Esquema de ligações Pino

Cor

Pino

Cor

Função

1

Laranja/Branco

1

Verde/Branco

TX+

2

Laranja

2

Verde

TX-

3

Verde/Branco

3

Laranja/Branco

RX+

4

Azul

4

Laranja

5

Azul/Branco

5

Azul

6

Verde

6

Azul/Branco

7

Castanho/Branco

7

Castanho/Branco

8

Castanho

8

Castanho

RX-

O cabo coaxial • Permite uma maior velocidade de transmissão que o par entrançado. • O cabo coaxial é composto por um condutor central, em cobre, envolto por isolamento plástico e uma malha metálica, tudo isso envolto num isolamento em PVP ou teflon.

O cabo coaxial • Com este tipo de cabo utilizamos conectores BNC para ligar as estações ao cabo.

• O conector BNC é composto por um corpo central com um pino onde se liga o fio de cobre interno do cabo coaxial. • Esse corpo interno é envolto por uma segunda camada metálica onde é ligada a malha do cabo.

O cabo coaxial • O processo de ligação nos postos é feito da seguinte maneira: – Cada posto tem uma placa de rede com um conector BNC fêmea; – Nessa ficha colocamos um derivador em “T” ou “Y”, onde vamos ligar os segmentos de cabo.

– Nas extremidades do cabo coloca-se um conector especial chamado terminador.

O cabo coaxial • No cabo coaxial o sinal atravessa o cabo de uma ponta à outra, quando o sinal alcança o extremo do cabo, retorna através do caminho que acabou de percorrer. • Isto faz com que se crie um “eco”, o que torna a comunicação impossível. • Para evitar isso, coloca-se o terminador em cada uma das extremidades do cabo de modo a absorver o “eco” indesejado.

Fibra Óptica • A fibra óptica é normalmente utilizado para transmissões a grandes distâncias. • Apesar de serem mais caros, os cabos de fibra óptica não sofrem interferências provocadas por ruídos electromagnético e radiofrequências, permitindo um total isolamento entre o transmissor e receptor.

Vantagens da Fibra Óptica • Imunidade às interferências – o feixe de luz transmitido pela fibra óptica não sofre interferência electromagnéticas • Sigilo – devido às dificuldades de extracção do sinal transmitido, obtém-se sigilo em todas as comunicações • Tamanho pequeno – com um cabo de 9,18mm com 12 pares de fibra óptica, carrega tantos sinais de voz como um cabo de par entrançado com 73mm e 900 pares entrançados • Leveza - Enquanto o cabo de fibra óptica pesa aproximadamente 58kg/km, o cabo de par entrançado pesa aprox. 7250km/km • Sem risco de fogo – os dados circulam sem corrente eléctrica.

Topologia Física e Topologia Lógica • A topologia física determina como os cabos são colocados e que dispositivos permitem a ligação dos mesmos • Topologia lógica determina como a informação fluí pelo suporte físico.

Arquitectura de Redes

Arquitecturas de redes • As duas arquitecturas mais comuns são: – Rede ponto a ponto ou peer-to-peer – Rede cliente/servidor

Rede ponto a ponto •

Os computadores actuam como iguais, isto é: – um computador pode actuar como cliente ao solicitar recursos a um outro computador da rede; – Um computador pode actuar como servidor se for ele a fornecer serviços.

•

O utilizador pode: – partilhar certos ficheiros com outros utilizadores; – Requerer palavras-chave para acederem à sua máquina.

•

Não existe nenhum ponto central de controlo ou administração da rede.

•

A rede funciona bem se existirem no máximo 10 computadores.

Diagrama lógico de uma rede ponto a ponto

Rede cliente/servidor • Os computadores cliente e servidor têm normalmente configurações de hardware e software bastante distintas. • O servidor é normalmente uma máquina mais potente, complexa e cara que um simples PC, assim como o sistema operativo. • O servidor tem a função de dar resposta aos pedidos de serviços e recursos dos postos clientes.

Rede cliente/servidor • A concentração dos recursos como ficheiros, impressoras e aplicações em servidores faz com que os dados gerados possam ser mais facilmente salvaguardados e administrados em vez de termos esses recursos dispersos pela rede em máquinas individuais. • A agregação de recursos em sistemas servidor traz uma maior segurança, um acesso mais simples e controlo coordenado, mas o servidor introduz na rede um ponto de falha único, pois sem um servidor operacional a rede não funciona.

Diagrama lógico de uma rede ponto a ponto

Tipos de Redes

Tipos de Redes • As redes podem ser: – Redes locais (LAN) – Redes de longa distância (WAN)

LANs • LAN é uma rede em que todos os computadores estão situados dentro do mesmo espaço físico, como por exemplo, a mesma sala, o mesmo edifício.

WANs • É uma rede que ultrapassa os limites de uma cidade, ou mesmo os limites nacionais, cuja ligação é efectuada através de routers e redes públicas de comunicação, como por exemplo, a Internet.

Topologias de rede • A topologia de rede é o modo como todos os dispositivos estão ligados entre si e como se processa a troca de informação entre eles. • A topologia de rede garante a redução de custos e aumento da eficiência do sistema. • A escolha da topologia mais adequada é feita através da análise dos seus objectivos e necessidades. • Podem ser utilizadas várias topologias para conseguir a melhor eficiência ao melhor preço

se

Topologias de rede • As topologias de rede mais usadas são as seguintes: – Barramento ou Bus – Anel ou Token-Ring – Estrela ou Star – Mesh ou Malha – Pan – Man – Lan – Wan

Topologia de Barramento ou Bus

• Todos os computadores estão ligados ao mesmo meio de transmissão.

Topologia de Barramento ou Bus • Cada equipamento possui um endereço que o identifica na rede. • Os dados são enviados e todos os computadores vêem esses dados, mas só podem ser lidos e interpretados pelos computadores que tenham o endereço de destino.

Topologia de Barramento ou Bus Vantagens e Desvantagens • • •

Vantagens Facilidade de instalação Económica Pequeno comprimento de cabo

Desvantagens

• Dificuldade de mudar ou mover nós • Não tem tolerância a falhas (caso falhe um dos nós toda a rede vai abaixo) • Dificuldade de diagnosticar falhas ou erros

Topologia em Anel

• Os dados circulam na rede num determinado sentido predefinido. • Quando um dispositivo recebe um pacote de dados, retira-o da rede se for o destinatário ou passa-o ao dispositivo seguinte.

Topologia em Anel • O primeiro computador na rede vai guardar o token que é uma licença para os computadores comunicarem. • O computador que desejar efectuar uma comunicação vai requisitar o token e só depois de o obter é que vai efectuar a transmissão de dados para o computador de destino. • Desta forma, o número de colisões na rede é reduzido o que permite um maior aproveitamento do meio de comunicação.

Topologia em Anel Vantagens e Desvantagens Vantagens • Pequeno comprimento de cabo • Não são necessários armários de distribuição de cabos dado que as ligações são efectuadas em cada um dos nós • O desenho das cablagens é bastante simples

Topologia em Anel Vantagens e Desvantagens Desvantagens • A falha de um nó provoca a falha da rede • Dificuldade em diagnosticar falhas (a falha de um nó torna inoperacional todos os outros computadores) • Dificuldade em reconfigurar a rede (instalação de vários nós em locais diferentes)

Topologia em Estrela

• Neste tipo de rede cada computador está ligado a um nó central, um hub ou um switch. • Este dispositivo tem como função receber os sinais provenientes dos vários computadores e enviá-los aos respectivos computadores receptores.

Topologia em Estrela Vantagens e Desvantagens Vantagens • Facilidade de modificação do sistema, porque todos os cabos ligam ao mesmo local. • Fácil detecção e isolamento de falhas.

Desvantagens • Maior comprimento do cabo para efectuar as ligações. • Dificuldade em expandir o número de nós. • Dependência do nó central, se este falha, a rede fica inoperacional.

O que é o ruído?  É o conjunto de todos os sinais estranhos ao sinal eléctrico que transporta a informação, mas que durante o seu percurso, se adicionam ao sinal original, provocando distorções.  Devido a isso, o sinal que é recebido é diferente do enviado pelo emissor.

 O ruído eléctrico é um dos maiores problemas na transmissão de dados.

Fontes de ruídos  O ruído pode ser gerado por fenómenos naturais, tais como: 

descargas atmosféricas (raios);



reacções químicas;



equipamentos eléctricos ou electrónicos.  Exemplo: o funcionamento de motores, máquinas industriais de grande porte, controladores de potência, etc.

Fontes de ruídos  O ruído também pode ser proveniente do meio ambiente por:  aparelhos eléctricos; 

electrodomésticos (televisão, frigorifico, …);



lâmpadas fluorescentes;



influência de cabos eléctricos que estejam perto dos cabos de rede;



falha de corrente eléctrica - 0s ruídos gerados pelas falhas de energia eléctrica são os maiores causadores de defeitos em redes de computadores, podendo resultar em defeitos de hardware e mesmo perdas de dados e erros em programas executáveis (software).

Ruído nos sinais  O ruído eléctrico aparece das seguintes formas: 

em rádios, aparece como um zumbido,



em televisão, como chuvisco no ecrã,



em aparelhos de medicina, como erros de medição



em

computadores,

como

erros

esporádicos

bloqueamentos, geralmente inexplicáveis.

e

Ruído nos sinais  Se o nível de ruído for elevado, este pode alterar o sinal enviado, que o receptor não o conseguirá reconhecer.  Se o nível de ruído for baixo, a alteração verificada não prejudicará significativamente a capacidade do receptor interpretar o sinal recebido.

 Se o canal de transmissão for imune ao ruído, como as fibras ópticas, a informação chega ao receptor com a mesma configuração que tinha quando foi transmitida pelo emissor.

Atenuação do Sinal  A

distância

também

é

um

factor

importante

na

comunicação de dados, pois devido a ela, o sinal sofre um fenómeno denominado “atenuação”.

 Se a atenuação for muito grande, provoca a perda do sinal ao longo do cabo.

 Por essa razão, quando temos de transmitir sinais a grandes distâncias, colocamos repetidores, que têm como função renovar o sinal recebido, e enviá-lo novamente para outro repetidor ou para o receptor final.