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Pós-Graduação em Segurança da Informação Redes de Computadores I. Faculdade Area1/FTE/Ruy Barbosa 24 de outubro a 01 de novembro de 2008. Marco Antônio C. Câmara Eng. Eletricista - UFBA’87 Mestrando em Redes de Computadores Professor Unifacs, UCSAL, Area1. Professor.

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p s gradua o em seguran a da informa o redes de computadores i

Pós-Graduação em Segurança da InformaçãoRedes de Computadores I

Faculdade Area1/FTE/Ruy Barbosa

24 de outubro a 01 de novembro de 2008

Prof. Marco Câmara

professor
Marco Antônio C. Câmara

Eng. Eletricista - UFBA’87

Mestrando em Redes de Computadores

Professor Unifacs, UCSAL, Area1

Professor

www.logicengenharia.com.br/mcamara

maccamara@gmail.com

71-9197-8976

Prof. Marco Câmara

redes de computadores i com nfase nos aspectos de seguran a
Redes de Computadores I(com ênfase nos aspectos de segurança)
  • Revisão do padrão ethernet;
  • Equipamentos Ethernet;
  • Switches Ethernet;
  • Revisão de endereçamento IP;
  • Introdução ao Wireless.

Prof. Marco Câmara

revis o do padr o ethernet

Revisão do padrão Ethernet

Prof. Marco Câmara

dados t cnicos
Dados técnicos
  • Sistema baseado em broadcasting (difusão)
    • Mensagens chegam sempre a todas as estações;
    • Tratamento de colisões ou delays pelo protocolo;
  • Alta eficiência nos ambientes existentes na época
    • Poucas aplicações gráficas;
    • Número limitado de estações;
  • Taxa de transferência de 10Mbps
    • Compartilha meio físico entre todos os pontos de cada segmento.

Prof. Marco Câmara

problemas t cnicos
Problemas Técnicos
  • Ausência de suporte a Multimídia :
    • Necessidade de alta taxa de transferência
    • Necessidade de sincronismo
  • Desempenho limitado pela taxa de transferência
  • Método de acesso (CSMA/CD)

Prof. Marco Câmara

detec o da portadora13
Detecção da Portadora

Os sinais transmitidos por uma estação devem ser recebidos por todas as outras, independente da situação !

estados de opera o
Estados de Operação
  • Desocupado
    • Nenhuma mensagem transmitida (n=0)
    • Eficiência nula, como em qualquer outro método
  • Transmissão OK
    • Uma mensagem transmitida (n=1)
    • Eficiência máxima
  • Colisão + Contenção
    • Mais de uma mensagem transmitida (n)
    • Eficiência nula, por conta do método

Prof. Marco Câmara

detec o de colis es16
Detecção de Colisões
  • A
  • B
  • Após a chegada do primeiro bit enviado por A em B
    • Deslocamento ocorre em uma velocidade muito alta
      • Tipicamente 2/3 da velocidade da luz em meios elétricos, ou próxima da velocidade da luz em fibras óticas ;
    • Colisão interrompe transmissão em B

detec o de colis es17
Detecção de Colisões
  • A
  • B
  • Após a informação de colisão chegar à estação A
    • (Deslocamento ocorre na mesma velocidade)
  • Colisão interrompe transmissão em A

detec o de colis es18
Detecção de Colisões
  • A
  • B
  • Tempo de ida e retorno (round trip time)
    • Igual a duas vezes o tempo de deslocamento no total da extensão do cabo
    • É função apenas do meio físico !
  • O CD (Collision Detection) do CSMA/CD permanece ativo até o decurso do round trip time
    • Janela de colisões (64 bytes)
algoritmo de transmiss o evolu o do ethernet
Algoritmo de Transmissão & Evolução do Ethernet
  • Visando eliminar o impacto das colisões, principalmente em condições de tráfego elevado, foi criado um algoritmo especial, o binary exponential back-off;
  • Nos ambientes atuais, com o uso extensivo de switches (micro-segmentação), desapareceu a necessidade de tratamento, e com ela antigos limites de número de estações, repetidores etc.

Prof. Marco Câmara

quadro ethernet b sico
Quadro Ethernet básico

Preâmbulo: seqüência de início e sincronismo;

FSD: Delimitador de início de quadro (frame start delimiter);

Endereço de Destino (DA - Destination Address): Unicast, multicast ou broadcast

Endereço de origem (SA – Source Address): Identifica fabricante e dispositivo

Comprimento / Tipo: marca final do quadro & identifica conteúdo;

Dados (Data): conteúdo do quadro

Preenchimento (Filling): garante comprimento mínimo de 64 bytes

CRC (Cyclic Redundancy Check): verifica integridade dos dados

7

1

6

6

2

0-1500

0-46

4

Endereço

de

Origem

Endereço

de

Destino

FSD

Compri-mento

Preâmbulo

Preenchimento

Dados

CRC

Prof. Marco Câmara

chaveamento de quadros
Chaveamento de Quadros

7

1

6

6

2

0-1500

0-46

4

Endereço

de

Origem

Endereço

de

Destino

FSD

Compri-mento

Preâmbulo

Preenchimento

Dados

CRC

Determina o endereço

do destinatário (*)

(*) Colisões podem ser encaminhadas.

Prof. Marco Câmara

chaveamento de quadros22
Chaveamento de Quadros

7

1

6

6

2

0-1500

0-46

4

Endereço

de

Origem

Endereço

de

Destino

FSD

Compri-mento

Preâmbulo

Preenchimento

Dados

CRC

Verifica a integridade

do quadro

Prof. Marco Câmara

chaveamento de quadros23
Chaveamento de Quadros

7

1

6

6

2

0-1500

0-46

4

Endereço

de

Origem

Endereço

de

Destino

FSD

Compri-mento

Preâmbulo

Preenchimento

Dados

CRC

(1)

(2)

(3)

(1) On-the-fly ou cut-through

(2) Modified cut-through ou fragment-free

(3) Store-and-forward

Prof. Marco Câmara

tudo store and forward
Tudo store-and-forward ...
  • Cut-Through e Fragment-Free não podem ser implementados se existem taxas de transferência diferentes entre emissor e receptor;
  • Praticamente todos os modelos de switch atuais possuem portas com diferentes taxas de transferência ...

Prof. Marco Câmara

equipamentos ethernet

Equipamentos Ethernet

Prof. Marco Câmara

placas de rede
“Placas de Rede”

Conector

UTP Fêmea

Transceptor

Conector

AUI

Placa de

Rede

Prof. Marco Câmara

placas de rede27
Placa de rede propria-mente dita :

Interface com o barramento do micro

Processamento de camada de enlace

Precisa de “configuração”

Transceptor

Interface com o meio físico

Ligado à placa através de conector AUI

Placas de Rede

Prof. Marco Câmara

os repetidores
Os repetidores
  • Atua na camada física (converte padrões físicos)
  • Regra 5-4-3
    • Cinco segmentos
    • Quatro repetidores
    • Três segmentos vivos
  • Diâmetro máx.: 500 m (elétrico) e 2000 m (ótico)
  • Número máximo de hosts: 30

Prof. Marco Câmara

interligando segmentos de rede

A

A

A

B

B

B

C

C

C

Interligando Segmentos de Rede
  • Repetidores
  • Bridges
  • Roteadores

?

Prof. Marco Câmara

interligando segmentos de rede30

A

A

B

B

A

B

C

C

C

A

A

A

A

A

B

B

A

B

B

B

B

C

C

C

C

C

C

Interligando Segmentos de Rede
  • Repetidores
    • Tráfegos se misturam
    • Tudo funciona como um grande segmento
  • Bridges
  • Roteadores

?

Prof. Marco Câmara

interligando segmentos de rede31

A

AB

B

C

AB

Interligando Segmentos de Rede
  • Repetidores
  • Bridges
    • Isola tráfego local
    • Direciona tráfego externo, através da análise do endereço de destino
  • Roteadores

?

Prof. Marco Câmara

interligando segmentos de rede32

A

AB

B

C

AB

Interligando Segmentos de Rede
  • Repetidores
  • Bridges
  • Roteadores
    • Analisa cabeçalho do protocolo, oferecendo maior flexibilidade

?

Prof. Marco Câmara

bridges e roteadores
Bridges e Roteadores
  • Primeira solução para interligação entre segmentos Ethernet;
  • A visão era interligar segmentos e não reduzir número de pontos por segmento;
  • Chaveamento store-and-forward

Prof. Marco Câmara

switches conceitos b sicos

10M

  • 10M
  • 10M
  • 10M
  • Back-Plane
Switches - Conceitos Básicos
  • Unificam diversas bridges com “n” portas;
  • Permitem a redução da latência típica das bridges;

Prof. Marco Câmara

switches conceitos b sicos35

10M

  • 10M
  • 10M
  • 10M
  • Back-Plane
Switches - Conceitos Básicos
  • Unificam diversas bridges com “n” portas;

Segmentos comunicam-se dois a dois, sem concorrência

pelo canal de comunicação.

Prof. Marco Câmara

switches conceitos b sicos36

10M

  • 10M
  • 10M
  • 10M
  • Back-Plane
Switches - Conceitos Básicos
  • Permitem a redução da latência típica das bridges;

A eliminação da latência se dá pela modificação do método de chaveamento.

Prof. Marco Câmara

o conceito de auto sense
O conceito de auto-sense
  • Os equipamentos conseguem detectar automaticamente a taxa utilizada, ajustando-se automaticamente;
  • Muito útil em ambientes mistos 10BaseT/100BaseTx/1000BaseT;
  • A grande maioria dos componentes fast-ethernet garante esta característica.

Prof. Marco Câmara

equipamentos ativos
Equipamentos Ativos
  • Embora tenham abrigado diversos tipos de equipamentos (repetidores, HUBs, roteadores e switches), hoje a categoria dos “equipamentos ativos” praticamente se limita aos switches;
  • Na função de concentradores de tráfego, os switches agregam, tratam, selecionam e encaminham pacotes de dados em ambientes dos mais diversos portes e complexidades;
  • Qualquer infra-estrutura de rede, mesmo envolvendo sistemas de comunicação diversos (telefonia, CFTV, vídeo etc) estará sempre baseada em um arranjo de switches.

Prof. Marco Câmara

topologia de um projeto de ativos
Topologia de um Projeto de Ativos

Servidores

WAN

Internet

Núcleo (redundante)

Núcleo

Borda

Borda

Borda

Host redundante

hosts

hosts

Prof. Marco Câmara

topologia recomenda es
Topologia: Recomendações
  • Estrela hierárquica com 2 níveis
    • Núcleo ou core;
    • Borda ou edge;
    • Usuários.
  • Redundância:
    • Anéis nas extremidades;
    • Habilitação de protocolos para tratamento
      • STP: Spanning-Tree Protocol;
      • MLST: Multi-Link Split Trunking.

Prof. Marco Câmara

topologia de um projeto de ativos41
Topologia de um Projeto de Ativos

Problema 1:

Topologia c/ Diversos Níveis

Servidores

WAN

Internet

Núcleo (redundante)

Núcleo

Borda

Borda

Borda

Host redundante

hosts

hosts

Prof. Marco Câmara

n mero de saltos

Mais saltos

Perda de performance

Número de Saltos

Descentralização

Descentralização

Servidor

Salto

Usuário

Prof. Marco Câmara

excesso de saltos desvantagens
Excesso de SaltosDesvantagens
  • Atraso
  • Jitter
  • Mais pontos de falha

Prof. Marco Câmara

atraso
Múltiplos switches

Atraso de processamento

Atraso de processamento

Atraso de processamento

Rede

Rede

Rede

Rede

Enlace

Enlace

Enlace

Enlace

Física

Física

Física

Física

Atraso de Propagação

Atraso de Propagação

Atraso

Prof. Marco Câmara

jitter
Jitter
  • Variação no tempo de atraso
    • Rede blocking Geração de Filas
      • As filas têm comprimento variável em função do tráfego;
      • Comprimentos variáveis implicam em atraso variável.
    • O Jitter inviabiliza o uso de aplicações síncronas ou interativas
      • Câmeras IP
      • Telefonia IP
      • Vídeo-Conferência
    • O Jitter provoca comportamento de performance variável com o tráfego.

Prof. Marco Câmara

mais pontos de falha
Setores dependentes

Uma falha acarretaria no desligamento de todos os setores dependentes.

Probabilidade crescente de erros

Mais pontos de falha

Mais erros

Novos componentes

Novos switches

Prof. Marco Câmara

blocking
Incapacidade dos links entre os switches suportarem o trafego total

Criação de filas, com o conseqüente atraso no envio dos quadros;

Switches que não têm esta característica se considerarmos apenas as suas próprias portas são chamados de non-blocking;

Vamos ver um exemplo ...

Considerando:

12 estações conectadas em cada setor

Cada estação trafegando a 10 Mbps

Link entre switches a 1 Gbps

Blocking

Prof. Marco Câmara

exemplo

Link: 1Gbps

Demanda: 360Mbps

Link: 1Gbps

Demanda: 240Mbps

Posto 1

Posto 2

Exemplo

CPD

Link: 1Gbps

Demanda: 1.32Gbps

ADM

Link: 1Gbps

Demanda: 240 + 480 + 240 + 240 = 1.2 Gbps

Almoxarifado

Manutenção

Financeiro

Treinamento

Link: 1Gbps

Demanda: 120Mbps

Link: 1Gbps

Demanda: 120Mbps

Link: 1Gbps

Demanda: 120Mbps

Portaria

Sala de Controle

Compras

Sala de Aula 01

Prof. Marco Câmara

topologia ideal

Considerando ADM, Almoxarifado, Manutenção e Financeiro

como sendo setores críticos.

Topologia Ideal

Link redundante

ADM

Almoxarifado

Posto 2

Link redundante

Manutenção

Posto 1

CPD

Financeiro

Sala de

Aula 01

Treinamento

Compras

Sala de

Controle

Portaria

Prof. Marco Câmara

topologia de um projeto de ativos50
Topologia de um Projeto de Ativos

Problema 2:

Ausência de Redundância

Servidores

WAN

Internet

Núcleo (redundante)

Núcleo

Borda

Borda

Borda

Host redundante

hosts

hosts

Prof. Marco Câmara

opera o cont nua um sonho
Operação contínua – um sonho?
  • Na maior parte dos casos, a estabilidade vale mais do que a performance, funcionalidade ou recursos especiais;
  • O mercado oferece recursos, modelos de projeto e até modalidades de contratação visando o aumento da confiabilidade.

Prof. Marco Câmara

an lise de conting ncia
Análise de Contingência
  • Meios físicos
    • Redundância nas pontas, nos elementos individuais, no meio e no encaminhamento;
    • Estimativas de tempo de parada.
  • Pessoas
    • Aonde estão os conhecimentos específicos ?
    • O conhecimento está dentro da empresa ? Se é no parceiro, como anda a formalização do relacionamento ?
    • Treinamentos internos;
    • Manuais de Procedimentos.
  • Equipamentos
    • Verificar aspectos de estabilidade e segurança;
    • Estimativas de tempo de parada.

Prof. Marco Câmara

aspectos de estabilidade e seguran a
Aspectos de Estabilidade e Segurança
  • MTBF (Medium Time Between Fails)
    • Este parâmetro normalmente está associado à qualidade do equipamento.
  • Garantia
    • Aspecto meramente financeiro?
  • Reposição
    • Garantida por quanto tempo? (mesmo pagando por ela)
  • Contingência
    • O substituto não precisa ser tão rápido, mas precisa funcionar !
  • Redundância
    • Quantos níveis? O operador REALMENTE não precisa se envolver?

Prof. Marco Câmara

aspectos de estabilidade e seguran a54
Estabilidade em números:

99% de uptime é bom?

1% de um ano = 3,65 dias

4 dias sem rede !

Pode?

Percentuais Típicos:

Redes de alta confiabilidade:

99,99 % (four nines)

50 minutos por ano

Telefonia de alta confiabilidade:

99,999 % (five nines)

5 minutos por ano

Aspectos de Estabilidade e Segurança

Isso é mais caro !

Prof. Marco Câmara

topologia de um projeto de ativos55
Topologia de um Projeto de Ativos

Problema 3:

Como interligar switches?

Servidores

WAN

Internet

Núcleo (redundante)

Núcleo

Borda

Borda

Borda

Host redundante

hosts

hosts

Prof. Marco Câmara

cascateamento

o o o o o o o o o o o o

o o o o o o o o o o o o

o o o o o o o o o o o o

o o o o o o o o o o o o

Cascateamento
  • Utiliza portas convencionais;
  • Uma porta em cada switch;
  • Qualquer switch pode ser interligado;
  • Limita tráfego à capacidade do up-link;
  • PROBLEMAS TÍPICOS:
    • Performance no up-link;
    • Retardo pelo acréscimo de um novo switches;
    • Jitter pela formação de filas no up-link.

Up-link

Prof. Marco Câmara

link aggregation

o o o o o o o o o o o o

o o o o o o o o o o o o

o o o o o o o o o o o o

o o o o o o o o o o o o

Link Aggregation
  • Utiliza portas convencionais;
  • “n” portas em cada switch
    • Número limitado pelas características técnicas do modelo.
  • Switches precisam ser compatíveis com a norma IEEE802.3ad
  • Limita tráfego à capacidade do up-link;
  • PROBLEMAS TÍPICOS:
    • Problemas de configuração do tipo, quantidade e localização das portas envolvidas no up-link;
    • Perda significativa de número de portas disponíveis nos switches interligados;
    • Problemas com a re-alocação de equipamentos quando ocorrem falhas, por exemplo.

Up-link

Prof. Marco Câmara

empilhamento

o o o o o o o o o o o o

o o o o o o o o o o o o

o o o o o o o o o o o o

o o o o o o o o o o o o

o o o o o o o o o o o o

o o o o o o o o o o o o

Empilhamento
  • Utiliza portas proprietárias;
  • 1 a “n” portas em cada switch a depender da topologia da interligação;
  • Switches precisam ser do mesmo fabricante e família, além de possuir a porta, o cabo de interligação e a licença de software;
    • No caso da topologia em anel, pode ser necessário cabo adicional (“return cable”) para garantir redundância.
  • Limita tráfego e pilha à capacidade de backplane OU do cabo de empilhamento;

Cabo de

Empilhamento

Return Cable

Prof. Marco Câmara

empilhamento59

o o o o o o o o o o o o

o o o o o o o o o o o o

o o o o o o o o o o o o

o o o o o o o o o o o o

o o o o o o o o o o o o

o o o o o o o o o o o o

Empilhamento
  • PROBLEMAS TÍPICOS:
    • Switches descontinuados ou falhas no processo de compra;
    • Falhas no contrato de reposição em caso de danos;
    • Aplicável apenas em switches específicos (“empilháveis”).

Cabo de

Empilhamento

Return Cable

Prof. Marco Câmara

classifica o dos switches
Classificação dos Switches
  • SOHO (Small Office, Home Office);
  • Desktop (“de mesa”);
  • Stackable (empilháveis);
  • Modulares.

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

switches soho
Switches SOHO
  • Normalmente utilizados na posição de núcleo devido à simplicidade das redes atendidas;
  • Design agradável, porém inadequado para uso profissional (não são rack mountable);
  • Pequenas redes com funcionalidade e recursos limitados
    • Não têm portas de fibra ótica;
    • Não oferecer recursos de gerenciamento remoto centralizado;
    • Não oferecem escalabilidade.

Prof. Marco Câmara

switches desktop
Switches Desktop
  • Aplicação típica de borda, conectado a um switch central;
  • Oferece funcionalidades e recursos mais avançados, podendo atender a departamentos de grandes empresas;
  • Design adequado a aplicações profissionais (rack mountable);
  • Tipicamente não oferece escalabilidade, ficando limitado ao número de portas padrão (12, 24 ou até 48 portas);

Prof. Marco Câmara

switches empilh veis
Switches Empilháveis
  • Recursos podem ser avançados, além de oferecer escalabilidade, através da conexão de diversas unidades em “pilhas” especializadas:
    • Interligação através de cabos proprietários de altíssima performance;
    • Empilhamento proprietário, podendo ser incompatível até com switches do mesmo fabricante, porém de outra família.
  • Toda a pilha se comporta tipicamente como um único equipamento;
  • Extremamente comum no nosso mercado, assumindo o papel de switches modulares, tanto na borda quanto no núcleo.
    • Recomendação: tipicamente até 80 estações de trabalho (2007);
    • Alguns modelos têm capacidade impressionante, mas são exceções.

Prof. Marco Câmara

switches modulares
Switches Modulares
  • Tipicamente ficam no núcleo, embora possam ser utilizados na borda, para instalações maiores;
  • Oferecem, antes de mais nada, flexibilidade
    • A escolha do tipo e quantidade de módulos de interface é feita pelo cliente;
    • Tipicamente existem dezenas de módulos e configurações diferentes para cada modelo.
  • Tipicamente são muito estáveis e oferecem recursos avançados de redundância
    • Diversos componentes podem ser substituídos: fonte, ventoinha, processador, interfaces etc;
    • Mesmo em configurações convencionais, oferecem alta confiabilidade (robustez e MTBF alto)

Prof. Marco Câmara

switches modulares65
Switches Modulares
  • Capacidade Máxima pode ser grande, mas é delimitada:
    • Backplane do chassis;
    • Número de módulos suportados.
  • Passivos ou Ativos:
    • Passivos: não possuem componentes embutidos no chassis – todos os recursos estão nos módulos;
    • Ativos: possuem capacidade de processamento no chassis, que, por outro lado, se torna um possível ponto de falha.

Prof. Marco Câmara

aspectos t cnicos relevantes
Aspectos Técnicos Relevantes
  • Suporte a VLAN
    • IEEE802.1q
  • Priorização de Tráfego
    • IEEE802.1p
  • Autenticação
    • IEEE802.1x

Prof. Marco Câmara

vlan priority tag
VLAN / Priority TAG
  • Tag de VLAN: 2 Bytes de comprimento
    • 12 bits reservados para VLAN identifier (VID)
    • Criação e gerenciamento de até 4096 VLANs
    • 0 e 4095 reservados
    • 3 bits identificam a prioridade.
  • Bit CFI (Canonical Format Indicator) identifica a direção de transporte para protocolos de roteamento de origem (source routing).

Prof. Marco Câmara

classifica o de tr fego

CPU

  • DA
  • IP-SA
  • TCP-Port
  • DATA
  • FCS
  • SA
  • IP-DA
Classificação de tráfego
  • Políticas de Classificação de Tráfego
    • L2/L3/L4 (programadas em ASICs - wire-speed)
  • Filas em HW
    • Ideal seriam 8 filas em camada 2 (4 filas apenas para switches SOHO)
    • 64 filas por porta em links de alta performance (10 GB)
  • Inteligência no nível da Aplicação
    • Identificação da aplicação pelo socket TCP/UDP
  • QoS
    • 802.1p/802.1Q (3 bits => 8 niveis)
    • DiffServ (RFC2474) (6 bits => 64 niveis)
  • POLICY
  • FILTERS
  • POLICY
  • FILTERS

RSP2.5

RSP2.5

Prof. Marco Câmara

mapeamento de tr fego exemplo
Mapeamento de Tráfego (exemplo)

Switches Ethernet precisam diferenciar o tráfego, pois cada tipo de aplicação pode ter requisitos de QoS distintos:

  • Gerenciamento da Rede: alta disponibilidade
  • Voz (atraso < 10 ms)
  • Vídeo (atraso < 100 ms)
  • Carga Controlada (streaming vídeo)
  • Excellent Effort (usuários / aplicações importantes)
  • Best Effort (demais usuários e aplicações)
  • Background (transferências em batch e jogos)

Prof. Marco Câmara

mapeamento 802 1p
Mapeamento 802.1p

b2 b1 b0

111

Fila 7: Gerência da rede (gerenciamento / alarmes / trocas de tabelas de roteamento);

Fila 6: Aplicações em tempo real intolerantes a atrasos (Voz e sinalização para telefones);

Fila 5: Aplicações em tempo real tolerantes a atrasos (gravação CFTV e videoconferência);

Fila 4: Aplicações em tempo real tolerantes a atrasos (reprodução CFTV e streaming);

Fila 3: Aplicações críticas transacionais e interativas (e-business, SAP);

Fila 2: Aplicações convencionais não interativas (e-mail, FTP, backups);

Fila 1: Aplicações convencionais usuários não críticas;

Fila 0: Aplicações não críticas, não interativas, baseadas em best effort

110

101

100

011

010

001

000

Prof. Marco Câmara

associa o de campos

Gerenciamento de Políticas

Associação de Campos
  • Aplicações
  • QoS e Políticas de Acesso no Núcleo
  • Usuários
  • QoS e Segurança no Acesso

Prof. Marco Câmara

aspectos f sicos da implanta o de equip ativos
Aspectos Físicos da Implantação de Equip. Ativos
  • Conexão ao Meio Físico
  • Instalação Física
  • Instalação Elétrica
  • Climatização

Prof. Marco Câmara

conex o ao meio f sico
Conexão ao Meio Físico
  • UTP
    • Portas Individuais X Telco
    • Patch Pannels & Organização
    • Espelhamento de Portas
  • Fibras Óticas
    • Conectores Individuais & GBICs
    • DIOs, Cx.Terminação, FOB
    • Cordões Óticos
  • Organizadores Horizontais e Verticais

Prof. Marco Câmara

instala o f sica
Instalação Física
  • Equipamentos Rack-Mountable
    • Largura Padrão & Suporte
    • Altura em U’s
    • Profundidade
  • Distância entre Equipamentos
  • Folga e Organizadores

Prof. Marco Câmara

instala o el trica
Instalação Elétrica
  • Circuitos Independentes
    • 2 para equipamentos
    • 1 convencional
  • Aterramento
    • Independente
    • Interligado
  • No-break
    • VA X W
    • Banco de Baterias
      • Autonomia
      • Vida Útil
      • Dissipação

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climatiza o
Climatização
  • Durabilidade & Temperatura
  • Umidade
  • Redundância

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endere amento ip

Endereçamento IP

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hist rico
Histórico
  • Iniciativa do Departamento de Defesa dos EUA
    • Gerenciamento Distribuído, livre de falhas pontuais
      • Ataque Nuclear ?
    • Atendia primeiro ao departamento de pesquisa e universidades
      • Depois os fornecedores;
      • Depois os terceiros;
      • Depois o MUNDO...
slide79

A

.

B

.

C

.

D

  • 32 bits = 232 endereços possíveis!
  • Dividido em duas partes: REDE e HOST
  • Máscara Identificava onde estava a divisão
slide80

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Rede (network)

Dispositivo (host)

algumas regrinhas de ouro
Algumas regrinhas de ouro !
  • Bastam estas regras para desenvolver qualquer problema de endereçamento IP:
    • Não existem dois endereços de rede válidos iguais !
    • Dentro de uma determinada rede, não existem dois endereços de host iguais !
    • Todo endereço IP em que todos os bits de host são iguais a 0 designa um “endereço de rede”;
    • Todo endereço IP em que todos os bits de host são iguais a 1 designa um “endereço de broadcast”.

Prof. Marco Câmara

slide82

B

7

B

6

B

4

B

3

B

2

A

7

A

3

B

5

B

1

B

0

C

7

C

6

C

4

C

3

C

2

D

7

D

6

D

4

D

3

D

2

A

6

A

5

A

4

A

2

A

1

A

0

C

5

C

1

C

0

D

5

D

1

D

0

Endereço IP - 32 bits (ou quatro bytes)

Determinam o endereço de rede, host e sub-rede

Os primeiros bits (entre 1 e 5) determinam a classe.

slide83

A

.

B

.

C

.

D

Endereço

de

Rede

Endereço

de

host

0

  • Endereços Classe A
    • Identificados pela presença de um zero no primeiro bit dos quatro octetos;
    • Atendiam a um número limitado de empresas (até 128 combinações);
    • Cada empresa podia ter até 224 computadores identificados.
slide84

A

.

B

.

C

.

D

Endereço

de

Rede

Endereço

de

host

0

1

  • Endereços Classe B
    • Identificados pela presença de um zero no segundo bit dos quatro octetos;
    • Atendiam a um número médio e empresas (até 214 combinações);
    • Cada empresa podia ter até 216 computadores identificados.
slide85

A

.

B

.

C

.

D

Endereço

de

Rede

Endereço

de

host

1

0

1

  • Endereços Classe C
    • Identificados pela presença de um zero no terceiro bit dos quatro octetos;
    • Atendiam a um número enorme de empresas (até 221 combinações);
    • Cada empresa podia ter até 256 computadores identificados.
slide86

A

.

B

.

C

.

D

1

1

1

0

Identifica

Classe D

Identificação do grupo de multicast

(28 bits)

A

.

B

.

C

.

D

1

1

1

1

Classe E: testes e experimentos. Inválida para endereçamento válidos na Internet.

Identifica

Classe E

anos 90 surgimento dos hackers
Anos 90 : Surgimento dos Hackers
  • Oferecer endereços válidos para usuários comuns era muito perigoso
    • Surgimento dos proxies (procuradores);
    • Necessidade muito menor de endereços válidos.
  • Sub-redes
    • Máscaras voltam a ser úteis
    • A única regra é posicionar as máscaras ao lado direito da máscara padrão da classe
slide88

A

.

B

.

C

.

D

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

  • O ambiente não exige mais tantas estações. Se a organização precisa de 10 hosts, por exemplo, basta reservar os 4 últimos bits !
  • Bits restantes identificam a “sub-rede”

1

1

1

1

1

0

0

0

0

Rede (network)

Subrede (subnetwork)

Dispositivo

(host)

Divisão

antiga

Divisão

nova

al m das subredes
Além das subredes ...
  • É importante lembrar que o conceito de reservar sem uso as sub-redes com todos os bits identificadores da mesma iguais a 1 ou iguais a 0 caiu por terra a muito tempo ...
    • A RFC950, de agosto de 1985, recomendava a reserva (“...This means the values of all zeros and all ones in the subnet field should not be assigned to actual (physical) subnets…”
    • A RFC1878, de dezembro de 1995, retirou esta exigência (“... note that all-zeros and all-ones subnets are included…”

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al m das subredes90
Além das subredes ...
  • O conceito de VLSM (Variable Length Subnet Masking) envolve a implementação de diversas etapas de sub-divisão dos endereços de rede;
  • Os grupos maiores (formados nas primeiras subdivisões) atendem às redes maiores; os grupos menores às redes menores;
  • O importante é que as subredes tenham tamanhos próximos das demandas localizadas por hosts.

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al m das subredes91
Além das subredes ...
  • O conceito de CIDR (Classless InterDomain Routing) envolve o chamado “agregado de rotas”;
  • Utilizando endereços maiores, que podem conter diversas subredes, podemos reduzir as tabelas de roteamento dos roteadores.

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vamos fazer alguns exemplos
Vamos fazer alguns exemplos?
  • Visitem o site www.catspace.com
  • O site contém listas de exercícios e respostas relacionadas a sub-redes

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redes wireless

Redes Wireless

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infra estrutura wireless
Infra-Estrutura Wireless
  • Flexibilidade e Baixo Custo
  • Imprevisibilidade;
    • Variações de Atenuação;
    • Distorções;
    • Mobilidade.
  • Segurança
    • O problema não é o meio físico, mas sim a disponibilidade de acesso.
  • Questões Regulatórias

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wireless distor es t picas
Wireless – Distorções Típicas
  • Distorção Multi-caminho
    • Atraso variável com o encaminhamento;
    • Correção complexa, muitas vezes feitas com base em múltiplas antenas;
    • O ideal é reduzir o efeito ao máximo.

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

wireless distor es t picas97
Wireless – Distorções Típicas

A enxerga B !

B

C

A

Mas não enxerga C !

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wireless distor es t picas98
Wireless – Distorções Típicas

A enxerga B !

B

A

Mas não enxerga C !

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wireless distor es t picas99
Wireless – Distorções Típicas
  • Efeito terminal escondido
    • Corrigido através de esquema de confirmação prévia
      • RTS – Request To Send
      • CTS – Clear To Send

C transmite !

A não sabe, e

transmite também !

B

C

A

Colisão !

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wireless distor es t picas100
Wireless – Distorções Típicas

A pergunta: (RTS)

Posso transmitir?

B responde: (CTS)

Tudo bem !

C ouve a autorização,e não transmite !

B

C

A

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infra estrutura wireless101
Infra-Estrutura Wireless

54 Mbps

54 Mbps

54 Mbps

54 Mbps

54 Mbps

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infra estrutura wireless102
Infra-Estrutura Wireless
  • Desempenho é mantido apenas dentro da área de cobertura ótima;
  • Estações afastadas reduzem a performance de todos os usuários;
  • Solução é manter outros access-points ampliando a cobertura.

54 Mbps

11 Mbps

11 Mbps

11 Mbps

11 Mbps

11 Mbps

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infra estrutura wireless103
Infra-Estrutura Wireless
  • Desempenho é mantido apenas dentro da área de cobertura ótima;
  • Estações afastadas reduzem a performance de todos os usuários;
  • Solução é manter outros access-points ampliando a cobertura.

54 Mbps

54 Mbps

54 Mbps

54 Mbps

54 Mbps

54 Mbps

54 Mbps

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canais de r dio wireless
Canais de Rádio Wireless
  • 802.11 b/g
  • Canais de

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seguran a wireless
Segurança Wireless
  • Algumas perguntas:
    • Qual a diferença entre a segurança de uma rede wireless, e a segurança de uma rede cabeada, se:
      • O invasor tiver acesso externo à rede wireless;
      • O invasor tiver acesso a uma das portas do switch da empresa.
    • Uma vez concedido o acesso, qual é o risco?
      • Os servidores ficam disponíveis?
      • Os equipamentos têm consoles disponíveis?

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projeto de sucesso normas
Projeto de SucessoNormas
  • Atendimento rigoroso
  • Documentação de eventuais pontos não conformes
  • Certificação

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cabeamento estruturado

Cabeamento Estruturado

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

conceitos de cabeamento estruturado
Conceitos deCabeamento Estruturado
  • O que é?
  • Normas envolvidas
  • Sub-sistemas

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

o que cabeamento estruturado
O que é cabeamento estruturado?
  • Cabos e equipamentos PASSIVOS para tráfego de sinais de comunicação entre diversos dispositivos;
  • A estrutura é de MÚLTIPLA FINALIDADE, atendendo tanto a aplicações convencionais, como voz e dados, como também a câmeras de vídeo, sistemas de alarme etc;
  • O suporte a diversas tecnologias diferentes exige aderência simultânea a todas as normas específicas, adotando-se, em caso de conflitos, aquela mais RESTRITIVA. Graças a isto, um sistema de cabeamento estruturado normalmente é capaz de suportar tráfego de informações em diferentes formatos e características, sem a necessidade de alterações em sua estrutura;

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

o que cabeamento estruturado110
O que é cabeamento estruturado?
  • Utiliza topologia ESTRELA, com facilidades de expansão e estrutura modular. Quando projetado devidamente, permite a expansão do alcance e abrangência do sistema sem a necessidade de acréscimo de muitos componentes, nem de grandes intervenções;
  • Tomando-se como base estas características, consegue-se com facilidade ampliar a vida útil dos sistemas, garantidas pelos fabricantes em 15, 20 ou até 25 anos. Alguns fabricantes chegam, inclusive, a oferecer GARANTIAS DE APLICAÇÀO.

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

rg os normativos
Órgãos Normativos
  • ABNT
    • Associação Brasileira de Normas Técnicas. É responsável pela nova norma brasileira de cabeamento estruturado, recentemente lançada, a NBR 14.565. A norma encontra-se à venda no site.

www.abnt.org.br

  • EIA – Electronics Industries Association
    • Órgão americano responsável por grande parte das normas de cabeamento estruturado em uso, a EIA é um orgão americano que, normalmente em associação com a TIA, determina características dos sistemas de cabeamento estruturado.

www.eia.org

  • FCC – Federal Committee for Communication
    • Órgão federal americano responsável pelo controle e fiscalização de produtos e serviços de telecomunicações. Tem poder de polícia, e garante o atendimento das normas que impedem a geração e/ou aceite de interferência de sistemas de telecomunicação.

www.fcc.org

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

rg os normativos112
Órgãos Normativos
  • IEC – International Eletrotechnical Commission
    • Órgão americano, define padrões de teste muito adotados em sistemas de cabeamento estruturado.

www.iec.ch

  • IEEE – Institute of Electrical and Electronics Engineers
    • Órgão americano responsável por normas importantes, indiretamente relacionadas aos sistemas de cabeamento estruturado, como a norma para redes ethernet, por exemplo (IEEE802.2).

www.ieee.org

  • ISO – International Standards Organization
    • Órgão internacional com sede em Genebra, Suíça, é responsável, entre outras normas, pela norma de interconexão de sistemas abertos (OSI).

www.iso.ch

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

rg os normativos113
Órgãos Normativos
  • ITU – International Telecommunication Union
    • Órgão internacional com sede em Genebra, Suíça, é responsável por centenas de normas associadas a Telecomunicações. Era conhecido até algum tempo atrás como CCITT.

www.itu.int

  • TIA – Telecommunications Industry Association
    • Órgão americano responsável por grande parte das normas de cabeamento estruturado em uso, a TIA é um orgão americano que, normalmente em associação com a EIA, determina características dos sistemas de cabeamento estruturado.

www.tiaonline.org

  • UL – Underwriters Laboratories Inc
    • Instituição privada responsável por testes e ensaios de equipamentos e materiais, garantindo o atendimento às normas associadas aos mesmos. Os fabricantes submetem lotes de seus produtos para testes e certificação. Caso os testes tenham sucesso, o produto recebe um carimbo de certificação, que é reconhecido pelas organizações de todo o mundo.

www.ul.com

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

os subsistemas
Os subsistemas

Subsistemas

Área de Trabalho - WA

Cabeamento Horizontal

Armário de Telecomunicações - TC

Backbone Vertical

Sala de Equipamentos - ER

Entrada

Backbone (não mostrado)

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

slide115

Telefonia

Fast Ethernet

UTP 4 PARES

UTP 4 PARES

ATM

UTP 4 PARES

RISER

DISTR.

HORIZ.

UTP 4 PARES

UTP 4 PARES

UTP 4 PARES

32XX

UTP 4 PARES

UTP 4 PARES

SALA DE

EQUIP.

SALA DE

EQUIP.

CFTV

RISER

Fast

Ethernet

PABX

ATM

3270

CFTV

Exemplo de um Sistema de Cabeamento Estruturado

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

rea de trabalho
Área de Trabalho
  • Os equipamentos não são objeto das normas de cabeamento;
  • Sua influência principal está no dimensionamento do número de pontos;
  • Modelo de Projeto
    • Básico : 2 tomadas por AT
    • Avançado : 4 tomadas
    • Integrado : 4 tomadas + FO

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

slide117

Área de Trabalho

No mínimo 1 WA a cada 10 m2 de acordo com a Norma 568-A

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

slide118

Área de Trabalho

No mínimo 2 Tomadas por WA conforme EIA/TIA568-A

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

cabeamento horizontal
Cabeamento Horizontal
  • Comprimento máximo de 90m por segmento;
  • Cabos de quatro pares - um por tomada;
  • Em sistemas baseados em “zone wiring”, pode-se utilizar também cabos de 25 pares até os pontos de distribuição.

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

slide120

Cabeamento por Zona

Método TradicionalxZone Wiring

Ponto

Intermediário

Múltiplos Cabos

de 4 pares

Cabo

de 25 Pares

Consolidation

Point

Patch Panel

Patch Panel

Armário

de

Telecomunicações

Armário

de

Telecomunicações

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

arm rios de telecomunica es
Armários de Telecomunicações
  • Os cabos horizontais devem originar-se do TC localizado no mesmo piso da área atendida (cabo horizontal anda na horizontal);
  • O espaço deve ser destinado exclusivamente para telecomunicações. Equipamentos não relacionados não devem ser instalados neste espaço nem tampouco passar através do mesmo.

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

arm rios de telecomunica es122
Armários de Telecomunicações
  • Deve existir no mínimo um TC por piso. Pode existir mais de um para grandes áreas;
  • Para grande números de pontos, recomenda-se a instalação de pranchas de madeira em duas paredes;
  • A sala deve dispor de espaço suficiente para manutenção, além de energia elétrica e, em alguns casos, ar-condicionado.

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

cabeamento vertical
Cabeamento Vertical
  • Garante a interligação entre os TC’s de cada piso;
  • Normalmente montado com cabos de 25 pares e de fibras óticas;
  • Para maior simplicidade, a interligação entre os TC’s deve ser feita em um único shaft, se isto for possível.

Sleeve

Backbone Riser Cable

Cabeamento Vertical

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

sala de equipamentos
Sala de Equipamentos
  • A sala deve concentrar todos os equipamentos ativos, tanto os de informática, quanto os de telecomunicações;
  • Deve ter área calculada com base na quantidade de WA’s do prédio.

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

entrada
Entrada
  • Ponto de demarcação entre o SP e o Cliente (TIA606)
  • É onde são realizadas as emendas entre os cabos externos e os internos. Isto porque os cabos externos normalmente não têm proteção contra propagação de fogo, além de serem mais caros;
  • A sala não pode estar afastada mais do que 15 metros do ponto de entrada do cabo no prédio;
  • Na mesma sala deve estar o hardware de proteção contra surtos elétricos e sobre-tensões. Isto vale inclusive para os cabos de fibra ótica com partes condutoras, como malhas e tracionadores de aço.

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

slide126

Subsistema de Entrada - EF

Cabos do Backbone Vertical

Cabo da

Rede Externa

Hardware de

Conexão

Caixa de Emenda

Unidades de

Proteção Elétrica

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

pontos de administra o
Pontos de Administração

Bloco 110

Patch Panel

  • Duas opções são utilizadas para concentração e gerenciamento dos cabos internos e externos (bloco de fiação 110 e patch panels);
  • São utilizadas tanto nos TC’s quanto no ER;
  • A norma 606 (identificação), simplifica e acelera as manutenções.

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

pontos de administra o128
Pontos de Administração

Identificação Bloco

Identificação Patches

  • Duas opções são utilizadas para concentração e gerenciamento dos cabos internos e externos (bloco de fiação 110 e patch panels);
  • São utilizadas tanto nos TC’s quanto no ER;
  • A norma 606 (identificação), simplifica e acelera as manutenções.

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

detalhando um pouco algumas normas
Detalhando (um pouco) algumas normas
  • EIA/TIA 568A - Norma básica
  • EIA/TIA 569 - Caminhos e espaços
  • EIA/TIA 606 - Identificação
  • EIA/TIA 607 - Aterramento
  • NBR 14565

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

a norma eia tia 568
A norma EIA/TIA 568
  • Cabeamento Vertical em UTP ou fibra
    • 90 metros para UTP;
    • 2 Km para fibra multimodo 62,5/125 ;
    • 3 Km para fibra monomodo 8,5/125 ;
  • Cabeamento com Topologia em estrela
    • Até 2 níveis hierárquicos com armários fiação
    • Exceção para cabeamento por zona

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

a norma eia tia 568131
A norma EIA/TIA 568
  • Cabeamento Horizontal em UTP
    • Categoria 5, comprimento de até 90 m;
    • 10 metros adicionais para cabos de conexão;
  • Interligação entre armários UTP c/ até 20 m.

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

a norma eia tia 568132
A norma EIA/TIA 568
  • Cabos de interligação (patch cords)
    • Cabos UTP com alma flexível;
    • Nos armários, até 6 m de comprimento;
    • Nos terminais, até 3 m de comprimento;
  • Fabricação
    • Não recomenda-se no campo;
    • Método de conectorização IDC (Insulation Displacement Contact).

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

a norma eia tia 568133
A norma EIA/TIA 568
  • O conceito de categoria
    • Envolve freqüência de sinalização dentro de parâmetros específicos;
    • É sistêmica, e não para componentes.
  • Certificação de acordo com categoria X :
    • Todos os componentes devem ser de categoria X;
    • Permite-se componentes com categoria superior.

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

as categorias mais comuns
As categorias mais comuns
  • Categoria 5
    • 100 MHz;
    • É a mais comum hoje em dia;
    • Suporte a ethernet, token-ring, fast-ethernet (parcial).
  • Categoria 5E
    • 155 MHz;
    • É a mais implantada;
    • Suporta todas as aplicações da Cat.5, mais fast-ethernet, alguns padrões de Gigabit ethernet, ATM até 155 MHz, alguns padrões de ATM 622 MHz
  • Categoria 6
    • 200 MHz;
    • Suporta todos os padrões atuais;
  • Categoria 6A
    • Novidade, começam a aparecer os produtos mais novos;
    • Suporta 10Gbps em cabos de par trançado.

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

eia tia 569
EIA/TIA 569
  • Encaminhamento
    • Ocupação dos dutos
    • Número de Curvas
    • Opções de encaminhamento
  • Espaços
    • Sala de Equipamentos
    • TC

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

eia tia 606
EIA/TIA 606
  • Obediência ao código de cores
    • Nos armários;
    • Nos conectores;
    • Em alguns projetos, nos próprios cabos;
  • Identificação
    • Em ambos os extremos dos cabos, nas tomadas, nos pontos de concentração e nos patch cords.

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

eia tia 606 c digos de cores
EIA/TIA 606 - Códigos de Cores
  • Cabo de Fibra Ótica
      • 1 Branco
      • 2 Vermelho
      • 3 Preto
      • 4 Amarelo
      • 5 Violeta
      • 6 Rosa
      • 7 Água
  • Par Trançado
    • TIP
      • 1 Azul
      • 2 Laranja
      • 3 Verde
      • 4 Marron
      • 5 Cinza
    • RING
      • 1 Branco
      • 2 Vermelho
      • 3 Preto
      • 4 Amarelo
      • 5 Violeta

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

ferramentas especiais
Ferramentas Especiais
  • Corte
  • Eliminação do isolante/dielétrico
    • Obrigatoriedade de atendimento à norma (Ex.IDC)
  • Ferramentas de conectorização
    • Alicates de crimpagem
    • Kits de conectorização ótica / emenda

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

equipamentos para certifica o
Equipamentos para certificação
  • A importância relativa dos equipamentos;
  • Cable Scanners
    • Comprimento
    • Cross-talk
    • NEXT
    • Atenuação
    • Delay skew etc
  • Outros equipamentos
    • TDR, multiteste etc

Marco Câmara – FRB 14 a 17/04//2008

obrigado

Obrigado !

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maccamara@gmail.com

71-9197-8976

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