Cabeamento em Redes

Meios Físicos de Transmissão

Tecnologia de Cabeamento Estruturado

 

 

SUMÁRIO
01. Introdução
02. A Problemática das Redes de Computadores
02.1 A Confiabilidade da Rede
02.2 A Flexibilidade da Rede
02.3 O Tempo de Manutenção da Rede
02.4 A Longevidade da Rede
02.5 O Custo da Rede
03. A padronização da Tecnologia de Cabeamento
04. Metodologia de Projeto de Redes
05. Fases Básicas de um Projeto de Rede
05.1 Levantamento de Informações
05.2 Especificações de Requisitos
05.3 Projeto Físico
05.4 Projeto Lógico
06. Meios Físicos de Transmissão
06.1 Par Trançado
06.1.1 Par Trançado sem Blindagem (UTP)
06.1.2 Par Trançado com Blindagem (STP)
06.2 Cabo Coaxial
06.2.1 Cabo Coaxial Fino
06.2.2 Cabo Coaxial Grosso
06.3 Fibra Ótica
06.3.1 Transmissores Óticos
06.3.2 Receptores Óticos
06.4 Redes sem Fio
06.5 Conectores
06.5.1 Conectores BNC
06.5.2 Pinagem
06.6 Terminologia XbaseY
06.7 Orientações para Seleção de Cabos
06.7.1 Cabo Blindado versus Não Blindado
06.7.2 Riser (PVC) versus Plenum
06.7.3 Diâmetro de um fio
06.7.4 Condutor retorcido versus condutor sólido
06.7.5 Cabo com múltiplos condutores
07. Cabeamento Estruturado
08. Sub-Sistemas do Cabeamento Estruturado
08.1 Sistema de Distribuição de um Campus
08.2 Sistema de Distribuição Vertical de um Prédio
08.3 Sistema de Distribuição Horizontal de um Prédio
09. Detalhes que fazem a diferença
09.1 A organização nas salas de distribuição/equipamentos
09.2 A facilidade de Uso
10. Fiber-To-The-Desk (FTTD)
11. Conclusão
ANEXO A - Guia para Padronizações
BIBLIOGRAFIA

01. Introdução

"Um sistema de cabeamento é bem feito quando ninguém lembra que ele existe."

Danny Maron - Ger. Mark.. ProLan

O uso de redes de computadores teve um crescimento muito grande nos últimos anos, devido a diversos fatores tais como: massificação do uso de microcomputadores, aumento do poder de processamento dos mesmos e ultimamente, este mercado foi impulsionado pela Internet. Como todo crescimento que é excessivamente rápido, a explosão na procura por recursos de rede gerou uma corrida que em última instância provocou um crescimento desordenado das redes nas empresas, instituições educacionais, etc.

Um dos maiores inconvenientes resultante do crescimento não planejado de uma rede de computadores é sentido no cabeamento; que, de instrumento primordial para o funcionamento de uma rede passa a ser uma dor de cabeça para usuários e administradores.

02. A Problemática das Redes de Computadores

Como o alicerce de uma construção, um sistema de cabeamento determinará a estabilidade de uma rede, e possibilitará que seu crescimento possa ser feito com um mínimo de inconveniência para os usuários da rede. Apesar de ter sua importância reconhecida por técnicos a bastante tempo, o sistema de cabeamento continua sendo relevado a um segundo plano por usuários e profissionais da área de informática. Que, somente agora estão abrindo os olhos para a importância do sistema de cabeamento.

02.1. A Confiabilidade da Rede

"Pesquisa revela que 50% a 70% da indisponibilidade das redes ocorrem devido a problemas com o cabeamento"

A questão da confiabilidade de uma rede torna-se muito importante se considerarmos que os recursos, antes disponíveis de maneira individual, com o advento das redes passaram a ser compartilhados. Assim sendo, um problema em um único recurso, pode afetar todos os usuários da rede. Se lembrarmos que o cabeamento é o meio através do qual disponibilizamos todos os recursos da rede, veremos que a confiabilidade de uma rede está ligada diretamente ao seu cabeamento. Tanto em relação ao tipo do meio quanto em relação a sua estrutura.

"Um projeto de cabeamento bem feito é o primeiro passo para garantir a implantação de uma rede com sucesso."

Danny Maron - Ger. Mark.. ProLan

02.2. A Flexibilidade da Rede

"Pesquisa revela que a tendência é que somente 40% dos funcionários de uma empresa não mudem a mesa, de mesa ou de departamento em um ano."

 

A flexibilidade do cabeamento de uma rede, possibilita que as mudanças necessárias sejam feitas com o menor trauma possível. O que para os administradores da rede significa um menor esforço de manutenção/remanejamento. E para os usuários significa comodidade e disponibilidade de uso.

"O que se espera de um sistema de cabeamento é que a instalação seja definitiva, sem esforço de manutenção.

 

Danny Maron - Ger. Mark.. ProLan

02.3. O Tempo de Manutenção da Rede

"Baseado nas pesquisas anteriores, pode-se concluir que o tempo necessário para a manutenção do cabeamento é um ponto crítico para sucesso de uma rede."

 

Tanto a confiabilidade, quanto a flexibilidade do cabeamento de uma rede, influirão diretamente no tempo de indisponibilidade da rede. Se a rede funciona sem problemas, o cabeamento (e toda a infra-estrutura)são transparentes para o usuário, que nem percebe sua existência. Por outro lado, a indisponibilidade da rede gera uma grande insatisfação por parte dos usuários. Este apelo talvez seja um dos motivos pelo qual os administradores de rede tem se preocupado - agora, com o cabeamento.

"Com o cabemento estruturado a mudança de estações pode ser feita em minutos. E o tempo na detecção/solução de problemas é menor.

 

Alexandre Augusto - Lan Times - Brasil

02.4. A Longevidade da Rede

"No cabeamento convencional, quando a tecnologia de comunicação de dados evolui, torna-se necessário substituir todo cabeamento."

 

O meio físico pode, tanto ser um grande limitador para a expansão da rede, quanto pode ser o responsável pela sua longevidade. Dentro de um projeto de cabeamento a escolha do meio físico tem grande importância. Pois um meio físico bem definido, permitirá não só a mundança de lay-out da rede, mas também, a mudança de elementos ativos e da sua tecnologia, aumentando assim, a longevidade da rede.

"O sistema de cabeamento não se altera ao longo dos anos, mesmo mudando os lay-outs, os ativos e a telefonia.

 

Elíabe Toledo - Ger. Mark. Serv. HP-Brasil

02.5. O Custo da Rede

"Empresas revelam que 70% a 80% dos índices de manutenção de uma rede são oriundos de problemas com o cabeamento."

 

O percentual do custo de manutenção da rede, que está diretamente relacionado com o cabeamento, faz crer que, o gasto feito na implantação de um projeto de cabeamento estruturado, torna-se um investimento, com retorno garantido tanto na diminuição de manutenções e de tempo de indisponibilidade da rede; quanto na possibilidade de ampliação e mudanças de tecnologias de redes com o menor transtorno possível.

"O Custo de implantação de um projeto cabeamento corresponde de 5% a 7% do custo total da rede (hard/soft).

 

Fernando F. Oliveira - Dir. Com.. DigiComp

03. A padronização da Tecnologia de Cabeamento

Provavelmente considerando toda a problemática apresentada no capítulo anterior, é que diversos órgãos internacionais trabalharam na busca de um padrão para a tecnologia de cabeamento.Dentre órgãos que fazem este tipo de trabalho destacam-se:

·        EIA (Electronic Industries Association)

·        TIA (Telecommunications Industries Association)

·        IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)

·        ISO (International Organization for Standardization)

·        IEC (International Electrotechnical Commission)

O estabelecimento destes padrões visam principalmente:

·        Estabelecer um padrão genérico de cabeamento para telecomunicações que suporte um ambiente aberto;

·        Permitir o planejamento e a instalação de um sistema de cabeamento estruturado para prédios comerciais, residenciais, pequenos escritórios e apartamentos;

·        Estabelecer critérios técnicos e de performance para as várias configurações de: sistemas de cabeamento, infra-estrutura (canaletas, bandejas, eletrodutos, etc.) e aterramento;

·        Especificar um padrão para a administração e documentação de um projeto de cabeamento;

·        Aumentar a vida útil de um sistema de cabeamento para +/- 10 anos.

Os Padrões determinam, dentre outras coisas:

·        Os requisitos mínimos para telecomunicação;

·        Distâncias e topologias recomendadas;

·        Parâmetros de mídia que determinam a performance;

·        Padrões de conectores e pinos para permitir a interconectividade;

 

04. Metodologia de Projeto de Redes

"Não é recomendável que um usuário saia comprando produtos baseado simplesmente em normas. É claro que as normas EIA/TIA 568 e ISO 11801 proporcionam segurança e uma garantia mínima mas não garantem que o produto seja 100% adequado ao usuário. Primeiro o usuário precisa conhecer suas necessidades."

 

Osvaldo Yokomizo - Yokomizo Consult. Assoc.

Para evitar que uma rede não sofra dos problemas tão bem conhecidos de todos nós usuários, não basta adquirir as normas e simplesmente aplicá-las. Para se ter certeza de que o projeto vai atender às necessidades de cada um dos usuários e manter a rede funcionando adequadamente com: confiabilidade, flexibilidade, prevendo as novas tecnologias e garantindo o investimento, é preciso buscar o auxílio de uma metodologia para o projeto de redes. Pois mediante a aplicação correta de uma metodologia de projeto de redes, passa-se por todas as etapas necessárias à devida: avaliação, estudo, projeto e implantação de uma rede.

05. Fases Básicas de um Projeto de Rede

"Como premissa básica para o desenvolvimento de qualquer projeto de rede corporativa de uma empresa, deve-se considerar as suas necessidades atuais e as tendências de evolução do seu ambiente de informática.".

 

Dissertação de Tereza Cristina M. de B Carvalho.

Olhando-se as várias metodologias, percebe-se que existe uma certa afinidade quanto as fases necessárias para a aplicação (excetuando metodologias destinadas a casos mais específicos). Tomando como base a metodologia proposta por Tereza Cristina Melo de Brito Carvalho em sua tese de Doutorado, defendida na PUC-SP em 1995, pode-se descrever as fases básicas de um projeto de rede, como na figura abaixo. 

 

05.1. Levantamento de Informações

Resume as características atuais e tendências de evolução dos ambientes de informática da Empresa.

05.2. Especificações de Requisitos

Define a topologia geral do ambiente de redes e os requisitos de projeto para esta topologia, que devem ser suportados de modo que possam ser atendidas as necessidades da fase anterior.

05.3. Projeto Físico

Inclui desde o projeto da infra-estrutura de cabeamento de rede até a especificação da sua configuração física i.e., dos equipamentos de rede que devem ser empregados em cada sub-rede como um todo.

05.4. Projeto Lógico

Engloba a definição da configuração lógica da rede, e a sua infra-estrutura de gerenciamento e segurança. Estes três módulos são independentes e podem,até certo ponto, serem desenvolvidos simultâneamente.

 

06. Meios Físicos de Transmissão

Existem vários fatores a serem considerados em um projeto de rede, dentre eles está o cabeamento. O cabeamento, é meio físico que será usado para interligar os computadores. Este projeto deve levar em conta que o cabeamento não é como o software, que evolui a cada 2 anos, mas este deverá durar por volta de uns 15 anos.

Este projeto envolve considerações sobre taxa de transmissão, largura de banda, facilidade de instalação, imunidade a ruídos, confiabilidade, exigências geográficas, conformidade com padrões internacionais, custo de interfaces e disponibilidade de componentes.

Os meios de transmissão mais comumente utilizados são: o par trançado, o cabo coaxial e a fibra ótica. Existem também a radiodifusão, infravermelho, enlaces de satélites e microondas, mas são utilizados somente em casos especiais.
06.1. Par Trançado

Um par trançado é formado por dois fios enrolados em espiral com a finalidade de reduzir o ruído e manter constante as propriedades elétricas do meio por toda sua extensão.

Sua transmissão pode ser tanto analógica quanto digital, apesar de ter originalmente sido produzido para transmissão analógica.

A principal vantagem encontrada no par trançado é seu baixo custo e a simplicidade na ligação de nós ao cabo.

A desvantagem encontrada é a susceptibilidade à interferência e ao ruído, incluindo "cross-talk" de fiação adjacente. Para contornar este problema, foram tomadas medidas diferentes nos dois tipos de pares trançados, que são o par trançado com blindagem e o par trançado sem blindagem.

A banda passante é notavelmente alta, sendo normalmente utilizado com transmissão em banda básica. A taxa de transmissão varia entre 9.600 a 19.200 bps, dependendo das condições das linhas telefônicas utilizadas. Em enlaces ponto a ponto, são taxas bem aceitáveis, mas nem tanto em enlaces multiponto.

Um parâmetro importante é a perda de energia, que pode ocorrer por radiação ou por calor. Esta deve ser considerada quando se discute a taxa máxima de transmissão e a distância máxima permitida.
06.1.1. Par trançado sem blindagem (UTP)

É composto por pares de fios sendo que cada par é isolado um do outro e todos são trançados juntos dentro de uma cobertura externa. Não havendo blindagem física interna, sua proteção é encontrada através do "efeito de cancelamento", onde mutuamente reduz a interferência eletromagnética de radiofrequência.

Uma grande vantagem é a flexibilidade e espessura dos cabos. O UTP não preenche os dutos de fiação com tanta rapidez como os outros cabos. Isso aumenta o número de conexões possíveis sem diminuir seriamente o espaço útil.

Os UTPs são divididos em 5 categorias, levando em conta o nível de segurança e a bitola do fio, onde os números maiores indicam fios com diâmetros menores.
 

 

06.1.2. Par trançado com blindagem (STP)

Possui uma blindagem interna envolvendo cada par trançado componente do cabo, cujo objetivo é reduzir a diafonia. Um cabo STP geralmente possui 2 pares trançados blindados, uma impedância característica de 150 Ohms e pode alcançar uma largura de banda de 300 MHz em 100 metros de cabo.

Utiliza uma classificação definida pela IBM, baseada em diferentes características de alguns parâmetros, como diâmetro do condutor e material utilizado na blindagem. Sendo ela: 1, 1A, 2, 2A, 6, 6A, 9, 9A. Sua principal vantagem é uma alta taxa de sinalização, com poucas chances de distorção do sinal, tendo em vista que a blindagem de 150 Ohms não faz parte do cominho percorrido pelo sinal, mas é aterrado nas sua duas extremidades.

A desvantagem é que a blindagem causa uma perda de sinal que aumenta a necessidade de um espaçamento maior entre os pares de fio e a blindagem, portanto, um maior volume de blindagem e isolamento aumenta consideravelmente o tamanho, o peso e o custo do cabo.

 

06.2. Cabo Coaxial

Consiste num fio de cobre rígido que forma o núcleo, envolto por um material isolante que por sua vez, é envolto em um condutor cilíndrico, frequentemente na forma de uma malha cilíndrica entrelaçada. O condutor externo é coberto por uma capa plástica protetora, que o protege contra o fenômeno da indução, causada por interferências elétricas ou magnéticas externas.

O cabo coaxial mantém uma capacitância constante e baixa, o que lhe permite suportar velocidades da ordem de megabites por segundo, sem a necessidade de regeneração do sinal e sem distorções ou ecos. A conexão é mais difícil do que a do par trançado, pois é feita através de conectores mecânicos, o que também encarece sua instalação.

Comparado com o par trançado, o cabo coaxial tem uma imunidade de ruído de cross-talk bem melhor e uma fuga eletromagnética mais baixa.

Existem 2 tipos de cabo coaxial: o cabo coaxial fino (banda base) e o cabo coaxial grosso (banda larga).

 

06.2.1. Cabo coaxial fino

Também conhecido como CABO COAXIAL BANDA BASE ou 10BASE2, é utilizado para transmissão digital, sendo o meio mais largamente empregado em redes locais. O sinal é injetado diretamente no cabo. A topologia mais usual é a topologia em barra.

É um cabo mais maleável e mais fácil de instalar. Sofre menos reflexões do que o cabo coaxial grosso, possuindo maior imunidade a ruídos eletromagnéticos de baixa frequência.

A impedância utilizada nesta modalidade de transmissão é de 50 Ohms.
06.2.2. Cabo coaxial grosso

Também conhecido como CABO COAXIAL BANDA LARGA ou 10BASE5, é utilizado para transmissão analógica. Possui uma blindagem geralmente de cor amarela.

Em redes locais, a banda é dividida em 2 canais, chamados de caminho de transmissão e caminho de recepção. É muito utilizado para transmissão de imagens e voz. Necessita de amplificadores analógicos periódicos, que transmitem o sinal num único sentido, assim um computador enviando um pacote não será capaz de alcançar os computadores a montante dele se houver um amplificador entre eles. Para solucionar este problema foram criados os sistema com cabo único e com cabo duplo.

No cabo duplo, toda transmissão é feita no cabo 1 e toda recepção ocorre no cabo 2. No cabo único, é alocado bandas diferentes de frequência para comunicação.

A impedância utilizada nesta modalidade de transmissão é de 75 Ohms.
06.3. Fibra Ótica

Uma fibra ótica é constituída de material dielétrico, em geral, sílica ou plástico, em forma cilíndrica, transparente e flexível, de dimensões microscópicas comparáveis às de um fio de cabelo. Esta forma cilíndrica é composta por um núcleo envolto por uma camada de material também dielétrico, chamada casca.

A fibra ótica utiliza sinais de luz codificados para transmitir os dados, necessitando de um conversor de sinais elétricos para sinais óticos, um transmissor, um receptor e um conversor de sinais óticos para sinais elétricos.

A atenuação das transmissões não depende da frequência utilizada, portanto a taxa de transmissão é muito mais alta. É totalmente imune a interferências eletromagnéticas, não precisa de aterramento e mantém os pontos que liga eletricamente isolados um do outro.

  

Possui inúmeras vantagens:

·        perdas de transmissão baixa e banda passante grande: mais dados podem ser enviados sobre distâncias mais longas, desse modo se diminui o número de fios e se reduz o número de repetidores necessários nesta extensão, reduzindo o custo do sistema e complexidade.

·        pequeno tamanho e peso: vem resolver o problema de espaço e de congestionamento de dutos no subsolo das grandes cidades e em grandes edifícios comerciais. É o meio de transmissão ideal em aviões, navios, satélites, etc.

·        imunidade a interferências: não sofrem interferências eletromagnéticas, pois são compostas de material dielétrico, e asseguram imunidade a pulsos eletromagnéticos.

·        isolação elétrica: não há necessidade de se preocupar com aterramento e problemas de interface de equipamento, uma vez que é constituída de vidro ou plástico, que são isoladores elétricos.

·        segurança do sinal: possui um alto grau de segurança, pois não irradiam significativamente a luz propagada.

·        matéria-prima abundante: é constituída por sílica, material abundante e não muito caro. Sua despesa aumenta no processo requerido para fazer vidros ultra-puros desse material.

Desvantagens das fibras óticas:

·        fragilidade das fibras óticas sem encapsulamento: deve-se tomar cuidado ao se lidar com as fibras, pois elas quebram com facilidade.

·        dificuldade de conexões das fibras óticas: por ser de pequeníssima dimensão, exigem procedimentos e dispositivos de alta precisão na realização de conexões e junções.

·        acopladores tipo T com perdas muito grandes: essas perdas dificultam a utilização da fibra ótica em sistemas multiponto.

·        impossibilidade de alimentação remota de repetidores: requer alimentação elétrica independente para cada repetidor, não sendo possível a alimentação remota através do próprio meio de transmissão.

·        falta de padronização dos componentes óticos: o contínuo avanço tecnológico e a relativa imaturidade não tem facilitado e estabelecimento de padrões.

·        alto custo de instalação e manutenção.

Encontramos 3 tipos de fibra ótica:

·        Multimodo com índice degrau: possui capacidade de transmissão limitada basicamente pela dispersão modal, que reflete os diferentes tempos de propagação da onda luminosa. O desempenho desta fibra não passa de 15 a 25 MHz.km.

·        Multimodo com índice gradual: capacidade de transmissão igual a multimodo com índice degrau, entretanto, são menos sensíveis a esse fenômeno . Taxa de transmissão de 400MHz.km.

·        Monomodo: são insensíveis a dispersão modal, pode atingir taxas de transmissão na ordem de 100 GHz.km.

06.3.1. Transmissores Óticos

São responsáveis por converter sinais elétricos em sinais óticos que irão trafegar na fibra. A fonte ótica é modulada pela sua intensidade, através da variação da corrente elétrica injetada no gerador ótico. A fonte ótica é um semicondutor, e pode ser de dois tipos:

·        LED (Light-Emitting Diode)

utiliza o processo de fotogeração por recombinação espontânea. São utilizados em sistemas de comunicação que exijam taxas de transferência menores do que 100 a 200 Mbits/s.

·        Diodo LASER (Light Amplification by Simulated Emission of Radiation) utiliza o processo de geração estimulada de luz.

Diferenças Funcionais entre LEDs e LASERs

06.3.2. Receptores Óticos

Também chamados de fotodetectores, são responsáveis pela conversão dos sinais óticos recebidos da fibra em sinais elétricos. Devem operar com sucesso nos menores níveis de potência óticas possíveis, convertendo o sinal com um mínimo de distorção e ruído, a fim de garantir o maior alcance possível.

Os fotodetectores mais utilizados são os fotodiodos, e os mais comuns são PIN e APD (Avalanche PhotoDiode).

Diferenças Funcionais entre Fotodiodos PIN e APD

06.4. Redes sem Fio

Neste sistema os pacotes são transmitidos em canais de frequência de rádio (radiodifusão), infravermelho, laser ou microondas. A radiodifusão permite tanto ligações ponto a ponto, quanto multiponto. É um sistema altamente confiável e usado na maioria das vezes onde se é difícil instalar cabos metálicos ou fibra ótica. Para que a transmissão tenha êxito, é importante se verificar certos requisitos, como a potência de transmissão e a mínima distorção na propagação do sinal para que seja preservada a integridade dos dados transmitidos.

À respeito da confiança, deve-se tomar algum cuidado, como por exemplo a criptografia, pois um sinal pode ser captado por receptores não autorizados. Outro cuidado que deve ser tomado é com a possível existência de interferência, provocado por fontes que geram sinais na mesma banda de frequência da rede. Várias estações podem compartilhar o meio de transmissão, para isso utiliza-se a Multiplexação por Divisão da Frequência, Multiplexação por Divisão do Tempo e Multiplexação por Divisão do Espaço.

O método de Multiplexação por Divisão do Espaço pode ser realizado de 2 formas: utilizando-se antenas unidirecionais, que emitem sinais de rádio de alta frequência concentrados em feixe, e estruturando a rede em células, dividindo a área total da rede em áreas menores (células), que normalmente possuem a forma de hexágonos.

Este segundo método permite muita mobilidade aos usuários, apresentando assim 2 problemas adicionais. O primeiro deles é como permitir que estações de uma célula se comuniquem com estações de outras células. Para isso, elege-se uma célula como "ponto de acesso" ao sistema, esta fica encarregada de capturar as transmissões da célula endereçadas a outra célula e transmití-las ao endereço desejado, e de identificar as mensagens que vem de fora para a sua célula e entregar à estação destino.

O segundo problema é quando uma estação desloca-se de uma célula para a outra. Isto é controlado pelo handoff, onde, quando é centralizado, uma estação central é quem decide em qual célula a estação deve ficar, de acordo com a potência do sinal transmitido pela estação.

Existem algumas características peculiares na transmissão de dados por radiodifusão:

·        atenuação e propagação: quando existe algum obstáculo a ser transposto pelas ondas de rádio, utiliza-se alguns fenômenos como refração, difração, reflexão, espalhamento ou vinculação, apesar de deixarem algumas sequelas como atenuações ou distorções.

·        composição da atmosfera: a atmosfera possui 3 camadas (troposfera, estratosfera e ionosfera) que atuam de maneira diferente na propagação de ondas de rádio através dela. Na troposfera, a onda de rádio refrata (muda de forma ou direção) a medida em que aumenta de altitude. Na estratosfera não ocorre nada. No ionosfera, pode ocorrer diversos fenômenos, dependendo das atividades elétricas que ocorrem neste lugar, os mais comuns são os de reflexão.

·        espectro de frequência: a medida em que as frequências de rádio vão aumentando, mais em linha reta elas se propagam. Quando elas ultrapassam 300MHz necessitam que antenas transmissoras e receptoras fiquem de frente uma para a outra. Relevos acentuados e distâncias elevadas podem inviabilizar o sistema.

·        sistemas em Tropodifusão: quando as frequências estão entre 300MHz e 30GHz podem refletir-se na troposfera, que funciona como um espelho, e serem captadas por antenas que esteja fora do campo de visualização do transmissor. Utiliza-se também satélites artificiais para retransmitir o sinal transmitido de volta para a Terra. Ao se escolher de canais de radiofrequência para sistemas de comunicação deve-se levar em conta vários fatores, entre eles:

o      banda passante desejada

o      área de cobertura

o      disponibilidade do espectro

o      interferências e fontes de ruído

o      regulamentação pública

o      custo dos equipamentos

À respeito do custo dos equipamentos, estes ainda são caros e complexos, devido entre outros fatores:

·        níveis de potência de sinal na transmissão

·        utilização de técnicas analógicas de modulação e multiplexação

·        variedade de fontes de interferência e ruído

 

Os sistemas de transmissão via rádio que operam na faixa de 900Mhz até 30000Mhz no espectro de frequência são conhecidos como "line-of-sight microwave systems". Nestas frequências as ondas de rádio se comportam praticamente como ondas de luz, desta forma sua propagação segue em linha reta, portanto não devem existir obstáculos sólidos em meio a esta linha. As atenuações do espaço livre e as precipitações também afetam a propagação do sinal.

Uma característica importante destes sistemas é que podemos prever o nível do sinal que é recebido pelo receptor distante com uma precisão conhecida. Um sistema de microondas é composto por:

·        Torre: uma torre tem que ser bem sólida para poder suportar as dificuldades meteorológicas, ventos fortes, chuvas torrenciais, sismos, etc., pois é ela quem vai suportar a antena de microondas. A distância máxima entre duas antenas é de 50 até 80 Km. Pode-se fazer uso de um espelho e refletir os raios de luz na outra ponta para se obter uma boa aproximação.

·        Antena: é formada por 2 elementos, o refletor parabólico, e a própria antena, que é um dipolo eletromagnético. As microondas focalizadas pela parábola transmissora incidem diretamente sobre a parábola receptora, que focaliza as ondas no seu ponto central, onde está a antena receptora. Dessa antena as ondas são levadas por uma guia de onda até o rádio receptor. Cada antena geralmente transmite/recebe mais de um canal de Rádio Frequência (RF). As dimensões de uma antena variam de 50cm até 1,5m de diâmetro.

·        Guia de onda: é uma linha de transmissão, consiste num tubo quadrangular ou triangular feito de alumínio que se localiza entre a antena e o equipamento de rádio, onde a distância típica entre estes é de 25 a 40m .

·        Rádio transmissor/receptor: recebe ou transmite sinais e também faz a modulação, tendo que estar programado para operar na frequência própria. Trabalha com baterias se está em lugar distante, portanto é sempre necessário contar com materiais para a manutenção dos equipamentos.

06.5. Conectores

A tabela abaixo mostra os tipos de conectores empregados com os tipos mais comuns de tecnologias e serviços de rede. Existem alguns tipos de conectores que podem ser empregados na maioria dos casos, como o RJ-45, que é considerado hoje um conector universal.

Legenda:

·        FDDI - Fiber Distributed Data Interface

·        STP - Shielded Twisted Pair

·        UTP - Unshielded Twisted Pair

06.5.1. Conectores BNC

O conector ST utiliza um sistema de travamento da baioneta. A ponteira cerâmica assegura alto desempenho.
O conector SC possui o corpo moldado e um sistema de travamento puxa-empurra.

06.5.2. Pinagem

Abaixo são mostradas pinagens de alguns tipos de conectores citados acima.

Interface RJ-45

Internamente, os conectores óticos podem ser diferentes, os mais comuns são:

·        conectores com ferrule : o ferrule é um cilindro com um buraco de precisão onde é colocada a fibra. Geralmente o ferrule é envolvido por um anel rosqueado que o prende a uma luva de conexão. Este tipo de conector está disponível para uma variedade de dimensões de fibras, sendo que existem conectores com ferrules de metal, plástico ou cerâmica, concorrendo entre si nos requisitos custo e qualidade.

·        conectores bicônicos moldados : o componente central é uma luva bicônica que aceita plugues (cônicos) e alinha os eixos das extremidades das fibras centradas nos plugues. A utilização destes conectores com fibra multimodo 50/125 alcançam níveis bastante baixos de atenuação do sinal.

·        conectores com lentes : trazem benefício em termos de redução de perdas de inserção, porém possuem custos maiores do que dos outros conectores óticos, restringindo o número de aplicações para sua utilização.

06.6. Terminologia XBaseY

X : velocidade da rede
Base : quer dizer banda básica
Y : comprimento máximo
Ex.: 10Base2

velocidade da rede : 10Mbps
comprimento máximo : 200m

Alguns tipos:

·        10Base2 - cabo coaxial fina

·        10Base5 - cabo coaxial grossa

·        10BaseT - par trançado, usualmente UTP

·        10BaseTx - 2 pares trançados de alta qualidade (1 para recepção e 1 para transmissão)

·        10BaseT4 - 4 pares trançados (1 para recepção, 1 para transmissão e 2 bidirecionais)

·        10BaseF - fibra ótica

06.7. Orientações para seleção de Cabos

Ao escolher um cabo, existem uma série de opções a serem consideradas, incluindo todos os atributos desejáveis, como cabo blindado ou não blindado, diâmetro do fio, etc.

Serão mostradas algumas opções básicas que devem ser feitas ao selecionar um cabo.
06.7.1. Cabo Blindado versus Não Blindado

O ambiente é que determina qual tipo de cabo usar. Devem ser levadas em conta as fontes de interferência eletromagnética no local, tais como, motores de elevadores, lâmpadas fluorescentes, geradores, compressores de ar condicionado, fotocopiadoras, etc.

Para uma área com muito ruído, deve-se usar um cabo blindado. Uma lâmina é a blindagem de cabo mais básica, enquanto uma blindagem de cobre trançado oferece mais proteção. Portanto, em ambientes como escritórios movimentados e comércio deve ser usado o cabo com blindagem de lâmina. Para ambientes industriais, blindagem de cobre trançado. Para ambientes tranquilos de escritório, cabos não blindados.

06.7.2. Riser (PVC) versus Plenum

A escolha do revestimento depende de onde vai passar o cabo. O cabo Plenum é usado entre andares de um edifício. Possui um revestimento especial retardador de chamas, o FEP Teflon, que não emite gases tóxicos quando queimado. O cabo Riser é geralmente utilizado em colunas, como por exemplo onde o cabo passa pelo piso e pelo teto. Possuem resistência contra fogo, sendo revestidos de cloreto de polivinila (PVC).

6.7.3. Diâmetro de um fio

Um número menor significa um cabo maior, distâncias de transmissão mais longas e melhor integridade da transmissão.

06.7.4. Condutor Retorcido versus Condutor Sólido

O Cabo Sólido deve ser usado para instalações entre dois gabinetes de cabeamento, ou do gabinete de cabeamento para uma tomada de parede. Um cabo de condutor sólido não deve ser dobrado, curvado ou torcido repetidamente. Ele é projetado para instalações de cabos horizontais e de backbone. A atenuação é mais baixa que nos cabos de condutores retorcidos.

O Cabo Retorcido deve ser usado em instalações mais curtas, entre placas de rede e tomadas de parede, ou entre concentradores e path panels, hubs e outros equipamentos montados em rack. O cabo de fios retorcidos é muito mais flexível que o cabo de núcleo sólido. A atenuação é mais alta no cabo de fios retorcidos e, portanto, o comprimento total de cabo retorcido no sistema deve ser o mínimo possível para reduzir a degradação do sinal.

06.7.5. Cabo com múltiplos condutores

·        Cabo de 4 condutores : utilizado em aplicações assíncronas, quando é necessário um fluxo de controle mínimo. Pinagens padrão suportam seus pinos para transmissão e recepção de dados, signal ground e data terminal ready (pinos 2, 3, 7 e 20).

·        Cabo de 7 condutores : comumente usado em aplicações assíncronas que requerem pinos adicionais de controle de modem não suportados por cabos de 4 condutores. Suporta os mesmos pinos do cabo de 4 condutores, mais: request to send, data set ready, e data carrier detect (pinos 2, 3, 4, 6, 7, 8 e 20).

·        Cabo de 12 condutores : cabo de dados síncronos básicos suporta todos os pinos de controle de modem, mais os pinos de clock de sincronização e ring indicate, que são necessários para operações síncronas (pinos 1 a 8, 15, 17 e 20 a 25).

·        Cabo de 16 condutores : usado em aplicações síncronas onde é necessário o controle completo do modem, em complementação a pinos de testes secundários e de controles secundários de modem (pinos 1 a 8, 15, 17, 20 e 22).

·        Cabo de 25 condutores : suporta todos os tipos de pinos do conector DB25. É usado para aplicações seriais onde é necessário suporte completo das 25 linhas. Também pode ser usado em aplicações paralelas compatíveis com IBM como um cabo de extensão (suporta todos os pinos).

 

07. Cabeamento Estruturado

"O cabeamento estruturado é uma técnica que foi desenvolvida (e padronizada) com o intuito de oferecer ao sistema de telecomunicação em cabeamento maior: Confiabilidade, Flexibilidade, Facilidade de Manutenção, Longevidade, Retorno de Investimento"

"Um Sistema de Cabeamento Estruturado, oferece uma plataforma universal sobre a qual toda uma estratégia de um Sistema de Informação éconstruída."

 

Alexandre Augusto - LAN TIMES Brasil

 

Com uma infra-estrutura flexível de cabeamento, um sistema de cabeamento estruturado pode suportar múltipla: voz, dados, vídeo e sistemas com multi-mídia sem consideração de seus fabricantes. É o que chama-se hoje de cabeamento universal.

Comunicando em uma topologia em estrela, cada estação está ligada a um ponto central, o que facilita o sistema de interconexão e administração. Esta abordagem permite comunicação com -virtualmente, qualquer equipamento, emm qualquer lugar, a qualquer tempo.

Um Sistema de Cabeamento bem projetado, pode incluir muitas soluções de cabeamento independentes, com diferentes tipos de meio físico, instaladas para que cada estação suporte os múltiplos sistemas e performance requeridos pelo usuário.

08. Sub-Sistemas do Cabeamento Estruturado

Os Sistemas de Cabeamento Estruturado, são normalmente organizados segundo uma estutura hierárquica, que engloba:

·        Sistema de Distribuição do Campus

Engloba o sistema de cabeamento empregado na interconexão entre um quadro de distribuição do campus e os quadros de Distribuição Predial.

·        Sistema de Distribuição Predial Vertical

Engloba o sistema de cabeamento empregado na interconexão entre um quadro de distribuição predial e os quadros de distribuição intermediários de cada andar do prédio.

·        Sistema de Distribuição Predial Horizontal

Engloba o sistema de cabeamento empregado na interconexão entre um quadro de distribuição intermediário e as tomadas de comunicação, passando ou não por quadros de distribuição satélites.

08.1 Sistema de Distribuição de um Campus

Um Sistema de Distribuição de um Campus extende-se do quadro de distribuição do campus, até os quadros de distribuição dos prédios, que são interconectados. Como pode ser visto na figura abaixo.

Basicamente, o sistema de distribuição de um campus é constituído de:

Quadro de Distribuição do Campus;
Dutos (conduítes/calhas) e Cabos;
Manholes;
Quadro de Distribuição Predial

08.2. Sistema de Distribuição Vertical de um Prédio

Um Sistema de Distribuição Vertical de um Prédio extende-se do quadro de distribuição predial, até os quadros de distribuição intermediários de cada andar. Como pode ser visto na figura abaixo:

Um sistema de distribuição vertical de um prédio, basicamente é constituído de:

·        Quadro de Distribuição Predial;

·        Dutos (conduítes/calhas) e Cabos;

·        Quadro de Distribuição Intermediário

08.3. Sistema de Distribuição Horizontal de um Prédio

Um Sistema de Distribuição Horizontal extende-se do quadro de distribuição intermediário, até as tomadas de comunicação. Interliga os equipamentos de rede, elementos ativos, aos microcomputadores. A figura abaixo ilustra os elementos que integram o sistema de cabeamento horizontal. Basicamente é constituído de:

·        Quadro de Distribuição Intermediário;

·        Patch Cords -Cabo de Manobra, Cabo UTP categoria 5 com fios flexíveis e conectores RJ45 machos nas extremidades;

·        Patch Panels -Painel de Conexão, com portas RJ45, em concordância com a norma EIA/TIA 568A categoria 5;

·        Quadro de Distribuição Satélites (opcional);

·        Cabo UTP -Cabo de Par-Trançado, Cabo de fios rígidos em concordância com a norma EIA/TIA 568A Categoria 5;

·        Tomadas de Comunicação -elemento constituído por um espelho com Previsão para no mínimo uma tomada RJ45 fêmea, compatível com o padrão EIA/TIA 568A categoria 5;

·        Patch Cords -cabo de estação, constituído de cabo UTP com fios flexíveis categoria 5 e conectores RJ45 machos nas extremidade;

A figura abaixo, ilustra todo um Sistema de Distribuição Predial (vertical e horizontal) de cabeamento estruturado. Desde a entrada no prédio do cabeamento do backbone, até as tomadas de comunição, nas salas (áreas)de trabalho.

Na figura é possível identificar os componentes básicos de um Sistema de Distribuição Predial (Vertical/Horizontal):
1. Entrada no Edifício
2. Sala de Equipamentos
3. Sala de Distribuição
4. Armário de Equipamentos
5. Cabeamento Horizontal
6. Área de Trabalho

 

09. Detalhes que fazem a diferença

Alguns ítens que ao olhar desatento podem parecem dispensáveis, tornam-se uma base bastante sólida para toda a tecnologia de cabeamento estruturado: os patch panels e patch cords, tomadas de comunicação, são responsáveis diretamente pela flexibilidade, confiabilidade e diminuição de tempo de indisponibilidade da rede seja para manutenção, seja para mudança de lay-out.
09.1. A organização nas salas de distribuição/equipamentos

"Muito da flexibilidade do cabeamento estruturado, é devido a sua forma de estruturação e organização."

 

É imprescindível que, em uma sala de distribuição haja um rack, organizando os elementos ativos (switchs, hubs, etc.). Além disso, se faz necessário também o uso de patch panels para facilitar: a conexão, a re-conexão, etc. das tomadas de comunicação aos elementos ativos.

Na figura acima vemos um rack com dois hubs e dois patch panels, ilustrando esta organização.

09.2. A facilidade de Uso

Considerando, as tomadas de comunicação como elementos destinados a um uso direto (visível), do usuário, pode-se diminuir seu valor, porém elas são responsáveis diretas pela flexibilidade da rede. Mudar uma mesa de computador de lugar, ou de sala, não será problema se na sala existirem tomadas de comunicação disponíveis.

Ressalta-se ainda o patch cord, ou cabo de manobra que em conjunto com todos os outros elementos citados e mostrados na figura abaixo vem a contribuir para o sucesso da rede a nível de tempo disponível, flexibilidade, confiabilidade, e organização.

A organização conforme ditam as normas, é a responsável direta para que na prática estes conceitos tenham valia. Deve-se identificar as salas/quadros de distribuição; os armários de distribuição; as tomadas dos patch panels; as tomadas de estação e os cabos, de maneira a facilitar a manutenção e administração do cabeamento estruturado. E esta identificação, deve fazer parte de uma documentação que identifique o elemento, sua localização, seu uso, etc.

 

 

10. Fiber-To-The-Desk (FTTD)

"Hoje, com o aumento das aplicações sofisticadas como: Multimídia, Vídeo-Conferência e com os Grupos de Trabalho começando a se tornar um padrão, é hora de considerar a fibra ótica como a principal mídia para prover serviços de dados as mesas de trabalho."

 

Anixter Inc. - By Inernet

 

As limitações de distância horizontal usadas para fibra na EIA/TIA 568A, são baseadas nas características de performance dos cabos UTP/STP. Atualmente, muitos comitês estudam e avaliam a capacidade de extensão e performance da fibra ótica. Estes comitês estão tentando tirar vantagem da largura de banda da fibra e as características operacionais de distâncias para criar um sistema de cabeamento estruturado mais robusto. Em breve, termos como "centralized cabling"; "multi-user outlet" e "fiber zone cabling" serão normalmente reconhecidos na linguagem padrão.

11. Conclusão

"Neste momento em que tanto se discute sobre quais tecnologias serão usadas para levar aos desktops quantidade suficiente de banda para suportar as aplicações emergentes, é fundamental que entendamos quais as exigências de meio físico apresentadas por cada tecnologia."

 

Danny Maron - Ger. Mark.. ProLan

 

De acordo com o que pode ser percebido durante o estudo feito sobre a Tecnologia de Cabeamento de Redes, (e conforme está descrito neste trabalho) são inúmeras as vantagens de se utilizar esta tecnologia, como parte de um projeto de redes, que recomenda-se siga uma metodologia. O uso de uma metodologia adequada, servirá para o projetista da rede como um guia na organização de seus trabalhos, sendo que, todas as decisões de projeto devem passar pelo crivo das normas. Conclui-se portanto que, dentro de uma metodologia de projeto de redes, o uso da tecnologia de cabeamento estruturado é imprescindível e deve ser utilizado para dar à futura rede características que sem ela não seriam possíveis.

ANEXO A - Guia para as Padronizações

EIA/TIA -568A/(CSA T529)
Especificação padrão para cabeamento de prédios Comerciais
Commercial Telecommunications Cabling Standard

EIA/TIA-569/(CSA T530)
Especificação padrão para a infra-estrutura (canaletas, bandejas, eletrodutos, etc.)
Commercial Building Standard for Telecommunications Pathways and Spaces

EIA/TIA-570/(CSA T525)
Especificação padrão para Residências, pequenos escritórios e apartamentos
Residential and Light Commercial Telecommunications Wiring Standard

EIA/TIA -606/(CSA T528)
Especificação padrão para a Administração e Documentação de um Projeto de Cabeamento
Administration Standard for the Telecommunications Infrastructure of Commercial Buildings

EIA/TIA -607/(CSA T527)
Especificação padrão para a parte de Aterramento
Commercial Building Grounding/Bonding Requirements

IEEE 802.3-1990 (ANSI/IEE Std 802.3-1990) (ISO 8802-3: 1990)
Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications

IEEE 802.5-1989 (ANSI/IEEE Std 802.5-1989)
Token Ring Access Method and Physical Layer Specifications

ISO/IEC 11801
Especificação padrão para cabeamento
Generic Cabling for Custumer Premisses Cabling

 

BIBLIOGRAFIA

Anixter, Inc - Fiber to the Desk (FTTD): The Ultimate Structured Cabling System.
(http://www.anixter.com/techlib/whiteppr/cabling/fttdwp.htm)

Anixter, Inc - Guide to the TIA/EIA-568^A Standard.
(http://www.anixter.com/techlib/standard/cabling/tiabook.htm)

Anixter, Inc - How to Effectively Manage Your Structured Cabling Infrastructure.
(http://www.anixter.com/techlib/whiteppr/cabling/scsmgmt.htm)

Anixter, Inc - Structured Cabling System Design Consideration.
(http://www.anixter.com/techlib/standard/cabling/tiabook2.htm)

Anixter, Inc - Today's Structured Cabling Decisions Determine Tomorrow's Business Capabilities.
(http://www.anixter.com/solution/cabling/x3108100.htm)

AUGUSTO, Alexandre - A rede por um fio.
LANTIMES BRASIL Ed. Maio 96, p36:43

CARVALHO, Tereza Cristina Melo de Brito - Metodologia para Projeto de Redes Locais.
Tese de Doutorado, PUC-SP, 1995

MARON, Danny - Esqueçam os Cabos. LANTIMES BRASIL Ed. Maio 96, p44:47

UFRGS - Cabo Coaxial
(http://penta.ufrgs.br:80/redes.94-2/trentin/coaxial.html)

UFRGS - Fibras Óticas
(http://penta.ufrgs.br:80/Eunice/f_otica.html)

UFRGS - Fibras Óticas
(http://penta.ufrgs.br:80/redes.94-2/nunes/fibras.html)

UFRGS - Par de fios
(http://penta.ufrgs.br:80/Eunice/par_fio.html)

UFRGS - Par Trançado Sem Blindagem
(http://penta.ufrgs.br:80/redes.94-2/gmoraes/gmoraes00.html)

UFRGS - Transmissão de Dados sem Fio
(http://penta.ufrgs.br:80/redes.94-2/lisianeh/wireless.html

UFRGS - Um pequeno estudo sobre Par Trançado
(http://penta.ufrgs.br:80/rc952/Cristina/utpatual.html)

USP - USPnet: A USP na internet.
(http://www.usp.br/cce/uspnet.html)

USP - Rede Computacional da USP: Normas Técnicas.
(http://www.usp.br/cce/normas/

SOARES, Luis Fernando Gomes. LEMOS, Guido. COLCHER, Sergio - Redes de Computadores das LAN´s, MAN´s, WAN´s às redes ATM - 2 ed. Ver. Ampl. - Rio de Janeiro. RJ. Campus, 1995

STRINGARI, Sérgio - Metodologia para Projeto de Redes Educacionais. Dissertação de Mestrado, UFSC, 1996

TUNEL DO TEMPO

PERSONALIDADES HISTÓRICAS /

CONHEÇA UM POUCO SOBRE / LINKS E REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICAS /

NORMAS - PADRÕES - PRÁTICAS

ENTRADA NO MUSEU  FMET