PJI1102 2014-2

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Índice

Dados Importantes

Professores: Jorge Henrique B. Casagrande e Francisco de Assis
Email: casagrande@ifsc.edu.br,
Atendimento paralelo: 3a feira 17:35h - 18:30 e 4a feira 16:35h - 17:30h - Jorge e Francisco de Assis (Sala dos professores de TELE - ao lado da reprografia)
Endereço do grupo: https://www.facebook.com/groups/1446441625588108/
Link alternativo para Material de Apoio da disciplina: http://www.sj.ifsc.edu.br/~casagrande/PJI2

Avaliações

Resultados das Avaliações

clique sobre o nome do aluno para acessar os conteúdos publicados por ele!

Aluno A1 A2 A3 REC A1 REC A2 REC A3 AI CONCEITO FINAL
Adriano 90 70 80 - - -
Cassiano 25 70 40 60 - 20
Claudio 65 80 80 - - -
Darlan 30 60 00 50 - 20
Jean 25 75 60 60 - -
Mauricio 70 - - - -
Maikon 60 70 10 - - -
Marco 70 75 30 - - 40
Tais 75 60 50 - - 50

Recados Importantes


04/09 Avaliação A1: Atenção: leia as seções da apostila base para nossa teoria e prática da Etapa1 do nosso projeto integrador: 2.1, 2.2, 3.1, 4.4, 4.5, 6.1 à 6.5, 7.1 à 7.5, 9.1 e 9.2. Esses serão os conteúdos básicos para a avaliação A1, além dos conteúdos e referências da página da disciplina na wiki e exposição teórica feita em sala. Não deixem pra última hora!!!


30/07 Uso da Wiki: A partir dessa data,todo o repositório de material de apoio e referências de nossas aulas passam a usar a Wiki de tele. Para interação fora da sala de aula, acessem nosso grupo do facebook.


30/07 ATENÇÃO: Uma avaliação só pode ser recuperada somente se existir justificativa reconhecida pela coordenação. Desse modo, deve-se protocolar a justificativa no prazo de 48 horas, contando da data e horário da avaliação, e aguardar o parecer da coordenação. O não cumprimento desse procedimento implica a impossibilidade de fazer a recuperação, e assim a reprovação na disciplina.

Material de Apoio

Apostilas
Slides utilizados durante algumas aulas
  • Cabeamento estruturado Visão Geral
  • Padrão identificação pacth panel, MUTO e cabeamento link


Vídeos Instrucionais
  • Video sobre Cabeamento Estruturado do CPT Parte 1 - Atenção: material disponibilizado somente para ser utilizado como estudo individual - Não usar em sala de aula!
  • Video Apresentando uma Visão Geral sobre a Norma técnica NBR14565:2012 Click aqui
  • Video Abordando o Cabo UTP - Click aqui
  • Video com o Passo a Passo para Montar um Cabo de Rede - Click aqui


Manuais e outros

Diário de aulas PJI2 - 2014-2

31/07 - Componentes de uma Infraestrutura de Telecom

31/07 - Componentes de uma Infraestrutura de Telecom

  • Apresentação da disciplina;
  • Noções de uma rede de telecom como uma infraestrutura de equipamentos;
  • Distinção entre Redes de Acesso e Redes Locais e cabeamento estruturado;
  • Componentes de uma infraestrutura de telecomunicações;
05/08 - Componentes de Cabeamento Estruturado

05/08 - Componentes de Cabeamento Estruturado

  • Conceitos importantes sobre a banda passante dos meios de transmissão metálicos.
  • Elementos do cabeamento estruturado: conhecer os elementos passivos de cabeamento estruturado e de rede externa;
  • Manusear blocos, conectores, cabos, patch panels, fibra óptica, entre outros;
  • Entender as medidas de altura U e largura e altura de racks.


Abaixo são Apresentados alguns Componentes Passivos de Cabeamento Estruturado

Patch Panel

A figura a baixo refere-se a um Patch Panel:

PatchPanel.GIF

O Patch panel é um elemento passivo que permite a conexão entre os cabos vindos de equipamentos ativos, cabeamentos primários e cabeamentos secundários. Apresenta portas no formato modular (RJ45) permitindo a conexão de cabos UTPs, STPs e FTPs com conectores modulares e no painel traseiro apresenta contatos do tipo IDC (Caetano, 2011). O cabo que ficará fixo na porta do patch panel é conectado no painel traseiro e o path cord (cordão de manobra), elemento móvel utiliza os conectores modulares RJ45.

Bloco IDC 110

A figura a baixo refere-se a um Bloco IDC 110:

IDC110.JPEG

Possui a mesma função do patch panel, porém não apresenta as portas RJ45. Os cabos dos equipamentos ativos e do cabeamento primário são conectados no corpo do bloco 110 e os cabos secundários nos módulos de conexão colocados sobre o bloco 110, através de instrumento de pressão (Caetano, 2011).

Patch Cord

Veja a Figura abaixo:

PATCHCORD2.JPEG

O patch cord é um cabo que possui em suas extremidades conectores rj-45 macho, nestes conectores são seguidos padrões de montagem que podem ser T568A ou T568B.

Tomada RJ45

Considere a Figura abaixo:

TomadaRJ45.JPEG

As tomadas RJ45 são utilizadas com os cabos UTP, STP e FTP de 4 pares. Esta tomadas apresentam contados do tipo IDC, para fixação do cabo da rede e conector modular RJ45 fêmea para conexão do cabo do equipamento. Existe uma diversidade de espelhos e suportes para tomadas RJ45 (Caetano, 2011).

Conector RJ45

Os conectores RJ45 são utilizados para terminação de cabos UTP. Sua montagem exige a crimpagem do conector através de ferramenta apropriada, garantido um bom contato mecânico com o cabo UTP. A norma TIA/EIA 568, apresenta duas especificações de pino/par para a conexão dos conectores modulares (Caetano, 2011). Veja a Figura abaixo:

RJ45.JPEG

Quando utilizados conectores modulares em cabos STP ou FTP, cabos blindados, os conectores também devem ser blindados.

Cabo Categoria 5e

Veja a Figura abaixo:

CABO5E.PNG

O Cabo categoria 5e possui taxa de transmissão máxima para rede Ethernet de 1000 Mbps e 100MHz de Capacidade de BW em 100m.


Cabo Categoria 6a

Considere a Figura abaixo:

CABO6A.JPEG

O Cabo categoria 6a possui taxa de transmissão máxima para rede Ethernet de 10 Gbps e 500MHz de Capacidade de BW em 100m.

07/08 - Componentes de Cabeamento Estruturado

07/08 - Componentes de Cabeamento Estruturado

  • visão geral do cabeamento (distribuidores, backbones, cabeamento horizontal, área de trabalho) - Visão Geral
  • Definição de um projeto completo de Cabeamento Estruturado, de um sistema de CFTV e de uma rede externa de operadoras provendo de serviços de telefonia, internet e TV cabo.
  • Definição do cabeamento horizontal a ser instalada para a primeira parte do projeto;
  • Práticas iniciais com Blocos BLI e Bargoa (IDC) usando o código de cores de cabos telefônicos;
  • Limpeza e organização geral do cabeamento instalado na sala de Meios de transmissão.
12/08 - Prática com Componentes de Cabeamento Estruturado

12/08 - Prática com Componentes de Cabeamento Estruturado

  • Práticas em bancada com Blocos 110 IDC como ponto de consolidação, uso das ferramentas específicas e cuidados de acabamento;
  • Práticas em bancada com Blocos Bargoa como ponto de acesso, uso das ferramentas especificas e cuidados de acabamento;
  • Práticas em bancada com Path Panel, decape e prática correta na aplicação e acabamento de cabos UTP;
14/08 - Projeto Integrador - Instalação do Cabeamento Horizontal do Projeto: MUTO ao Path Panel

14/08 - Projeto Integrador - Instalação do Cabeamento Horizontal do Projeto: MUTO ao Path Panel

  • Apresentação da Parte 1 do projeto integrador conforme o esquema abaixo;
  • Passagem de fios;
  • Instalação e conexões ao MUTO;
  • Esquema da Parte 1 do projeto de CE:


Etapa1 CE.png
19/08 - Parte 1 - Identificação e acabamento da Instalação do Cabeamento Horizontal do Projeto

19/08 - Parte 1 - Identificação e acabamento da Instalação do Cabeamento Horizontal do Projeto

  • Passagem de fios;
  • Cabeamento ao Path Panel;
  • Identificação provisória do cabeamento;
  • Apresentação dos padrões de identificação com base na Norma EIA/TIA-606 para tomadas de estação, tomadas patch-panel e cabeamento.

O fundo laranja na figura abaixo representa a atividade do dia.

Parte1 CEa.png


21/08 - Documentação do Cabeamento Horizontal do Projeto

21/08 - Documentação da Instalação do Cabeamento Horizontal do Projeto

  • Retrabalhos nos pontos não conformes;
  • Documentação da primeira parte.


26/08 - Finalização e Documentação do Cabeamento Horizontal do Projeto

26/08 - Finalização e Documentação da Instalação do Cabeamento Horizontal do Projeto

  • Finalização do cabeamento ao Path Panel;
  • Retrabalhos nos pontos não conformes;
  • Finalização da documentação da primeira parte.

A Evolução da implementação do projeto integrador está representada da seguinte forma: O fundo Laranja representa a atividade do dia e com fundo Verde, a parte já implementada.

Parte1 CEb.png


28/08 - Equipamentos Ativos de Rede

28/08 - Equipamentos Ativos de Rede

Resumo da Aula de Hoje:

  • A tecnologia Ethernet;
  • Equipamentos ativos de rede;
  • Características de Switches;
  • Integração e instalação dos equipamentos de rede ao cabeamento horizontal.

A Ethernet

Veja abaixo o desenho usado por Bob Metcalfe, um dos criadores da Ethernet, para apresentação em uma conferência em 1976.

Ethernet.png

Até hoje esses conceitos se mantiveram. Atualmente temos os seguintes elementos em uma rede Ethernet:

  • Estações: equipamentos que se comunicam pela rede. Ex: computadores e roteadores.
  • Interface de rede (NIC): dispositivo embutido em cada estação com a finalidade de prover o acesso à rede. Implementa as camadas PHY e MAC.
  • Meio de transmissão: representado pelos cabos por onde os quadros ethernet são transmitidos. Esses cabos são conectados às interfaces de rede das estações.
  • Switch: equipamento de interconexão usado para interligar as estações. Cada estação é conectada a um switch por meio de um cabo. Um switch usualmente possui múltiplas interfaces de rede (12, 24 ou mais). Uma rede com switches apresenta uma topologia física em estrela.


Lan2-2011-1.png
Uma LAN com switches

... mas no início redes Ethernet não eram assim! Leia o material de referência para ver como eram essas redes num passado não muito distante.

Arquitetura IEEE 802

Define um conjunto de normas e tecnologias no escopo das camadas física (PHY) e de enlace. A camada de enlace é dividida em duas subcamadas:

  • LLC (Logical Link Control): o equivalente a um protocolo de enlace de fato, porém na prática de uso restrito (pouco utilizada).
  • MAC (Medium Access Control): um protocolo de acesso ao meio de transmissão, que depende do tipo de meio físico e tecnologia de comunicação. Esse tipo de protocolo é necessário quando o meio de transmissão é compartilhado.


Arq-ieee.png

Protocolo de acesso ao meio (MAC)

Parte da camada de enlace na arquitetura IEEE 802, tem papel fundamental na comunicação entre estações. O MAC é responsável por:

  • Definir um formato de quadro onde deve ser encapsulada uma PDU de um protocolo de camada superior.


Quadro-ethernet.png
Quadro ethernet


  • Endereçar as estações, já que o meio de transmissão é multiponto (ver campos Endereço Destino (destination address) e Endereço de origem (source address) no quadro Ethenet).
  • Acessar o meio para efetuar a transmissão de quadros, resolvendo conflitos de acesso quando necessário. Um conflito de acesso (chamado de colisão) pode ocorrer em alguns casos quando mais de uma estação tenta transmitir ao mesmo tempo.


Csmacd-fluxograma.jpg
Fluxograma para o acesso ao meio com CSMA/CD.


O acesso ao meio com CSMA/CD é probabilístico: uma estação verifica se o meio está está livre antes de iniciar uma transmissão, mas isso não impede que ocorra uma colisão (apenas reduz sua chance). Se acontecer uma colisão, cada estação envolvida usa esperas de duração aleatória para desempate, chamadas de backoff. A ideia é que as estações sorteiem valores de espera diferentes, e assim a que tiver escolhido um valor menor consiga transmitir seu quadro. Veja o fluxograma acima para entender como isso é feito. As colisões e esperas (backoffs) impedem que esse protocolo de acesso ao meio aproveite totalmente a capacidade do meio de transmissão.

No entanto, nas gerações atuais do padrão IEEE 802.3 (Gigabit Ethernet e posteriores) o CSMA/CD não é mais utilizado. Nessas atualizações do padrão, o modo de comunicação é full-duplex (nas versões anteriores, que operavam a 10 e 100 Mbps, há a possibilidade de ser half ou full-duplex). Se as comunicações são full-duplex, então conceitualmente não existem colisões. Isso se deve ao fato de que nessas novas versões cada estação possui uma via exclusiva para transmitir e outra para receber, portanto não existe mais um meio compartilhado.

Tecnologias de LAN switches

Switches store-and-forward X cut-through

  • Leia este bom texto sobre estruturas internas de switches.

Algumas animações mostrando o funcionamento de switches store-and-forward e cut-through:

Interligando redes locais

Interligação de LANs (norma IEEE802.1D)


A equipe que administra a rede do campus São José estudou uma reestruturação dessa rede. Como diferentes setores e públicos a utilizam, e para diferentes propósitos, concluiu-se que seria apropriado segmentá-la em algumas subredes. Isso possibilitaria facilitar o controle de quem usa a rede, além do policiamento do tráfego. Para isso, a subrede geral do campus precisaria ser segmentada inicialmente em cinco novas subredes, denominadas:

Segmento Descrição Subrede IP
Pedagogica Pontos das salas de aula e laboratórios de informática 172.18.32.0/20
Administrativa Pontos de setores administrativos 172.18.16.0/20
DMZ Servidores acessíveis de fora da escola (ex: Wiki, WWW) 200.135.37.64/26
BD Servidores que hospedam bancos de dados (ex: LDAP, MySQL) 172.18.240.0/24
LAN Demais pontos de rede 172.18.0.0/20


A figura abaixo mostra a estrutura proposta para a rede do campus São José, composta pelas cinco novas subredes e as subredes dos laboratórios de Redes 1 e Redes 2. Como se pode observar, o roteador/firewall Cisco ASA 5510 se torna um nó central da rede, pois interliga todas suas subredes (com exceção dos laboratórios de Redes 1 e Redes 2).


Nova-rede-ifsc-sj.png


Existe mais de uma forma de implantar uma estrutura como essa, as quais serão apresentadas nas próximas subseções.

Segmentação física

A segmentação física é uma solução aparentemente simples e direta. Cada subrede deve ser composta de uma estrutura exclusiva, contendo seus switches e cabeamentos. No entanto, para adotar esse tipo de segmentação, algumas modificações precisarão ser feitas na infraestrutura de rede existente. Observe a estrutura física da rede do campus:

Rede-ifsc-sj.png

Questão para estudar: O que seria necessário fazer para implantar uma segmentação física ?

Segmentação com VLANs

Se a reestruturação pudesse ser efetuada com mínimas modificações na estrutura física (incluindo cabeamento), a implantação da nova rede seria mais rápida e menos custosa. Para isso ser possível, seria necessário que a infraestrutura de rede existente tivesse a capacidade de agrupar portas de switches, separando-as em segmentos lógicos. Quer dizer, deveria ser possível criar redes locais virtuais, como mostrado na seguinte figura:

Vlans.png

No exemplo acima, três redes locais virtuais (VLAN) foram implantadas nos switches. Cada rede local virtual é composta por um certo número de computadores, que podem estar conectados a diferentes switches. Assim, uma rede local pode ter uma estrutura lógica diferente da estrutura física (a forma como seus computadores estão fisicamente interligados). Uma facilidade como essa funcionaria, de certa forma, como um patch panel virtual, que seria implementado diretamente nos switches.

Redes locais virtuais são técnicas para implantar duas ou mais redes locais com topologias arbitrárias, usando como base uma infraestrutura de rede local física. Isso é semelhante a máquinas virtuais, em que se criam computadores virtuais sobre um computador real.

Padrão IEEE 802.1q

Os primeiros switches com suporte a VLANs as implementavam de forma legada (i.e. não seguiam um padrão da indústria). Isso impedia que houvesse interoperabilidade entre equipamentos de diferentes fabricantes. Logo a IEEE formou um grupo de trabalho para propor mecanismos padronizados para implantar VLANs, dando origem ao padrão IEEE 802.1q. Os fabricantes de equipamentos de rede o adataram largamente, suplantando outras tecnologias legadas (ex: ISL e VTP da Cisco). Com isso, VLANs IEEE 802.1q podem ser criadas usando switches de fabricantes diferentes.

Atualmente, a implantação de VLANs depende de switches com suporte ao padrão IEEE 802.1q. Assim, verifique quais dos switches do laboratório possuem suporte a VLAN:

Uma VLAN é identificada por um número, chamado VID (VLAN Identifier), sendo que a VLAN com VID 1 é considerada a VLAN default (configuração de fábrica). Em um switch com suporte a VLAN IEEE 802.1q, cada porta possui um (ou mais ...) VID, o que define a que VLAN pertence. Assim, para criar uma VLAN, devem-se modificar os VID das portas de switches que dela farão parte.

Além do VID, a configuração da porta de um switch deve especificar o modo de operação da VLAN:

  • tagged: cada quadro transmitido ou recebido por essa porta deve conter o número da VLAN a que pertence. Esse modo é usado normalmente em portas que interligam switches.
  • untagged: quadros que entram e saem pela porta não possuem informação sobre a VLAN a que pertencem. Usado normalmente para conectar computadores e servidores a switches.

Esses modos tagged e untagged implicam haver uma forma de um quadro Ethernet informar a que VLAN pertence. Isso é usado para restringir a propagação de quadros, fazendo com que sejam recebidos e transmitidos somente por portas de switches que fazem parte de suas VLANs.

O padrão IEEE 802.1q define, entre outras coisas, uma extensão ao quadro MAC para identificar a que VLAN este pertence. Essa extensão, denominada tag (etiqueta) e mostrada na figura abaixo, compõe-se de 4 bytes situados entre os campos de endereço de origem e Type. O identificador de VLAN (VID) ocupa 12 bits, o que possibilita portanto 4096 diferentes VLANs.


Quadro-8021q.png
Quadro ethernet com a TAG IEEE 802.1q


A tag de VLAN, inserida em quadros Ethernet, está diretamente relacionada com os modos tagged e untagged de portas de switches. Portas em modo tagged transmitem e recebem quadros que possuem tag, e portas em modo untagged recebem e transmitem quadros que não possuem tag. Isso foi pensado para tornar a implantação de VLANs transparente para os usuários finais, pois seus computadores não precisarão saber que existem VLANs (i.e. não precisarão interpretar tags). Por isso equipamentos que não interpretam tags são denominados VLAN-unaware (desconhecem VLAN), e equipamentos que recebem e transmitem quadros com tag são referidos como VLAN-aware (conhecem VLAN).


Exemplo: simulador de switch com VLAN:
Esta animação possibilita simular a configuração de VLANs em um switch, e efetuar testes de transmissão. Experimente criar diferentes VLANs e observar o efeito em transmissões unicast e broadcast (clique na figura para acessar o simulador).

Um simulador de VLANs

Desafio: proponha um exemplo de rede física e mostre como ela poderia ser segmentada fisicamente e usando VLANs.

Questão para estudo e conclusão: Avaliando todo o conteúdo resumido acima, qual tipo de segmentação é mais adequada para o projeto de cabeamento estruturado?


02/09 - Equipamentos Ativos de Rede

02/09 - Equipamentos Ativos de Rede

  • Instalação do cabeamento da Sala de Equipamentos ao armário de Telecomunicações;
  • Ligação de dois cabos do bloco bargoa da entrada de facilidades até o PP01;
  • Testes da sala de equipamentos ao armário de telecomunicações da sala de meios;

A Evolução da implementação do projeto integrador está representada da seguinte forma: O fundo Laranja representa a atividade do dia e com fundo Verde, a parte já implementada.

Parte1 CEc.png


04/09 - Apresentação e início da Parte 2

04/09 - Apresentação e início da Parte 2

Visão geral da rede de distribuição telefônica, apresentação da Etapa 2: integração a rede telefônica:

  • Fabricação de 2 patch cords para ligação do PP01 ao PP02;
  • Testes finais da parte 1 e organização dos cabos nos organizadores;
  • Apresentação da parte 2 do projeto;
  • Realização da ligação da caixa de derivação externa ao bloco bargoa.


  • Esboço da parte 2 do projeto: Exemplo2.jpg


09/09 - Instalação da Rede Telefônica - Rede Externa

09/09 - Instalação da Rede Telefônica - Rede Externa

  • Visão geral da rede externa de telefonia;
  • Etapa 2: Instalação da rede telefônica simulada com PABX da operadora à entrada de facilidades;
11/09 - Conexões da Entrada de Facilidades até ao Distribuidor Geral da Operadora

11/09 - Conexões da Entrada de Facilidades até ao Distribuidor Geral da Operadora

  • Conclusão dos trabalhos da aula anterior e retrabalhos;
  • Conexões até o bloco cook e colocação de fuzíveis de proteção.
  • Detalhamento da rede externa - da operadora a entrada de facilidades:

RE a.png

RE .png

17/09 - Lançamento de cabos entre o Distribuidor Geral e o serviço de telefonia da operadora

17/09 - Lançamento de cabos entre o Distribuidor Geral e o serviço de telefonia da operadora

  • Conexões entre o bloco cook e bloco BLI (mantegueira)
  • Interconexões finais entre o serviço de telefonia e o Bloco BLI
19/09 - Finalização da Instalação da Rede Telefônica

19/09 - Finalização da Instalação da Rede Telefônica

  • Conclusão dos trabalhos da aula anterior e retrabalhos;
  • Testes com aparelho telefônico;
  • AVALIAÇÃO 1.
23/09 - Integração com DSLAM

23/09 - Integração com DSLAM

  • Integração final do serviço Telefônico com o serviço de acesso à Internet com DSLAM;
  • Documentação da Etapa 2.
25/09 - Integração com DSLAM

25/09 - Integração com DSLAM

  • Integração final do serviço Telefônico com o serviço de acesso à Internet com DSLAM;
30/09 - Paralização Ônibus

30/09 - Paralização Ônibus - Aula cancelada pela direção

  • Paralização devido ataques.
02/10 - Paralização Ônibus

02/10 - Paralização Ônibus - Aula cancelada pela direção

  • Paralização devido ataques.
07/10 - Apresentação da Parte 3 do Projeto - O serviço FTTH

07/10 - Apresentação da Parte 3 do Projeto - O serviço FTTH

  • Correção em sala da Avaliação 1;
  • Sugestão de leitura para a parte 3 do projeto: Apostila Saul seções completas: 3.2, 6.7, 4.6 e 7.6 nessa sequencia!
  • Testes finais do DSLAM e manobras com MUTOS e serviços telefonia/internet.
  • Apresentação da Parte 3 do projeto - O serviço FTTH ou FTTB;
  • Contato com os principais elementos de uma rede FTTH: tipos de fibra, acessórios, componentes e ferramentas;
  • TAREFA OBRIGATÓRIA - (integra à nota AI): Relatório na WIKI da documentação da Parte 1 e 2, incluindo a explicação e o registro de fotos das principais conexões do rack de ativos da operadora, da rede externa e Cabeamento Estruturado.


Abaixo são Apresentados alguns Componentes e Características de Fibra Óptica

Estrutura básica da fibra óptica

A figura abaixo refere-se aos componentes de uma fibra óptica:

EstruturaFibra.png

A fibra é constituída por dois materiais dielétricos com índices de refração diferentes, geralmente vidros e em alguns casos plásticos. O dielétrico central é chamado de núcleo e o externo de casca. O núcleo sempre apresenta índice de refração ligeiramente superior ao da casca. Para obter a diferença entre os índices de refração do núcleo e da casca, são usados materiais dielétricos dopados com semicondutores diferentes ou materiais dielétricos diferentes (vidro-plástico) (Caetano, 2011).

Veja na figura abaixo a estrutura de um cabo de fibra óptica:


CaboFibra.JPEG


Tipos de fibra óptica quanto a propagação de modos

TiposFibra.png


Tipos de Cabo de fibra óptica

As fibras, mono ou multimodo, são acondicionadas em cabos mono ou multifibras. Existem dois tipos de cabos, loose e tight. A Figura abaixo apresenta a estrutura do cabo loose.


Loose.png


Veja também a estrutura do cabo tight.


Tight.png


A figura abaixo apresenta um comparativo entre fibra óptica monomodo e multimodo, em relação a perda de dados:


ComparativoFibras.JPEG


Veja alguns tipos de conectores de fibra óptica:


ConectoresFibra.JPEG


09/10 - Documentação na wiki pelas equipes

09/10 - Documentação na wiki pelas equipes

  • testes finais de acesso a internet com o DSLAM
  • Detalhamento/publicação/atualização com registro de fotos da parte 1 e 2 do projeto pelos representantes das 3 equipes nas páginas wiki dos grupos;


14/10 - Um serviço de FTTH - Manipulação de cabos Ópticos

14/10 - Um serviço de FTTH - Manipulação de cabos Ópticos

  • Finalização da documentação das fases 1 e 2
  • Manipulação de ferramentas e estruturas para fibras òpticas
  • Apresentação do esquema da Fase 3
16/10 - Início da Fase3 - Passagem de cabos

16/10 - Início da Fase3 - Passagem de cabos

  • Montagem dos DIOS nos Racks
  • Preparação dos cabos Ópticos.
21/10 - Fusão de fibras Ópticas

21/10 - Fusão de fibras Ópticas

  • somente o Aluno Cláudio compareceu nesse dia. Aula normal!
  • Problemas com a fusão de fibras.
23/10 - Fusão de fibras Ópticas

23/10 - Fusão de fibras Ópticas

  • fusão de fibras de todas as Equipes.
30/10 - Finalização da instalação e fusão de fibras

30/10 - Finalização da instalação e fusão de fibras

  • Término da Fusão de fibras
  • Nesse dia somente uma equipe compareceu e realizou o fechamento dos circuitos de fibra de todas as equipes.
04/11 - Fase 3 - Rede HFC

04/11 - Fase 3 - Rede HFC

  • Teste dos circuitos de fibra com ODTR - todo o circuito OK!;
  • Abordagem teórica sobre a rede HFC;
  • Devido a falta de estrutura, a fase 3 será encerrada com a instalação de um circuito de CATV;
  • Início da passagem de cabos coaxiais.
06/11 - Fechamento da Fase 3

06/11 - Fechamento da Fase 3

  • Testes finais com Internet e voz usando os circuitos de Fibra, CE, PABX e DSLAM.
  • Instalação de divisores e práticas de conectorização dos cabos coaxiais;


11/11 - continuação fechamento da Fase 3

11/11 - Fechamento da Fase 3

  • Medições e retrabalhos nos circuitos de Fibra, CE, PABX e DSLAM.
  • Início da Fase 4: Instalação da rede ponto-multiponto Wifi com WOM5000 da Intelbrás.


13/11 - Revisão da instalação para preparação para a avaliação A2

13/11 - Revisão da instalação para preparação para a avaliação A2

  • Testes finais com Internet e voz usando os circuitos de Fibra, CE, PABX e DSLAM.
  • Instalação de Switches novos para cada equipe.


18/11 - Palestra OI - Redes de serviços e backbone OI

18/11 - Palestra OI - Redes de serviços e backbone OI

  • Primeiras 2 aulas: Palestra com Eng. Patrick Soares da empresa OI

Horário: 19h00min. – 20h20min. Local: Auditório do IFSC – Campus São José Público: Professores e alunos da área de Telecomunicações

Tópicos
  1. Breve apresentação da Oi ( 1 slide )
  2. Evolução das Redes
  3. Plataforma MPLS (Multi Protocol Label Switching), que é a estrutura de redes da Oi para tráfego de dados, voz e vídeo.
  • Funcionamento da Tecnologia
  • QoS (Quality of Service) - Mecanismos que garantem o desempenho de aplicações ( Dados, Voz e Imagem )
  • Backbone da Oi
  • Possibilidades de acesso ( Fibra/Radio/Par Metálico, etc...)
  • Nuvem da Oi
  1. Aplicações de MPLS ( videoconferência, vídeo vigilância, aceleração de aplicações, aplicações da nuvem )
  2. Case de sucesso
  3. Tendências de Tecnologia e para os profissionais da área
Perfil do Palestrante

Mais de 15 anos de experiência na área de telecomunicações, atuando em empresas como Promon, Brasil Telecom e Oi. Hoje é Engenheiro de Pré Vendas na Oi, desenvolvendo soluções de grande relevância em Inovação e Tecnologia para o mercado Corporativo, abrangendo Grandes Empresas e Poder Público. É Engenheiro de Produção e atualmente cursa MBA em Gestão Empresarial pela FGV.

  • Revisões para avaliação A2.
20/11 - Finalização CATV e Avaliação A2

20/11 - Finalização CATV e Avaliação A2

  • Instalação de divisores e conectorização dos cabos coaxiais RG59 com conectores tipo F;
  • instalação dos ativos do CATV - MUX, Amplificadores.
  • Duas últimas aulas, avaliação A2
25/11 - Apresentação da Fase final do projeto

25/11 - Apresentação da Fase final do projeto

  • Redes sem fio e Projeto Elétrico de uma Rede Local.

Redes sem fio e o Padrão IEEE 802.11

Introdução

Redes sem-fio se tornaram uma tecnologia largamente difundida e de uso corriqueiro, principalmente em sua versão para redes locais. Graças a ela, as pessoas não precisam usar cabos para ter acesso à rede, e podem se comunicar em qualquer localização dentro do alcance da rede sem-fio. Mesmo usuários em movimento podem se manter em comunicação pela rede sem-fio. Essas características atraentes da tecnologia fazem com que ela seja naturalmente desejável nas LANs

A implantação de uma rede sem-fio deve atender alguns requisitos levantados pelo administrador de uma rede, os quais serão discutidos ao longo desta seção. Antes de pensar nos detalhes a serem observados, devem-se conhecer as características de comunicação de dados por um canal sem-fio e os mecanismos inventados para efetuar esse tipo de comunicação.

Alguns usos de redes sem-fio

WLAN-comum.gif
Redes locais sem-fio


Wireless point to point.jpg
Enlaces ponto-a-ponto de média/longa distância


Wlan-train.png
Prover conectividade em ferrovias


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Redes de dispositivos acoplados ao corpo de uma pessoa


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Redes de sensores


V2v.jpg
Redes entre veículos (experimental)

O Padrão IEEE 802.11

Dentre as várias tecnologias de comunicação sem-fio existentes, o padrão IEEE 802.11 para redes locais tem ampla utilização. Conhecido popularmente como Wi-Fi (um trocadilho com Hi-Fi, uma qualidade atribuída a aparelhos de som e que significa High-Fidelity), está presente praticamente em todos os lugares hoje em dia - desde escolas, empresas, aeroportos, supermercados, restaurantes, cafés e residências, e até mesmo em espaços abertos de cidades (ver Cidades Digitais). Muitos dos problemas existentes nesse tipo de rede (alguns resolvidos e outros não), e características de funcionamento, são comuns a outras tecnologias menos conhecidas, porém também importantes em suas áreas de aplicação. Por isso nosso estudo se concentrará nesse padrão de redes sem-fio, para conhecê-lo com razoável profundidade. Como consequência, além de entender como funciona uma rede IEEE 802.11, os conhecimentos obtidos habilitarão a compreensão de outras tecnologias de redes sem-fio.

  • Apresentaram-se as possíveis formas de organização de uma rede IEEE 802.11:
    • Rede infraestruturada: uso de uma estação central, que intermedia as transmissões das demais estações.

      Infrastructure-bss.png
    • Rede Ad-Hoc: estações se comunicam livremente com suas estações vizinhas.

      Adhoc-bss.png
    • Rede Mesh: estações se comunicam livremente, mesmo que existam múltiplos saltos (multihop).

      Mesh topology.gif

Leia o conteúdo da seção abaixo e com os dados observados na instalação e testes com o WOM5000 responda as questões a seguir:

Questões para Avaliar esta fase do prjeto, tipo... pra prova!!!

  • Quais os equipamentos envolvidos na rede sem-fio experimentada? Faça um esboço da rede usada!
  • Como um dispositivo WSTA entra na rede sem-fio? Existe um procedimento para que isso ocorra?
  • Como ocorrem as transmissões nessa rede sem-fio? Compare a transmissão de quadros nesse tipo de rede com transmissões em rede ethernet com CSMA/CD.
  • Qual a taxa de transmissão por quadro ? Existe mais de uma taxa possível? Como isso funciona em uma rede com muitos dispositivos ?

Componentes de uma rede sem-fio IEEE 802.11

Uma rede local sem-fio (WLAN) IEEE 802.11 é implantada por um equipamento especial chamado de ponto de acesso (AP - Access Point). Esse equipamento estabelece uma WLAN, de forma que computadores, smartphones, PDAs, laptops, tablets (e outros dispositivos possíveis) possam se comunicar pelo canal sem-fio. Esses dispositivos são denominados estações sem-fio (WSTA - Wireless Station), e se comunicam usando o AP como intermediário. Isso significa que todas as transmissões na WLAN são intermediadas pelo AP: ou estão indo para o AP, ou vindo dele. Além disso, uma WSTA somente pode se comunicar na WLAN se primeiro se associar ao AP - isto é, se registrar no AP, sujeitando-se a um procedimento de autenticação.

Do ponto de vista da organização da WLAN, a menor estrutura possível é o BSS (Basic Service Set), mostrado na figura abaixo. Um BSS é formado por um AP e as WSTA a ele associadas. O BSS possui um nome, identificado pela sigla SSID (Service Set Identifier), que deve ser definido pelo gerente de rede. O BSS opera em um único canal, porém as transmissões podem ocorrer com diferentes taxas de bits (cada quadro pode ser transmitido com uma taxa, dependendo da qualidade do canal sem-fio conforme medida pela WSTA que faz a transmissão). Por fim, apenas uma transmissão pode ocorrer a cada vez, o que implica o uso de um protocolo de acesso ao meio (MAC) pelas WSTA e AP.


Wlan1.png


O AP opera em nível de enlace, de forma parecida com um switch ethernet (porém sua tarefa é um pouco mais complexa ...). Isso quer dizer que o AP não usa o protocolo IP para decidir como encaminhar os quadros das WSTA, e assim não faz roteamento. Uma consequência desse modo de operação do AP é que a junção de dois ou mais AP por meio de um switch ethernet, com seus respectivos BSS, faz com que WSTAs em diferentes BSS possa se comunicar como se fizessem parte da mesma rede local. A união de dois ou mais BSS, mostrada na figura a seguir, se chama ESS (Extended Service Set). Em um ESS, todos os BSS possuem o mesmo SSID. No entanto, ao se criar um ESS deve-se cuidar para evitar que BSS vizinhos usem o mesmo canal.

Wlan2.png


As redes IEEE 802.11b e IEEE 802.11g usam a frequência 2.4 GHz para seus canais, que são espaçados a cada 5 MHz. As redes IEEE 802.11a e IEEE 802.11n usam a frequência de 5 GHz. No caso de IEEE 802.11g, ainda a mais comum de ser usada, os canais são numerados de 1 a 11. Apesar de haver 11 canais, apenas três deles (no máximo) não apresentam sobreposição. Isso se deve à modulação OFDM usada nessa rede, que na prática ocupa uma largura de banda de pouco mais de 20 MHz. A tabela abaixo mostra os canais usados em IEEE 802.11g, indicando a lista de canais interferentes de cada canal.

Wlan-canais.png

Sistemas de Distribuição

As WLANs IEEE 802.11 podem ser implantadas com ou sem um ponto de acesso (AP – Access Point), que funciona como uma estação-base. O AP auxilia na coordenação do acesso ao meio, e usualmente funciona como uma ponte entre a WLAN e uma LAN cabeada. Um conjunto de estações que se comunica via rede sem-fio é chamado de BSS (Basic Service Set) na terminologia IEEE 802.11. Um conjunto de dois ou mais BSS se chama ESS (Extended Service Set). Em uma rede IEEE 802.11, vários BSS podem se combinar para formarem um ESS (Extended Station Set). A interligação entre os AP deve ser feita em nível de enlace, seja por uma rede cabeada (via um switch) ou por links sem-fio. Essa interligação é denominada Sistema de Distribuição, estando exemplificada na figura abaixo:


80211-ds.png


O sistema de distribuição funciona como uma ponte entre as WSTA, como mostrado na figura abaixo. Assim, se dois AP forem interligados, as WSTA que pertencem a seus BSS poderão se comunicar como se estivessem na mesma rede local.


80211-ds2.png


A cobertura de uma área envolve um planejamento que leve em conta as taxas mínimas desejáveis e as características dos equipamentos (potências de transmissão e ganhos de antenas) e do ambiente (existência de obstáculos, reflexões, e fontes de ruído). Além disso, deve-se minimzar a interferência entre BSS vizinhos, o que pode ser feito escolhendo-se canais que não se sobreponham. A figura abaixo mostra conceitualmente como se podem escolher os canais dos AP para atingir esse objetivo.

80211-freq-planning.png


Desta forma, podem-se criar BSS para cobrir uma área e aproveitar melhor a capacidade do meio de transmissão.

80211-cobertura.png

Deve-se levar em conta que a qualidade do sinal tem relação com a modulação usada (e da taxa de dados), assim o limiar entre um BSS e outro depende de como as estações medem a qualidade de sinal e quais as taxas mínimas aceitáveis. A figura abaixo ilustra possíveis alcances para diferentes taxas de dados.

80211-ranges-rates.png
Taxas em função da distância do AP (exemplo, pois depende das condições do ambiente e dos equipamentos)

Autenticação e associação

Originalmente foi definido na norma IEEE 802.11 que uma estação precisa se autenticar e associar a um BSS para poder transmitir dados. Em sua forma mais simples, esses procedimentos demandam apenas quatro quadros de controle no total, sendo dois para cada operação. A sequência de autenticação em sua forma mais simples é denominada Autenticação aberta, mostrada abaixo:

80211-auth.png
Autenticação aberta


Como se pode ver, chamar essa operação de autenticação é forçar o uso desse termo porque o AP (que controla o BSS) não confere a identidade informada pela estação. Assim, outra forma de autenticação foi criada para conferir a informação passada pela estação, além de negociar chave de encriptação para ter o sigilo das comunicações. Esse novo método se chama Autenticação com chave compartilhada, sendo implementado pelo WEP (e lembre que isso é inseguro e não deve ser usado em redes reais ;-):

80211-shared-key-auth.png
Autenticação com chave compartilhada

Uma vez estando a estação em estado autenticado, deve ocorrer a associação com o AP. Na associação o AP registra a existência da estação de forma que o sistema de distribuição (DS, que interliga os AP) saiba em que AP se encontra essa estação e possa assim lhe encaminhar quadros. A norma IEEE 802.11 proíbe explicitamente a associação a mais de um AP simultaneamente.

80211-associate.png
Associação com AP

Transição de BSS

Em redes IEEE 802.11 com mais de um AP, para ampliar a área de cobertura, estações que se movimentam podem precisar migrar de um AP para outro. Essa operação se chama transição de BSS (também conhecida como handover ou roaming).

Handover2.png

A transição se desencadeia quando o sinal do enlace com o AP atual tem sua qualidade abaixo de um determinado limiar. Isso faz com que um novo AP seja procurado (varredura, ou scanning). Ao escolher um novo AP, a estação precisa nele se autenticar e associar. A autenticação depende do método usado (aberto, WPA-PSK à esquerda, ou WPA-EAP à direita)

Auth-rsn1.png Auth-eap.png


Como se pode deduzir, a transição feita dessa forma não é imediata. Na verdade, ela pode demorar muitos segundos ! Esse atraso de transição pode influenciar negativamente nas comunicações em andamento, uma vez que a transição costuma ocorrer quando o sinal está com baixa qualidade (causando perdas de quadros), além da demora para se completar. Esforços vêm sendo feitos atualmente para reduzir o atraso de transição, e dentre eles a norma IEEE 802.11r propõe um mecanismo para acelerar a autenticação. Porém o atraso de varredura ainda está por melhorar ...

Medição da qualidade de enlace

Em um forum encontrou-se o seguinte questionamento:

Hello,


the 802.11 standard specifies that link quality should be (for DSSS modulation) calculated from the correlation value obtained 
when code lock is achieved between the local PN code and the incoming PN codes.

In practice however I am convinced that Wi-Fi cards' producers do not calculate it in this way but rather by the percentage of 
correctly recieved bits or as the difference between signal strength and noise level.

I am currently doing some research on the possibility of using a 802.11 signal in a Wi-Fi LAN for locational purposes and I 
would like to consider all the information available to estimate a terminal's position. That includes, signal strength, noise 
level and link quality. However I cannot use link quality if I am not sure of how it is calculated.

Does anyone know how I can find a Wi-Fi card whose vendors specify their method of determining the link quality? Or a card from 
which I can extract a link quality according to the definition of the standard?

Há também um outro bom texto, com explicações sobre muitos termos usados quando se trata da qualidade do link (tais como RSSI e SNR).

O texto acima questiona como se faz a medição de qualidade de enlace em uma rede sem-fio IEEE 802.11. Nele se observa que a norma define como se deve fazer isso, mas os fabricantes provavelmente não seguem isso à risca. Partindo desse texto, pesquise como um determinado fabricante ou modelo de interface de rede faz essa medição (ex: Atheros, D-Link, Ralink, Intel, Broadcom, ...).

Melhorias no padrão IEEE 802.11n

Ver este artigo da WiFi Alliance. A tabela abaixo sumariza as melhorias criadas nesse padrão.

80211n-melhorias.png


Simulações (animações) sobre CSMA/CA


02/12 - Finalização e revisão sobre Projeto Elétrico

02/12 - Finalização e revisão sobre Projeto Elétrico

  1. Finalização e revisão sobre Projeto Elétrico
04/12 - Exercícios

04/12 - Exercícios

  1. Aponte e comente três vantagens do uso de redes locais sem-fio.
  2. Que fatores impactam negativamente a comunicação em redes sem-fio?
  3. O acesso ao meio em redes sem-fio tem particularidades em relação a redes cabeadas. Uma delas é a impossibilidade de detectar colisões. Por que isto ocorre?
  4. O que é o problema dos nodos escondidos, e qual sua consequência? Como o protocolo CSMA/CA do padrão IEEE 802.11 procura evitar esse problema?
  5. No problema dos nodos expostos, dois nodos que poderiam transmitir simultaneamente não o fazem. Na figura abaixo, por exemplo, os nodos B e C poderiam transmitir ao mesmo tempo para os nodos D e A, respectivamente. Com base nisto, responda o seguinte:
    a)Por que a transmissão simultânea de B e C não causa uma colisão?
    b)Qual a consequência de esse problema não ser tratado?
    Nosexpostos.png
  6. Do que se trata um DS (Distribution System) ? Desenhe uma rede para exemplificar o uso de:
    i) Um DS do tipo cabeado.
    ii) Um DS do tipo sem-fio (ou WDS).
  7. Como visto em laboratório, a transição de BSS dentro de um mesmo ESS – operação conhecida como roaming ou handover, demora um certo tempo. Explique porque ocorre essa demora, e qual a consequência para as aplicações de rede (ex: VoIP e transferência de arquivos).
  8. Deseja-se implantar uma rede sem-fios IEEE 802.11 em um grande saguão de um hotel. Devido às dimensões do lugar, serão necessários vários BSS para prover a cobertura em todos os espaços. Como se podem determinar a quantidade de AP necessários e suas localizações para que se tenha uma boa cobertura de sinal? Considere que se deseja instalar a menor quantidade de AP possível.
09/12 - Desmontagem e avaliação A3

09/12 - Desmontagem e avaliação A3

11/12 - Desmontagem e RECUPERAÇÃO FINAL

11/12 - Desmontagem e RECUPERAÇÃO FINAL

  1. desmontagem total dos racks, quadros e dutos.