MEIOS FISICOS de TRANSMISSAO
Os meios de transmissão são utilizados em redes de computadores para ligar as estações ao meio de transmissão.
Os meios de transmissão diferem com relação à banda passante, potencial para conexão ponto a ponto ou multiponto, limitação geográfica devido a atenuação característica do meio, imunidade a ruído, custo, disponibilidade de componentes e confiabilidade.
Qualquer meio físico capaz de transportar informações eletromagnéticas é passível de ser usado em redes de computadores. Os mais comuns utilizados são: o par trançado, o cabo coaxial e a fibra ótica. Sob circunstâncias especiais, radiodifusão (WIRELESS) , infravermelho, enlaces de satélite e microondas também são escolhas possíveis.
1 - Par Trançado
São dois fios enrolados em espiral de forma a reduzir o ruído e manter constante as prioridades elétricas do meio através de todo o seu comprimento.
Sua transmissão poderá ser tanto analógica quanto digital.
A perda de energia é um parâmetro importante quando se discute não só a taxa máxima de transmissão, mas também a distância máxima permitida, qualquer que seja o meio de transmissão. A perda de energia aumenta com a distância, até chegar um ponto onde o receptor não consegue mais reconhecer o sinal. energia pode ser perdida por radiação ou por calor. Em geral um par trançado pode chegar até várias dezenas de metros com taxas de transmissão de alguns megabits por segundo.
Sua desvantagem é a sensibilidade às interferência e ruído.
Com o aumento das taxas de transmissão, cabos de par trançado de melhor qualidade foram gradativamente sendo produzidos. Dada a evolução apresentada desde os primeiros pares utilizados em telefonia.
É um meio de transmissão de menor custo por comprimento. A ligação de nós ao cabo é também extremamente simples, e portanto de baixo custo.
Ele é normalmente utilizado com transmissão em banda básica. Outra aplicação típica para par trançado é a ligação ponto a ponto entre terminais e computadores e entre estações da rede e o meio de transmissão.
Par Trançado
2 - Cabo Coaxial
Um Cabo coaxial é constituído de um condutor interno circundado por um condutor externo, tendo entre os condutores, um dielétrico que os separa. O condutor externo é por sua vez circundado por outra camada isolante.
O cabo coaxial, ao contrário do par trançado, mantém uma capacitância constante e baixa, teoricamente independente do comprimento do cabo. Essa característica vai lhe permitir suportar velocidades da ordem de megabits por segundo sem necessidade de regeneração do sinal e sem distorções ou ecos, propriedade que revela a alta tecnologia já denominada.
Comparado ao par trançado, este tem uma imunidade a ruído de crosstalk bem melhor, e uma fuga eletromagnética mais baixa. A transmissão em banda larga fornece uma imunidade ao ruído melhor do que em banda básica. Além disso, os ruídos geralmente presentes em áreas urbanas e industriais são de baixa freqüência, tornando as transmissões em banda básica mais susceptíveis a eles. Quanto ao custo, o cabo coaxial é mais caro do que o par trançado, assim como é mais elevado o custo das interfaces para ligação ao cabo.
Cabo Coaxial
3 - Fibra Ótica
A transmissão em fibra ótica é realizado pelo envio de um sinal de luz codificado, dentro do domínio de freqüência do infravermelho, através de um cabo ótico.
O cabo ótico consistem em um filamento de sílica ou plástico , por onde é feita a transmissão da luz. Ao redor do filamento existem substâncias de menor índice de refração, que fazem com que os raios sejam refletidos internamente, minimizando assim as perdas de transmissão. Existem três tipos de fibras óticas: as multimodo degrau, as multimodo com índice gradual e as monomodo.
Fibras Multimodo degrau
São as mais simples e foram as primeiras a serem produzidas. O funcionamento dessas fibras é baseado no fenômeno da reflexão total interna na casca de índice de refração mais baixo. O termo degrau vem da existência de uma descontinuidade na mudança de índice de refração na fronteira entre o núcleo e a casca da fibra. A qualificação multimodo refere-se à possibilidade de que vários feixes em diferentes ângulos de incidência se propaguem através de diferentes caminhos pela fibra.
Fibras multimodo de índice gradual
Ao invés de uma mudança abrupta de índice de refração do núcleo para a casca, este índice vai diminuindo gradualmente de forma contínua.
Fibras monomodo
A idéia é produzir núcleos de diâmetro tão pequeno, que apenas um modo será transmitido.
As fibras óticas são imunes a interferências eletromagnéticas e a ruídos e, por não irradiarem luz para fora do cabo, não se verifica ruído. Fibras óticas vão permitir um isolamento completo entre o transmissor e o receptor, fazendo com que o perigo de curto elétrico entre os condutores não exista.
Em linhas de longa distância utilizadas pelas companhias telefônicas, chegam-se a distâncias de 50 km sem a necessidade de repetidores.
Fibras óticas são mais finas e mais leves do que cabos coaxiais, o que facilita bastante sua instalação, são utilizadas com sistemas em taxas de transmissão que chegam a 150 e a 620 Mbps numa única fibra unidirecional.
Algumas limitações, porém, ainda são encontradas. A junção de fibras é uma tarefa ainda delicada, principalmente em ligações multiponto. A instalação de fibras óticas em determinados ambientes pode fazer com que sejam necessárias dobras nos cabos de fibra. Tais dobras podem tornar o ângulo de incidência dos feixes em relação à normal muito pequena provocando o escape desses feixes da fibra, pois estes não chegarão a sofrer reflexão.
Cabo de Fibra Ótica
4 - Outros meios de transmissão
Além dos três meios de transmissão já mencioandos, existem outros meios de transmissão, embora menos utilizados em redes locais. Um desses meios é radiofusão ( wireless networks) , a grande vedete dos anos 2000.
Por sua natureza, a radiofusão é adequada tanto para ligações ponto a ponto quanto para ligações multiponto. As redes sem fio, baseadas em radiofusão, são uma alternativa viável onde é difícil, ou mesmo impossível, instalar cabos metálicos ou de fibra ótica. Seu emprego é particularmente importante para comunicações entre computadores portáteis em um ambiente de rede local móvel.
A radiofusão também é utilizada em aplicações onde a confiabilidade do meio de transmissão é requisito indispensável. Um exemplo drástico seria em aplicações bélicas, onde, por exemplo. o rompimento de um cabo poderia paralisar todo um sistema de defesa.
Nas aplicações entre redes locais, a radiofusão também tem papel relevante, especialmente se as redes estão distantes e o tráfego inter-rede é elevado. Neste caso circuitos telefônicos podem ser inadequados e a radiofusão pode fornecer a largura de faixa exigida.
A radiação infravermelha e microondas são outros meios possíveis de comunicação utilizados em redes de computadores.
5 - Ligações aos meios de Transmissao
Ao utilizar um meio de transmissão, conectamos a ele equipamentos transmissores e receptores. A forma como essas conexões são efetuadas dependem da topologia, que definirá se as ligações físicas são ponto a ponto ou multiponto, e do próprio meio físico, que determinará como as ligações podem ser implementadas, respeitando-se as características físicas desse meio.
Ligações Ponto a Ponto
As topologias como o anel, a estrela e a topologia parcialmente conectada se utilizam de ligações ponto a ponto entre seus elementos.
A interface de uma estação com o anel contém um repetidor que tem dois propósitos principais. O primeiro é contribuir para o funcionamento correto do anel, deixando fluir todos os dados por eles recebidos, depois de regenerá-los. O segundo é fornecer um ponto de acesso para o envio e recebimento de dados por uma estação a ele conectada.
Na topologia estrela, tanto lógica quanto física, utilizam-se ligações ponto a ponto entre as estações e o elemento central.
Ligações de redes ponto a ponto apresentam menos dificuldades que ligações multiponto, descritas na próxima seção, pois não têm os problemas de múltiplas reflexões nem a possibilidade de múltiplas transmissões simultâneas.
Ligações Multiponto
Em ligações multiponto, o meio de transmissão deve ser casado em seus extremos, terminando por uma impedância igual a sua impedância característica, de forma a impedir reflexões.
As ligações são feitas através de transceptores que possuem funções básicas de transmitir e receber sinais do meio, bem como reconhecer a presença desses sinais no meio.
Quanto às estações, os transceptores podem estar localizados junto a elas ou não, e ambas as configurações apresentam vantagens e desvantagens.
A localização do transceptor fora da estação traz como principal vantagem uma flexibilidade maior para o sistema. As estações podem se situar afastadas do meio de comunicação, estando ligadas ao transceptor por uma linha de comunicação (por exemplo, par trançado). Assim, dentro dos limites estabelecidos pelas características do meio de transmissão entre o transceptor e a estação ( atenuação, por exemplo), esta pode estar localizada em qualquer ponto convenientemente distante do meio comum.
Transceptores podem se ligar ao cabo coaxial através do uso de conectores tipo T. O cabo é cortado, e conectores BNC são instalados em cada um dos extremos. Esse tipo de ligação apresenta a desvantagem da necessidade de interrupção do funcionamento da rede para a inserção de uma nova estação. Em compensação, os conectores em T são facilmente encontrados e seu custo é relativamente baixo.
Alternativamente, os transceptores podem ser conectados pela utilização dos conectores por pressão (preassure taps), herdados da tecnologia de CATV. Esses conectores permitem a ligação ao cabo sem que seja preciso cortá-lo, evitando a necessidade de pararmos a operação de uma rede para sua instalação. O acoplamento com o cabo é feito por meio de uma pequena agulha metálica que, ao ser inserida, faz contato somente com o condutor central. Para impedir que a malha externa entre em contato com a agulha, esta é revestida com material isolante, com exceção de suas extremidades. Outras agulhas fazem contato com a malha externa dando o referencial de terra. Os conectores por pressão têm como vantagem adicional o fato de permitir a construção de transceptores de maior impedância, diminuindo as reflexões.
Ligações em redes fibra ótica
Fibra ótica pode ser usada tanto em ligações ponto a ponto quanto em ligações multiponto. Devido a perdas elevadas em ligações multiponto e a reflexões óticas, as configurações ponto a ponto são mais usadas atualmente. Nas ligações multiponto deve ser levada em consideração a característica unidirecional da fibra ótica. A topologia em barra comum pode exigir assim o uso de duas fibras.
A utilização de fibra ótica nas redes em anel se dá pela simples substituição dos elementos de transmissão e recepção por componentes óticos. A configuração é similar à da rede em barra com dupla fibra na qual sinalização é ponto a ponto unidirecional.
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