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REDES INDUSTRIAIS

REDES INDUSTRIAIS. AULA 3 – MEIOS FÍSICOS DE TRANSMISSÃO. 4. MEIOS FÍSICOS DE TRANSMISSÃO. 4.1 Meio de Transmissão Diferem com relação a: Banda passante Potencial para conexão ponto-a-ponto ou multiponto Limitação geográfica devido à atenuação característica do meio. Imunidade a ruído

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  1. REDES INDUSTRIAIS AULA 3 – MEIOS FÍSICOS DE TRANSMISSÃO Redes Industriais - R. C. Betini

  2. 4. MEIOS FÍSICOS DE TRANSMISSÃO 4.1 Meio de Transmissão Diferem com relação a: • Banda passante • Potencial para conexão ponto-a-ponto ou multiponto • Limitação geográfica devido à atenuação característica do meio. • Imunidade a ruído • Custo • Disponibilidade de componentes • Confiabilidade Redes Industriais - R. C. Betini

  3. 4.1 Meio de Transmissão Meios Mais usados: • Par trançado • Cabo coaxial • Fibra ótica • Radiodifusão • Infravermelho • Laser • Enlaces de satélite e microondas Redes Industriais - R. C. Betini

  4. 4.1.1 Par-Trançado • Permite transmissão analógica e digital. • Taxas de transmissão dependem da espessura do fio e da distância viajada (até alguns Gigabits para pequenas distâncias é possível). • Perda de energia com a distância (radiação, calor) • Em baixas freqüências a imunidade do ruído é tão boa quanto a do cabo coaxial. • Em freqüências um pouco mais elevada (cerca de 100 kHz) o cabo coaxial é bem superior. Redes Industriais - R. C. Betini

  5. Cabos de Par Trançado • Nos anos 90 era muito comum encontrar rede de computadores usando cabo coaxial de 50 Ohms. • Isso se dava pelo fato de ser uma rede mais fácil de ser instalada pois o cabo era parecido com o cabo de antena de televisão e poderia ser instalado em qualquer local sem problemas com interferências. • Com o avanço das redes de computadores, aumentando sua taxa de transferência, o cabo coaxial começou a ser substituído pelo cabo par trançado. • As principais vantagens de uso do cabo par trançado são: uma maior taxa de transferência de arquivos, baixo custo do cabo e baixo custo de manutenção de rede. Redes Industriais - R. C. Betini

  6. Taxas de Transmissão • 10 Mbps (Ethernet); • 100 Mbps (Fast Ethernet)ou • 1000 Mbps (Gigabit Ethernet). Os cabos de par trançado são muito comuns em equipamentos para internet banda larga como ADSL e CATV para ligar a placa de rede nos Hubs, Switch ou Roteador. Estes equipamentos geralmente são instalados em redes domésticas através do cabo UTP Categoria 5. Redes Industriais - R. C. Betini

  7. Tipos: Existem 3 tipos. • 1. Unshielded Twisted Pair - UTP ou Par Trançado sem Blindagem: é o mais usado atualmente tanto em redes domésticas quanto em grandes redes industriais devido ao fácil manuseio, instalação. • Permite taxas de transmissão de até 100 Mbps com a utilização do cabo CAT 5e. • É o mais barato para distâncias de até 100 metros. • Para distâncias maiores emprega-se cabos de fibra óptica. • Sua estrutura é de quatro pares de fios entrelaçados e revestidos por uma capa de PVC. • Pela falta de blindagem este tipo de cabo não é recomendado ser instalado próximo a equipamentos que possam gerar campos magnéticos (fios de rede elétrica, motores, inversores de frequência) e também não podem ficar em ambientes com Humidade. Redes Industriais - R. C. Betini

  8. Cabos UTP Seção de cabo UTP Cabo UTP sem blindagem com 4 pares. Redes Industriais - R. C. Betini

  9. Tipos: Existem 3 tipos. • 2 Shielded Twisted Pair - STP ou Par Trançado Blindado (cabo com blindagem): É semelhante ao UTP. A diferença é que possui uma blindagem feita com a malha metálica. • É recomendado para ambientes com interferência eletromagnética acentuada. • Por causa de sua blindagem possui um custo mais elevado. • Caso o ambiente possua umidade, grande interferência eletromagnética, distâncias acima de 100 metros ou exposto diretamente ao sol ainda é aconselhável o uso de cabos de fibra óptica. • O Cabo STP é um padrão introduzido pela IBM. Redes Industriais - R. C. Betini

  10. Cabos STP Seção de cabo STP Redes Industriais - R. C. Betini

  11. Tipos: Existem 3 tipos. • 3. Screened Twisted Pair - ScTP também referenciado como FTP (Foil Twisted Pair), os cabos são cobertos pelo mesmo composto do UTP categoria 5 Plenum. • Para este tipo de cabo, no entanto, uma película de metal é enrolada sobre cada par trançado, melhorando a resposta a ruídos ou campos eletromagnéticos. • Necessita de maiores cuidados quanto ao aterramento para garantir eficácia frente às interferências. Redes Industriais - R. C. Betini

  12. Cabo FTP Os cabos Categoria 5e blindados FTP da NEXANS foram projetados especialmente para aplicações que necessitam de isolamento adicional de sinais. Este cabo de alta performance possui uma fita flexível de alumínio e um condutor estanhado para facilidade do aterramento. Esta construção é ideal para instalações que podem estar sujeitas a interferências eletromagnéticas externas acima do normal. Redes Industriais - R. C. Betini

  13. Categoria • Os cabos UTP foram padronizados pelas normas da EIA/TIA-568-B e são divididos em 9 categorias. • Estas categorias levam em conta o nível de segurança e a bitola do fio, onde os números maiores indicam fios com diâmetros menores. • Veja a seguir um resumo simplificado dos cabos UTP. Redes Industriais - R. C. Betini

  14. Categoria do cabo 1 (CAT1): Consiste em um cabo blindado com dois pares trançados compostos por fios 26 AWG. São utilizados por equipamentos de telecomunicação e rádio. Foi usado nas primeiras redes Token-ring mas não é aconselhável para uma rede par trançado. • (CAT1 não é mais recomendado pela TIA/EIA). • Categoria do cabo 2 (CAT2): É formado por pares de fios blindados (para voz) e pares de fios não blindados (para dados). Também foi projetado para antigas redes token ring E ARCnet chegando a velocidade de 4 Mbps. • (CAT2 não é mais recomendado pela TIA/EIA). Redes Industriais - R. C. Betini

  15. Categoria do cabo 3 (CAT3): É um cabo não blindado (UTP) usado para dados de até 10Mbits com a capacidade de banda de até 16 MHz. Foi muito usado nas redes Ethernet criadas nos anos noventa (10BASET). Ele ainda pode ser usado para VOIP, rede de telefonia e redes de comunicação 10BASET e 100BASET4. • (CAT3 é recomendado pela norma EIA/TIA-568-B). • Categoria do cabo 4 (CAT4): É um cabo par trançado não blindado (UTP) que pode ser utilizado para transmitir dados a uma frequência de até 20 MHz e dados a 20 Mbps. Foi usado em redes que podem atuar com taxa de transmissão de até 20Mbps como token ring, 10BASET e 100BASET4. Não é mais utilizado pois foi substituido pelos cabos CAT5 e CAT5e. • (CAT4 não é mais recomendado pela TIA/EIA). Redes Industriais - R. C. Betini

  16. Categoria do cabo 5 (CAT5): usado em redes fast ethernet em frequências de até 100 MHz com uma taxa de 100 Mbps. • (CAT5 não é mais recomendado pela TIA/EIA). • Categoria do cabo 5e (CAT5e): é uma melhoria da categoria 5. Pode ser usado para frequências até 125 MHz em redes 1000BASE-Tgigabit ethernet. Ela foi criada com a nova revisão da norma EIA/TIA-568-B. • (CAT5e é recomendado pela norma EIA/TIA-568-B). • Categoria do cabo 6 (CAT6): definido pela norma ANSI EIA/TIA-568-B-2.1 possui bitola 24 AWG e banda passante de até 250 MHz e pode ser usado em redes gigabit ethernet a velocidade de 1.000 Mbps. • (CAT6 é recomendado pela norma EIA/TIA-568-B). Redes Industriais - R. C. Betini

  17. Categoria: CAT 6a: é uma melhoria dos cabos CAT6. O a de CAT6a significa augmented (ampliado). Os cabos dessa categoria suportam até 500 MHz e podem ter até 55 metros no caso da rede ser de 10.000 Mbps, caso contrario podem ter até 100 metros. Para que os cabos CAT 6a sofressem menos interferências os pares de fios são separados uns dos outros, o que aumentou o seu tamanho e os tornou menos flexíveis. Essa categoria de cabos tem os seus conectores específicos que ajudam à evitar interferências. • Categoria 7 (CAT7): foi criado para permitir a criação de rede 10 gigabit Ethernet de 100m usando fio de cobre (apesar de atualmente esse tipo de rede esteja sendo usado pela rede CAT6). Redes Industriais - R. C. Betini

  18. Cores As cores dos fios são: • Laranja e branco • Laranja • Verde e branco • Azul • Azul e branco • Verde • Castanho (ou marrom) e branco • Castanho (ou marrom) Redes Industriais - R. C. Betini

  19. Observações sobre Cabos de Par Trançado • É importante que a sequência de cores seja respeitada ao se montar um cabo. Caso contrário, pode haver perda parcial ou total de pacotes, principalmente em cabos de mais de 3 metros. • A norma EIA/TIA-568-B prevê duas montagens para os cabos, denominadas T568A e T568B. A montagem T568A usa a sequência branco e verde, verde, branco e laranja, azul, branco e azul, laranja, branco e castanho, castanho. • A montagem T568B usa a sequência branco e laranja, laranja, branco e verde, azul, branco e azul, verde, branco e castanho, castanho. • As duas montagens são totalmente equivalentes em termos de desempenho, cabendo ao montador escolher uma delas como padrão para sua instalação. É boa prática que todos os cabos dentro de uma instalação sigam o mesmo padrão de montagem. • Um cabo cujas duas pontas usam a mesma montagem é denominado Direto (cabo), e serve para ligar estações de trabalho e roteadores a switches ou hubs. Um cabo em que cada ponta é usado uma das montagens é denominado Crossover, e serve para ligar equipamentos do mesmo tipo entre si. Redes Industriais - R. C. Betini

  20. Observações sobre Cabos de Par Trançado • Existem cabos com diferentes representações destes códigos de cores. • O fio com a cor branca pode ser a cor mais clara (verde-claro, azul-claro, laranja-claro, castanho-claro); • Fio branco com uma lista de cor; • Fio completamente branco. Neste caso é necessário ter atenção aos cabos que estão entrelaçados; • Fio dourado representando o fio "branco e castanho". Redes Industriais - R. C. Betini

  21. Cabos Sólidos e Flexíveis • A norma EIA/TIA-568-B prevê ainda que os cabos UTP sejam divididos em "sólidos" (os condutores são formados de um único filamento) e "flexíveis". • O cabo "sólido" deve ser usado para instalações estáticas, onde não há movimentação do cabo. • O cabo "flexível" deve ser usado para as pontas da instalação, onde há movimentações constantes do cabo. • Como o cabo "flexível" tem características elétricas diferentes das do cabo "sólido", há a recomendação de que seja usado no máximo 10 metros de cabo flexível num enlace. • Caso seja necessário usar cabos flexíveis numa distância maior, o tamanho do enlace deve ser diminuído proporcionalmente, para evitar perda de sinal (p.ex., com 20 metros de cabo flexível, o tamanho máximo do enlace desce para 90 metros). • Outras aplicações que não a transmissão de dados em Ethernet, Fast Ethernet ou Gigabit Ethernet podem ter limites diferentes para o tamanho máximo do cabo Redes Industriais - R. C. Betini

  22. Cabo Crossover • Um cabo crossover, 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). Redes Industriais - R. C. Betini

  23. Cabo Cross-Over Redes Industriais - R. C. Betini

  24. Cabo Crossover • 1ª e 2ª pontas • (da esquerda para a direita) • Padrão T568B: • branco laranja (Recepção) • laranja (Recepção) • branco verde (Transmissão) • azul • branco azul • verde (Transmissão) • branco marrom • marrom • pino função cor • Padrão T568A: • branco verde (transmissão) • verde (transmissão) • branco laranja (Recepção) • azul • branco azul • laranja (Recepção) • branco marrom • marrom Obs.: As informações sobre transmissão e recepção são baseados nos padrões 10BASET (Ethernet) e 100BASETX (Fast Ethernet. O padrão 100BASET4, usado em algumas redes Fast Ethernet usa os 4 pares de fios. A rede 1000BASET também usa os 4 pares do cabo CAT5E. Redes Industriais - R. C. Betini

  25. Dois conectores T568B/T568A (RJ-45) Redes Industriais - R. C. Betini

  26. Montagem do Cabo de Rede de Par Trançado CAT3/CAT4/CAT5 ou CAT5e • 1) Corta-se o cabo de conexão horizontal (para ligar da tomada para o computador) no comprimento desejado (geralmente o cabo deve ter 1,5m). • 2) Em cada ponta, com a lamina do alicate crimpador retira-se a capa de isolamento azul com um comprimento aproximado de 2 cm. • 3) Prepare os oitos pequenos fios para serem inseridos dentro do conector RJ45, obedecendo a seqüência de cores desejada (T568A ou T568B). • 4) Após ajustar os fios na posição corta-se as pontas dos mesmos com um alicate ou com a lamina do próprio crimpador para que todos fiquem no mesmo alinhamento e sem rebarbas, para que não ofereçam dificuldades na inserção no conector RJ45. Redes Industriais - R. C. Betini

  27. Montagem do Cabo de Rede de Par Trançado CAT3/CAT4/CAT5 ou CAT5e Notem que as pontas dos fios devem ficar totalmente dentro do conector RJ45 Alicate de crimpar Redes Industriais - R. C. Betini

  28. Montagem do Cabo de Rede de Par Trançado CAT3/CAT4/CAT5 ou CAT5e • 5) cuidadosamente dentro do conector observando que os fios fiquem bem posicionados. • 6) Examine o cabo percebendo que as cabeças dos fios entraram totalmente no conector RJ45. Caso algum fio ainda não esteja alinhado refaça o item 4 para realinhar. • 7) Inserir o conector já com os fios colocados dentro do alicate crimpador, e pressionar até o final. • 8) Após a crimpagem dos dois lados, use um testador de cabos‎ certificar que os 8 fios estão funcionando bem. Redes Industriais - R. C. Betini

  29. Conector RJ-45 não crimpado Redes Industriais - R. C. Betini

  30. Componentes do Cabeamento de Par Trançado • O par trançado utiliza o conector telefônico RJ-45 para conectar-se a um computador. • Esse conector é semelhante ao conector telefônico RJ-11 (conector utilizado na telefonia). • Embora pareçam iguais à primeira vista, há diferenças essenciais entre os dois. • O RJ-45 é ligeiramente maior e não se ajustará à tomada telefônica RJ-11. O RJ-45 aloja oito conexões de cabo, ao passo que o RJ-11 só aloja quatro. Redes Industriais - R. C. Betini

  31. Cabo Coaxial • Em certa época, cabo coaxial era o tipo de cabeamento de rede mais amplamente utilizado. • Havia várias razões para a ampla utilização do cabo coaxial. Era relativamente barato, leve, flexível e fácil de manipular. • A utilização era tão comum que sua instalação tornou-se segura e fácil de ser suportada. • Em sua forma mais simples, o cabo coaxial é constituído por um núcleo de cobre sólido cercado por um isolante, uma blindagem de malha metálica e uma cobertura externa. Uma camada de folha isolante e outra camada de blindagem de malha metálica constituem o que se chama de blindagem dupla. Contudo, para ambientes sujeitos a interferências mais altas, está disponível a blindagem quádrupla. Esta é constituída por duas camadas de folha isolante e duas camadas de blindagem de malha metálica. Redes Industriais - R. C. Betini

  32. Cabo Coaxial Redes Industriais - R. C. Betini

  33. Cabo Coaxial • Maioria dos sistemas em banda básica utilizam o cabo com impedância de 50 ohms. • TVs a cabo e redes em banda larga utilizam cabos de 75 ohms. • Na transmissão em banda básica o cabo de 50 ohms sofre menos reflexões devido às capacitâncias introduzidas na ligação das estações ao cabo. • O cabo coaxial tem uma imunidade de ruído de crosstalk bem melhor e uma fuga eletromagnética mais baixa que o par trançado. • A transmissão em banda larga fornece uma imunidade de ruído melhor que em banda básica. • O custo do cabo coaxial e das interfaces para ligação ao cabo é mais elevado que o custo do par trançado. Redes Industriais - R. C. Betini

  34. Cabos Coaxiais – Uso Comercial Redes Industriais - R. C. Betini

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  36. Usos do Cabo Coaxial • A principal razão da sua utilização deve-se ao fato de poder reduzir os efeitos e sinais externos sobre os sinais a transmitir, por fenômenos de IEM ( Interferência Eletromagnética). • Os cabos coaxiais geralmente são usados em múltiplas aplicações desde áudio ate as linhas de transmissão de freqüências da ordem dos gigahertz . A velocidade de transmissão é bastante elevada devido a tolerância aos ruídos graças à malha de proteção desses cabos. • Os cabos coaxiais são usados em diferentes aplicações: • Ligações de áudio (Telecomunicações) • Ligações de rede de computadores • Ligações de sinais radio freqüência de rádio e TV - (Transmissores/receptores) Redes Industriais - R. C. Betini

  37. Fibra Óptica • Você ouve a respeito de cabos de fibra óptica sempre que as pessoas falam sobre o sistema telefônico, o sistema de TV a cabo ou a Internet. • As linhas de fibra óptica são fios de vidro opticamente puro, tão finos quanto um fio de cabelo, que transmitem informação digital ao longo de pequenas ou grandes distâncias. • Transmissão através do envio de um sinal de luz codificado dentro do domínio de freqüência do infravermelho, 1012 a 1014 Hz. Redes Industriais - R. C. Betini

  38. Estrutura da Fibra Óptica • A estrutura cilíndrica básica da fibra óptica é formada por uma região central, chamada de núcleo, envolta por uma camada, também de material dielétrico, chamada casca, como mostrado na figura abaixo. • A secção em corte transversal mais usual do núcleo é a circular, porém fibras ópticas especiais podem ter um outro tipo de secção (por exemplo, elíptica). Redes Industriais - R. C. Betini

  39. Estrutura da Fibra Óptica • A composição da fibra óptica, com material de índice de refração ligeiramente inferior ao do núcleo, oferece condições à propagação de energia luminosa através do seu núcleo. A fibra óptica propaga luz por reflexões sucessivas. • A capacidade de transmissão (banda passante) de uma fibra óptica é função do seu comprimento, da sua geometria e do seu perfil de índices de refração. Existem duas classes principais de fibras: monomodo e multimodo. Redes Industriais - R. C. Betini

  40. Tipo Multimodo • Multimodo refere-se à possibilidade de que vários feixes em diferentes ângulos de incidência propaguem-se através de diferentes caminhos pela fibra. • Fibras multimodo são as mais simples e foram as primeiras a serem produzidas. Cada raio é dito ter um diferente modo. • Este tipo de fibra possui vários modos de propagação e de acordo com o perfil da variação de índices de refração da casca com relação ao núcleo, classificam-se em: índice degrau e índice gradual. Redes Industriais - R. C. Betini

  41. Tipo Multimodo • Permite o uso de fontes luminosas de baixa ocorrência tais como LEDs (mais baratas). • Diâmetros grandes facilitam o acoplamento de fontes luminosas e requerem pouca precisão nos conectores. • Muito usado para curtas distâncias pelo preço e facilidade de implementação pois a longa distância tem muita perda. Redes Industriais - R. C. Betini

  42. Fibras Multimodo Redes Industriais - R. C. Betini

  43. Dependendo de como o Núcleo é construído, a propagação da Luz ao longo da Fibra irá variar. Para o caso do chamado Índice Degrau, em inglês Step Index, abaixo ilustra como se processa esta propagação. Na Fibra Óptica Multimodo Índice Gradual, que constitui uma evolução da Fibra Óptica Multimodo de Índice Degrau, projetada para prover uma melhor propagação dos Feixes de Luz incidentes na Fibra Óptica Mulimodo. Fibras Multimodo Redes Industriais - R. C. Betini

  44. Redes Industriais - R. C. Betini

  45. Fibras Monomodo • Permite o uso de apenas um sinal de luz pela fibra. • Dimensões menores que os outros tipos de fibras. • Maior banda passante por ter menor dispersão. • Geralmente é usado laser como fonte de geração de sinal. Redes Industriais - R. C. Betini

  46. Fibras Monomodo e Multimodo Redes Industriais - R. C. Betini

  47. 4.1.3 Fibra Ótica • O padrão ISSO 9314?ANSI X3T9.5 (FDDI) especifica a possibilidade de utilização de cabos de fibra multimodo degrau 50/125, 100/140 e 85/125. (Tab. 4.2) • Fibras multimodo de índice gradualapresentam taxas de velocidades maiores que a multimodo degrau. (Fig. 4-7) • Fibras monomodo possuem o núcleo de diâmentro tão pequeno que apenas um módulo é transmitido. • São os tipos de fibras mais caras porém podem ser usadas para distâncias mais longas. • Fibras monomodos usuais podem transmitir dados em vários Gbps por 30 km sem repetidor. • Experimentos tem apresentado transmissão via laser até 100 km sem usar repetidores porém operando com velocidades menores. (Fig. 4-8) Redes Industriais - R. C. Betini

  48. Cabos de Fibra Óptica Segundo a Nomenclatura IBM Redes Industriais - R. C. Betini

  49. Fibra Multimodo com Índice Gradual Redes Industriais - R. C. Betini

  50. Fibra Monomodo Redes Industriais - R. C. Betini

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