Fibra Ótica, Par Trançado e Cabo Coaxial

• Fibra Ótica:

A fibra ótica é um filamento extremamente fino e flexível, feito de vidro ultrapuro, plástico ou outro isolante elétrico (material com alta resistência ao fluxo de corrente elétrica). Possui uma estrutura simples, composta por capa protetora, interface e núcleo. A tecnologia tem conquistado o mundo, sendo muito utilizada nas telecomunicações e exames médicos, como endoscopias e cirurgias corretivas de problemas visuais, entre outras aplicações possíveis.

Como funciona?

Para entender o funcionamento da fibra ótica, é necessário retomar o conceito básico de refração da luz, uma daquelas matérias mais conhecidas das aulas de Física do Ensino Médio. Para não entrar em explicações muito técnicas, vamos usar o seguinte exemplo:

Suponha que você mergulhe em uma piscina, segurando uma lanterna acesa e apontada para a superfície (não esqueça de que é preciso incliná-la um pouco para que não fique totalmente reta). Dessa forma, observa-se que a luz vai seguir um sentido dentro da água, mas vai sofrer um desvio ao entrar em contato com o outro ambiente (no caso, o ar). Isso ocorre porque os dois ambientes possuem índices de refração diferentes, fazendo com que haja uma mudança na direção e na velocidade da luz.

Entretanto, existe um ângulo limite para que a refração aconteça. Quando o feixe de luz é lançado em uma direção além desse ângulo, a luz não consegue ultrapassar a superfície da água e volta a se refletir para dentro da piscina. Esse fenômeno é chamado de reflexão total.

É exatamente isto que ocorre no interior de um filamento de fibra ótica. A luz percorre de uma extremidade à outra da fibra, refletindo-se várias vezes nas paredes da interface — que mandam o feixe de volta para o núcleo — fazendo uma espécie de ziguezague ao longo do caminho.

• Par Trançado:

 O cabo de par trançado é composto por pares de fios. Os fios de um par são enrolados em espiral a fim de, através do efeito de cancelamento, reduzir o ruído e manter constante as propriedades elétricas do meio por toda a sua extensão. O efeito de cancelamento reduz a diafonia entre os pares de fios e diminui o nível de interferência eletromagnética/radiofrequência [SOA96] [TAN94]. O número de tranças nos fios pode ser variado a fim de reduzir o acoplamento elétrico [DER94]. Podemos dividir os pares trançados entre aqueles que possuem uma blindagem especial (STP - Shielded Twisted Pair) e aqueles que não a possuem (UTP - Unshielded Twisted Pair).

• Cabo Coaxial:

Cabo coaxial, também chamado coaxial, é utilizado para a transmissão de rádio frequência (RF) sinais. Possui baixa emissão perdas e fornece protecção contra interferências electromagnéticas, permitindo que sinais de baixa potência a ser transmitida em longas distâncias. Cabo coaxial é composto por um núcleo interno, isolador, escudo, exterior e cobertura. É chamado coaxial porque esses troços todos partilham o mesmo eixo. Existem muitos tipos diferentes de cabos coaxiais, cada um com diferentes propriedades físicas e electrónicas concebidas para tarefas específicas. É comumente utilizada para o transporte de sinais de televisão por cabo, ao longo suburbanos em ruas e casas.

Ordem dos Cabos

• Ordem dos Cabos (T568A e T568B):

Cabo Crossover

• Cabo Crossover:

Um cabo crossover, também conhecido como cabo cruzado, é um cabo de rede par trançado que permite a ligação de 2 (dois) computadores pelas respectivas placas de rede sem a necessidade de um concentrador (Hub ou Switch) ou a ligação de modems.
A alteração dos padrões das pinagens dos conectores RJ45 dos cabos torna possível a configuração de cabo crossover.
A ligação é feita com um cabo de par trançado onde tem-se: em uma ponta o padrão T568A, e, em outra, o padrão T568B (utilizado também com modems ADSL).

1.    Ligação dos fios

Pino	Par 568A	Par 568B	Fio	Cor 568A Color	Cor 568B
1	3	2	tip	branco/verde	branco/laranja
2	3	2	ring	verde	laranja
3	2	3	tip	branco/laranja	branco/verde
4	1	1	ring	azul	azul
5	1	1	tip	branco/azul	branco/azul
6	2	3	ring	laranja	verde
7	4	4	tip	branco/marrom	branco/marrom
8	4	4	ring	marrom	marrom

Note-se que a única diferença entre as normas TIA-568A e TIA-568B é a da troca dos pares 2 e 3 (laranja e verde).
Então; para aqueles que procuram o significado do CROSSOVER é "cabo cruzado apenas porque invertem os fios da cor verde pelos laranja".
Originalmente a configuração do cabo crossover é uma ponta ( RJ45 ) 568B e a outa é: pino 01> br/ verde 02> verde 03> br/ laranja 04> br/ marron 05> marron 05> laranja 07> azul 08> br/ azul. Conhecido por poucos, caiu no esquecimento, pois é mais fácil aplicar e guardar as normas TIAs usadas pelas empresas.
 

CAT5e vs CAT6

• CAT5e:

O Cat5e  suporta até 1gbps de transmissão de dados, cada um de seus pares trançados podem trabalhar no máximo em transmissão e recepção de até 250mbps, caso trabalhem na condição de Tx/Rx e seus receptores suportem a mesma condição. O Cat5e trabalha geralmente na taxa de 100mbps. Uma de suas melhores características é a maleabilidade que este cabo possui, facilitando a instalação, é um bom cabo em relação custo x benefício devido ao seu custo ser relativamente baixo.

•  CAT6:

O Cat6 trabalha com a taxa de 1gbps onde dois de seus pares trabalham como receptores (Rx) e outros dois pares trabalham com transmissores (Tx), cada par trançado do Cat6 tem capacidade de taxa de 500mbps, ou seja, 500mbps x 2 para recepção e 500mbps x 2 para transmissão. O Cat6 requer eletrônica simples para cada receptor em cada extremidade, ele possui um conduíte interno (como você pode ver na imagem ao lado) o que tira um pouco sua maleabilidade, é um cabo com maior diâmetro assim dificultando instalações quando muitos cabos são utilizados.
 

Padrões de Cabeamento (T568A, T568B)

• T568A, T568B:

A codificação T568A é um padrão de cabeamento, também conhecido como patchcable, que tem a seguinte sequência de cores:

Fiação com RJ-45 (T568A)

Pino	Par	Fio	Cor
1	3	1	branco/verde
2	3	2	verde
3	2	1	branco/laranja
4	1	2	azul
5	1	1	branco/azul
6	2	2	laranja
7	4	1	branco/marrom
8	4	2	marrom

Se este cabo for fabricado com ambas as pontas em T568A, ou mesmo, ambas as pontas em T568B, ele será um cabo direto. Se for fabricado com uma ponta em T568A e outra ponta em T568B, será chamado de cabo crossover.

UTP, STP e ScTP

• UTP:

O cabo UTP é um dos mais usados para a criação de redes de computadores baseadas em fios. Seu desenvolvimento foi fruto dos trabalhos da Electrical Industrial American (EIA) e da Telecomunications Industrial American (TIA), que pesquisaram o desenvolvimento de um meio de comunicação eficiente para redes. Após essa definição, a Bell Laboratories trabalhou no desenvolvimento do cabo UTP (Unshilded Twisted Par).
Os cabos UTP foram padronizados pelas normas da EIA/TIA com a norma 568 e são divididos em 5 categorias, levando em conta o nível de segurança e a bitola do fio, onde os números maiores indicam fios com diâmetros menores, veja abaixo um resumo simplificado dos cabos UTP.
Nas redes padrão Ethernet praticamente são só usados cabos UTP CAT 5. Isso quer dizer que esse tipo de cabo é composto por quatro pares de fios e opera à freqüência de 100 MHz.

Tipo Uso
Categoria 1 Voz (Cabo Telefônico) São utilizados por equipamentos de telecomunicação e não devem ser usados para uma rede local
Categoria 2 Dados a 4 Mbps (LocalTalk)
Categoria 3 Transmissão de até 16 MHz. Dados a 10 Mbps (Ethernet)
Categoria 4 Transmissão de até 20 MHz. Dados a 20 Mbps (16 Mbps Token Ring)
Categoria 5 Transmissão de até 100 MHz. Dados a 100 Mbps (Fast Ethernet)

• STP:

Spanning Tree Protocol (referido com o acrónimo STP) é um protocolo para equipamentos de rede que permite resolver problemas de loop em redes comutadas cuja topologia introduza anéis nas ligações.
O protocolo STP possibilita a inclusão de ligações redundantes entre os comutadores, provendo caminhos alternativos no caso de falha de uma dessas ligações. Nesse contexto, ele serve para evitar a formação de loops entre os comutadores e permitir a ativação e desativação automática dos caminhos alternativos.
Para isso, o algoritmo de Spanning Tree determina qual é o caminho mais eficiente (de menor custo) entre cada segmento separado por bridges ou switches. Caso ocorra um problema nesse caminho, o algoritmo irá recalcular, entre os existentes, o novo caminho mais eficiente, habilitando-o automaticamente. O nome deriva do algoritmo spanning tree em teoria dos grafos.

• ScTP:

O protocolo ScTP é um protocolo de transporte confiável que opera sobre um serviço de pacotes não confiável e sem conexão, como é o caso do IP. O ScTP oferece a transferência de datagramas (mensagens) livre de erros e de duplicações através do reconhecimento de transmissões (ACKs). A detecção de corrupção, perda e duplicação de dados é obtida através de mecanismos de checksum e números sequenciais. Um mecanismo de retransmissão seletiva é usado para corrigir a perda ou a corrupção de dados. 

Taxas de Transferência

• Taxa de Transferência de Dados:

Em telecomunicações, taxa de transferência de dados ou apenas taxa de transferência é o número médio de bits, caracteres ou blocos por unidade de tempo que passam entre equipamentos num sistema de transmissão de dados.
Taxas de transferência servem a várias funções. O tempo de resposta pode ajudar um administrador de rede a localizar com precisão onde estão os gargalos potenciais duma rede. Ao analisar as taxas de transferência de dados e ajustá-las de acordo como medida preventiva, um sistema pode tornar-se mais eficiente e mais preparado para lidar com restrições extras de largura de banda em momentos de uso intenso.
Mecanismos de teste tais como loopbacks de fibra óptica podem ajudar a medir e conduzir testes de transferência de dados.
 As taxas de transferência são: 10 Mbps (Ethernet)
                                                    100 Mbps (Fast Ethernet)
                                                    1000 Mbps (Gigabit Ethernet)
                                                    10000 Mbps ou 10 Gbps (10 Gigabit Ethernet)

Cabo par trançado

• Cabo par trançado: 

O cabo par trançado é feito por 8 fiozinhos de cobre combinados dois-a-dois em 4 pares. Esses 4 pares são trançados para evitar interferência e perda do sinal. O cabo é flexível, superbarato e fácil de instalar. O alcance máximo é de 100 metros (segundo a norma embora seja possível distância maiores fora da norma mas não muito maiores) e a taxa de transmissão máxima obtida hoje em dia é de 1 gbps até 10gbps. As placas de rede para cabo par trançado são baratas.
Vantagens : preço mais baixo, facilidade de uso, versatilidade. Pode ser usado para transmitir voz, dados e imagem embora hoje em dia todo mundo use para transmitir dados (e a voz digitalizada, a imagem digitalizada é todo dado).







 

Topologia de Rede - XYZ

• Descentralização:

  Numa malha de topologia (isto é, uma malha parcialmente conectada topologia), há pelo menos dois nós com dois ou mais caminhos entre eles para fornecer caminhos redundantes a serem utilizados no caso de a ligação proporcionando um dos caminhos de falha. Esta descentralização é frequentemente utilizado com vantagem para compensar a desvantagem de um único ponto de falha, que está presente quando se utiliza um único dispositivo como um nó central (por exemplo, em redes de estrela e árvores). Um tipo especial de malha, limitando o número de saltos entre dois nós, é um hipercubo . O número de arbitrárias garfos em redes mesh torna mais difícil de conceber e implementar, mas a sua natureza descentralizada torna muito útil. Isto é semelhante em alguns aspectos a um rede de pontos , em que uma topologia linear ou anel é utilizado para ligar sistemas em múltiplas direcções. Um anel de multi-dimensional tem uma toroidal topologia, por exemplo.
  Uma rede totalmente conectada , completa topologia ou topologia de malha completa é uma topologia de rede em que há uma ligação direta entre todos os pares de nós. Numa rede totalmente conectada com n nós, existem n (n-1) / 2 ligações directas. Redes projetadas com esta topologia são geralmente muito caro para configurar, mas proporcionar um alto grau de confiabilidade, devido aos vários caminhos para os dados que são fornecidos pelo grande número de ligações redundantes entre os nós. Esta topologia é visto principalmente em militares aplicações. 

Topologia de Rede - XYZ

• ^Árvore:

A topologia em árvore é essencialmente uma série de barras interconectadas. Geralmente existe uma barra central onde outros ramos menores se conectam. Esta ligação é realizada através de derivadores e as conexões das estações realizadas do mesmo modo que no sistema de barra padrão.
Cuidados adicionais devem ser tomados nas redes em árvores, pois cada ramificação significa que o sinal deverá se propagar por dois caminhos diferentes. A menos que estes caminhos estejam perfeitamente casados, os sinais terão velocidades de propagação diferentes e refletirão os sinais de diferentes maneiras. Em geral, redes em árvore, vão trabalhar com taxa de transmissão menores do que as redes em barra comum, por estes motivos.
Topologia física baseada numa estrutura hierárquica de várias redes e sub-redes. Existem um ou mais concentradores que ligam cada rede local e existe um outro concentrador que interliga todos os outros concentradores. Esta topologia facilita a manutenção do sistema e permite, em caso de avaria, detectar com mais facilidade o problema.

Topologia de Rede - XYZ

• Anel:

Na topologia em anel os dispositivos são conectados em série, formando um circuito fechado (anel). Os dados são transmitidos unidirecionalmente de nó em nó até atingir o seu destino. Uma mensagem enviada por uma estação passa por outras estações, através das retransmissões, até ser retirada pela estação destino ou pela estação fonte. Os sinais sofrem menos distorção e atenuação no enlace entre as estações, pois há um repetidor em cada estação. Há um atraso de um ou mais bits em cada estação para processamento de dados. Há uma queda na confiabilidade para um grande número de estações. A cada estação inserida, há um aumento de retardo na rede. É possível usar anéis múltiplos para aumentar a confiabilidade e o desempenho.

Topogia de Rede - XYZ

• Centralização:

A topologia em estrela reduz a probabilidade de uma falha de rede, conectando todos os nós periféricos (computadores, etc) a um nó central. Quando a topologia em estrela física é aplicado a uma rede de autocarros de lógica, tais como Ethernet , este nó central (tradicionalmente um hub ) retransmite todas as transmissões recebidas a partir de qualquer nó periférico para todos os nós periféricos na rede, incluindo por vezes o nó de origem. Todos nós periféricos podem, assim, comunicar-se com todos os outros, transmitindo a, e recebendo, o nó central, apenas. A falha de uma linha de transmissão ligando qualquer nó periférico para o nó central irá resultar no isolamento desse nó periférico de todos os outros, mas os nós restantes periféricos não serão afectadas. No entanto, a desvantagem é que a falha do nó central fará com que a falha de todos os nós periféricos também.
Se o nó central é passivo , o nó de origem tem de ser capazes de tolerar a recepção de um eco de sua própria transmissão, atraso de duas vias de ida e volta do tempo de transmissão (isto é, a e a partir do nó central) mais qualquer atraso gerado no nó central. Um ativo de rede em estrela tem um nó ativo central que geralmente tem os meios para evitar problemas relacionados com o eco.
Uma árvore de topologia (aka topologia hierárquica ) pode ser visto como um conjunto de redes em estrela dispostos em uma hierarquia . Esta árvore tem individuais nós periféricos (folhas, por exemplo) que são necessários para transmitir e receber de um outro nó só e não são obrigados a agir como repetidores ou regeneradores. Ao contrário da rede em estrela, a funcionalidade do nó central pode ser distribuído.
Como na rede em estrela convencional, os nós individuais pode assim ainda ser isolado a partir da rede por uma falha de um único ponto de um circuito de transmissão para o nó. Se um elo de ligação de uma folha falhar, que folha é isolado, se uma conexão com um nó não-folha falhar, uma seção inteira da rede torna-se isolada do resto.
Para aliviar a quantidade de tráfego de rede que vem transmitindo todos os sinais de todos os nós, mais avançados nós centrais foram desenvolvidas para que sejam capazes de acompanhar as identidades dos nós que estão conectados à rede. Estes switches de rede vai "aprender" o layout da rede "escutando" em cada porta durante a transmissão de dados normal, examinar os pacotes de dados e gravar o endereço / identificador de cada nó conectado e qual porta ele está conectado em uma tabela de pesquisa realizada na memória. Esta tabela de pesquisa, então, permite transmissões futuras para ser encaminhado para o destino pretendido apenas.

Topologia de Rede - XYZ

• Híbrida:

É a topologia mais utilizada em grandes redes. Assim, adequa-se a topologia de rede em função do ambiente, compensando os custos, expansibilidade, flexibilidade e funcionalidade de cada segmento de rede. São as que utilizam mais de uma topologia ao mesmo tempo, podendo existir várias configurações que podemos criar utilizando uma variação de outras topologias. Elas foram desenvolvidas para resolver necessidades específicas.
Muitas vezes acontecem demandas imediatas de conexões e a empresa não dispõe de recursos, naquele momento, para a aquisição de produtos adequados para a montagem da rede. Nestes casos, a administração de redes pode utilizar os equipamentos já disponíveis considerando as vantagens e desvantagens das topologias utilizadas.
Consideremos o caso de um laboratório de testes computacionais onde o número de equipamentos é flutuante e que não admite um layout definido. A aquisição de concentradores ou computadores pode não ser conveniente, pelo contrário até custosa. Talvez uma topologia em barramento seja uma solução mais adequada para aquele segmento físico de rede.
Numa topologia híbrida, o desenho final da rede resulta da combinação de duas ou mais topologias de rede. A combinação de duas ou mais topologias de rede permite-nos beneficiar das vantagens de cada uma das topologias que integram esta topologia. Embora muito pouco usada em redes locais, uma variante da topologia em malha, a malha híbrida, é usada na Internet e em algumas WANs. A topologia de malha híbrida pode ter múltiplas ligações entre várias localizações, mas isto é feito por uma questão de redundância, além de que não é uma verdadeira malha porque não há ligação entre cada um e todos os nós, somente em alguns por uma questão de backup.

Topologia de Rede - XYZ

• Barramento:

Todos os computadores são ligados em um mesmo barramento físico de dados. Apesar de os dados não passarem por dentro de cada um dos nós, apenas uma máquina pode “escrever” no barramento num dado momento. Todas as outras “escutam” e recolhem para si os dados destinados a elas. Quando um computador estiver a transmitir um sinal, toda a rede fica ocupada e se outro computador tentar enviar outro sinal ao mesmo tempo, ocorre uma colisão e é preciso reiniciar a transmissão.
Essa topologia utiliza cabos coaxiais. Para cada barramento existe um único cabo, que vai de uma ponta a outra. O cabo é seccionado em cada local onde um computador será inserido na rede. Com o seccionamento do cabo formam-se duas pontas e cada uma delas recebe um conector BNC. No computador é colocado um "T" conectado à placa que junta as duas pontas. Embora ainda existam algumas instalações de rede que utilizam esse modelo, é uma tecnologia obsoleta.
Na topologia de barramento todos os computadores estão ligados a um cabo contínuo que é terminado em ambas as extremidades por uma pequena ficha com uma resistência ligada entre a malha e o fio central do cabo (terminadores). A função dos “terminadores” é de adaptarem a linha, isto é, fazerem com que a impedância vista para interior e para o exterior do cabo seja a mesma, senão constata-se que há reflexão do sinal e, consequentemente, perda da comunicação. Neste tipo de topologia a comunicação é feita por broadcast , isto é, os dados são enviados para o barramento e todos os computadores vêem esses dados, no entanto, eles só serão recebidos pelo destinatário.

Componentes de uma rede

 Uma rede de computadores torna-se operacional quando existe a interligação dos computadores de forma local ou remota. Para faze-la, são necessários placas de rede, cabos, conectores, concentradores ou computadores, o sistema operacional e o cliente de acesso.
Agora que já expliquei o básico, vou citar alguns exemplos:


 Cabo:

O projeto de cabeamento de uma rede, que faz parte  do meio físico usado para interligar
computadores, é um fator de extrema importância para o bom desempenho de uma rede. Esse
projeto envolve aspectos sobre a taxa de transmissão, largura de banda, facilidade de instalação,
imunidade a ruídos, confiabilidade, custos de interface, exigências geográficas, conformidade com
padrões internacionais e disponibilidades de componentes.

Cabos Cruzados:

Um cabo crossover, também conhecido como cabo cruzado, é um cabo de rede par trançado que permite a ligação de 2 (dois) computadores pelas respectivas placas de rede sem a necessidade de um concentrador (Hub ou Switch) ou a ligação de modems.


Conectores:

Um conector é um dispositivo que efetua a ligação entre um ou mais pontos aonde se necessita de comunicação de sinais(por exemplo, entre um computador e um periférico).

^{Roteador Wirelles:}

Um roteador wireless é um dispositivo de redes que executa a função de um roteador mas também inclui as funções de um access point. Ele é normalmente usado para criar um acesso para Internet ou uma rede de computadores sem a necessidade de cabos para conectá-los. Roteadores wireless podem ser utilizados em lugares como aeroportos e escolas com redes sem fio.

Placa de Rede:

Uma placa de rede é um dispositivo de hardware responsável pela comunicação entre os computadores de uma rede.
A placa de rede é o hardware que permite aos computadores conversarem entre si através da rede. A sua função é controlar todo o envio e recepção de dados através da rede.

Classificação em nível de abrangência das redes de computadores

•  Redes de área local ou LAN (LOCAL AREA NETWORKS) - em que a abrangência de uma rede não ultrapassa algumas dezenas ou centenas de metros, situando-se, normalmente, dentro de um edifício;

•  Rede de área alargada ou WAN (WIDE AREA NETWORKS) - rede de computadores ou conjunto de redes cuja a abrangência se estende por toda uma região, várias regiões, vários países ou até a totalidade do Globo (como é o caso da Internet).

Entre as redes de área local (LAN) e as redes de área alargada (WAN) podemos encontrar redes de dimensões intermédias, como, por exemplo:

•  Redes de campus (campus networks) - que consistem normalmente em diversas redes locais ligadas entre si, abrangendo um conjunto de edifícios vizinhos (como, por exemplo, os vários departamentos de uma universidade, hospital ou grande unidade frabil);
•  Redes de área metropolitana (MAN - Metropolitan Área Networks) - redes que abarcam a área de uma grande cidade ou região urbana, interligando determinadas entidades ou instituições que necessitam de manter entre si um sistema de comunicação de dados (como, por exemplo, as entidades administrativas ou policiais de uma grande cidade).

Redes cliente-servidor e redes peer-to-peer

Uma outra distinção significativa entre redes de computadores é a seguinte:

Numa rede cliente-servidor, existem um ou mais computadores que desempenham funções específicas, que consistem em prestar serviços aos outros computadores da rede. Um computador que desempenha essas funções chama-se servidor (server) e os outros computadores ou postos de trabalho que utilizam esses serviços são chamados clientes.

Numa rede do tipo peer-to-peer ("igual-para-igual") não existe diferenciação entre servidores e clientes, pois todos os computadores estão em pé de igualdade uns com os outros (quanto à possibilidade de partilharem e acederem à informação e aos recursos uns dos outros). No entanto, neste tipo de redes, é possível introduzir restrições de acesso, através de passwords e da partilha ou não dos recursos.

A principal característica de uma rede peer-to-peer é a possibilidade de qualquer computador poder partilhar os seus recursos, com qualquer outro computador da rede e, reciprocamente, aceder aos recursos partilhados em outros computadores.