Cabeamento Estruturado Da Teoria à Prática 1a Edição

ADEMAR FELIPE FEY RAUL RICARDO GAUER

CABEAMENTO ESTRUTURADO: DA TEORIA À PRÁTICA


ADEMAR FELIPE FEY RAUL RICARDO GAUER

CABEAMENTO ESTRUTURADO: DA TEORIA À PRÁTICA 1ª edição

Caxias do Sul Ademar Felipe Fey 2013 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Resumo:

O cabeamento estruturado surgiu da necessidade de padronizar e organizar as instalações das redes de computadores locais emergentes no final dos anos 1980. De lá para cá, cada vez mais a infraestrutura física dos sistemas de telecomunicações foi se tornando importante componente empresarial. Nenhuma organização sobrevive, no mundo digital competitivo da atualidade, se a rede local sofrer panes constantes por falha no cabeamento físico. O cabeamento estruturado pode ser considerado o suporte tecnológico da empresa conectada da era Internet. O conhecimento teórico do sistema de cabeamento, dos meios físicos e das normas utilizadas no cabeamento estruturado deve se reverter em aspectos práticos da instalação, testes de certificação, manutenção e gerenciamento dessa estrutura física. Este livro pretende dar uma visão geral do cabeamento estruturado. Ele foi concebido para auxiliar iniciantes e profissionais da área de cabeamento, além do pessoal de Tecnologia de Informação em geral, sem entrar em detalhes técnicos que dizem respeito aos engenheiros de telecomunicações. Para transpor da teoria para a prática, o livro exemplifica com um projeto prático os ensinamentos teóricos abordados.

Fey, Ademar Felipe; Gauer, Raul Ricardo. Cabeamento Estruturado: da teoria à prática / Ademar Felipe Fey. Caxias do Sul: 2013 ISBN 978-85-916118-3-6

© Ademar Felipe Fey Todos os direitos reservados. Proibida a reprodução parcial ou total sem autorização por escrito do autor. Nota: apesar dos cuidados e revisões, podem ocorrer erros de digitação, ortográficos e dúvidas conceituais. Em qualquer hipótese, solicitamos a comunicação para o e-mail [email protected], para que possamos esclarecer ou encaminhar a questão. Nem o editor nem o autor assumem qualquer responsabilidade por eventuais danos ou perdas a pessoas ou bens, originados do uso desta publicação. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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APRESENTAÇÃO Este e-book foi criado com o objetivo de auxiliar o leitor no aprendizado do que é o cabeamento estruturado, sua origem, teoria e prática. Em 2010, o editor (e coautor) foi surpreendido pela convocação de se tornar o professor da disciplina de Cabeamento Estruturado numa faculdade tecnológica, pela sua experiência profissional anterior em telecomunicações. O desafio foi muito grande, pois apesar de longa experiência em instalação e testes de aceitação de sistemas de telecomunicações, não se conhecia maiores detalhes do cabeamento estruturado em si. Também em 2010, os autores criaram um curso on-line para o Cabeamento Estruturado. O curso surgiu de um trabalho realizado num curso CCNA por parte de um dos autores, recebedor do título de melhor trabalho apresentado. A partir dos desafios das duas atividades citadas, procurou-se montar um acervo teórico e prático sobre o tema Cabeamento Estruturado. O material que compõe este livro foi construído pelas pesquisas em sala de aula, pesquisas no escritório para tentar sanar as dúvidas do professor e dos alunos. Várias obras, catálogos e web sites de fornecedores de cabeamento e de equipamentos foram consultados. As normas quase sempre foram estudadas à luz de artigos originados por esses fabricantes e profissionais da área de cabeamento estruturado. No final desses estudos, resolvemos revisar todo o material e disponibilizá-lo na forma de livro eletrônico. A maior parte da infraestrutura básica de uma organização atual, no contexto de um mundo conectado, se baseia no cabeamento estruturado. O sucesso nos processos de negócios empresariais depende de um bom projeto, instalação e manutenção dessa infraestrutura básica. O livro pretende fornecer uma visão geral do cabeamento estruturado para o leitor, sem entrar nos detalhes estritamente técnicos, os quais seriam mais dedicados a um livro de engenharia elétrica ou de telecomunicações. Nós sabemos que muitos técnicos que trabalham com o cabeamento estruturado não têm um embasamento teórico dessa área, precisando, aos poucos, estudar também os fundamentos de telecomunicações e de redes de computadores.

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Dessa forma, este livro pretende auxiliar esses profissionais, para que passem a entender onde se situa o cabeamento estruturado e as áreas afins para as quais o cabeamento acaba prestando serviços. Sugestões, críticas e pedidos de informações podem ser enviados para o e-mail [email protected].


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AVISOS É possível que algumas referências tenham sido omitidas, pois alguns textos impressos que foram traduzidos não continham os dados dos autores originais. Além disso, devido à natureza dinâmica da Internet, alguns links a outros textos traduzidos podem ter sido perdidos ou desatualizados. Para algumas referências utilizadas, tentou-se entrar em contato com o autor do texto ou figura, mas não se conseguiu retorno. Optou-se pela utilização do recurso, com a devida citação do autor do mesmo. Esta publicação pode conter imprecisões ortográficas e técnicas ou erros tipográficos. Periodicamente são feitas alterações nas informações aqui contidas; essas alterações serão incorporadas em novas edições da publicação. Os autores podem fazer melhorias e/ou alterações nesta publicação a qualquer momento sem aviso prévio. As informações contidas nesta publicação são de carater informativo e introdutório, sendo da responsabilidade do leitor buscar aprofundamento no assunto se desejar aplicar os conhecimentos descritos nesta publicação numa situação prática, na área de sua atuação profissional. A reprodução parcial ou completa é proibida sem autorização escrita dos autores.


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CONSIDERAÇÕES INICIAIS. Para atingir o objetivo proposto, de apresentar o sistema do cabeamento estruturado e analisar tanto aspectos teóricos quanto práticos, a obra foi esquematizada como descrevemos a seguir. No Capítulo 1 explicamos a motivação para o surgimento do cabeamento estruturado, seu histórico, sua função e objetivos. No Capítulo 2 realizamos uma introdução às redes locais de computadores, pois é nela que o cabeamento estruturado é implantado. No capítulo 3 abordamos os principais meios físicos utilizados no cabeamento estruturado. Esses meios físicos compõe o cerne do cabeamento estruturado e o profissional da área deve conhecê-los em maiores detalhes possível. No capítulo 4 analisamos as principais normas do cabeamento estruturado, com destaque para as normas americanas (EIA/TIA/ANSI), para a ISO e para a norma brasileira de cabeamento estruturado (ABNT/NBR). No capítulo 5 tratamos da certificação em cabeamento estruturado. A certificação é a garantia de que a instalação e o projeto do cabeamento estruturado estão dentro das normas do setor. No capítulo 6 realizamos uma introdução à norma ANSI 607, devido à importância do assunto aterramento nos sistemas de telecomunicações e aos projetos atuais que exigem cada vez mais cabos blindados devidamente aterrados, em face das velocidades cada vez maiores dos links internos na rede local da s empresas. No capítulo 7 analisamos a implementação de um projeto de Cabeamento Estruturado e os detalhes que cercam a sua estruturação, execução e certificação. Procuramos apresentar um projeto mais completo possível. Esperamos que o livro contribua para a formação dos profissionais da área de cabeamento estruturado e que o leitor tenha uma boa leitura e um bom aprendizado.


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CONVENÇÕES UTILIZADAS NESTE LIVRO •

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Em algumas palavras-chave ou termos chaves usamos e abusamos de artifícios gráficos, tais como, negrito, aspas, colorido, primeira letra em maiúscula, fonte do caractere aumentada, no intuito de chamar a atenção dos leitores. Pedimos desculpas se eles ferem algumas regras ortográficas. O plural de algumas palavras estrangeiras foi feito utilizando a letra “s” logo após essas palavras (como exemplo, a palavra Bits ou a palavra Hosts), sem usar o apóstrofo, portanto. As citações estão no texto com números sobrescritos que remetem à obra citada nas referências bibliográficas (exemplificando: conceito11, onde o “11” é o número da referência).


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SUMÁRIO CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO AO CABEAMENTO ESTRUTURADO ........................... 20 INTRODUÇÃO .............................................................................................................. 20 1 CONCEITOS DE CABEAMENTO ESTRUTURADO .................................................. 20 1.1 HISTÓRICO DO CABEAMENTO ESTRUTURADO ................................................ 21 1.2 DESENVOLVIMENTO DE NOVAS TECNOLOGIAS DE INTERCONEXÃO ........... 23 1.3 DATAS E FATOS .................................................................................................... 27 1.4 AS ORGANIZAÇÕES DE PADRONIZAÇÃO EM CABEAMENTO .......................... 28 1.5 NORMAS DE CABEAMENTO ESTRUTURADO NO BRASIL................................. 30 CONCLUSÃO DO CAPITULO....................................................................................... 32 CAPÍTULO 2 INTRODUÇÃO ÀS REDES LOCAIS DE COMPUTADORES................. 33 INTRODUÇÃO .............................................................................................................. 33 2.1 EVOLUÇÃO DAS REDES DE COMPUTADORES ................................................. 33 2.2 TIPOS DE REDES DE COMPUTADORES ............................................................. 35 2.3 MODOS DE OPERAÇÃO ........................................................................................ 39 2.4 INTRODUÇÃO ÀS REDES LOCAIS DE COMPUTADORES .................................. 40 2.4.1 Tipos de Redes Locais ......................................................................................... 40 2.4.1.1 Ethernet ............................................................................................................. 40 2.4.1.2 Token Ring (Rede em Anel) .............................................................................. 40 2.4.2 Componentes de uma rede Local (Local Area network – LAN). ........................... 41 2.4.2.1 Protocolos de comunicação ............................................................................... 41 2.4.3 Rede local padrão Ethernet .................................................................................. 42 2.4.3.1 Princípio de funcionamento de uma rede padrão Ethernet................................ 42 2.4.3.2 Colisões ............................................................................................................. 45 2.4.3.3 Padrão 10Basex (Ethernet) ............................................................................... 45 2.4.3.4 Padrão 100Basex (Fast Ethernet) ..................................................................... 45 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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2.4.3.5 Padrão 1000Basex (Giga Ethernet) ................................................................... 46 2.4.3.6 Novos padrões Ethernet .................................................................................... 46 2.4.3.7. Mídia para o padrão Ethernet ........................................................................... 46 2.4.3.8 Topologias para redes Ethernet ........................................................................ 48 2.5 PRODUTOS ETHERNET ........................................................................................ 51 2.5.1 Transceptores ....................................................................................................... 51 2.5.2 Cartões de Interface de rede ................................................................................ 52 2.5.3 Repetidores .......................................................................................................... 52 2.5.4 Hubs ..................................................................................................................... 52 2.5.5 Pontes .................................................................................................................. 53 2.5.6 Switches ............................................................................................................... 53 2.5.7 Roteadores ........................................................................................................... 54 2.6 CRITÉRIOS DE PROJETO DE REDE .................................................................... 54 2.7 PERDA DE PERFORMANCE NUMA REDE LAN ................................................... 57 2.8 MELHORANDO A PERFORMANCE DE REDES ETHERNET ............................... 57 2.8.1 Pontes (Bridges) ................................................................................................... 58 2.8.2 Switch Ethernet .................................................................................................... 59 2.8.3 Roteadores ........................................................................................................... 61 2.9 FRAME PADRÃO ETHERNET................................................................................ 62 2.9.1 Descrição dos campos do frame Ethernet: ........................................................... 63 2.10 INTERCONEXÃO DE REDES ............................................................................... 65 2.10.1 Básico de Interconexão de Redes ...................................................................... 65 2.10.1.1 LANs (Redes de Área Locais) ......................................................................... 65 2.10.1.2 WANs (Interconexão de Redes de Longa Distância)....................................... 65 2.10.1.3 Internet ............................................................................................................ 66 2.10.1.4 Intranet ............................................................................................................ 66 CONCLUSÃO DO CAPITULO....................................................................................... 66 CAPÍTULO 3 MEIOS FÍSICOS EM CABEAMENTO ESTRUTURADO ........................ 68 INTRODUÇÃO .............................................................................................................. 68 3.1 IMPORTÂNCIA DO CABEAMENTO ESTRUTURADO ........................................... 68 3.2 CABEAMENTO E A NECESSIDADE PELA VELOCIDADE MAIOR ....................... 68


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3.2.1 Porque da necessidade do Cabeamento e velocidades maiores? ....................... 69 3.2.2 Taxa de transferência da LAN versus Frequência de operação do Meio Físico... 69 3.3 MEIO FÍSICO .......................................................................................................... 70 3.4 FATORES DE TRANSMISSÃO............................................................................... 70 3.5 CLASSES DE MEIOS DE TRANSMISSÃO............................................................. 71 3.5.1 Meios Não Guiados (Sem Fios) ............................................................................ 71 3.5.1.1 Exemplos de Meios Não Guiados (Sem Fios) ................................................... 71 3.5.2 Meios de Transmissão Guiados ........................................................................... 71 3.5.2.1 Tipos de Meios de Transmissão Guiados .......................................................... 72 3.5.2.2 Características dos condutores Elétricos de Cobre ........................................... 72 3.5.2.3 Cabo de Par de Cobre ....................................................................................... 73 3.6 MEIOS FÍSICOS GUIADOS USADOS EM CABEAMENTO ESTRUTURADO ........ 74 3.6.1 Cabo coaxial ......................................................................................................... 74 3.6.2 Par Trançado (Twisted Pair) ................................................................................. 74 3.6.2.1 Tipos de Cabos de Par Trançado ...................................................................... 75 3.6.2.2 Características do cabo UTP ............................................................................. 76 3.6.2.3 Terminação do cabo UTP .................................................................................. 76 3.6.2.4 Categorização do cabo UTP .............................................................................. 78 3.6.2.5 Tipos de Cabos UTP Especiais ......................................................................... 79 3.6.3 Fibra Óptica .......................................................................................................... 79 3.6.3.1 Camadas na Fibra Óptica .................................................................................. 80 3.6.3.2 Fibra Óptica e seus componentes ..................................................................... 81 3.6.3.3 Princípio de Funcionamento .............................................................................. 81 3.6.3.4 Diâmetro Interno e Externo das fibras ............................................................... 82 3.6.3.5 Cabos de Fibra Óptica ....................................................................................... 83 3.6.3.6 Vantagens da fibra óptica .................................................................................. 83 3.6.3.7 Desvantagens da fibra óptica ............................................................................ 83 3.6.3.8 Tipos de Fibra Ótica .......................................................................................... 84 3.6.3.9 Sinais em Fibra Ótica ........................................................................................ 85 3.6.3.10 Conectores para fibra ...................................................................................... 85 3.6.3.11 Uso dos conectores ......................................................................................... 89 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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3.6.3.12 Categorização da Fibra Óptica (padrão OM1 a OM4 e OS1/OS2) .................. 90 3.6.3.13 Equipamento para emenda da fibra................................................................. 91 3.6.3.14 Rede MAN usando links de fibra ..................................................................... 92 3.7 DETALHES DE PROJETO COM O CABEAMENTO COM CABO UTP .................. 93 3.8 BÁSICO DE COMUNICAÇÃO DE DADOS ............................................................. 94 3.8.1 Outras características da comunicação de dados: ............................................... 95 3.9 FATORES REDUTORES DA TAXA DE TRANSMISSÃO ....................................... 96 3.9.1 Atenuação ............................................................................................................ 96 3.9.1.1 O que são os decibéis (dBs) .............................................................................. 97 3.9.1.2 Cálculo de decibéis............................................................................................ 97 3.9.2 Ruído .................................................................................................................... 98 CONCLUSÃO DO CAPITULO....................................................................................... 99 CAPÍTULO 4 NORMAS EM CABEAMENTO ESTRUTURADO ................................. 100 INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 100 4.1 HISTÓRICO ........................................................................................................... 100 4.2 MOTIVAÇÕES PARA A PADRONIZAÇÃO ........................................................... 102 4.3 O QUE É UM PADRÃO? ....................................................................................... 102 4.4 DEFINIÇÕES DO CABEAMENTO ESTRUTURADO ............................................ 102 4.5 NOMENCLATURA USADA NO SISTEMA DE CABEAMENTO ESTRUTURADO 103 4.6 VANTAGENS CABEAMENTO ESTRUTURADO .................................................. 105 4.7 OBJETIVOS DOS PADRÕES EM CABEAMENTO ESTRUTURADO ................... 105 4.8 ORGANIZAÇÕES DE PADRONIZAÇÃO .............................................................. 105 4.9 AS NORMAS TÉCNICAS DO BRASIL .................................................................. 106 4.10 NORMAS APLICÁVEIS PARA CABEAMENTO ESTRUTURADO ...................... 106 4.11 AS PRINCIPAIS NORMAS SÃO EDITADAS PELA EIA/TIA ............................... 107 4.12 HISTÓRICO DAS NORMAS ................................................................................ 107 4.13 PRINCIPAIS NORMAS EM CABEAMENTO ESTRUTURADO ........................... 109 4.13.1 EIA/TIA-568 .................................................................................................. 109 4.13.1.1 Facilidade de entrada (Entrance facility)........................................................ 110 4.13.1.2 Conexão cruzada principal (Main cross-connect) ......................................... 111 4.13.1.3 Distribuição do backbone (Backbone distribution) ........................................ 112


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4.13.1.3.1 Patch cords ou jumpers para conexões backbone – backbone .................. 112 4.13.1.3.2 Topologia .................................................................................................... 112 4.13.1.3.3 Mídia reconhecida do backbone de distribuição ......................................... 113 4.13.1.3.4 Critério de seleção de mídia ................................................................. 113 4.13.1.4 Conexão cruzada horizontal (Horizontal cross-connect)................... 113 4.13.1.4.1 Funções da sala de telecomunicações ............................................... 114 4.13.1.4.2 Diretrizes gerais de projeto ................................................................... 115 4.13.1.4.3 Mídia reconhecida de distribuição horizontal .................................... 115 4.13.1.5. Área de trabalho (Work Area) ....................................................................... 116 4.13.1.5.1 Componentes da área de trabalho ...................................................... 116 4.13.1.5.2 Tomada de telecomunicações (Telecommunications outlet) ............ 116 4.13.1.5.3 Cordões de manobra na área de trabalho .......................................... 116 4.13.1.5.4 Adaptações especiais na área de trabalho ........................................ 117 4.13.1.5.5 Adaptadores passivos na área de trabalho ................................................ 117 4.13.1.6 ANSI/TIA/EIA – 568B ................................................................................ 117 4.13.1.6.1 Objetivos da ANSI/TIA/EIA – 568B ...................................................... 117 4.13.1.6.2 EIA/TIA 568-B.1 ...................................................................................... 118 4.13.1.6.3 EIA/TIA 568-B.2 ...................................................................................... 118 4.13.1.6.4 EIA/TIA 568-B.3 ...................................................................................... 119 4.13.1.6.5 EIA/TIA 568-C .......................................................................................... 119 4.13.2 ANSI/EIA/TIA 569-A ......................................................................................... 119 4.13.2.1 Pontos definidos pela norma: .................................................................. 121 4.13.2.1.1 Facilidade de Entrada ................................................................................. 121 4.13.2.1.2 Sala de Equipamentos ........................................................................... 121 4.13.2.1.3 Sala de telecomunicações .................................................................... 122 4.13.2.1.4 Cabeamento Vertical .................................................................................. 122 4.13.2.1.5 Cabeamento horizontal............................................................................... 122 4.13.2.1.6 Área de Trabalho ........................................................................................ 123 4.13.3 EIA 310-D ......................................................................................................... 123 4.13.3.1 Equipamentos ................................................................................................ 124 4.13.4 ANSI/EIA/TIA 606A........................................................................................... 128 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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4.13.4.1 O conceito da Administração em Cabeamento Estruturado .......................... 128 4.13.4.2 Vantagens ..................................................................................................... 129 4.13.4.3 Sistemas integrados ...................................................................................... 129 4.13.4.4 Classes de Administração ............................................................................. 130 4.13.4.5 Identificador: .................................................................................................. 131 4.13.4.6 Etiqueta ......................................................................................................... 132 4.13.4.7 Registro ......................................................................................................... 133 4.13.4.8 Relatórios ...................................................................................................... 134 4.13.4.9 Ordens de serviço.......................................................................................... 134 4.13.4.10 Relatórios de registro de canal .................................................................... 134 4.13.4.11 Desenhos .................................................................................................... 134 4.13.4.12 Administração de dutos e espaços .............................................................. 135 4.13.4.13 Etiquetas e codificação por cores ................................................................ 135 4.13.4.14 Codificação por cores .................................................................................. 135 4.13.4.15 Diferenciação dos campos de terminação por categoria e desempenho .... 135 4.13.5 ANSI-J-STD-607-A ........................................................................................... 136 4.13.5.1 Ambientes que compõe o sistema de aterramento ........................... 137 4.13.5.2 Componentes de um sistema de aterramento e proteção ............................. 137 4.13.5.3 Considerações aplicadas aos componentes de aterramento e proteção ...... 137 4.13.5.4 Etiquetagem .................................................................................................. 138 4.13.5.5 Barra principal de Aterramento para Telecomunicações – TMGB ................. 139 4.13.5.6 Características físicas da TMGB ................................................................... 139 4.13.5.7 Backbone de Aterramento para Telecomunicações – TBB ........................... 140 4.13.5.8 Barramento de Aterramento para Telecomunicações – TGB ........................ 140 4.13.6 EIA/TIA-570-A .................................................................................................. 140 4.13.6.1 Histórico da norma 570.................................................................................. 141 4.13.6.2 Cabos reconhecidos para uso pela norma 570: ............................................ 143 4.13.6.3 Layout de Instalação baseado na Norma 570 ............................................... 144 4.13.7 Norma ISO/IEC 11801 ...................................................................................... 146 4.13.7.1 Categorias de cabos usados pela ISO 11801 ............................................... 147 4.13.7.2 Esquema genérico da norma ISO/IEC........................................................... 148 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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4.13.7.3 Escolha dos cabos......................................................................................... 148 4.13.7.4 Restrições gerais da ISO 11801 no cabeamento horizontal .......................... 149 4.13.7.5 Tomadas ........................................................................................................ 149 4.13.7.6 ISO/IEC 11801 edição 2.2 ............................................................................. 149 4.13.8 Norma ABNT/NBR 14565 ................................................................................. 150 4.13.8.1 Subsistemas adotados na ABNT NBR 14565:2007 ...................................... 150 4.13.8.2 Identificação .................................................................................................. 152 4.13.8.3 Estruturas de passagem ................................................................................ 153 4.13.8.4 Sala de Telecomunicações ............................................................................ 153 4.13.8.5 Diagrama de ocupação de uma Sala de Telecomunicações ......................... 154 4.13.8.6 Comprimentos máximos das mídias utilizadas .............................................. 154 4.13.8.7 Tomada tripolar ............................................................................................. 155 4.13.8.8 Tipos de ligações cruzadas permitidas .......................................................... 156 4.13.8.9 Subsistemas da NBR 14565:2007 ................................................................. 157 4.13.8.10 NBR-14565:2012 – Novidades .................................................................... 158 4.13.8.11 Diagrama completo dos subsistemas segundo a NBR-14565:2012 ............ 159 4.13.9 Norma ABNT/NBR 5410 ................................................................................... 160 4.13.9.1 Norma 5410 Atualização ............................................................................... 160 4.13.10 Norma EIA/TIA 862-A ..................................................................................... 160 4.13.11 Norma ANSI/TIA 942 ...................................................................................... 161 4.13.11.1 Infraestrutura de cabeamento ...................................................................... 161 4.13.11.2 Componentes utilizados pela TIA-942 ......................................................... 161 4.13.11.3 ANSI/TIA-942-A ........................................................................................... 163 4.13.12 Norma IEC 617-10 .......................................................................................... 164 4.13.13 Norma TIA/EIA 587......................................................................................... 165 4.13.14 Norma ANSI/TIA/EIA TSB 67 ......................................................................... 165 4.13.15 Algumas das outras normas em Cabeamento Estruturado ............................ 165 CONCLUSÃO DO CAPITULO..................................................................................... 166 CAPÍTULO 5 CERTIFICAÇÃO EM CABEAMENTO ESTRUTURADO ...................... 167 INTRODUÇÃO ............................................................................................................ 167 5.1 IMPORTÂNCIA DO CABEAMENTO ESTRUTURADO ......................................... 167


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5.2 IMPORTÂNCIA DA CERTIFICAÇÃO .................................................................... 168 5.3 SISTEMA DE CABEAMENTO ESTRUTURADO ................................................... 169 5.4 NORMAS E PADRÕES PARA A CERTIFICAÇÃO ............................................... 169 5.5 DEFINIÇÃO DE CERTIFICAÇÃO ......................................................................... 170 5.6 VANTAGENS DA CERTIFICAÇÃO ....................................................................... 170 5.7 TIPOS DE MÍDIA DE COMUNICAÇÃO ................................................................. 170 5.8 PROBLEMAS NA TRANSMISSÃO DO SINAL...................................................... 170 5.9 TERMOS UTILIZADOS EM TESTES DE SINAL NO CABEAMENTO .................. 171 5.10 TIPOS DE TESTES EM CABEAMENTO ESTRUTURADO ................................ 171 5.11 CERTIFICAÇÃO EM CABOS UTP ...................................................................... 173 5.11.1 Equipamentos para a certificação em cabo UTP .............................................. 173 5.11.2 Parâmetros de teste de certificação em cabos UTP ......................................... 176 5.11.3 Nomenclatura dos testes em cabos UTP ......................................................... 177 5.11.4 Relatório da certificação ................................................................................... 178 5.11.5 Testes em cabos UTP ...................................................................................... 179 5.11.5.1 Comprimento ................................................................................................. 179 5.11.5.2 Wire Map (Mapeamento dos fios) .................................................................. 179 5.11.5.2.1 Conectorização cabos UTP padrão 568A e 568B ...................................... 180 5.11.5.3 Impedância .................................................................................................... 181 5.11.5.4 Atenuação ..................................................................................................... 182 5.11.5.5 Crosstalk ........................................................................................................ 183 5.11.5.5.1 NEXT: Near End Cross Talk. ...................................................................... 185 5.11.5.5.2 FEXT: Far End Cross Talk. ......................................................................... 186 5.11.5.5.3 PSNEXT + PSELFEXT + PSACR............................................................... 187 5.11.5.5.4 ELFEXT e PSELFEXT ................................................................................ 187 5.11.5.6 ACR (Attenuation Crosstalk Ratio) ................................................................ 188 5.11.5.7 Propagation Delay ......................................................................................... 188 5.11.5.8 Delay Skew .................................................................................................... 189 5.11.5.9 Propagation Delay e Delay Skew .................................................................. 189 5.11.5.10 Perda de retorno (Return Loss) ................................................................... 190 5.11.6 Resultados da certificação num teste de canal ................................................ 191 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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5.12 CERTIFICAÇÃO EM CABOS ÓPTICOS ............................................................. 192 5.12.1 Equipamentos usados na certificação em cabeamento óptico ......................... 193 5.12.1.1 Power Meter .................................................................................................. 193 5.12.1.2 OLTS (Optical Loss Test Set) - Test Set Óptico ............................................ 194 5.12.1.3 OTDR (Refletômetro Ótico no Domínio do Tempo) ....................................... 195 5.12.2 Inspeção manual dos conectores da Fibra ....................................................... 196 5.12.3 Testes em Cabo Óptico .................................................................................... 196 5.12.3.1 Comprimento da fibra .................................................................................... 197 5.12.3.2 Teste de continuidade ................................................................................... 197 5.12.3.3 Atenuação ..................................................................................................... 197 5.12.3.4 Perda de potência (Power Loss) ................................................................... 198 5.13 PROBLEMAS COM OS PARÂMETROS DE CERTIFICAÇÃO DO CABO UTP .. 199 5.14 O CORRETO E O INCORRETO NA INSTALAÇÃO DE CABO UTP................... 200 5.14.1 Exemplos de instalações ruins (e certificação negativa) .................................. 201 CONCLUSÃO DO CAPITULO..................................................................................... 201 CAPÍTULO 6 ATERRAMENTO EM CABEAMENTO ESTRUTURADO ..................... 202 INTRODUÇÃO ............................................................................................................ 202 6.1 OBJETIVO DA NORMA ANSI/EIA/TIA 607 ........................................................... 202 6.2 HISTÓRICO DA NORMA ANSI/EIA/TIA 607 ......................................................... 203 6.3 CONCEITOS BÁSICOS DE ATERRAMENTO ...................................................... 203 6.4 SISTEMA DE ATERRAMENTO SEGUNDO A NORMA ANSI/EIA/TIA 607 .......... 206 6.4.1 Terminologia ....................................................................................................... 207 6.4.2 Definições e elementos do sistema de aterramento e interligação ao terra ....... 207 6.5 CONCEITUAÇÃO E INSTALAÇÃO DOS ELEMENTOS DO ATERRAMENTO .... 210 6.5.1 Condutor de link de aterramento para telecomunicações................................... 210 6.5.2 Condutor de Interligação do backbone de aterramento de telecomunicações ... 211 6.5.3 Barramento do aterramento principal de telecomunicações ............................... 213 6.5.4 Barramento do aterramento de telecomunicações ............................................. 214 6.5.5 Interligação à estrutura de metal de um edifício ................................................. 214 6.6 ATERRAMENTO NA SALA DE TELECOMUNICAÇÕES...................................... 215 CONCLUSÃO DO CAPITULO..................................................................................... 218


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CAPÍTULO 7 PROJETO DE CABEAMENTO ESTRUTURADO ................................ 219 INTRODUÇÃO ............................................................................................................ 219 7.1 FASES DE UM PROJETO .................................................................................... 219 7.2 CONHECIMENTO DAS NECESSIDADES E EXIGÊNCIAS DO CLIENTE ........... 219 7.2.1 Informações sobre o projeto ............................................................................... 219 7.2.2 Plantas baixas dos ambientes ............................................................................ 221 7.3 ELABORAÇÃO DO PROJETO .............................................................................. 223 7.3.1 Descritivo do projeto ........................................................................................... 224 7.4 EXECUÇÃO DO PROJETO .................................................................................. 228 7.4.1 Detalhes do caminho do cabeamento ................................................................ 228 7.4.2 Eletrocalhas ........................................................................................................ 228 7.4.3 Detalhes de materiais usados no caminho do cabeamento horizontal ............... 230 7.4.4 Exemplo de utilização e fixação de eletrocalhas ................................................ 231 7.4.5 Distribuição das TOs .......................................................................................... 232 7.4.6 Caminho do cabeamento primário (backbone) ................................................... 235 7.4.7 Topologia da rede do usuário ............................................................................. 235 7.4.8 Distribuição das portas dos switches em vlans .................................................. 236 7.4.9 Endereçamento IP .............................................................................................. 236 7.4.10 Ocupação dos racks MDF e IDFs ..................................................................... 237 7.4.11 Aterramento ...................................................................................................... 237 7.4.12 Especificações dos materiais e equipamentos usados..................................... 238 7.4.12.1 Rack .............................................................................................................. 238 7.4.12.2 Patch panel .................................................................................................... 238 7.4.12.3 Patch cords .................................................................................................... 239 7.4.12.4 Tomada de telecomunicações Cat 6 ............................................................. 239 7.4.12.5 Bloco 110....................................................................................................... 239 7.4.12.6 Cabos UTP .................................................................................................... 240 7.4.12.7 Eletrocalha perfurada 100x50 mm ................................................................. 241 7.4.12.8 Canaletas plásticas........................................................................................ 241 7.4.12.9 Switches e roteador ....................................................................................... 241 7.4.12.10 Tabela de custos ......................................................................................... 241


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7.5 CERTIFICAÇÃO DO CABEAMENTO.................................................................... 242 CONCLUSÃO DO CAPITULO..................................................................................... 245 CONCLUSÃO DO LIVRO ........................................................................................... 246 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................... 247 OBRAS CONSULTADAS ........................................................................................... 251 APÊNDICE A – Indicações de cursos on-line e e-books por assunto .................. 253 APÊNDICE B – Outras obras dos autores ............................................................... 254


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CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO AO CABEAMENTO ESTRUTURADO INTRODUÇÃO Neste capítulo iremos estudar o histórico do surgimento do cabeamento estruturado, suas razões e algumas entidades de normatização. 1 CONCEITOS DE CABEAMENTO ESTRUTURADO O Cabeamento Estruturado é uma infraestrutura de telecomunicações de um prédio ou campus que consiste de um número de pequenos elementos padronizados chamados de subsistemas. O Cabeamento Estruturado tem por função estabelecer uma instalação padronizada, com vida útil de mais ou menos dez anos e que possa se adaptar a alterações de layout na empresa, sem que se tenha de lançar mão de novas instalações de cabeamento. Isso tudo levando em conta uma economia de investimento, pelo menos em médio prazo. O sistema de cabeamento estruturado se divide em seis subsistemas: • • •

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Entrada de Facilidades (Entrance Facilities) é o local físico no prédio que interfaceia com o mundo externo. Sala de Equipamentos (Equipment Room) hospeda os equipamentos de telecomunicações que servem todos os usuários dentro do prédio. Cabeamento Vertical (Backbone ou Backbone Cabling) conecta os subsistemas de Entrada de Facilidades, Sala de Equipamentos e Salas de Telecomunicações entre si. Salas de Telecomunicações (Telecommunications Rooms) hospedam os equipamentos de telecomunicações que interligam o subsistema do Cabeamento Vertical (backbone) com o subsistema de Cabeamento Horizontal. Nelas também estão alocados equipamentos de interconexão que se interligam ao cabeamento horizontal. Também chamado de Armários de Telecomunicações. Cabeamento Horizontal (Horizontal Cabling) conecta as salas de Telecomunicações a uma tomada de telecomunicação individual numa área de trabalho num andar do prédio. Área de Trabalho (Work Area Components) conecta os equipamentos do usuário final até as tomadas do sistema de cabeamento horizontal.


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Mais recentemente, o subsistema chamado de Administração foi adicionado aos demais subsistemas, sendo que o mesmo se encarrega da documentação e identificação do cabeamento estruturado, totalizando dessa forma sete subsistemas. O cabeamento é muito importante se você deseja uma rede trabalhando adequadamente, com o mínimo de problemas e mínima perda de largura de banda. Existem certas regras que nunca devem ser quebradas quando você está tentando projetar uma rede de computadores – de outra maneira você deverá ter problemas quando tentar se comunicar. Nós temos visto redes que sofrem enormes problemas porque o projeto inicial da rede não foi feito adequadamente. Num futuro próximo, o cabeamento poderá perder sua força no mercado, pois a comunicação wireless parece estar ganhando terreno, dia a dia. Embora essa tendência no mercado, no entanto, o fato é que atualmente ao redor de 95% das instalações das redes de computadores se baseiam no cabeamento físico. Também a cada dia se lançam novas normas ou alterações das normas vigentes, demonstrando a força que o Cabeamento Estruturado alcançou no mercado internacional. 1.1 HISTÓRICO DO CABEAMENTO ESTRUTURADO As invenções humanas acontecem ao longo do tempo e não da noite para o dia. As técnicas usadas para a comunicação humana representa bem essa afirmação. O ser humano utilizou a fumaça, o papiro, o livro, o mensageiro (pombo e correio a cavalo), o telégrafo, o telefone e assim por diante. Tudo isso levou séculos para se desenvolver. Um dos primeiros sistemas de comunicação a distância foi utilizado em Paris no ano de 1794. Foi o chamado Telégrafo Óptico de Claude Chappe. Operadores em torres de comunicações distantes entre si por alguns quilômetros passavam mensagens codificadas em um alfabeto visual, de um ponto a outro. Porém, nós tendemos a pensar em comunicação digital como uma ideia recente, mas em 1844 um homem chamado Samuel Morse enviou uma mensagem a quase 90 km (37 milhas) de distância, entre Washington D.C. e Baltimore (Estados Unidos da América), usando uma nova invenção dele, chamada de 'Telégrafo'. Isso pode parecer um conceito distante das redes de computadores de hoje, mas os princípios permanecem os mesmos. O Telegrafo (elétrico) utiliza o chamado Código Morse, o qual é um tipo de código do sistema binário que usa pontos e hífens em sucessões diferentes para representar Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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letras e números, Modernas redes de dados usam 1s e 0s para alcançar o mesmo resultado. A grande diferença é que, enquanto os operadores do telégrafo do Século XIX pudessem talvez transmitir 2 ou 3 pontos e hífens por segundo, os computadores se comunicam agora a velocidades de 1 Giga bits por segundo, ou de outra maneira, 1.000.000.000 de 1s e 0s separados, em cada segundo. Na realidade, essa velocidade é superada em ambientes de modernas redes de computadores. Não muito tempo depois do Telégrafo de Morse ter sido desenvolvido, um inventor francês chamado Emile Baudot desenvolveu uma máquina de telégrafo por impressão (que viria ser chamada posteriormente de teletipo ou telex), a qual usava um teclado do estilo de máquina de escrever, permitindo virtualmente qualquer pessoa enviar e receber mensagens de telégrafo. Baudot usou um tipo diferente de código para o sistema dele, porque o código Morse não permitia a automatização, devido ao comprimento desigual da quantidade de bits requeridos para cada letra ou número. Como Baudot usou um código de cinco bits para representar cada caráter, isso normalmente permitiria apenas 32 possíveis combinações (00000 a 11111 = 32). Claramente isso não era suficiente para 26 letras e 10 dígitos usados normalmente pelo alfabeto e sistema numérico decimal, mas ele solucionou este problema usando dois "caracteres de mudança” (shift) que permitia a troca de caractere para figura e letras, os quais executaram o mesmo tipo de função como uma chave de troca de letras numa máquina de escrever (shift). Agora ele obtinha 62 combinações para letras, figuras e caracteres de pontuação. Naquela época, a velocidade de comunicações das interfaces seriais era medida em taxa de bauds, depois da invenção de Emile Baudot. Foram feitas melhorias na máquina de Baudot por um inventor inglês chamado Donald Murray. Murray vendeu os direitos da máquina dele para a Western Union que gradualmente substituiu todos os seus telégrafos Morse pelo novo “teletipo”. Apesar do seu longo sucesso, o código Baudot de cinco bits só podia usar letras 'maiúsculas', assim ele teve que ser substituído por algo que permitia usar mais caracteres alfanuméricos. Em 1966, um grupo de companhias americanas de comunicações conseguiu inventar conjuntamente um novo código, usando naquele tempo 7 bits, os quais poderiam representar 128 caracteres. Ele ficou conhecido como American Standard Code for Information Interchange (Código de Padrão Americano para Troca de Informação) ou código ASCII. O código ASCII foi aceito imediatamente por quase todos os fabricantes de computadores do mundo e pelas companhias de comunicações, excluindo a IBM, a qual, como normalmente o faz, decidiu criar o seu próprio padrão.


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A versão do código da IBM é o chamado Extended Binary Coded Decimal Interchange Code (Código Estendido de Intercâmbio de Decimal Codificado em Binário) ou EBCDIC, o qual usa 8 bits e pode representar 256 caracteres, mas, apesar do uso dele em computadores de médio e grande porte (mainframe) da IBM, ele nunca teve êxito realmente, em nível mundial. Para não ficar fora completamente do mercado de terminais, a IBM adotou o código ASCII, mas estendeu-o usando um oitavo bit para que assim pudesse representar 256 caracteres. Eles chamaram esse novo código como sendo 'ASCII Estendido'. Embora o telégrafo e o aparelho de telex tenham sido os precursores das comunicações de dados, só nos últimos 30 a 40 anos é que coisas realmente começaram a acelerar. Como a necessidade para a comunicação entre computadores tem exigido velocidades crescentes, tem-se demandado o desenvolvimento de equipamentos de interconexão de redes cada vez mais rápidos, incluindo nisso o cabeamento e equipamentos de hardware de conexão (interfaces).

1.2 DESENVOLVIMENTO DE NOVAS TECNOLOGIAS DE INTERCONEXÃO No princípio, havia computadores mainframe, fabricados por companhias como a IBM, Sperry, DEC, Univac e Burroughs. Cada computador tinha cabos especificamente projetados para aquele computador e seus periféricos, por exemplo, a IBM Bus & Tag (usado no IBM 360 System). As coisas não mudaram muito até a chegada das Redes de Áreas Locais (LANs) que estavam sendo definidas por acordos de padrões abertos nos anos 1980. Pela primeira vez, poderia ser esperado que equipamentos de comunicação de dados de fabricantes diferentes iriam se comunicar entre si. A primeira LAN a ser aceita universalmente foi a Ethernet. O padrão Ethernet foi desenvolvido no meio da década de 1970 pela Xerox Corporation, no Palo Alto Research Centre (PARC) na Califórnia e em 1979 a DEC e a Intel uniram forças com a Xerox para unificar o sistema Ethernet para todo o mundo usar. A primeira especificação pelas três companhias chamada de 'o Livro Azul Ethernet ' foi liberada em 1980, ela também foi conhecida como o 'padrão DIX', composto pelas iniciais das três empresas. Esse padrão foi um sistema de velocidade de 10 Megabits por segundo (10 Mbps, = 10 milhão de 1s e 0s por segundo) e usava um cabo coaxial grosso como backbone, o qual era instalado ao longo do edifício, com cabos coaxiais menores instalados em intervalos de 2,5 metros para conectar as estações de trabalho. O cabo coaxial grosso, que normalmente era amarelo, foi conhecido como 'Thick Ethernet' e o sistema foi chamado de 10Base5, sendo que o 10 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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refere-se à velocidade (10Mbps), o 'Base' porque é um sistema de banda básica (a banda básica usa toda a largura da banda para cada transmissão, ao invés de banda larga que divide a largura da banda em canais separados para usar simultaneamente), e o 5 é uma abreviatura para os sistemas do máximo comprimento do cabo, nesse caso, 500 m. Essa rede trabalha numa topologia onde o barramento do cabo coaxial grosso de 50 ohms é compartilhado com todos os computadores que fazem parte da mesma. O Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) - Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos - liberou o padrão Ethernet oficialmente em 1983, chamado de IEEE 802.3 depois do grupo de funcionamento se tornar responsável pelo seu desenvolvimento, e em 1985 a versão 2 (IEEE 802.3a) foi liberada. Essa segunda versão é geralmente conhecida como o 'Thin Ethernet' ou 10Base2, neste caso o comprimento máximo do cabo é de 185 m, embora o ‘2' sugere que deveria ter 200 m. Essa rede também era chamada de “cheapnet” (rede barata) e mantinha a característica de barramento compartilhado com todas as máquinas pertencentes à rede. O cabo coaxial utilizado no backbone era de um diâmetro menor do que no padrão anterior (por isso chamado de Thinnet). Em 1984 a IBM introduziu o sistema Token Ring (rede em anel), o qual podia transmitir dados a 4 Mbps, sendo que esse sistema usava um cabo preto grosso de 2 pares blindados com 4 conectores largos de 4 polos. O conector de dados da IBM, chamado às vezes de IDC, era uma obra-prima de engenharia. Em vez de conectores e tomadas macho e fêmea normal, o conector de dados foi projetado para se acoplar em si mesmo. Embora o sistema de Cabeamento IBM naqueles dias fosse de uma qualidade muito alta e com mídia de comunicação de dados robusta, perdeu espaço em muitos clientes. Isso estava ligado, em parte, devido a seu grande tamanho e preço, e em parte porque só tinha 4 fios e então não era tão versátil quanto um cabo UTP (cabo de pares de fio de cobre trançado) de 8 fios. Essa rede da IBM pode ser considerada como a que introduziu o conceito de cabeamento estruturado, por meio de um conjunto comum de cabos e conectores, que eram instalados onde quer que fossem presumido que as pessoas poderiam estar trabalhando em algum momento no futuro. Isso também foi chamado de cabeamento por inundação (cabeamento por toda a área do prédio comercial), utilizando o mesmo conceito das extensões de linhas telefônicas comuns. Antes disso, os cabos que uniam mainframes a periféricos só eram instalados quando necessário. Isso fazia com que as ampliações e mudanças se tornassem muito caras. O sistema de cabeamento IBM era baseado em um cabo de dois pares de fios blindados de 150 ohms, com um conector universal dedicado. Esse produto foi Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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projetado para o desenvolvimento do sistema de LAN Token Ring da IBM de 4 Mbps, que se pretendia que operasse sobre um sistema de cabeamento estruturado da IBM. Existem alguns relatos de que o cabo denominado de categoria Tipo 1 (CAT 1) foi testado originalmente a 300 MHz, embora só fosse categorizado como um cabo de 20 MHz para Token Ring, e a versão mais nova, Cabo Tipo 1A foi testado, segundo notícias, a 600 MHz e categorizado como um cabo de 100 MHz. No final dos anos 1980, a AT&T (empresa originalmente criada por Bell – o inventor do telefone) introduziu um sistema de cabeamento estruturado baseado em um padrão de componentes de telefonia americano, usando um cabo de 4 pares não blindados, de 100 ohms, um sistema de conexão cruzada baseado no bloco de conexão de engate rápido, (modelo americano - 110 punch down block), e, num conector de 8 fios, conhecido por sua denominação do padrão USOC (Uniform Service Order Codes), também chamado de RJ45. Este conector se tornou a base da maioria dos sistemas de cabeamento estruturado disponíveis hoje em dia. Havia muitos outros tipos de redes sendo oferecidas naquele momento, as quais usavam tipos diferentes de cabos e conectores, sendo que assim, logo ficou claro que um padrão de cabeamento em telecomunicações era necessário. Em 1985, a Computer Communications Industry Association (CCIA) - Associação das Indústrias de Comunicações e Computadores - solicitou à Electronic Industries Association (EIA) - Associação de Indústrias Eletrônicas - desenvolver um padrão de cabeamento que definiria um sistema de cabeamento de telecomunicações genérico para que prédios e edifícios comerciais suportassem ambientes multi produtos e multi fornecedores. Em essência, esse padrão seria um sistema de cabeamento a ser adotado em todos os sistemas de interconexão de redes atuais e futuros, a partir de uma topologia comum, que usasse tanto mídias comuns como conectores comuns. Por volta de 1987, vários fabricantes tinham desenvolvido equipamentos Ethernet que poderia utilizar o cabo de cobre de par trançado. Até o final dos anos 1980, os sistemas de cabeamento eram ainda designados por fabricantes específicos, com padrões também específicos, sendo o padrão Ethernet de redes locais ainda baseado em cabos coaxiais. Foi a partir de 1990 que as entidades de padronização começaram a publicar padrões para o mundo do cabeamento estruturado em rápida expansão e crescimento. Como exemplo, podemos citar que em 1990 o IEEE liberou o padrão Ethernet 802.3i ou 10BaseT (o 'T' refere-se ao cabo de par Trançado).


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Com a chegada do padrão 10BaseT, por meio do qual a Ethernet podia rodar então num cabo de 4 pares de fios de 100 ohms, o padrão de fato começou a acontecer. O mercado realmente se ampliou nesta fase, com muitos concorrentes novos que entraram em cena. Porém, com muitos padrões proprietários diferentes do cabo para a Ethernet 10BaseT, os clientes dos fabricantes de cabos estavam se tornando muito confusos, devido às propagandas dos competidores e demais fabricantes de cabeamento, cada qual reivindicando melhor desempenho de seu padrão de cabeamento. A empresa Anixter introduziu um conceito para classificar os cabos em níveis de qualidade, como uma ajuda para compra e venda de sistemas de cabeamento. O nível 1 era um cabo de telefonia básico e o nível 3 era a melhor classificação de cabos para 16 MHz, para uso na rede 10BaseT. O ANSI, o Instituto de Padrões Nacional Americano, solicitou à Associação de Indústria de Telecomunicações, a TIA, e à Aliança de Indústrias Eletrônicas, a EIA, para redigir padrões nacionais. A TIA mudou a classificação dos cabos baseadas nos Níveis, para Categorias, e a Categoria 3 nasceu. Isso foi seguido de perto pela Categoria 4, quando a IBM declarou que eles precisavam de uma largura da banda de 20 MHz para a sua nova rede LAN Token Ring de 16 Mbps. Em 1991, a EIA, junto com a Associação de Indústria de Telecomunicações (TIA), publicaram o primeiro padrão de cabeamento de telecomunicações chamado de EIA/TIA 568, então, de fato, o sistema de cabeamento estruturado nasceu. A ISO (Organization for International Standards), Organização para Padrões Internacionais produziu a ISO 11801 e a CENELEC (empresa de certificação europeia) produziu o padrão EN 50173 para a União Europeia. Esses padrões estavam baseados no cabo de pares chamado de Unshielded Twisted (UTP), par trançado não blindado, Categoria 3, e foram seguidos de perto, depois de um mês, por um Boletim de Sistemas Técnico (TSB-36) que especificou graus mais altos de qualidade para os cabos UTP, chamados de Categoria 4 e 5 (CAT 4 & CAT 5). A CAT 4 especificava taxas de dados de até 20 MHz e a CAT 5 até 100 MHz, o que deve ter parecido na ocasião como ampla largura da banda para desenvolvimento futuro, mas agora, vinte e dois anos depois, a CAT 5 está obsoleta, devido aos seus limites em lidar com novas tecnologias de interconexão de redes. Como citado, a Categoria 4 teve uma vida de funcionamento de menos que um ano, pois logo depois que os projetistas de sistemas deixaram claro que as LANs a 100 Mbps estavam a caminho, a Categoria 5, especificando a 100 MHz, foi introduzida. Os padrões TIA/EIA 568A, ISO 11801 e EN 50173 permaneceram praticamente sem mudanças até os anos de 1999/2000, quando o advento da Gigabit Ethernet (IEEE Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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802.3ab) forçou a introdução da Categoria 5 aumentada (5e). Em 2001/2 nós tivemos a publicação da Categoria 6 (um sistema de 250 MHz) e da Categoria 7, um sistema de 600 MHz. Em 2010 a ISO introduziu a CAT 7a/Fa, um sistema a 1.000 MHz. Em 2013 a CAT 8 está sendo discutida pelas entidades de padronização. 1.3 DATAS E FATOS Abaixo seguem alguns dos mais importantes acontecimentos na história das comunicações de dados e voz. 1794 - Telégrafo óptico de Claude Chappe na França. 1844 - 24 de maio - O Telégrafo foi inventado por Samuel Morse. 1845 - Patente inglesa para o telegrafo por William Cooke e Charles Wheatstone. 1846 - Um homem chamado Royal House inventou uma impressora de telégrafo que requeria dois operadores em cada ponta. 1851 - A Western Union Company foi fundada pela fusão de 12 companhias de telégrafo. 1861- O alemão Phillip Reis inventou um equipamento para transmitir tons de áudio chamado 'Telefone'. 1874 - Jean-Maurice-Emile Baudot patenteou o código telegráfico Baudot. 1876 - 14 de fevereiro - Alexander Graham Bell solicitou a patente para o Telefone. 1876 - 14 de fevereiro - Quatro horas depois de Bell, Elisha Gray solicitou a patente para o Telefone. 1889 - Almon Brown Strowger inventou o “comutador Strownger” e o “disco telefônico”. 1948 – A Bell Labs inventou o transistor. 1966 - O código ASCII foi criado. 1969 - O padrão de comunicação serial RS232 foi estabelecido. 1969 - A rede Arpanet é ativada nos EUA. 1973 - O protocolo TCP é proposto na RFC 675. 1976 - Paper sobre a Ethernet foi publicado por Bob Metcalfe e David Boggs no PARC. 1979 - DEC e Intel juntaram força com a Xerox para desenvolver o padrão Ethernet. 1980 - DEC, Intel e Xerox publicam o 'Ethernet Blue Book' ou padrão DIX. 1982 - O modelo de protocolos de comunicação TCP/IP é oficializado na Arpanet. 1983 - Padrão IEEE 802.3 Ethernet é estabelecido. 1984 - IBM introduz o Token Ring a 4Mbps. 1984 - O modelo de referências de protocolos de comunicação OSI é oficializado. 1985 - Padrão IEEE 802.3a Thin Ethernet, 10Base2. 1985 - Padrão IEEE 802.3b Ethernet 10Broad36, 10Mbps usando banda larga. 1987 - IEEE 802.3d Link de Fibra Ótica com Inter-Repetidor - Fibre Optic Inter-Repeater Link (FOIRL) & IEEE 802.3e 1Mbps Ethernet sobre par trançado. 1990 - Padrão IEEE 802.3i Ethernet, 10BaseT. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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1991 - Julho - Padrão EIA/TIA 568 para cabeamento para telecomunicações em prédios comerciais é editado. 1991 - Agosto – Padrão EIA/TIA TSB 36 para cabos de alta qualidade (higher grade) (Cat 4 e Cat 5). 1992 - Agosto - Padrão EIA/TIA TSB 40 hardware de conexão para alta qualidade. 1993 - Padrão IEEE 802.3j Ethernet 10BaseFL, links de fibra até 2 km. 1994 - Janeiro - Padrão EIA/TIA TSB 40A - incluindo patch cords e procedimentos de testes em maiores detalhes. 1994 - Janeiro - Padrão EIA/TIA 568 revisado para EIA/TIA 568A e incluídas as TSB 36, TSB 40A e outras emendas de documentação. 1995 - Padrões IEEE 802.3u Ethernet 100BaseTX (2 pares Cat 5), 100BaseT4 (4 pares Cat 3), 100BaseFX. 1995 – A Internet comercial é lançado no Brasil. 1997 - Padrão IEEE 802.3 x Full duplex Ethernet. 1997 - Padrão IEEE 802.3y 100BaseT2 Fast Ethernet (2 pares Cat 3). 2001 - Editada a norma brasileira em cabeamento estruturado, a ABNT NBR 14565. 2001 - Padrão Cat 5e - ANSI/TIA/EIA-568-B.2 2002 - Padrão Cat 6 - ANSI/TIA/EIA-568-B.2-1 2007- Editada a 1ª revisão da norma brasileira em cabeamento estruturado, a ABNT 14565:2007. 2008 - Padrão Cat 6A - ANSI/TIA/EIA-568-B.2-10 2008 - Padrões Classes EA e FA (equivalente a Cat 7) – emenda de documentação no. 1 para a ISO/IEC 11801, 2nd ed. 2010 - Padrão 7A / Fa - referenciado pela ISO/IEC 11801. 2012 - Editada a 2ª revisão da norma brasileira em cabeamento estruturado, a ABNT 14565:2012. 2013 - Categoria 8 sendo estudada para futura padronização. 1.4 AS ORGANIZAÇÕES DE PADRONIZAÇÃO EM CABEAMENTO A EIA/TIA (Electronic Industry Association/Telecommunications Industry Association) Associação de Indústrias Eletrônicas/ Associação de Indústrias de Telecomunicações – é um organismo norte-americano de padrões eletrônicos e de telecomunicações que publicou a norma para cabeamento para telecomunicações em prédios comerciais, o chamado padrão EIA/TIA 568A e é principalmente reconhecida nos EUA, embora seja adotada em qualquer lugar do mundo. O comitê que verifica questões do padrão EIA/TIA 568A é o ANSI/EIA/TIA TR-41.8.1 (EUA). A IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) - Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos – é uma associação dedicada para o avanço da excelência tecnológica em benefício da humanidade, fundada nos EUA. É uma organização sem Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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fins lucrativos, que tem por objetivo servir profissionais em todos os aspectos nos campos da computação, eletricidade e eletrônica. É a maior sociedade de profissionais tecnológicos do mundo inteiro. Foi e é responsável pelos padrões adotados nas redes locais de computadores. A ANSI (American Nationwide Specification Institute) - Instituto de Padrões Nacional Americano é uma organização privada sem fins lucrativos, que supervisiona o desenvolvimento de padrões voluntários e de consenso de produtos, serviços, processos e sistemas, principalmente nos EUA. A organização coordena a integração dos padrões americanos com padrões internacionais, para que os produtos americanos possam ser utilizados em nível internacional. A sede do ANSI é em Washington, DC, EUA. A ISO (Organization for International Standards), Organização Internacional para Padronização, produz padrões internacionais em várias áreas do conhecimento humano, como, por exemplo, o desenvolvimento do sistema OSI de interconexão e as próprias normas atuais do cabeamento estruturado. Os padrões agora cobrem muitos aspectos diferentes de premissas do negócio de cabeamento estruturado. Estes incluem: • • • • • • • • •

Projeto do Sistema de Cabeamento Padrões de Componentes Padrões de Desempenho Anti-fogo Padrões de EMC/EMI (interferências eletromagnéticas) Padrões de Testes (Certificações do Cabeamento) Aterramento (Earthing, Grounding and Bonding) Administração e Manutenção de Cabeamento Diretivas e Códigos, particularmente na Europa, América, Canadá e Austrália Padrões de Redes de Área Locais

Todos os padrões europeus de interesse ficam subordinados à CENELEC (European Commitee for Electrotechnical), que é baseada na Bélgica e foi fundada em 1973 como a organização de padrões europeia, oficialmente reconhecida pela Comissão Europeia na Diretiva 83/189. Os padrões da CENELEC são chamados de Normas europeias ou ENs. Os padrões não publicados são chamados de Normas Europeias preliminares ou prENs. Todos os países europeus mantêm seu próprio corpo ou organismo de padrões nacional, como o Instituto de Padrões britânico no REINO UNIDO, mas são adotados Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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padrões do CENELEC como padrões nacionais, onde eles existem e então, por exemplo, no REINO UNIDO, 'BS' é colocado em frente ao número 'EN'. Há algumas exceções, como o Código de Prática para Cabeamento de Fibra Óptica BS 7718 que não tem nenhum padrão CENELEC equivalente. No REINO UNIDO a Fibre Industry Association - Associação de Indústria de Fibra iniciou o Código de Prática BS 7718. O IEE, Instituto de Engenheiros Elétricos escreve os Regulamentos de Instalação de Cabeamento nacionalmente aceitos (também conhecido como BS 7671), que contém questões de segurança na potência emitida pelo cabeamento estruturado, aterramento, etc. A OFTEL foi o escritório britânico para os Negócios da Indústria de Telecomunicações. O interesse da OFTEL em cabeamento estruturado ficou limitado na manutenção de cabeamento de telefonia e na aprovação de equipamentos eletrônicos que podiam ser conectados às redes de telecomunicações nacionais. Tais aprovações, primeiro devem ser buscadas na BABT, Comitê de Aprovações Britânicas para Telecomunicações. A OFTEL proveu um código de padrões Britânicos de cabeamento que é tratado na publicação ‘A Guide to Cabling in Private Telecommunications Systems’ DISC PD1002. Existe contribuição a esse documento da Telecommunications Industry Association Associação de Indústria de Telecomunicações, uma associação de comércio britânico para a indústria de telecomunicações, que não deve ser confundida com a organização americana de nome semelhante. Posteriormente a OFTEL foi absorvida pela OFCOM (organismo regulador das telecomunicações na Inglaterra). O CEN é outro organismo de padronização europeu que trabalha em sociedade com o CENELEC e o ETSI. A missão do CEN é, 'promover harmonização técnica voluntária na Europa junto com organismos de padronização mundiais e seus sócios na Europa'. O ETSI (European Telecommunications Standards Institute) é o Instituto de Padrões de Telecomunicações europeu baseado no sul da França. Produz padrões de telecomunicações atendendo pedidos de seus sócios membros, que totalizam 700 atualmente, por cinquenta países. 1.5 NORMAS DE CABEAMENTO ESTRUTURADO NO BRASIL No Brasil, as normas mais conhecidas são: •

ANSI/EIA/TIA-568 para cabeamento estruturado para edifícios comerciais

•

ISSO/IEC 11801 para cabeamento estruturado em redes de telecomunicações.


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Na década de 1990, o Brasil praticamente utilizava somente os padrões internacionais ANSI/EIA/TIA-568 e ISO/IEC 11801. ■ Em 1994, a ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) iniciou o processo de elaboração de uma norma brasileira para cabeamento. ■ Em agosto de 2000, foi publicada a NBR 14565, um procedimento básico para elaboração de projetos de cabeamento para telecomunicações para rede interna estruturada. ■ Em 2007 foi publicada a 1ª revisão da NBR 14565. ■ Em 2012, a nova versão da NBR 14565:2012 entrou em vigor, atualizando o país em relações às normas internacionais. ■ Em 2013, segundo o site da ABNT, a NBR 14565 está passando por nova revisão. A NBR 14565 envolve serviços de aplicações de voz, dados, imagens, sonorização, sensores diversos, controles de acesso, sistemas de segurança, controles ambientais, entre outros. Aplica-se a prédios comerciais, envolvendo: •

Os pontos de telecomunicações nas áreas de trabalho;

•

Os armários de telecomunicações (salas de telecomunicações);

•

Salas de equipamentos e sala de entrada de telecomunicações (entrada de facilidades);

•

Meios de transmissão utilizados;

•

Caminhos e vias do cabeamento e terminações.

Visa a correta aplicação dos conceitos de rede primária e secundária, envolvendo seus elementos constitutivos. •

Rede interna primária é aquela que tem a função de interconectar o distribuidor geral de telecomunicações (sala de equipamentos) com os armários de telecomunicações (salas de telecomunicações) dos pavimentos.


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•

A rede interna primária contém: •

Dispositivos de conexão (blocos, patch panels, etc.)

•

Cabos, vias de passagem, barras de aterramento, etc.

O Cabeamento Estruturado, com seus subsistemas, forma um conjunto de orientações técnicas e administrativas que possibilitam uma instalação adequada para uso de forma segura, por mais de dez anos. A certificação no cabeamento, por sua vez, comprova que o instalador utilizou material e técnicas dentro das normas vigentes, garantindo para o proprietário da instalação que tudo está dentro do definido nas normas e padrões nacionais e internacionais, para poder se iniciar a utilizar o Cabeamento Estruturado propriamente dito. CONCLUSÃO DO CAPITULO Terminamos, aqui, esta breve introdução ao Cabeamento Estruturado, onde procuramos focar na origem da padronização nesta área e citar as principais entidades de padronização.


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CAPÍTULO 2 INTRODUÇÃO ÀS REDES LOCAIS DE COMPUTADORES INTRODUÇÃO O cabeamento estruturado, como vimos no capítulo anterior, nasceu da necessidade de padronização de cabos (mídia), conectores e equipamentos de conexão utilizados nas redes locais de computadores (LAN). Com a rápida adoção das redes LAN nas empresas, o Cabeamento Estruturado foi ganhando novas e sucessivas normas para a adequação das instalações padronizadas. Podemos dizer que a evolução das redes locais contribuiu para a evolução das normas em cabeamento estruturado. Por isso se torna importante o estudo da rede LAN, o qual se fará em seguida. 2.1 EVOLUÇÃO DAS REDES DE COMPUTADORES Embora os primeiros artefatos ou máquinas de cálculos datam de séculos passados, apenas na década de 1950 foram projetados os primeiros computadores, chamados de mainframes, os quais eram máquinas de grande porte e caríssimas, (custavam alguns milhões de dólares). Além disso, eram máquinas muito complexas que só eram manipuladas por pessoas especializadas. O próprio acesso à sala do mainframe era bastante dificultado e restrito. A IBM foi a empresa que mais se destacou nesse mercado. Naquela época somente algumas empresas (normalmente de grande porte ou os chamados birôs de processamento) e universidades possuíam mainframes, sendo que estes computadores não foram projetados para respostas on-line para os usuários. Os usuários (programadores) do sistema faziam seus programas em papel, digitava-os em uma perfuradora de cartões e os entregavam ao Centro de Processamento de Dados (CPD). No CPD os programas eram lidos através de uma leitora de cartões e transferidos para o computador criando os jobs (trabalhos) dos usuários, sendo que sua leitura e processamento obedeciam a uma determinada ordem de prioridade. O tempo de entrega do resultado podia durar dias dependendo da prioridade do trabalho (job) do usuário. Esta técnica de processamento de jobs era chamada de processamento em lote ou batch. Este é o caso típico do IBM 1130, onde os usuários finais não conheciam nem mesmo as máquinas responsáveis pelo processamento. Na década de 1960, os primeiros terminais interativos foram desenvolvidos, permitindo que os usuários interagissem diretamente com computador. Estes terminais eram ligados ao computador através de linhas de comunicação. Outro fato importante nesta


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época é o desenvolvimento das técnicas de processamento que permitiu que vários jobs de usuários ocupassem simultaneamente o computador através dos sistemas de tempo compartilhado ou time-sharing. Esses terminais não possuíam capacidade de processamento, sendo também conhecidos como terminais “burros” (TTY). Os terminais eram conectados ao mainframe através de cabos, quando instalados localmente, ou remotamente através de modems conectados à rede telefônica (os chamados circuitos de comunicação de dados). Devido à lentidão no envio de informações através da rede telefônica e também ao tamanho físico e ao alto custo dos mainframes, foram desenvolvidos os minicomputadores. Com custo menor que os mainframes, os minicomputadores começaram a ser utilizados em vários departamentos de uma mesma empresa (normalmente uma grande empresa, devido ao custo de aquisição dos minicomputadores), descentralizando então a informação em várias máquinas. Dessa forma, com um volume menor de informações para processar, os usuários podiam utilizar o computador com velocidades maiores que as obtidas com o tempo de processamento compartilhado. Para interligar-se a esse sistema o usuário necessitava somente providenciar um terminal e os cabos necessários para conectá-lo. A informação estava então distribuída nos diversos minicomputadores, em vários departamentos dessa empresa. Com o alto custo de armazenamento em disco e a necessidade de troca de informações tornou-se necessário a interligação desses diversos minicomputadores. Então, as empresas começaram a interligá-los através de cabos e a produzir softwares para a comunicação entre os computadores e para que eles pudessem utilizar o compartilhamento de recursos, não só da área de armazenamento, mas também de periféricos, tais como impressoras. Surgiram dai os protocolos de comunicação proprietários, como o SNA da IBM, DNA da Digital e assim por diante. Da mesma forma, cada uma dessas empresas adotava um padrão próprio de cabeamento para interligar na rede de comunicação dos seus clientes. No final da década de 1970, surgiram os primeiros microcomputadores que eram bem menores do que os minicomputadores e que possuíam custo bem inferior. Com a sua popularização vários softwares mais sofisticados começaram a ser desenvolvidos, e as empresas começaram a investir nos microcomputadores, já que o custo de manutenção dos mainframes e minicomputadores era muito alto.


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Logo surgiu (1980 em diante) a necessidade de interligar os microcomputadores, minicomputadores e mainframes para que compartilhassem recursos, banco de dados e aplicativos, como também a necessidade de gerenciamento desses recursos. A esse conjunto de computadores autônomos interconectados denomina-se Redes de computadores. A Rede de Computadores que nos interessa em nosso presente estudo é a Rede Local de Computadores (LAN – Local Área Network), cujo grande impulso no seu desenvolvimento iniciou num projeto da Xerox, no seu laboratório de Palo Alto, através de seu engenheiro Robert Metcalfe, que em 1973 divulgou um documento para sua chefia criando o padrão Ethernet de interligação de Redes Locais de Computadores. 2.2 TIPOS DE REDES DE COMPUTADORES Na realidade, apenas o mainframe com seus terminais e impressoras não constituem uma rede de computadores, pois os terminais não realizam processamento. Uma rede de computadores é um conjunto de computadores autônomos interconectados.6 Os computadores são ditos autônomos quando não existe uma relação mestre/escravo entre eles, pois, se um computador não puder iniciar, encerrar ou controlar outro computador, não existirá autonomia. É necessário também distinguir um sistema distribuído de uma rede de computadores: • No sistema distribuído existem vários computadores autônomos interligados, mas o usuário não indica qual deles deve usar, o software de rede instalado é quem automaticamente aloca o processamento das tarefas para os processadores, dos arquivos para o disco e a transferência de arquivos para outros locais. • Na rede de computadores os usuários devem logar-se explicitamente com uma determinada máquina, submeter explicitamente as suas tarefas remotas e movimentar explicitamente os seus arquivos. Quem determina a diferença entre sistemas distribuídos e redes de computadores é o software e não o hardware. As redes de computadores, quanto à aplicação, são organizadas em alguns modelos:


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• Cliente-servidor - em uma rede de computadores, podemos ter um computador servindo como repositório de arquivos, servidor de impressão, servidor de periféricos, sem oferecer mais nenhum outro serviço. Podemos ter também computadores que gerenciem a rede e ofereçam alguns serviços, este tipo de interligação entre os computadores em rede é conhecido como Rede Cliente Servidor, onde uma determinada máquina é servidora de determinado serviço e as outras são clientes desse serviço. O cliente solicita ao servidor que determinada tarefa seja executada, o servidor executa a tarefa e devolve a resposta ao cliente.

Figura 2.1 Sistema cliente-servidor.3 • Ponto a ponto (peer-to-peer) - em uma rede “peer-to-peer”, cada PC de um indivíduo age como um servidor para outros PCs - seus pares (“peers”) - sendo também um cliente para todos os pares que funcionam como servidores. Por exemplo, um computador pode ser servidor de impressão para a rede, mas também é cliente de outros computadores, trabalhando, portanto, par a par. b) Quanto a sua utilização ou emprego, as redes de computadores podem ser: • Corporativas – quando uma empresa ou instituição possui diversas filiais espalhadas em diversas localidades e cada localidade por sua vez possui redes de computadores, existe a necessidade do compartilhamento de informações entre as localidades. A interligação dessas redes pode ser feita através de cabos telefônicos, enlaces de rádio, fibras ópticas, satélite, etc. Como um exemplo de rede corporativa, podemos imaginar a sede de um fabricante de veículos em São Paulo, possuindo uma rede corporativa para troca de informações entre a sede e as oficinas autorizadas nas principais cidades do país. Uma comunicação gerada na sede, em São Paulo, automaticamente pode ser disponibilizada na Intranet da empresa e disponibilizada para todas as autorizadas.


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• Redes domésticas – a partir da popularização dos microcomputadores e das redes banda larga de acesso à Internet, várias aplicações puderam ser levadas ao uso doméstico e as redes começaram a oferecer serviços para pessoas físicas. Atualmente essas aplicações, podem ser o acesso a informações remotas (Web, jornais eletrônicos), comunicação pessoa a pessoa (e-mail, ICQ, chat, Facebook) e diversão interativa (vídeo, games on-line, IP TV, etc.) c) Quanto à tecnologia de transmissão as redes podem ser: • Redes de difusão – apenas um canal de comunicação é compartilhado por todas as máquinas. As mensagens que trafegam são chamadas de pacotes, quando uma máquina origina um pacote ele possuirá um campo com o endereço de origem e de destino. O pacote é enviado para todas as máquinas da rede, que ao receberem o pacote, analisam o seu endereço de destino. Se o endereço coincidir com o da máquina ela irá processar o pacote. Caso contrário, a máquina simplesmente o ignora. Existe a possibilidade de uma máquina originar um pacote a todos os destinos através de um código especial no campo de endereço, este método é conhecido como difusão ou broadcasting (exemplos de rede de difusão: rádio e TV). Outro método é o de multidifusão, ou multicasting, que consiste na transmissão de pacotes a todas as máquinas de um determinado subconjunto de máquinas, sendo que cada máquina precisa inscrever-se neste subconjunto (exemplo: canal de TV a cabo pay-per-view). • Redes ponto a ponto – consiste em conexões entre dois pares individuais de máquinas. O pacote ao trafegar na rede, de uma origem até um destino, talvez necessite passar por máquinas intermediárias ou rotas alternativas. d) Quanto ao tamanho da rede ou escala as redes podem ser: • LAN (Local Area Network) – é uma rede privada que contém apenas algumas dezenas de metros de extensão; pode ser a rede de um laboratório, de um prédio ou de um Campus universitário. As redes locais possuem três características principais: o tecnologia de meio de transmissão, quase sempre as máquinas são interligadas através de um só cabo ou mídia; o tamanho (alcance físico), devido às suas características de transmissão, possuem limitação de tamanho, sendo que o pior tempo de transmissão é conhecido; o topologia, podendo ser barramento, estrela, anel ou ponto a ponto. • MAN (Metropolitan Area Network) – é uma rede de computadores utilizada numa área geográfica maior do que uma rede LAN, podendo atingir alguns quilômetros, mas menor geograficamente do que uma rede WAN. A rede MAN pode abranger vários


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prédios de uma empresa ou até mesmo uma cidade inteira, podendo ser pública ou privada. Um exemplo de rede MAN é a da rede metropolitana do padrão DQDB, também chamado de padrão 802.6, a qual possui no máximo dois cabos (ou barramentos). Normalmente as MANs não contêm elementos de comutação para várias linhas de saída (caso da rede telefônica que possui elementos de comutação e da rede WAN, que veremos em seguida). Atualmente a rede MAN pode interconectar diversas redes LAN realizando uma bridging com as linhas de backbone de uma rede WAN. Um uso mais recente de redes MAN é Wireless MAN, como é o caso do padrão LTE e WiMax. Um outro exemplo que podemos citar é a rede Metro-Ethernet, que atende no âmbito de redes MANs e WANs. A rede MAN também é chamada de rede de campus, podendo ser utilizada em universidades, hospitais, etc. • WAN (Wide Area Network) – ou rede geograficamente distribuída, abrange uma grande área geográfica, um país ou um continente. Esse tipo de rede possui elementos de comutação e um conjunto de linhas de comunicação que formam a sub-rede (também chamado de backbone) de comunicação que irão interligar as LANs ou MANs. Exemplos de redes WAN, são as redes Frame Relay, MPLS e Metro-Ethernet.

Figura 2.2 Redes de Longa Distância (redes WAN).4


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2.3 MODOS DE OPERAÇÃO A transmissão entre dois equipamentos de comunicação de dados pode ser feita nos seguintes modos: Simplex, Half-duplex e Full-duplex. a) Simplex; a transmissão da informação se dá sempre no mesmo sentido, a comunicação é unidirecional. Exemplos: um terminal de coleta de dados que sempre envia informações ao CPD, um determinado sensor, rádio e TV.

Figura 2.3 Modo de operação Simplex. 3 b) Half-duplex (Semi-duplex); a transmissão da informação se dá nos dois sentidos, porém não simultaneamente. Exemplos: rádio amador, teletipo e protocolos que necessitam de confirmações e respostas às informações transmitidas.

Figura 2.4 Modo de operação Half-Duplex ou Semi-Duplex. 3 c) Full-duplex (duplex); a transmissão da informação se dá em ambos os sentidos simultaneamente. Exemplo: Telefonia e Internet

Figura 2.5 Modo de operação Full-Duplex. 3 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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2.4 INTRODUÇÃO ÀS REDES LOCAIS DE COMPUTADORES A LAN é um modo muito popular para estruturar redes. A LAN conecta dispositivos geograficamente pertos uns dos outros. Uma rede LAN é muito segura e veloz. 2.4.1 Tipos de Redes Locais Basicamente dois padrões de redes LAN disputaram o mercado: o padrão Ethernet (Xerox, Intel e Digital) e o padrão Token Ring (IBM). Outros tipos de LAN incluem a FDDI (Fiber Distribuited Data Interface), ATM (Asynchonous Transfer Mode) e LocalTalk. A Ethernet é a tecnologia mais popular da camada física de LAN em uso hoje. 2.4.1.1 Ethernet A Ethernet é popular porque alcançou um equilíbrio bom entre velocidade, custo e facilidade de instalação. Estes benefícios, combinados com aceitação larga no mercado de computadores e a habilidade para suportar virtualmente todos os protocolos de rede populares, fazem a Ethernet uma tecnologia de interconexão de redes ideal para a maioria dos usuários de computadores atuais. O Instituto para Engenheiros Elétricos e Eletrônicos nos EUA (Institute for Electrical and Electronic Engineers – IEEE, lê-se “I triplo E”) define o padrão Ethernet como IEEE Padrão 802.3. Este padrão define regras para configurar uma rede Ethernet como também especifica como os elementos em uma rede Ethernet interagem um com o outro. Aderindo ao padrão IEEE, equipamentos de rede e protocolos de rede podem se comunicar eficazmente. 2.4.1.2 Token Ring (Rede em Anel) A rede em Anel (Ring), padrão IEEE 802.5, é outra forma de configuração de rede local, a qual difere da Ethernet, pois que todas as mensagens são transferidas a toda hora de uma maneira unidirecional ao longo do anel. O Dado é transmitido em tokens (bastões/símbolos) os quais são passados ao longo do anel e visto por cada dispositivo na rede. Quando um dispositivo lê uma mensagem dirigida a ele, aquele dispositivo copia a mensagem e então marca a mensagem como lida. Como a mensagem percorre seu caminho ao longo do anel, volta eventualmente ao remetente que agora percebe que a mensagem foi recebida pelo dispositivo planejado. O remetente pode então remover a mensagem e pode liberar o token para uso pelos outros nós da rede. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Vários fornecedores de PC foram os proponentes das redes em Anel (Token Ring) em tempos diferentes, tendo sido a IBM a empresa que liderou a sua padronização, e assim esses tipos de redes foram implementadas em muitas organizações. Porém, devido ao menor custo e versatilidade do padrão de rede local Ethernet, o padrão Token Ring foi perdendo o mercado de LANs. 2.4.2 Componentes de uma rede Local (Local Area network – LAN). Os principais componentes de uma Rede Local (LAN) são os servidores, as workstations e os recursos de comunicação. O servidor é um computador com elevada capacidade de processamento cuja função é disponibilizar serviços à rede. Em geral essa máquina processa grandes volumes de dados, requerendo CPUs rápidas, dispositivos de armazenamento de alta capacidade e acesso rápido. Os serviços que ele oferece à rede, normalmente, são: Servidor de Aplicação, Servidor de Arquivos, Servidor de Impressão, Servidor de Rede e Servidor de Bancos de Dados Relacionais. As workstations são as estações de trabalho (também chamadas de máquinas clientes). A partir delas, os usuários acessam os serviços do Servidor e executam tarefas locais. Por fim, os recursos de comunicação são a infraestrutura de hardware e software requerida para a comunicação entre os diversos componentes da LAN. Os recursos de comunicação baseados em hardware mais comuns são: Hubs, Placas de redes Ethernet, Repetidores, Bridges, Switches, Roteadores e o Cabeamento (mídia). Por outro lado, os recursos de comunicação baseados em software são os protocolos de comunicação. 2.4.2.1 Protocolos de comunicação Os protocolos de rede são padrões de software de comunicação que permitem os computadores se comunicar. Um protocolo define como os computadores identificam um ao outro em uma rede, a forma que os dados deveriam assumir na transmissão e como essa informação é processada uma vez alcançada seu destino final. Os protocolos também definem procedimentos para controlar transmissões perdidas ou transmissões ou “pacotes” corrompidos. TCP/IP (para UNIX, Windows NT, Windows 7 e outras plataformas), IPX (para Novell NetWare), DECnet (para interconexão em Equipamentos de rede Digital Corp. computadores), AppleTalk (para computadores Macintosh), e NetBIOS/NetBEUI Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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(para redes LAN Manager e Windows NT) são os principais tipos de protocolos de rede utilizados para a comunicação entre computadores. No entanto, na atualidade, o conjunto de protocolos de comunicação denominado TCP/IP domina o mercado de interconexão de redes de computadores2. Ele é referenciado como um modelo de protocolos de interconexão de redes de computadores, sendo um padrão de facto, ou seja, um padrão adotado pelas empresas no mercado. Embora cada protocolo de rede seja diferente, todos eles compartilham o mesmo cabeamento físico. Esse método comum de acessar a rede física permite protocolos múltiplos coexistirem pacificamente em cima das mídias de rede, e permite ao projetista de uma rede usar hardware comum para uma variedade de protocolos. Este conceito é conhecido como "independência de protocolo" o que significa que esses dispositivos são compatíveis na camada física e de enlace, permitindo ao usuário rodar muitos protocolos diferentes em cima da mesma mídia. 2.4.3 Rede local padrão Ethernet Embora uma rede LAN possa ser configurada de várias maneiras, a rede local padrão Ethernet se tornou o padrão de mercado. A Ethernet passou por evoluções constantes em termos de topologia, componentes, velocidades e média de transmissão. Essas melhorias constantes auxiliaram para ela se tornar a rede predominante nas redes locais empresariais da atualidade. 2.4.3.1 Princípio de funcionamento de uma rede padrão Ethernet As primeiras redes ethernet utilizavam uma mídia (cabo) comum compartilhada por todos os computadores que a utilizavam.

Figura 2.6 Uma pequena rede Ethernet.3


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A rede padrão Ethernet se tornou o modo mais popular para se estruturar Redes. Portanto, o cabeamento estruturado normalmente vai atender uma LAN padrão Ethernet. Os Computadores em uma rede Ethernet conectam-se a uma mídia comum que é um caminho que permite a informação fluir entre eles. A mídia mais comum era o cabo coaxial, depois passou a ser o cabo de par trançado mas agora a fibra óptica está cada vez mais sendo utilizada na LAN. Uma única mídia compartilhada é chamada de um segmento. Computadores são conectados a estações, chamados de nós, os quais se conectam à mídia. Os nós se comunicam entre si usando uma unidade de dados estruturados chamada de FRAME, que é uma longa sequência de informações (bytes). O frame é a chamada PDU (unidade de dados padrão dos protocolos) que rodam na camada 2 do modelo OSI.2 Os frames são como sentenças na fala humana. Um conjunto de frames formarão uma mensagem inteira. Na rede LAN padrão Ethernet 10BaseT, quando um computador envia uma informação a outro computador, a informação viaja através da mídia, passando por todo computador conectado à mesma mídia. Cada computador examina a informação e vê se é para si mesmo. Se não, eles descartam a informação (numa rede padrão Token Ring os computadores passariam a informação para o próximo computador). O chamado protocolo CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Acess/Collision Detection) é um conjunto de regras que gerencia o funcionamento da rede padrão Ethernet. Quando um computador está enviando informação a outro computador, ela é “ouvida” (a informação é recebida) por todos os outros computadores (na realidade pelos nós). Com o protocolo CSMA/CD presente, todo computador tem que esperar até que a mídia esteja livre de qualquer sinal ou informação para enviar seu próprio sinal ou informação. Mas o que ocorre se a mídia estivesse livre e dois nós notaram isso e, ao mesmo tempo, enviaram o sinal individual deles? Quando isso acontecer, uma colisão ocorre. Em acontecendo uma colisão, os dois computadores (nós) esperam por uma quantidade aleatória de tempo e então retransmitem o sinal deles. Percebemos então alguns limites óbvios da tecnologia Ethernet: Primeiro, a mídia só pode alcançar até uma certa distância. Segundo, dois sinais não podem ser transmitidos ao mesmo tempo. Isso poderia criar uma demora real (delay) para um usuário. Terceiro, se uma rede Ethernet tiver muitos usuários conectados a ela, a demora potencialmente será ainda maior e a colisão será mais frequente.


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Naturalmente, algo foi criado para tentar resolver o problema. Inicialmente, um dispositivo chamado de repetidor foi criado para conectar segmentos múltiplos. No repetidor a comunicação é half-duplex, ou seja, só um computador pode transmitir no segmento, todos os demais computadores deverão apenas receber o que foi transmitido. Outro dispositivo criado, semelhante ao repetidor, é chamado de ponte (bridge). Uma ponte conecta dois segmentos, como o repetidor. Mas diferentemente de um repetidor, uma ponte administra e regula o tráfego entre os segmentos (os quais às vezes podem ser de mídia ou de tecnologia diferente). Ao administrar o tráfego, a ponte diminui a probabilidade de colisões e, consequentemente, de atrasos.

Figura 2.7 Uma Bridge Ethernet conectando dois segmentos de redes.3 Todavia, a rede Ethernet moderna usa switches (comutadores). No switch, cada nó tem seu próprio segmento. Cada segmento conecta-se, portanto, a uma porta do Switch Ethernet. O Switch Ethernet conecta-se a uma mídia que por sua vez se conecta ao backbone (ou infraestrutura principal de uma rede) de Switch Ethernet. Os Switches Ethernet podem regular o tráfego como as Pontes. O Switch do backbone Ethernet age como um pai, administrando todos os demais Switches Ethernet (filhos). Por causa dessa reestruturação, uma rede Ethernet pode operar a um nível Full-Duplex. Lembrese que Full-Duplex é a habilidade para receber e enviar dados ao mesmo tempo.

Figura 2.8 Uma rede Ethernet típica.3 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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2.4.3.2 Colisões Como já vimos, a Ethernet usa uma mídia compartilhada, assim existem regras para se enviar pacotes de dados, para evitar conflitos e proteger a integridade de dados. Os nós determinam quando a rede está disponível para enviar pacotes. É possível que dois nós em locais diferentes tentem enviar dados ao mesmo tempo. Quando ambos os PCs estiverem transferindo um pacote ao mesmo tempo na rede, uma colisão resultará. A minimização de colisões é um elemento crucial no projeto e operação de redes. O incremento de colisões é frequentemente o resultado de muitos usuários na rede, o que resulta em muita contenção (disputa do meio físico ou mídia) para a largura da banda de rede. Isso pode reduzir o desempenho da rede do ponto de vista do usuário. Segmentando a rede, quando então uma rede é dividida em “pedaços” distintos, unidos logicamente com uma ponte (bridge) ou um switch, é um modo de reduzir uma rede superpovoada. 2.4.3.3 Padrão 10Basex (Ethernet) Primeiro padrão desenvolvido pela norma IEEE 802, funcionava a 10 Mbps. Utilizava primeiramente o cabo coaxial como mídia de transmissão (10Base5 e 10Base2). Posteriormente utilizou o para trançado (10BaseT) e a fibra óptica (10BaseFx). Nesse padrão nenhum dispositivo controlador de tráfego era utilizado. 2.4.3.4 Padrão 100Basex (Fast Ethernet) Para redes Ethernet que precisavam de velocidade de transmissão mais alta, o padrão Fast Ethernet (IEEE 802.3u) foi estabelecido. Esse padrão eleva a velocidade máxima da Ethernet de 10 Megabits por segundo (Mbps) para 100 Mbps com mudanças mínimas na estrutura de cabo existente. Há três tipos de Fast Ethernet: 100BASE-TX para uso com cabo UTP de nível ou categoria 5, 100BASE-FX para uso com cabo de fibra ótica, e 100BASE-T4 que utiliza dois fios extras para uso com cabo UTP de nível ou categoria 3. O padrão 100BASE-TX se tornou o mais popular devido a sua compatibilidade próxima com o padrão Ethernet 10BASE-T. O fato é que o padrão Fast Ethernet possibilitou uma melhoria da performance nas redes LAN, possibilitando o tráfego de dados full-duplex nos segmentos do switch, utilizando o cabo de par trançado categoria 5 e depois o 5e.


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2.4.3.5 Padrão 1000Basex (Giga Ethernet) Na atualidade o padrão Giga Ethernet está se tornando o padrão comum em redes locais utilizando o cabo de par trançado (UTP) categoria 5e ou superior. Isso possibilita que o segmento do switch possa funcionar a 1 Gbps full-duplex. Para o administrador da rede, a incorporação da Giga Ethernet em uma configuração existente envolve tomada de decisões. Os administradores têm que determinar o número de usuários em cada local na rede que precisa do processamento mais alto, decidir quais segmentos do backbone precisam especificamente ser reconfigurados para 1000BASE-T e então escolher o hardware necessário para conectar os segmentos 1000BASE-T com os segmentos 100BASE-T existentes. 2.4.3.6 Novos padrões Ethernet A Gigabit Ethernet é uma tecnologia atual e oferece um caminho de migração além da Fast Ethernet. Além disso, como vem ocorrendo com o padrão Ethernet, a próxima geração de redes desse padrão suportará velocidades mais altas de transferência de dados. No momento estamos assistindo uma proliferação de novos padrões Ethernet: 10Gbasex, 40GBasex, 100GBasex. Esses novos padrões vão estabelecer novos padrões de mídia para o cabeamento estruturado. Fique atento. 2.4.3.7. Mídia para o padrão Ethernet Uma parte importante do projeto e instalação de uma rede Ethernet é a seleção da mídia (cabeamento) apropriada. Quatro tipos principais de mídia podem ser encontradas em redes Ethernet: • • • •

O cabo coaxial grosso (Thickwire) era utilizado nas redes 10BASE5; O cabo coaxial fino (Thinwire) era usado nas redes 10BASE2; O par trançado não blindado (unshielded twisted pair - UTP) é utilizado nas redes 10BASE-T ou superiores; A fibra óptica para redes 10BASE-FL ou padrões superiores.

Essa larga variedade de mídia reflete a evolução da Ethernet e também conta pontos para a flexibilidade da tecnologia.


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O cabo coaxial grosso foi um dos primeiros sistemas de cabeamento usado na Ethernet, mas era caro e difícil de usar. Esta mídia evoluiu para cabo coaxial fino, o qual é mais fácil de trabalhar e menos caro. Hoje o cabo coaxial fino é utilizado em Data Centers e instalação de áudio e vídeo (sistema de alarme e sistema interno de TV). Posteriormente o par trançado assumiu a preferência na utilização em redes Ethernet. Os esquemas de instalação da LAN mais populares são 10BASE-T, 100BASE-T e 1000Base-T ou superiores, que usam cabo de par trançado não blindado (UTP). Ele é semelhante ao cabo telefônico e vem numa variedade de categorias (CAT 3, CAT 5e até CAT 8, esta última em desenvolvimento), com cada categoria mais alta oferecendo um desempenho melhor. O cabo de categoria 5 foi uma das categorias mais altas, e um dos mais caros, oferecendo suporte para taxa de transmissão de até 100 Mbps. O cabo de categoria 4 categoria 3 eram menos caros, mas não podiam suportar as mesmas velocidades de processamento de dados; o categoria 4 podia suportar velocidades de até 20 Mbps; a categoria 3 podia suportar até 16 Mbps. Hoje as categorias 5 ou inferior não são mais padronizadas para a transmissão de dados e o cabeamento mínimo utilizado é o da categoria 5e e o superior, até o presente momento, é o 7a (ainda pouco usado). Novas categorias de cabos são desenvolvidas regularmente para fazer frente às necessidades do mercado. Por exemplo, o cabo UTP categoria 8 está em desenvolvimento neste momento. O padrão Ethernet 100BASE-T4 permite suporte de 100 Mbps sobre cabo de categoria 5e, mas à custa de adicionar outro par de fios (4 pares em vez dos 2 pares usados para 10BASE-T); para a maioria dos usuários, este é um esquema não convencional e então o 100BASE-T4 se tornou pouco popular. Todavia, as redes Giga Ethernet e superiores usam os 4 pares para a transmissão de dados via cabo UTP. Convém mencionar que cabos categorias 2 e categoria 1 não são usados no projeto de redes Ethernet. Para aplicações especializadas, segmentos Ethernet de fibra ótica, 10BASE-FL ou superiores, são populares. O cabo de fibra óptica é (ainda) mais caro, mas é inestimável para situações onde exista possibilidade de emissões de ruídos eletromagnéticos e em que perigos ambientais seja uma preocupação. O cabo de fibra ótica é frequentemente usado em aplicações entre prédios para isolar o equipamento usado para a interconexão de redes de danos elétricos causados por descargas atmosféricas. Como ele não conduz eletricidade, o cabo de fibra óptica também pode ser útil em áreas onde grandes quantidades de interferências eletromagnéticas estão presentes, como em um chão de fábrica (ambiente industrial).


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O padrão Ethernet permite segmentos de cabo de fibra ópticas de até 2 quilômetros de comprimento, tornando a Ethernet por fibra óptica perfeita para conectar nós e edifícios que não são alcançáveis por mídia de cobre (limitado normalmente a 100 metros de distância). 2.4.3.8 Topologias para redes Ethernet Uma topologia de rede é o arranjo físico de nós (dispositivos de comunicação) e lances de cabos em uma LAN, e é usada em duas configurações gerais: barramento (bus) e estrela. Essas duas topologias definem como os nós são conectados um ao outro. Um nó é um dispositivo ativo conectado à rede, como um computador ou uma impressora. Um nó também pode ser um equipamento de interconexão de redes como um hub (centralizador de conexões físicas), switch (comutador de frames) ou um roteador (encaminhador de pacotes). Uma topologia de barramento (bus) consiste em nós ligados em paralelo, com cada nó conectado a um cabo longo, chamado de bus, ou cabo de backbone (barramento principal da rede). Muitos nós podem alcançar o barramento e podem começar a comunicação com todos os outros nós naquele segmento de cabo. Uma interrupção em qualquer lugar no cabo principal (bus) normalmente fará que o segmento inteiro se torne inoperável até que a falha seja solucionada. Exemplos de topologia de barramento incluem as redes 10BASE2 e 10BASE5, que na realidade foram os dois primeiros padrões Ethernet estabelecidos e na atualidade não são mais utilizados, na prática. A Ethernet 10BASE-T e Fast Ethernet 1000BASE-T (e superiores) usam uma topologia em estrela, na qual o acesso é controlado por um nó centralizador (Hub ou Switch). Nesse caso, geralmente um computador fica situado numa ponta final do segmento e o outro ponto final é terminado em uma localização central, com um Hub ou um Switch. Como o cabo UTP (par trançado sem blindagem) é frequentemente utilizado, juntamente com o cabeamento de telefonia, este local central (sala de equipamentos) pode ser um bastidor de telecomunicações ou outra área onde é conveniente se conectar o segmento UTP a um ponto do backbone do cabeamento do prédio. A vantagem principal desse tipo de rede é a confiabilidade, pois se um desses segmentos 'ponto-a-ponto' tiver uma falha, afetará só os dois nós naquele enlace físico. Outros usuários de computador na rede continuam operando como se aquele segmento fosse inexistente. A seguir veremos as topologias mais usuais em redes locais de computadores. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Figura 2.9 Topologias de LANs – Barramento.3 Na topologia em barramento observa-se que todos os computadores disputam o acesso à mídia comum. É um sistema de rede compartilhado, onde quanto mais computadores ativos, maior a possibilidade de colisão de mensagens.

Figura 2.10 Topologias de LANs – Estrela.3 Na topologia em estrela, cada segmento individual está interligado a um equipamento centralizado (normalmente um Hub ou Switch). Com o switch, o tráfego no segmento é full-duplex. Há menos possibilidade de colisão, pois o switch trabalha na camada 2 do modelo OSI, interligando apenas as portas que estão se comunicando durante certo momento.3

Figura 2.11 Topologias de LANs – Ring.3


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Na topologia em anel (Token Ring – IBM), percebe-se que os computadores estão ligados de forma serial, sendo que a mensagem (Token) passa de computador em computador, até voltar ao computador de origem, Não há colisão, mas conforme o número de computadores, o tempo para se ganhar a permissão para a transmissão pode se elevar.

Figura 2.12 Topologias de LANs – Árvore.3 Na topologia em árvore, derivada da topologia em estrela, vai se interligando novos “ramos” ou segmentos à rede original. Deve ser controlado a extensão da rede, pois pode aumentar a chance de colisões quando da transmissão de mensagens em broadcasting (uma mensagem para todos os computadores da rede). Existe também a topologia denominada totalmente interligada (meshed ou full-meshed) onde um nó ou dispositivo da rede se interliga a todos os demais. Nesse caso a topologia representa um avanço em termos de segurança física, mas, por outro lado, tem um custo elevado de implementação.

Figura 2.13 Topologias full-meshed.3


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2.5 PRODUTOS ETHERNET Os padrões e tecnologias que foram discutidas há pouco ajudam os administradores de rede definir os produtos específicos que usarão para montarem as redes Ethernet. A seguir discutimos os produtos fundamentais necessários para a montagem de uma LAN Ethernet (e, assim, os especialistas de cabeamento estruturado podem definir a mídia a ser utilizada). 2.5.1 Transceptores Os transceptores são usados para conectar os nós às várias mídias Ethernet. A maioria dos computadores e cartões de interface de rede contém um transceptor 10BASE-T, 100BASE-T, 1000BASE-T, ou mais remotamente um 10BASE2 ou equivalente embutido, permitindo serem conectada diretamente a Ethernet, sem requerer um transceptor externo. Muitos dispositivos Ethernet antigos dispunham de um conector AUI para permitir ao usuário conectar-se a qualquer mídia via um transceptor externo. O conector AUI consistia em um conector de 15 pinos D-shell, fêmea do lado do computador, macho no lado do transceptor. Cabos coaxiais grossos – Thickwire (10BASE5) também usavam transceptores para permitir as conexões.

Figura 2.14 Conector AUI.5 Para redes Fast Ethernet, uma interface chamada de MII (Media Independent Interface) foi desenvolvida para oferecer um modo flexível para suportar conexões a 100 Mbps. O MII é um modo popular para se conectar links 100BASE-FX aos dispositivos de Fast Ethernet baseados no fio de cobre. A Giga Ethernet utiliza um conector chamado de GMII para essa mesma finalidade de interfaceamento. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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2.5.2 Cartões de Interface de rede São usados cartões de interface de rede, geralmente chamados de NICs, para conectar um PC a uma rede. O NIC (Network Interface Card) provê uma conexão física entre o cabo de rede e o barramento interno do computador. Computadores diferentes têm arquiteturas de barramento diferentes; Slots principais de barramento (bus) PCI geralmente são encontradas em PCs 486/Pentium e mais recentes, enquanto slots de expansão ISA geralmente são achados em PCs 386 e mais antigos. As NICs são fabricadas em três variedades básicas: 8-bit, 16-bit, e 32-bit. Quanto maior o número de bits que podem ser transferidos ao NIC, mais rápido o NIC pode transferir dados ao cabo de rede. Muitos adaptadores NIC obedecem a especificações Plug and Play. Nesses sistemas, os NICs são configurados automaticamente sem intervenção de usuário, enquanto em sistemas não Plug and Play, a configuração é manualmente executada por um programa de configuração e/ou por chaves DIP. Os Cartões estão disponíveis para suportar quase todos os padrões de interconexão de redes, inclusive o Fast Ethernet ou dispositivos mais recentes. Os NICs Fast Ethernet frequentemente suportam 10/100 Mbps, e ajustam-se automaticamente à velocidade apropriada. Interconexão de redes full-duplex é outra opção onde uma conexão dedicada para um switch permite um NIC operar a duas vezes a velocidade normal. Como explanado, a maioria dos NICs atuais possuem auto-configuração, ajustando automaticamente a velocidade, modo de transmissão e tipo de conexão (direta ou cruzada). 2.5.3 Repetidores Os repetidores são elementos de redes de computadores utilizados para amplificar o sinal de uma determinada mídia, permitindo a expansão física de um segmento da rede LAN. Os repetidores trabalham na camada física (camada 1) do modelo OSI. 2.5.4 Hubs Hubs são usados para se conectar dois ou mais segmentos Ethernet de qualquer tipo de mídia. Em projetos maiores, a qualidade do sinal começa a deteriorar quando os segmentos começam a exceder o seu comprimento máximo. Os Hubs proveem a amplificação do sinal exigido para permitir um segmento se estender a uma maior distância. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Um Hub capta qualquer sinal entrante e repete-o para todas as suas demais portas. Os hubs Ethernet são necessários numa topologia com a rede 10BASE-T. Um Hub multiporta de par trançado permite unir vários segmentos ponto-a-ponto em uma rede. Um terminal do cabo ponto-a-ponto é ligado no Hub e o outro é ligado ao computador. Se o Hub é ligado ao backbone, então todos os computadores na ponta dos segmentos de par trançado podem se comunicar com todos os hosts (servidores/computadores) conectados a esse backbone. O número e o tipo de Hubs em qualquer domínio de colisão estão limitados pelas regras da Ethernet. Estas regras de repetição são discutidas depois em mais detalhes. Um fato muito importante para observar sobre Hubs é que com eles todos os usuários de uma rede compartilharam a mídia usada na Ethernet. Uma rede de hubs é denominada de uma “Ethernet compartilhada", significando que todos os membros da rede compartilhada estão disputando a transmissão de dados sobre uma única rede (único domínio de colisão). Isso significa que os membros individuais de uma rede compartilhada adquirirão somente uma porcentagem da largura da banda de rede disponível. Em outras palavras, na rede Ethernet com Hubs a transmissão é halfduplex, ou seja, quando uma máquina transmite as outras só podem receber. Uma única transmissão pode ocorrer em todo o cabeamento dentro de um período de tempo pré-determinado. Os hubs trabalham na camada física (camada 1) do modelo OSI, pois eles simplesmente repassam o sinal elétrico recebido numa porta para todas as outras portas do hub. 2.5.5 Pontes As pontes (bridges) conectam segmentos de redes entre si, da mesma tecnologia de rede ou não. Trabalha na camada 2 do modelo OSI (camada de enlace). Com o surgimento dos switches, estes foram absorvendo a função das pontes. 2.5.6 Switches Os switches interligam dispositivos às suas portas, constituindo um segmento com domínio de colisão independente em cada uma dessas portas. Os switches podem se interligar a outros switches, constituindo uma topologia em árvore. Os switches trabalham na camada 2 do modelo OSI.


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2.5.7 Roteadores Os roteadores conectam redes diferentes entre si. Os roteadores não propagam pacotes de broadcasting entre redes distintas. Os roteadores trabalham na camada 3 do modelo OSI (camada de rede). Como veremos a seguir, para melhorar a performance das redes se utilizam na atualidade de Switches e Roteadores (dispositivos que serão analisados com maiores detalhes). 2.6 CRITÉRIOS DE PROJETO DE REDE As redes Ethernet, Fast Ethernet e padrões superiores, têm regras de projeto que devem ser seguidas para funcionar corretamente. O número máximo de nós, o número máximo de repetidores e as máximas distâncias de segmento estão definidas pelas propriedades dos projetos elétricos e mecânicos de cada tipo de mídia Ethernet e Fast Ethernet. Por exemplo, uma rede que usa repetidores, funciona com o sincronismo da Ethernet. Embora os sinais elétricos nas mídia Ethernet viajem perto da velocidade de luz, ainda leva um tempo finito para o sinal viajar de uma ponta para outra de uma grande rede Ethernet. O padrão Ethernet assume que levará 50 microssegundos aproximadamente para um sinal alcançar seu destino. A Ethernet 10Base2 está sujeita à regra "5-4-3" de colocação de repetidores: a rede pode ter só cinco segmentos conectados; pode usar só quatro repetidores; e dos cinco segmentos, só três podem ter os usuários conectados a eles; os outros dois devem servir de links de conexão entre repetidores (vide próxima figura). A distância mínima entre computadores deve ser de 0,5 metros.

Figura 2.15 Regra 5-4-3 Rede Ethernet 10Base2. 3 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Se o projeto da rede viola estas regras de instalação de repetidores, então as diretrizes do sincronismo não serão obtidas e a estação transmissora vai reenviar o pacote. Isso pode conduzir a pacotes perdidos e excessiva retransmissão de pacotes, os quais podem reduzir o desempenho de rede e podem criar dificuldade para aplicações. O número e tipo de Hubs em qualquer domínio de colisão para a Ethernet 10 Mbps estão limitados pelas seguintes regras: Tabela 2.1 Distância e número máximo de nós em redes Ethernet 10BaseT Tipo de Rede Máximo de nós por Segmento 10BASE-T 2 10BASE2 30 10BASE5 100 10BASE-FL 2

Máxima Distância por Segmento 100m 185m 500m 2000m

Figura 2.16 Regras Rede Ethernet 10BaseT. 3 A seguir temos as distâncias características para as combinações destes tipos de repetidores Fast Ethernet (100BaseT): Tabela 2.2 Distância máxima por segmento Fast Ethernet Sem Repetidores Um Repetidor Classe I Um Repetidor Classe II Repetidores Classe II

Cobre 100m 200m 200m 205m

Fibra 412m (full-duplex 2 km) 272m 272m 228m


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Quando as condições requererem maiores distâncias ou um aumento no número de nós/repetidores, então pode ser usado uma ponte, switch ou roteador para conectar redes múltiplas juntas. Esses dispositivos unem duas ou mais redes independentes, permitindo restabelecer critérios de projetos de rede. Switches permitem aos projetistas de rede construir redes de grande porte que funcionam bem. A redução em custos de pontes e switches também reduz o impacto de regras de repetidores em projetos de rede. Cada rede conectada por um desses dispositivos é chamado de um domínio de colisão independente na rede como um todo. Tabela 2.3 Especificações de Cabos e Conectores nas redes padrão Ethernet. 10BASE-2

10BASE-5 10BASE-T 100BASE-TX 100BASE- FX 1000BASE 1000BASE 1000BASE 1000BASE -CX -T -SX -LX

Mídia

coaxial 50-ohm (Thinnet) RG-58 cabo coaxial

Compr. Máximo Por Segmento

185 m

500 m

100 m

100 m

Topologia

Barramento

Barramento

Estrela

Estrela

Conector

AUI ou BNC conector

AUI

ISO 8877 (RJ-45)

ISO 8877 (RJ-45)

coaxial 50EIA/TIA EIA/TIA 62.5/125 ohm Categoria Categoria 5 microns fibra (Thicknet) 3, 4, 5 UTP 2 pares multimodo RG-50 cabo UTP 2 coaxial pares 400 m

STP

25 m

EIA/TIA 62.5/50 9 microns Categoria microns fibra 5 UTP 4 fibra monomodo pares multimodo 100 m

Ponto a ponto Estrela ou Estrela ou ponto a ponto a ponto ponto MT-RJ ou conector SC

ISO 8877 (RJ-45)

ISO 8877 (RJ-45)

260m

3-10 km

Ponto a ponto

Ponto a ponto

SC

SC

Observação: atualmente a categoria mínima aceita para o cabo UTP (cabo de par trançado sem blindagem) é a CAT 5e. A Fast Ethernet modificou as regras de repetidores, pois nela o tamanho de pacote mínimo leva menos tempo para ser transmitido do que o padrão Ethernet original. O comprimento dos links de rede permite um pequeno número de repetidores. Em redes Fast Ethernet, há duas classes de repetidores. A classe I de repetidores tem uma latência de 0.7 microssegundos ou menos e são limitados a um repetidor por rede. A classe II de repetidores tem uma latência de 0.46 microssegundos ou menos e são limitados a dois repetidores por rede.


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2.7 PERDA DE PERFORMANCE NUMA REDE LAN Quanto mais usuários são acrescentados a uma rede compartilhada ou conforme novas aplicações que requerem mais dados são adicionadas, o desempenho deteriora. Isso ocorre porque todos os usuários em uma rede compartilhada são competidores para usar o barramento Ethernet. Por exemplo, em uma rede Ethernet de 10 Mbps moderadamente carregada, compartilhada por 30-50 usuários, a rede só sustentará o processamento ao redor de 2,5 Mbps, depois de responder pela análise de overhead do pacote, tempo entre pacotes e colisões. Aumentando o número de usuários (e, portanto transmissões de pacotes) cria-se um alto potencial de colisão. Repetindo o que vimos anteriormente, colisões acontecem quando dois ou mais nós tentam enviar informação ao mesmo tempo. Quando as placas de redes percebem que uma colisão aconteceu, cada nó aguarda um tempo aleatório antes de tentar outra transmissão. Com a Ethernet compartilhada, é maior a probabilidade de aumentos de colisão, quantos mais nós no domínio de colisão compartilhado da Ethernet forem adicionados. Um dos passos para aliviar esse problema é segmentar o tráfego com uma ponte ou um switch. Um switch pode substituir um hub e pode melhorar o desempenho de rede. Por exemplo, um Switch de oito portas pode suportar oito segmentos Ethernet, cada um rodando a 10 Mbps fullduplex. Outra opção é dedicar um ou mais dessas portas do Switch para um dispositivo de tráfego alto, como um servidor de arquivo. Aplicações multimídias e de vídeo exigem até 1.5 Mbps de largura da banda contínua. Como nós vimos acima, um único usuário raramente pode obter essa largura da banda, se eles compartilharem uma rede comum de 10 Mbps com 30-50 pessoas. O vídeo também parecerá falhado ou "robotizado" se a taxa de dados não for contínua. Então, maior processamento é exigido para suportar essa aplicação. Para resolver esses problemas os switches e roteadores são utilizados. Além disso, novos padrões Ethernet são lançados em média a cada 4 anos (Ethernet, Fast Ethernet, Giga Ethernet, 10Giga Ethernet, etc.) possibilitando o aumento de desempenho em cada segmente da LAN, reduzindo o impacto das regras Ethernet do padrão original. 2.8 MELHORANDO A PERFORMANCE DE REDES ETHERNET Embora os repetidores permitam as LANs se estenderem além de limitações de distância normais, eles ainda limitam o número de nós que podem ser suportados. Porém, as pontes (bridges) e switches (comutadores) permitem às LANs crescerem significativamente em virtude da habilidade desses equipamentos suportarem Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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segmentos Ethernet full-duplex em cada porta. Adicionalmente, pontes e switches seletivamente filtram o tráfego de rede, permitindo tráfego apenas de pacotes necessários em cada segmento - isto aumenta o processamento significativamente, em cada segmento e na rede como um todo. Provendo melhor desempenho e mais flexibilidade para topologias de rede, as pontes e switches (principalmente este último na atualidade) continuarão ganhando popularidade entre os administradores de rede. Os roteadores, por permitirem a separação de ambientes de broadcasting, auxiliam na melhora da performance de uma rede local de computadores. A seguir comentaremos com maiores detalhes os benefícios da inserção desses equipamentos para melhoria da performance de uma rede LAN. 2.8.1 Pontes (Bridges) A função de uma ponte é conectar redes separadas. Pontes conectam tipos de redes diferentes (como o Ethernet e Fast Ethernet) ou redes do mesmo tipo. Pontes mapeiam os endereços Ethernet (endereços MAC) dos nós que residem em cada segmento de rede e permitem somente o tráfego necessário para atravessar a ponte. Quando um pacote é recebido pela ponte, a ponte determina os segmentos de destino e de origem. Se os segmentos são o mesmo, o pacote é roteado ("filtrado"); se os segmentos forem diferentes, então o pacote é retransmitido ao segmento correto. Adicionalmente, pontes não retransmitem pacotes ruins ou desalinhados. Pontes também são chamados dispositivos de armazenamento e retransmissão ("store and forward") porque eles olham para os pacotes Ethernet inteiros antes de tomar decisões de filtragem ou retransmissão. A filtragem de pacotes e a regeneração de pacotes na retransmissão habilita a tecnologia de bridging para dividir uma rede em domínios de colisão separados. Isso permite maiores distâncias e mais repetidores serem usados no projeto completo da rede. A maioria das pontes é auto-configurável; elas determinam o endereço do usuário Ethernet no segmento construindo uma tabela com os pacotes que passam pela rede. Porém, esta capacidade de auto-aprendizagem dramaticamente aumenta o potencial de loops na rede em redes que têm muitas pontes. Um loop apresenta informação Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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conflitante sobre em qual segmento um endereço específico fica situado e força o dispositivo para retransmitir todo o tráfego. O Algoritmo Spanning Tree é um padrão de software (encontrado na especificação IEEE 802.1d) para descrever como switches e pontes podem se comunicar para evitar loops de rede. Na atualidade as Pontes estão sendo substituídas pelos Switches. As pontes (Bridges) trabalham na camada 2 do modelo OSI (camada de enlace). 2.8.2 Switch Ethernet Os switches (comutadores) Ethernet são uma expansão do conceito de bridging Ethernet. Os switches LAN podem unir quatro, seis, dez ou mais redes juntas, e tem duas arquiteturas básicas: cut-through e store-and-forward. No passado, switches cut-through eram mais rápidos porque eles só examinavam somente o endereço de destino dos pacotes antes de retransmiti-los para seu segmento de destino. Por outro lado, um switch store-and-forward aceita e analisa o pacote inteiro antes de retransmitilo para seu destino. Leva mais tempo para examinar o pacote inteiro, mas permite ao switch detectar certos erros de pacotes e os impedir de serem propagados pela rede. Hoje, a velocidade de switches store-and-forward tem se nivelado com switches cut-through e assim a diferença entre os dois é mínima. Também, há um número grande de switches híbridos disponíveis que mistura ambas as arquiteturas cut-through e store-and-forward.

Figura 2.17 Switch Cisco 2950.5 Ambos os switches, cut-through e store-and-forward, separam uma rede em domínios de colisão independentes, permitindo estender regras de projetos de rede. Cada um dos segmentos ligados a um switch Ethernet tem uma largura da banda de 100 Mbps full-duplex (ou velocidade maior conforme a tecnologia utilizada) compartilhados por menos usuários, o que resulta em desempenho melhor (ao invés de hubs que só permitem uma largura da banda que compartilha um único segmento Ethernet). Hoje, switches mais novos oferecem links de alta velocidade (uplink), qualquer um dos que seguem: FDDI, Fast Ethernet ou ATM. Eles são usados para ou interligar switches ou


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para dar maior largura da banda para servidores de alto tráfego. Uma rede composta de vários switches unidos por uplinks é chamado de rede "backbone congestionado".

Figura 2.18 Exemplo de interligação de Switches.1 Quando acrescentados à rede, os Switches Ethernet proveem várias melhorias nas redes compartilhadas. Em primeiro lugar, eles possuem a habilidade para dividir redes em segmentos menores e mais rápidos. Os Switches Ethernet examinam cada pacote, determinam para onde aquele pacote é destinado e então retransmite aquele pacote só para as portas para as quais o pacote precisa ir. Switches modernos podem fazer todas estas tarefas "na velocidade do cabo", quer dizer, sem demora. Enfatizamos aqui novamente a importância de o cabeamento estruturado estar projetado de acordo com os equipamentos de comunicação para poder dar vazão ao tráfego suportado. Além de decidir quando retransmitir ou quando filtrar o pacote, os Switches Ethernet também regeneram completamente o pacote Ethernet. Essa regeneração e resincronização permite cada porta em um Switch ser tratada como um segmento de Ethernet completo, capaz de suportar o comprimento total de cabo, juntamente com todas as restrições de repetidores. Adicionalmente, pacotes com problemas são identificados através de Switches Ethernet e imediatamente descartados de qualquer transmissão futura. Essa atividade de "limpeza" mantém problemas isolados a um único segmento e os impede de interromper outra atividade de rede. Esse aspecto de comutação (switching) é extremamente importante em um ambiente de rede, onde falhas de hardware podem acontecer. A operação full-duplex dobra a largura da banda em uma ligação, provendo 20 Mbps para a Ethernet e 200 Mbps para Fast Ethernet e é outro método usado para aumentar a largura da banda para estações de trabalho dedicadas ou servidores. Para usar o Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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modo full-duplex, cartões de interface de rede especiais são instalados no servidor ou na estação de trabalho, e o Switch é programado para suportar a operação full-duplex. No entanto, a maioria das placas de redes modernas automaticamente ajusta o modo de operação e velocidade do tráfego de dados, como mencionado anteriormente. A implementação da Fast Ethernet ou Giga Ethernet para aumentar o desempenho é o próximo passo lógico. Podem ser conectados dispositivos de tráfego mais altos a Switches ou um ao outro por Fast Ethernet a 100 Mbps, ou por Giga Ethernet a 1 Gbps, representando um grande aumento de largura da banda. São projetados muitos Switches pensando nisso e existem uplinks de Fast Ethernet ou Giga Ethernet disponíveis para conexão para um servidor de arquivo ou outros Switches. Eventualmente a Fast Ethernet ou Giga Ethernet pode ser desenvolvida para os desktops dos usuários equipando todos os computadores com cartões interface rede Fast Ethernet ou Giga Ethernet, usando Switches e repetidores compatíveis. Na atualidade, existem switches na velocidade de 1 a 10 Gbps utilizados em redes de alta performance e data center. Os switches trabalham na camada 2 do modelo OSI (camada de enlace). Eles analisam o endereço MAC e tomam a decisão para a comutação do frame somente para as portas envolvidas na comunicação em andamento. 2.8.3 Roteadores Os roteadores filtram todo o tráfego da rede através de protocolo específico, através da análise do endereço lógico do pacote (camada 3 do modelo OSI). Os roteadores também dividem redes logicamente, em vez de fisicamente. Um roteador IP pode dividir uma rede em várias subnets (sub-redes) de forma que só o tráfego destinado para endereços IP particulares pode passar entre segmentos. As sub-redes são formadas tomando-se bits emprestados da parte do endereço do host. Por exemplo, para se formar 8 sub-redes a partir de um endereço IPv4 classe C, são necessários 3 bits emprestados, pois 2 elevado na 3 totalizam um total de 8 sub-redes. A velocidade da rede diminui frequentemente devido a este tipo de retransmissão inteligente. Tais filtros levam mais tempo do que o exercido em um switch ou bridge (ponte), os quais somente olham ao endereço de Ethernet (camada 2 do modelo OSI). Porém, em redes mais complexas, a eficiência geral é melhorada usando roteadores. Os roteadores trabalham na camada 3 do modelo OSI (camada de rede). Eles analisam o campo de endereço de destino (inserido no cabeçalho do pacote ou datagrama) e decidem para qual interface encaminhar o pacote encapsulado no frame. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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2.9 FRAME PADRÃO ETHERNET O switch é um equipamento que trabalha na camada 2 do modelo OSI, cuja PDU é denominada de frame ou quadro. O protocolo padrão Ethernet utiliza endereços físicos para movimentar dados de uma estação (host) para a outra, ou seja, movimentar os frames entre as estações. Estes endereços físicos também são chamados de MAC ADDRESS. Eles se constituem de um endereço de 48 bits gravados no hardware do equipamentos de comunicação padrão Ethernet. Estes 48 bits são divididos em 06 números hexadecimais. A primeira parte (03 números hexadecimais) representa o endereço OUI (Organizational Unique Identifier), designado para cada fabricante de hardware de rede a nível mundial. Por exemplo: 00 60 2F são equipamentos fabricados pela Cisco. A Segunda parte do MAC Address (03 números em hexadecimal) representa o “número de série” do equipamento daquele determinado fabricante. Abaixo temos a representação de um endereço físico padrão Ethernet completo: 00 60 2F 3A 07 BC Este endereço MAC é de um equipamento de comunicação de dados fabricado pela Cisco (00 60 2F) número de série 3A 07 BC Os endereços físicos (MAC ADDRESS) fazem parte da PDU da camada de enlace, no protocolo Ethernet chamada de Frame (ou quadro). Veja na figura a seguir os campos que compõe o frame completo. PRE

SFD

DA

SA

Comp/Tipo Dados PAD

FCS

Figura 2.19 Formato do Quadro (Frame) padrão do protocolo Ethernet.1 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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2.9.1 Descrição dos campos do frame Ethernet: Cada PDU de um determinado protocolo, no caso o Frame do protocolo Ethernet, possui um cabeçalho, o qual, por sua vez, é composto por vários campos. A seguir vamos descrever o significado de cada campo do cabeçalho do Frame Ethernet. PRE (Preâmbulo) Contendo 7 bytes, o campo PRE é um padrão alternado de uns e zeros. Indica às estações receptoras a chegada de um quadro, e fornece os meios para sincronizar os circuitos de recepção das camadas físicas com o feixe de dados entrante. SFD (Start Frame Delimiter, Delimitador de Início de Quadro) Contendo 1 byte, o campo SFD é um padrão alternado de uns e zeros, encerrando com 2 bits de ´uns´ consecutivos. Indica que o próximo bit é o primeiro bit, do primeiro byte, do endereço de destino. DA (Destination Address, Endereço de Destino ou MAC de Destino) Contendo 6 bytes, o campo DA identifica as estações que devem receber o quadro, da seguinte forma: • O primeiro bit à esquerda indica se o endereço é individual (indicado por 0), ou de grupo (indicado por 1). • O segundo bit à esquerda indica se o DA é administrado globalmente (indicado por 0), ou localmente (indicado por 1). • Os valores dos 46 bits restantes são atribuídos exclusivamente para identificar uma única estação, um grupo definido de estações, ou todas as estações na rede. SA (Source Address, Endereço Fonte ou MAC de Origem) Contendo 6 bytes, o campo SA identifica a estação de origem, ou seja, a estação que envia o frame. O campo SA é sempre um endereço individual, e o primeiro bit do primeiro byte é sempre zero (0). No Wireshark, este campo aparece como exibido na próxima figura:


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Figura 2.20 Dados do endereço MAC coletados no Wireshark.1 Comprimento/Tipo (Length/Type) Contendo 4 bytes, este campo indica tanto o número de bytes de dados da subcamada MAC-client - contidos no campo de dados do quadro -, como a ID do tipo de quadro – se o quadro foi montado usando um formato opcional: • Se o valor do campo Comprimento/Tipo for menor do que 1500, o número de bytes LLC no campo de dados será igual ao valor do campo Comprimento/Dados. • Se o valor do campo Comprimento/Dados for maior do que 1536, o quadro será um quadro do tipo opcional, e o valor do campo identifica o tipo específico do quadro que está sendo transmitido ou recebido. Dados. O campo de dados é uma sequencia de n bytes de qualquer valor, onde n é menor ou igual a 1500. Se o comprimento do campo de dados for menor do que 46, ele deve ser estendido adicionando-se um enchimento (pad) suficiente para aumentar o comprimento do campo de dados para 46 bytes. PAD. Enchimento para campo de dados menor de 46 bytes. FCS (Frame Check Sequence, Sequencia de Verificação de Quadros) Com 4 bytes, o campo FCS contém um valor com 32 bits correspondentes à verificação de redundância cíclica (CRC), que é criado pelo emissor e recalculado pelo receptor para verificar os quadros danificados. A sequencia FCS é gerada pelos campos DA, SA, Comprimento/Tipo e Dados. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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2.10 INTERCONEXÃO DE REDES Chamamos de interconexão de redes a interligação entre redes de computadores distintas, seja nos ambientes de redes LAN, MAN e WAN. 2.10.1 Básico de Interconexão de Redes Após a década de 1980, as redes de computadores empresariais ficaram cada vez mais estratégicas para as organizações. As empresas dependem de aplicações corporativas como controle de estoque, contas a pagar, correio eletrônico e administração de banco de dados, como sendo o núcleo das operações empresariais. Por isso, a interconexão de redes de computadores tornou-se cada vez mais importante. Como já citado, a tecnologia Ethernet, com suas evoluções Fast e Giga Ethernet, é a tecnologia mais popular usada em interconexão no âmbito de redes locais. Conhecer o funcionamento básico dessa tecnologia é estratégico, pois o cabeamento estruturado vai servir de estrutura física (camada física do modelo OSI2) para a estrutura lógica utilizada pela rede padrão Ethernet. A interconexão de redes não ocorre apenas na rede local. Hoje vivemos um mundo globalizado e conectado. Saber interconectar a empresa ao mundo, via Internet, é fundamental para a sobrevivência da organização. Vamos abordar alguns conceitos básicos da interconexão de redes a seguir. 2.10.1.1 LANs (Redes de Área Locais) Uma rede é qualquer coleção de computadores independentes que se comunicam, uns com os outros, sobre uma mídia de rede compartilhada. As LANs normalmente são redes limitadas a uma pequena área geográfica, como um único edifício ou um campus de faculdade. As LANs podem ser de pequeno porte, unindo próximo a três computadores, mas frequentemente centenas de ligação de computadores são usadas nas LANs, por milhares das pessoas. O desenvolvimento de protocolos padrão de interconexão de redes e de novas mídias resultou na expansão mundial das LANs nas organizações, a partir do final dos anos 1980. 2.10.1.2 WANs (Interconexão de Redes de Longa Distância) Frequentemente uma rede fica situada em múltiplos lugares físicos. Interconexões de redes de grandes distâncias (Wide Area Networking - WAN) combinam múltiplas LANs que estão geograficamente separadas. Isso é realizado conectando as diferentes LANs Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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que usam serviços, tais como linhas telefônicas arrendadas dedicadas, linhas telefônicas discadas (síncronas e assíncronas), enlaces satélite, e serviços de rede de pacotes das operadoras de telecomunicações (Frame Relay, MPLS e, mais recentemente, a Internet). A interconexão de WANs podem ser tão simples quanto um modem e um servidor de acesso remoto para empregados discarem para ele, ou pode ser globalmente tão complexa quanto centenas de escritórios de filiais interligados, usando protocolos de roteamento especiais e redes privativas virtuais (VPNs) para minimizar a despesa de enviar dados a longas distâncias. 2.10.1.3 Internet A Internet é um sistema de redes interligadas que tem extensão em escala mundial e facilitam os serviços de comunicação de dados, tais como login remoto, transferência de arquivo, correio eletrônico, newsgroups e a World Wide Web. Com a elevação meteórica da demanda por conectividade, a Internet se tornou uma rodovia expressa de comunicações para milhões de usuários. A Internet foi restringida inicialmente para o uso do exército e instituições acadêmicas, mas agora é um canal desenvolvido para qualquer e todas as formas de informação e comércio. Sites Web da Internet agora proveem recursos pessoais, educacionais, políticos e econômicos em todo canto do planeta. Importante destacar a importância do profissional de cabeamento estruturado conhecer o conjunto de protocolos que é utilizado na Internet, o TCP/IP. O TCP e o IP são os principais protocolos que permitem a troca de pacotes entre redes distintas. 2.10.1.4 Intranet Com os avanços feitos em software baseado em browser para a Internet, muitas organizações privadas estão implementando intranets. Uma intranet é uma rede privada que utiliza ferramentas do tipo Internet, mas disponível só dentro daquela organização. Para grandes organizações, uma intranet provê um modo de fácil acesso à informação corporativa para os empregados. CONCLUSÃO DO CAPITULO Finalizamos aqui este capítulo, que tem por objetivo a revisão do conceito de Redes Locais de Computadores.


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Para aprofundar o assunto recomendamos nosso E-book “Introdução às Redes de computadores” e nosso curso on-line “Fundamentos de Redes de Computadores” (disponíveis em www.ademarfey.wordpress.com.br). O profissional de cabeamento estruturado que agrega conhecimento de redes de computadores está se valorizando junto ao mercado profissional de infraestrutura de redes.


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CAPÍTULO 3 MEIOS FÍSICOS EM CABEAMENTO ESTRUTURADO INTRODUÇÃO Este capítulo aborda o estudo dos meios físicos utilizados nos sistemas de cabeamento estruturado. Além disso, vamos citar os principais conectores utilizados com esses meios físicos. 3.1 IMPORTÂNCIA DO CABEAMENTO ESTRUTURADO De uma infraestrutura da rede eficiente depende a continuidade de toda organização. Estudos afirmam que 70 % de todos os problemas de rede são devido a problemas técnicos do cabeamento ou de seus componentes. O Cabeamento é a fundação da rede. O uso de um cabeamento de baixa qualidade pode gerar: • • •

Tempo de acesso lento às aplicações. PCs travando. Problemas intermitentes.

Portanto, nas falhas da rede de comunicação de uma empresa, normalmente o Cabeamento é o culpado! 3.2 CABEAMENTO E A NECESSIDADE PELA VELOCIDADE MAIOR A necessidade do cabeamento estruturado atualizado tecnologicamente fica evidente se analisarmos a evolução das redes locais de computadores. Algumas tecnologias de redes LAN e a velocidade de transmissão necessária: • • • • • • • •

10 Mbps – Ethernet (1983) 16 Mbps – Token ring (1984) 100 Mbps – FDDI, & Fast Ethernet (1990) 155 Mbps – ATM (1995) 655 Mbps – ATM (1997) 1000 Mbps – Gigabit Ethernet (1998) 2.5 Gbps – ATM (1999) 10 Gbps – 10G Ethernet (2004)


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3.2.1 Porque da necessidade do Cabeamento e velocidades maiores? Algumas razões para manter o cabeamento atualizado: • • •

O tamanho das aplicações e as taxas de transferência de dados estão aumentando. As aplicações estão mais complexas e requerem maior largura de banda para operarem. A demanda por performance nas novas aplicações deve fazer o cabeamento ser capaz de manter-se atendendo as exigências por pelo menos 10 anos.

3.2.2 Taxa de transferência da LAN versus Frequência de operação do Meio Físico A velocidade de transmissão (ou taxa de dados) depende diretamente da frequência de operação (ou largura de banda em termos de faixa de frequência aceita pelo meio). Os estudiosos Nyquist (1937) e Shannon (1948) determinaram as fórmulas que possibilitam calcular a capacidade de transferência de informações num determinado meio físico: Nyquist = 2. W. log 2 L bits por segundo Shannon = W. log 2 (1+ S/N) bits por segundo Onde: W = largura da banda em Hertz; L = taxa de modulação; S/N = relação sinal/ruído Tabela 3.1 Taxa de dados na LAN versus Frequência de operação do Meio Físico.1 Sistema LAN

Taxa de Dados

Frequência de Operação

Token Ring

16Mbps

16MHz

Ethernet 100BaseT

100Mbps

31,25 MHz

ATM 155

155Mbps

38,75MHz

Ethernet 1000BaseT (Gigabit)

1.000 Mbps

+/- 65Mhz

Fica evidente, pelo exposto acima, que se novas aplicações exigirem uma taxa de dados mais elevada os meios físicos deverão possuir uma maior largura de banda. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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3.3 MEIO FÍSICO Meio físico ou meio de transmissão é todo tipo de interligação física (meio guiado ou meio não guiado) entre dois equipamentos de comunicação. Exemplos: • Na rede local, o cabo UTP que interliga o PC ao Switch. • No circuito de comunicação de dados, o cabeamento da operadora que interliga os dois modems, um no cliente e outro no ponto de presença (POP) da operadora. 3.4 FATORES DE TRANSMISSÃO Segundo Nyquist e Shannon, mantendo todos os outros fatores constantes, quanto maior for a Largura de Banda (faixa de frequência aceitas pelo meio físico) de um sinal, maior poderá ser a velocidade de transmissão, porém: • •

Os obstáculos à transmissão limitam dramaticamente a distância máxima que um sinal pode percorrer. Número de receptores: cada “ligação” à rede introduz diversos níveis de atenuação e distorção, limitando a distância e a velocidade de transmissão.

Figura 3.1 Espectro eletromagnético.1 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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3.5 CLASSES DE MEIOS DE TRANSMISSÃO Os meios físicos podem ser divididos em duas classes: • •

Meio guiado utiliza um condutor físico para transportar sinais do emissor ao receptor Meio não guiados (sem fios) usa ondas de rádio em diferentes frequências como o condutor dos sinais

3.5.1 Meios Não Guiados (Sem Fios) A transmissão e a recepção são feitas através de antenas: direcional • feixe dirigido • o transmissor e o receptor têm que estar alinhados omnidirecional • o sinal é enviado em todas as direções • pode ser recebido por muitas antenas 3.5.1.1 Exemplos de Meios Não Guiados (Sem Fios) • • • • • • •

Micro-ondas terrestres Micro-ondas de satélites Emissões de rádio Wi-Fi Wi-Max LTE Infravermelho

3.5.2 Meios de Transmissão Guiados A transmissão e a recepção são feitas através de um condutor físico. Fatos históricos: •

O primeiro sistema elétrico de comunicações foi utilizado em Paris no ano de 1794. Foi o chamado Telégrafo Ótico de Claude Chappe.


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•

•

O telégrafo elétrico, apresentado por Samuel Morse em 6 de fevereiro de 1833, é constituído por uma Estação transmissora e uma Estação receptora interligada mediante uma linha constituída por apenas um fio condutor. A telefonia incrementou o uso do meio físico composto por 2 fios de cobre entrelaçados, chamado de par metálico, a partir de 1888.

3.5.2.1 Tipos de Meios de Transmissão Guiados A capacidade de transmissão depende da distância e da largura de banda aceita pelo meio físico. Exemplos de meios de transmissão guiados: • • • •

Cabo de par metálico de cobre cabo de pares trançados cabo coaxial cabo de fibra óptica

3.5.2.2 Características dos condutores Elétricos de Cobre O par de fios de cobre, utilizado na telefonia, possui diversas características que vão determinar o seu alcance e a largura de banda que pode ser utilizada: • • • • •

Condutibilidade Capacidade de conduzir sinais elétricos ou não. (Condutor ou isolante elétrico) Seção dos condutores (bitola) Norma americana AWG (American Wire Gauge) Quanto maior a seção maior a condutibilidade

Tabela 3.2 Bitola e área do condutor de cobre padrão AWG. 1 AWG

Diâmetro (mm)

Área (mm2)

24

0.511

0.205

O par de fios de cobre foi adaptado e utilizado nas redes de computadores locais (LAN) como o par trançado sem blindagem (UTP).


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3.5.2.3 Cabo de Par de Cobre Os cabos de fios de cobre podem ser utilizados com diversas capacidades de número de pares concentrados no mesmo cabo. A distribuição interna desses pares possui uma ordem correta para fins de padronização das instalações. A seguir representamos a distribuição das cores dos pares do cabo de 25 pares (telecomunicações). Tabela 3.3 Código de pares e cores de um cabo de par trançado de 25 pares.1 Par Par 1 Par 2 Par 3 Par 4 Par 5 Par 6 Par 7 Par 8 Par 9 Par 10 Par 11 Par 12 Par 13 Par 14 Par 15 Par 16 Par 17 Par 18 Par 19 Par 20 Par 21 Par 22 Par 23 Par 24 Par 25

Cor Branco/Azul Branco/Laranja Branco/Verde Branco/Marrom Branco/Cinza Vermelho/Azul Vermelho/Laranja Vermelho/Verde Vermelho/Marrom Vermelho/Cinza Preto/Azul Preto/Laranja Preto/Verde Preto/Marrom Preto/Cinza Amarelo/Azul Amarelo/Laranja Amarelo/Verde Amarelo/Marrom Amarelo/Cinza Violeta/Azul Violeta/Laranja Violeta/Verde Violeta/Marrom Violeta/Cinza


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3.6 MEIOS FÍSICOS GUIADOS USADOS EM CABEAMENTO ESTRUTURADO São três tipos de meios físicos guiados utilizados em cabeamento estruturado: • • •

Cabo coaxial Par trançado Fibra óptica

3.6.1 Cabo coaxial Possui dois condutores: um fio de cobre interno e a blindagem que circunda a capa plástica do condutor interno (veja figura a seguir). o Usado atualmente principalmente para a rede de TV a cabo e distribuição de vídeo (CATV e CFTV). Usado também em data centers; o Dificuldade para instalar e realizar a terminação; o Melhor proteção contra a EMI do que o UTP; o Também tem maior largura de banda do que o UTP; o Utiliza normalmente um conector BNC. Condutor interno (malha de blindagem)

Condutor interno

Figura 3.2 Componentes do cabo coaxial. 44 3.6.2 Par Trançado (Twisted Pair) •

•

UTP (não blindado) Mais comum hoje em dia 100 ohm Ω ± 15%, 24 AWG, cabo de 4 pares STP (blindado) Padrão utilizado pela IBM no cabo Type 1A No cabo STP todos os pares do cabo são blindados para proteção contra a EMI (Interferência Eletromagnética)


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Considerações de desempenho: • • •

A blindagem deve ser contínua; Todos componentes devem ser blindados; A blindagem deve ser aterrada em ambas as pontas (TIA/EIA-607).

3.6.2.1 Tipos de Cabos de Par Trançado

Figura 3.3 Cabo UTP - Sem blindagem. 14

Figura 3.4 Cabo STP - com blindagem total (cabo e pares).43 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Figura 3.5 Cabo ScTP (F/UTP) - com blindagem parcial (cabo).14 3.6.2.2 Características do cabo UTP • • • • •

Cabo de Par Trançado sem blindagem (UnShielded Twister Pair– UTP) Não tem blindagem. Não é aterrado. Utiliza o conector RJ-45. Dois pares enrolados em espiral - trançados (sinal e terra) Cabos de 4 pares na LAN e de 25 pares até 100 pares na telefonia e data center Possui desvantagem: ruído Crosstalk (linha cruzada). O trançamento é utilizado para atenuar os efeitos desse ruído. Quanto maior o número de tranças por metro, menor o efeito do Crosstalk.

3.6.2.3 Terminação do cabo UTP A conectorização do cabo Par Trançado (Unshielded Twister Pair) é realiza através do conector RJ45 (RJ45 Macho e Fêmea – CM8V nos padrões T568A e T568B).

Figura 3.6 Conector RJ45 Macho e sistema T-568B.45


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Tabela 3.4 Terminação conector RJ-45 nos padrões T568B e T658A.1 T568B

T568A

Via Cor

Sinal

Cor

Sinal

1

Branco/Laranja

TX+

Branco/Verde

RX+

2

Laranja

TX-

Verde

RX-

3

Branco/Verde

RX+

Branco/Laranja

TX+

4

Azul

Azul

5

Branco/Azul

Branco/Azul

6

Verde

7

Branco/Marrom

Branco/Marrom

8

Marrom

Marrom

RX-

Laranja

TX-

Os cabos UTP foram evoluindo nas últimas décadas, a partir do final dos anos 1980, e ganharam uma classificação baseada na categorização desses cabos. Quanto maior a categoria maior a qualidade do cabo, suportando maior taxa de dados (bits por segundo), em consequência de possuir uma maior largura de banda (Hertz) Na atualidade, as instituições de padronização estão discutindo uma nova categorização de cabos UTP, a CAT 8, que pretende atender qualquer serviço de dados, voz e vídeo, na LAN, numa distância aparentemente de 50 metros de distância. Verifique a tabela de categorização de cabos UTP exibida a seguir.


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3.6.2.4 Categorização do cabo UTP Tabela 3.5 Categorização cabo UTP. 1 Categoria

Frequência

Taxa de transmissão

Utilização

Cat 1

<1 MHz

Menor de 1 Mbps

Telefonia e dados de baixa velocidade, 56 Kbps

Cat 2

1 MHz

até 4 Mbps

Arcnet 1,5 Mbps e Token Ring 4 Mbps

Cat 3

16MHz

até 10 Mbps

10BASET, VoIP, Telefonia, ISDN

Cat 4

20MHz

até 20 Mbps

10BASET e 100BASET4, Token Ring

Cat 5

100 MHz

até 100 Mbps 100BASE-T (FastEthernet)

Cat 5e

100 MHz

até 1 Gbps 1000BASE-T (GigaEthernet)

Cat 6

250 MHz

até 1 Gbps

Cat 6a

500 MHz

10 Gbps

Cabos Blindados (Alguns Modelos) Cabos Blindados

Cat 7

600 MHz

10 Gbps Cabos Blindados

Cat 7a

1 GHz

até 100Gbps Cabos Blindados

Cat 8

2 GHz

40 Gbps

em análise para definição

A categorização CAT8 ainda está em discussão pelos órgãos de padronização para definições quanto a largura de banda, alcance e tipo de cabo a ser usado. Os valores usados na tabela são de informações preliminares.


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3.6.2.5 Tipos de Cabos UTP Especiais •

Cabo Par Trançado (Twister Pair – TP) o Capa não propagante de chamas o Espaços Plenum – CMP (Cabo de comunicação do tipo Plenum). FEP (Propileno Etileno Fluorado). Usados em espaços onde não podem propagar fogo e fumaça (dutos de ar condicionado, por exemplo). o Espaços Riser – CMR (Cabo de comunicação do tipo Riser). PVC (Cloreto de Polivinila). Usados em espaços como esteiras verticais, dutos entre andares de um prédio, poços de cabos e shafts, onde também não podem propagar fogo e fumaça.

•

Cabo UTP Blindado (Screned Twisted Pair – ScTP) o Híbrido do STP o 100 ohm Ω , 24 AWG, cabo de 4 pares o Malha de blindagem circunda todos os pares e um fio condutor (dreno) é provido para o aterramento (bonding) o Os pares individuais não são blindados o Precisa-se usar plugs e jacks RJ-45 especiais o Usado em áreas com altos níveis de EMI

3.6.3 Fibra Óptica Meio relativamente novo de transmissão, com os seguintes usos: • •

Publico – empresas operadoras de telecomunicações (WAN) Privado - redes de área local (LAN)

Requer uma fonte de luz (diodo injetor de luz ou um diodo laser). A recuperação do sinal é feita por um fotodiodo. É constituído por um núcleo central em “vidro” envolvido por um revestimento. Tudo isso envolvido por um material protetor (capa externa). Existem muitos tipos aplicações para a instalação de fibra óptica: fibra óptica submarina, fibra óptica interna (LAN), fibra óptica externa (para instalação em dutos ou aérea), etc. Novas tecnologias em fibra (POL, Passive Optical LAN – por exemplo) estão sendo desenvolvidas e o profissional de cabeamento estruturado deve se atualizar sobre a


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fibra óptica sempre que possível, pois ela tem potencial para se tornar um u dos meios físicos mais utilizado na rede LAN, ou seja, num futuro projeto de cabeamento estruturado.

Figura 3.7 Cabos de fibra Óptica (Panduit).46

3.6.3.1 Camadas na Fibra Óptica Ó Existem 3 camadas concêntricas: • • •

Capa externa (proteção externa) revestimento do núcleo (não deixa a luz sair da fibra),, em inglês cladding fibra (meio físico para transportar o sinal luminoso - a luz), core em inglês

Figura 3.8 Camadas da fibra óptica óptica.1


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3.6.3.2 Fibra Óptica e seus componentes

Figura 3.9 Componentes da fibra óptica.1 3.6.3.3 Princípio de Funcionamento Um sinal de luz é injetado na fibra através de transceivers apropriados (diodos led, diodos laser, ou, mais recentemente, o diodo laser otimizado – VCSEL) e a luz viaja pela fibra através de sucessivas refrações entre o revestimento (cladding) e o núcleo da mesma (core).9 Segundo o dicionário Houaiss (2009), refração é mudança da direção de uma onda que se propaga em um determinado meio ao passar obliquamente para outro meio no qual a velocidade de propagação é alterada; anáclase [A refração ocorre em diferentes tipos de onda, embora seja mais comumente associada à luz.]

Figura 3.10 Componentes da fibra óptica.1


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O sinal transmitido na fibra óptica depende do comprimento da onda específico (que pode ser comparado com a frequência de um sinal eletromagnético). Alguns comprimentos de onda propagam o sinal com maior facilidade que os outros. Os comprimentos de onda típicos são: Multimodo: de 850 a 1300 nm (nanômetro) Monomodo: de 1310 a 1550 nm Na fibra óptica, quanto maior o comprimento da onda menor é a atenuação do sinal (dB/km) . 3.6.3.4 Diâmetro Interno e Externo das fibras As fibras possuem um diâmetro interno e externo que vão indicar o tipo de utilização da mesma, de acordo com as qualidades ópticas que elas apresentam.

Figura 3.11 Diâmetros internos e externos de fibras (Valores em mícrons - µm).19


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3.6.3.5 Cabos de Fibra Óptica Os diferentes cabos de fibra óptica estão associados com a qualidade do material utilizado na fabricação do núcleo e do revestimento, e também do tipo de injetor de luz usado: •

•

•

Tipo o Monomodo (SM) – Laser/VCSEL o Multimodo (MM) – LED/VCSEL Fenômenos óticos o Reflexão o Refração o Absorção Fontes de Luz o Laser o VCSEL o LED

3.6.3.6 Vantagens da fibra óptica A fibra óptica, como meio físico guiado, apresenta várias vantagens: • • • • • • • •

Maiores distâncias de transmissão Maiores capacidade de largura de banda (até 75 Tbps) Não afetado pela EMI Sem o crosstalk Mais seguro Baixa atenuação Imune à interferência ambiental Alto nível de segurança: (Difícil de “grampear” / Não emite radiação do sinal)

3.6.3.7 Desvantagens da fibra óptica Porém a fibra óptica também apresenta desvantagens: • • • •

Cara para curtas distâncias Requer instaladores altamente qualificados Fragilidade mecânica Panes causam grandes “paradas” nas comunicações


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3.6.3.8 Tipos de Fibra Ótica Basicamente temos 3 tipos de fibra óptica utilizada em telecomunicações: • Fibra multímodo step-index Apresenta uma transição brusca entre os índices de refração do núcleo e do revestimento interno • Fibra multimodo graded-index Apresenta um índice de refração variável e gradual do revestimento interno que refrata a luz na direção do núcleo da fibra • Fibra monomodo Neste tipo de fibra, a luz é injetada no centro de um condutor (núcleo) com um diâmetro muito pequeno (3 - 10 µm)

Figura 3.12 Os tipos básicos de fibra óptica.1 Observe que cada tipo de fibra apresentado vai deformar o sinal na sua saída em maior ou menor grau, acontecendo o mesmo com a atenuação desse sinal (perda de potência). Em função dessas características, a fibra monomodo alcança uma maior distância física em relação às fibras multimodos. A fibra monomodo é então indicada, normalmente, para uso da operadora de telecomunicações e a monomodo para uso nas redes locais. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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3.6.3.9 Sinais em Fibra Ótica Decorrente das características dos 3 tipos de fibra vistos, podemos representar a transição do sinal óptico ao longo da fibra da seguinte forma:

Figura 3.13 Sinais dos vários tipos de fibra óptica. 1 Na figura, percebemos então que a fibra monomodo é a que sofre menos distorção e atenuação do sinal, por isso atingindo maiores distâncias. 3.6.3.10 Conectores para fibra São usados vários conectores na instalação da fibra óptica. Muitos são proprietários. Exibimos os principais modelos a seguir:

Figura 3.14 Conector para fibra tipo SC (Subscriber Connector).46 Fabricado pela NTT, utilizado principalmente em telecomunicações. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Figura 3.15 Conector para fibra tipo LC – Lucent Connector. 46 É um conector small form factor (SFF). Fabricado pela Lucent Technologies. Foi padronizado pela norma FOCIS 10 (Fiber Optic Connector Intermateability Standards) no padrão EIA/TIA-604-10. Tem boa performance e tem ganhado a preferência dos fabricantes de equipamentos (EIA 942A) , especialmente nas fibras monomodo.

Figura 3.16 Conector para fibra tipo ST (Straight Tip).46 Fabricante AT&T. Predominantes no fim dos anos 80 e início dos 90, principalmente em instalações de telecomunicações. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Figura 3.17 Conector para fibra tipo FC (Ferrule Connector ou Fixed Connection).46

Fabricado pela NTT usado em conexões SM (monomodo) em Telecomunicações.

Figura 3.18 MGBIC (Mini Gigabit Interface Convert).18


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Conectores usados em switches de LAN Gigabits. Gigabits

(Mechanic Transfer).17 Figura 3.19 MTRJ (Mechanical É um conector SFF usado apenas em fibras multimodo (MM), MM), com o terminal parecido com o RJ-45 45 (Mechanical Transfer Registered Jack). Usado em redes Ethernet. Criado pela AMP, padronizado pela FOCIS 12 na EIA/TIA EIA/TIA-604-12.

Figura 3.20 MTP/MPO Conector (FOCIS 5). 5) 46 O Multi-fibber Push On n é um conector Fabricado para cabo fita multi-fibras. multi O MTP/MPO é compatível com a FOCIS 5 (TIA-604-5) (TIA e IEC-61754 61754-7. O conector MTP/MPO é um tipo de conector de alta densidade e alta performance com ma marca registrada da US Conec. O M MTP/MTO foi padronizado na EIA/TIA 942 942A (norma que trata do cabeamento estruturado em Data Centers).


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3.6.3.11 Uso dos conectores •

Redes Privativas (empresas) o Pequenas a médias redes: ST, SC são predominantes o Grandes empresas: ST, SC e o LC com rápido crescimento o Data center: LC e MTP/MPO são predominantes (TIA TIA 942 942-A)

Figura 3.21 Conectores SC e MTP/MPO usados em redes privativas. privativas 46 •

Redes Públicas (provedores de serviço) o TELECOMUNICAÇÕES MUNICAÇÕES: SC e o LC com rápido crescimento o TV a Cabo abo (CATV): (C FC, SC

Figura 3.22 Conectores SC e LC usados em redes públicas.46


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3.6.3.12 Categorização da Fibra Óptica (padrão OM1 a OM4 e OS1/OS2) As fibras ópticas também possuem uma categorização, similar ao que ocorre com o cabo UTP, indicando a aplicação e taxa de transferência.8 A fibra monomodo recebe a denominação de OS: • •

OS1 (8 a 10/125) suportando de 100 Mbps (2.000 metros) até 100 Gbps (2.000 metros). OS2(9/125) fibra externa para suportar até 100 Gbps e de 5 a 10 km de extensão (padrão em desenvolvimento, com baixa atenuação comparado com o OS1)

A fibra multímodo recebe as seguintes denominações: • • • •

OM1 (52,5/125) suportando de 100 Mbps (2.000 metros) até 10 Gbps (33 metros) OM2 (50/125) suportando de 100Mbps (2.000 metros) até 10 Gbps (82 metros) OM3 (50/125) suportando de 100Mbps (2.000 metros) até 100 Gbps (100 metros) OM4 (50/125) suportando de 100Mbps (2.000 metros) até 100 Gbps (150 metros)

Como ocorre com qualquer meio físico, quanto maior a velocidade menor a distância atingida. Interessante mencionar que a TIA/EIA aprovou a especificação OM4 na TIA-492A em 2009. A documentação da IEC que trata do padrão OM4 é o IEC 60793-2-10 e cita a Fibra OM4 como o tipo A1a.3. A fibra OM4 suporta redes Ethernet, Fibre Channel, entre outras, para aplicações a 10 Gbps em 550 metros, para backbones comerciais de longa distância e backbones de campus de comprimento médio. A fibra OM4 é indicada para melhorar o custo benefício do sistema em VCLSEL de 550 nm (VCSEL é a sigla de Vertical-cavity surface-emitting laser, a qual é uma fonte luminosa com laser otimizado de baixo custo) em aplicações existentes de 1 Gbps e 10 Gbps e para os futuros sistemas de 40 Gbps e 100 Gbps.


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3.6.3.13 Equipamento para emenda da fibra Para a realização do trabalho de emenda da fibra óptica (limpeza, alinhamento e emenda) existem equipamentos especiais para realizar esta atividade (exibido na próxima figura). Em ambientes internos de instalação da fibra, estão sendo desenvolvidos conectores que possibilitarão a emenda/terminação/acoplamento da fibra sem a emenda por fusão, ou seja, a fibra será emendada mecanicamente.

Figura 3.23 Equipamento para emenda da fibra.7


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3.6.3.14 Rede MAN usando links de fibra Na topologia abaixo, vemos a aplicação da fibra óptica entre links de conexão entre switches e nas conexões entre prédios, utilizando um conversor de mídia para adaptar as fibras monomodo e multímodo.

Figura 3.24 Uso da fibra em uma rede LAN.1


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3.7 DETALHES DE PROJETO COM O CABEAMENTO COM CABO UTP O cabo UTP é formado por quatro pares trançados de fios metálicos de cobre. Veja na figura a seguir o cabo UTP categoria Cat 5e.

Figura 3.25 Cabo UTP com seus 4 pares trançados. 1 •

Cores do isolamento dos fios As cores são padronizadas Código de cores (USA) baseado em 10 cores Combinações de cores para os fios Tip e Ring (cor primária e secundária) Tip – branco/coloridos em faixas ou bandas (perna “A” do fio) Ring – cor única (perna “B” do fio) 25 possíveis combinações de pares Sistema de cores derivado da telefonia

•

Tranças (Twists) Cancela a não desejada EMI nos pares Diminui o ruído Crosstalk e outros efeitos Não destrance mais do que 12 mm de fios em qualquer ponta do cabo 2 a 12 ou > tranças por 30,48 cm

•

Bitola dos fios AWG (americano) Na faixa de 22-26 AWG

•

Condutor sólido versus flexível o Sólido: O sólido tem melhores propriedades elétricas Usado no cabeamento horizontal o Flexível:


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O flexível possui cordoalhas internas (Stranded) Mais maleável Possui 20% mais atenuação devido ao efeito skin (efeito das pontas) Normalmente usado nos patch cables Algumas redes são instaladas com os condutores flexíveis Requerem diferentes conectores. Blocos Punch-down requerem o condutor sólido. •

Comprimento dos cabos Atenuação é o problema (perda de potência do sinal) Deve-se ter cuidado com o Propagation delay (retardo do sinal) Idem com o Delay skew (variação do retardo)

•

Comprimento do cabo vs. comprimento do condutor As tranças fazem os 4 pares terem diferentes comprimentos.

Exemplo: O par 3 do cabo UTP Cat 5e tem um comprimento de 42 m. Tabela 3.6 Comprimentos dos pares de um cabo UTP Pares Par 1 (1-2) Par 2 (3-6) Par 3 (4-5) Par 4 (7-8)

Comprimento 44 m 43,5 m 42 m 43 m

3.8 BÁSICO DE COMUNICAÇÃO DE DADOS O profissional que trabalha com cabeamento estruturado precisa ter um conhecimento mínimo sobre os fundamentos da comunicação de dados realizada entre um equipamento transmissor e receptor. Com essa finalidade vamos estudar em seguida alguns conceitos básicos em comunicação de dados: •

Largura de banda o Máxima frequência para transmissão de dados o Frequência máxima menos a frequência mínima o Expressa em Hz


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•

Taxa de dados/transmissão o Máximo de dados transmitidos em um segundo o Expressa em bps o A taxa de dados depende da largura de banda (Nyquist e Shannon)

Figura 3.26 Ciclo de um sinal analógico transmitido no meio físico.1 A amplitude (voltagem de um sinal) e a frequência são características que devam ser conhecidas. A frequência determina o número de ciclos por segundo do sinal. A largura de banda de um meio físico, por sua vez, depende da frequência máxima menos a mínima frequência aceita pelo mesmo (W= Fmax – Fmin). 3.8.1 Outras características da comunicação de dados: Taxa de transmissão (Bps) Modos de transmissão o Simplex (transmite só num sentido). o Half-Duplex (transmite nos dois sentidos, mas não simultaneamente). o Full-Duplex (transmite nos dois sentidos, simultaneamente). • Sincronismo Sinal usado para sincronizar a transmissão de dados. • Transmissão serial Transmissão dos bits um após o outro no meio. • Adaptação do sinal digital ao meio físico o Modulação (modem analógico). o Codificação (modem digital ou codec). • •


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3.9 FATORES REDUTORES DA TAXA DE TRANSMISSÃO Na transmissão de dados, entre um transmissor e receptor (switch até uma estação es final, por exemplo), podem ocorrer problemas que afetam essa transferência de informação. Alguns dos principais fatores que podem causar problemas são: o Atenuação do sinal A perda do sinal que atravessa a mídia mídia. Resistência encontrada na passagem do sinal elétrico. Medida em decibéis (dB). o Variação de Impedância do cabo A impedância é composta por características características resistivas, capacitivas e indutivas de um fio condutor.. Medida em Ohms (Ω). ( Níveis diferentes de impedância causam reflexão no sinal, ou seja, parte do sinal ecoa no sentido contrário ao da transmissão. o Ruído o O ruído é sinal adicional indesejado no meio físico, oriundo de outras fontes externas, como a EMI, a RFI (interferência ia de radiofrequências) e a estática. 3.9.1 Atenuação Perda do sinal ao longo do meio físico, expressa em dB. Devido a: o Resistência do condutor o Capacitância mútua o Perda de retorno

Figura 3.27 Atenuação do sinal transmitido entre um PC e um Hub via cabo UTP.1


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3.9.1.1 O que são os decibéis (dBs) o Razão logarítmica da potência da saída sobre a potência da entrada de um canal o dB= 10*log (P1/P2) (expresso numa razão entre as potências do sinal, em watts) o 3 dB – equivale a uma variação de 50 % na potência do sinal o dB= 20*log (P1/P2) (expresso numa razão entre as voltagens do sinal, em volts) o 6 dB – 50 % equivale a uma variação de 50 % na voltagem de saída 3.9.1.2 Cálculo de decibéis O decibel pode ser calculado através da comparação da potência ou da tensão entre dois pontos no sistema: dB = 10 log10 (W1/W2) (relação em watts) Onde: • W1 – Potência medida • W2 – Potência de referência dB = 20 log10 (V1/V2) (relação em volts) Onde: • V1 – Tensão medida • V2 – Tensão de referência Exemplo 1: Entrada de 2V e saída medida de 1V •

20 Log10 (1/2) = 6,05 => 6 dBs equivale a 50% de atenuação no sinal

Se a medida for em watts, o mesmo ocorre com 3 dBs. Exemplo 2: Entrada de 2w e saída medida de 1w •

10 Log10 (1/2) = 3,01 => 3 dBs equivale a 50% de atenuação no sinal

Se a medida for em volts, o mesmo ocorre com 6 dBs.


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Figura 3.28 Atenuação do sinal em cabos UTPs em função da frequência

3.9.2 Ruído Sinal indesejável no meio físico, normalmente causado por: • • • •

Resistência desbalanceada Capacitância desbalanceada lanceada Crosstalk (sinal transmitido num par afeta o par vizinho) Requerimentos do trançamento dos pares (Twist)

Figura 3.29 Ruído crosstalk no sinal entre um PC e um Hub via cabo UTP Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013


CONCLUSÃO DO CAPITULO Concluímos aqui este capítulo que trata sobre os meios físicos utilizados em cabeamento estruturado. Devido ao dinamismo da área de cabeamento, é importante manter-se atualizado sobre novos produtos lançados no mercado e suas características técnicas. Para conhecer melhor os conceitos apresentados de Telecomunicações e de Comunicação de Dados recomendamos nosso curso on-line de Fundamentos de Telecomunicações e Comunicação de Dados.


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CAPÍTULO 4 NORMAS EM CABEAMENTO ESTRUTURADO INTRODUÇÃO O cabeamento estruturado surgiu da necessidade de padronização de instalações de telecomunicações em prédios comerciais, principalmente motivado pelo surgimento das redes locais de computadores, no final da década de 1980 do século passado. As normas do cabeamento estruturado tiveram papel importante por recomendarem aspectos técnicos visando a padronização dos projetos, instalações e testes de certificação do cabeamento estruturado. Este capítulo é uma introdução às normas utilizadas no cabeamento estruturado. 4.1 HISTÓRICO No inicio dos anos 1980, os prédios comerciais possuíam cabeamento distintos para cada serviço oferecido como: • • • • •

Voz Dados Sistemas de controle (TV, alarme, automação, som, incêndio, ar condicionado, iluminação) Energia Interfone

Para cada serviço normalmente havia uma padronização proprietária de cabeamento e equipamentos de interconexão. Isso se tornava um problema à medida que os dutos destinados aos cabos de telecomunicações não davam conta de atender a demanda de espaço para essas diversas tecnologias. Cada nova instalação exigia uma nova solução para a infraestrutura de passagem dos cabos, ocasionado obras internas, alteração de layout e fachada interna das salas Podemos então comparar os aspectos das instalações de telecomunicações do passado (sem padrão) e da atualidade (com o padrão em cabeamento estruturado):


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Passado • Origem dos componentes individuais de interconexão eram proprietários: o IBM Token Ring; Arcnet; Ethernet • Dirigido para aplicações: o Sistemas de redes locais. o Sistema telefônico. o Alarme. • Instalações mutuamente incompatíveis. • Normalmente difícil de expandir ou mudar o local de uma instalação. Hoje • Aplicação / Serviços amigáveis: o Engenharia de Aplicações de Comunicação de Dados. o Engenharia de Serviços de Telecomunicações. o Convergência de serviços de Comunicação de Dados e Telecomunicações: VoIP (Voice over IP), por exemplo. o Sistemas de cabeamento estruturado. • Fácil de projetar. • Componentes individuais de interconexão compatíveis e com menor custo, com vários fabricantes fornecedores. • Instalação mais rápida. • Maior custo/benefício.

Figura 4.1 Visão geral de um Sistema de Cabeamento Estruturado numa LAN.1 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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4.2 MOTIVAÇÕES PARA A PADRONIZAÇÃO Diante do panorama citado anteriormente, surgiram vários fatores que motivaram a criação de normas de padronização de instalações de cabeamento em telecomunicações: 1. Mudança rápida de tecnologia: computadores mais velozes, serviços integrados de voz, vídeo e dados, redes locais de alta velocidade; 2. Infraestrutura de telefonia privada inadequada para novas tecnologias; 3. Rápida saturação de dutos, canaletas e outros suportes de cabeamento; 4. Inflexibilidade para mudanças; 5. Cabeamento não reaproveitável com novas tecnologias; 6. Tecnologias de cabeamento e conexões proprietárias; 7. Suporte técnico dependente de fabricantes; 8. Aumento de custo. 4.3 O QUE É UM PADRÃO? Termo principalmente usado em dois sentidos: • é um acordo desenvolvido por várias partes com a intenção de que todas as partes o cumpram. • é um produto ou serviço com uma quota de mercado significativa. Há muitas definições. A maioria tenta especificar o primeiro tipo de padrão (ou seja, o acordo). As definições dependem de quem está perguntando, por exemplo. Entidades formais de padronização: Um padrão é “um documento estabelecido em consenso e aprovado por uma entidade reconhecida, a qual provê, para uso comum e repetido, regras, orientações ou características para atividades ou seus resultados, visando a obtenção do grau ótimo de ordem em um dado contexto” (ISO/IEC). 4.4 DEFINIÇÕES DO CABEAMENTO ESTRUTURADO Outras definições mais “práticas”: •

Um conjunto de opções para projeto e instalação adequada de cabeamento de uma rede;


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•

Um conjunto de cabos e produtos de conectividade que integra serviços como voz, dados, vídeo e outros sistemas de administração de edifício, tais como alarmes, sistemas de segurança, sistemas de energia e de controle de ambientes. Deve possibilitar encaminhamentos de dados e voz entre quaisquer pontos da rede.

4.5 NOMENCLATURA USADA NO SISTEMA DE CABEAMENTO ESTRUTURADO Conforme a norma, poderemos ter nomenclatura diferente para nomear a mesma parte de um sistema de Cabeamento Estruturado. Por exemplo, o cabeamento horizontal pode ser chamado por Horizontal wiring; Horizontal distribution ou cabeamento secundário. Por sua vez o Cabeamento Vertical pode ser chamado de Backbone wiring; Backbone distribution ou cabeamento principal. Por outro lado, a sala de telecomunicações pode ser chamada de armário de telecomunicações (AT); Telecommunications close (TC) ou telecommunications room (TR). Por isso, torna-se importante o conhecimento das partes funcionais do sistema de cabeamento estruturado (subsistemas) e a nomenclatura adotada pelas principais normas. Nas figuras a seguir procuramos representar os principais subsistemas utilizados num sistema de cabeamento estruturado, que, revisando, são:

• • • • • • •

Entrada de Facilidade; Sala de Equipamento; Cabeamento Vertical; Sala de Telecomunicações; Cabeamento Horizontal; Área de Trabalho; Administração (do sistema de Cabeamento Estruturado).

Veja em seguida estes subsistemas.


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Figura 4.2 Sistema de Cabeamento Estruturado e seus Subsistemas.1

Figura 4.3 Sistema de Cabeamento Estruturado – Subsistemas.1


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Na figura anterior, a distribuição do backbone corresponde ao cabeamento vertical, a distribuição horizontal corresponde ao cabeamento horizontal. A conexão cruzada horizontal está localizada na sala de telecomunicações e a conexão cruzada principal/intermediária está localizada na sala de equipamentos. 4.6 VANTAGENS CABEAMENTO ESTRUTURADO Muitas são as vantagens do cabeamento estruturado sobre uma instalação não estruturada: • • • • • • • •

Aumenta o tempo de vida de projetos de cabeamento; Aumenta a consistência da rede; Melhora o processo de aquisição de cabos; Simplifica a retirada de defeitos Facilita pontos adicionais, movimentações e mudanças; Suporta hardware de vários fabricantes; Suporta aplicações atuais e futuras; Dá suporte integrado a tráfego multimídia atual e futuro.

4.7 OBJETIVOS DOS PADRÕES EM CABEAMENTO ESTRUTURADO Os principais objetivos pelas normas em cabeamento estruturado são: • • • •

Estabelecer critérios para ordenar e estruturar o cabeamento dentro das empresas (espaços e caminhos). Implementar padrão genérico de cabeamento e equipamentos de conexão a ser seguido por diferentes fornecedores. Estruturar um sistema de cabeamento intra e interpredial com produtos de fornecedores distintos. Definir um conjunto de testes padrões em cabeamento para assegurar a qualidade da instalação e o seu uso por pelo menos 10 anos.

4.8 ORGANIZAÇÕES DE PADRONIZAÇÃO Nós dividimos didaticamente as normas sobre cabeamento estruturado em três (3) grupos de organizações de padronização. Todos são importantes e o profissional de cabeamento estruturado deve conhecê-los:


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Americanas: • ANSI American National Standards Institute • EIA Electronic Industries Association • TIA Telecommunications Industries Association Internacionais: • ISO International Organization for Standardization • CSA Canadian Standards Association • CENELEC European Commitee for Eletrotechnical • IEC International Electrotechnical Comission Brasileira: • ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas Outras entidades de padronização: • •

IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers (cuida dos padrões de rede local de computadores – LAN) ITU-T International Telecommunications Union – Technical Standards Sector (cuida dos padrões de telecomunicações e redes de computadores em nivelo mundial)

4.9 AS NORMAS TÉCNICAS DO BRASIL A ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas é a entidade no Brasil que regulamenta as normas técnicas em várias áreas de conhecimento, incluindo o setor de instalações elétricas e o setor do Cabeamento Estruturado. 4.10 NORMAS APLICÁVEIS PARA CABEAMENTO ESTRUTURADO O Cabeamento Estruturado deve atender a determinados requisitos para o seu perfeito funcionamento. Os organismos de padronização propuseram normas e procedimentos, sob o ponto de vista da instalação, avaliação de desempenho e soluções de problemas, para a integração do cabeamento de redes, de telecomunicações e de controle, para prover diversos serviços das áreas citadas.


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Para isso, foram criadas várias Normas, por diversas instituições de padronização, dentre elas: ANSI/EIA/TIA, ISO/IEC e NBR. A ANSI/EIA/TIA é de origem americana, a ISO/IEC é europeia e a NBR é brasileira (ABNT). Quando o cabeamento chegou ao Brasil adotou-se, em larga escala, as Normas americanas, as quais ainda são bem aceitas. Porém, a NBR-14565 foi colocada à disposição do público, passando a ser a principal referência em nosso País. 4.11 AS PRINCIPAIS NORMAS SÃO EDITADAS PELA EIA/TIA Historicamente, A EIA/TIA foram as grandes entidades de normatização no cabeamento estruturado. • • • • • •

A EIA/TIA editaram as primeiras normas em cabeamento estruturado e continuam a fazê-lo. A EIA/TIA edita os TSB (Technical Systems Boletim), que fazem ajustes nas normas. Revisões de 5 em 5 anos. Servem de referência para as normas dos demais países (ABNT, por exemplo). É comum se usar a nomenclatura dos três órgãos de padronização ANSI/EIA/TIA. Atualmente a ISO tem definido alguns dos padrões de categorização.

4.12 HISTÓRICO DAS NORMAS Apresentamos, cronologicamente, um resumo das normas lançadas para o cabeamento estruturado. Depois vamos discutir cada uma das principais normas individualmente: • •

•

•

568-A (1991 e revisão A em 1994) Norma que define o Sistema de Cabeamento Genérico e área de trabalho de Telecomunicações para Edifícios Comerciais 569 1995 – Norma provê as especificações gerais do projeto, espaços e direção (Infraestrutura, canaletas, bandejas, eletrodutos, calhas) para todas as instalações do prédio relacionadas aos sistemas de cabeamento de telecomunicações e componentes. ANSI/EIA 310-D - 1992 - Esta norma trata exclusivamente da normatização dos racks, painéis e periféricos utilizados internamente em um cabeamento estruturado; 606A ANSI / EIA / TIA – 1994 - Norma para a administração da infraestrutura de telecomunicações em edifícios comerciais;


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• • •

• •

•

• • • • • • • • • • • • • • • •

607A ANSI – J – STD – 1995 - Especificação Técnica de aterramento elétrico em ambientes de telecomunicações; 570 B ANSI/TIA – 1998 - Especificação para Cabeamento Estruturado em residências; NBR 14565 – 2000 - Norma Brasileira (procedimento básico para elaboração de projetos de cabeamento estruturado de telecomunicações para rede interna estruturada em edifícios comerciais). Em 2007 foi editada a 1a versão. Agora, mais recentemente, em 2012, a 3ª versão foi editada; NBR 5410 – Instalações Elétricas de Baixa Tensão; TSB 67 TIA/EIA – 1995 - Norma que padroniza as especificações de performance de transmissão para testes em campo para os Sistemas de Cabeamento via cabos UTP; Norma IEC 617-10- Símbolos gráficos que foram desenvolvidos para representar as funções de equipamentos que operam em transmissão de telecomunicações (sinais analógicos). 1983; Norma TIA/EIA 587 - Símbolos gráficos de fibra óptica para representar sistemas e as configurações de testes; TIA/EIA TSB 72 – Cabeamento centralizado de fibra óptica; TIA/EIA TSB 75 – Práticas adicionais para o Cabeamento Horizontal em escritórios abertos; TIA/EIA TSB 95 – Guia adicional para especificações de performance de transmissão para Cabeamento de cabos de 4 Pares de 100 Ohms Categoria 5; TIA/EIA 568-A – Norma de Cabeamento em Prédios Comerciais – 1995 ANSI/TIA/EIA 568-A-1 – Especificações de Propagation Delay e Delay Skew em cabos de 4 Pares de 100 Ohms; ANSI/TIA/EIA-568-A-2 – Correções e adições para a TIA/EIA-568-A; ANSI/TIA/EIA-568-A-3 – Especificações técnicas para Cabos Híbridos; ANSI/TIA/EIA-568-A-4 – Método de teste NEXT Loss para Cordões de produção modular e requerimentos para Cabeamento UTP; ANSI/TIA/EIA-568-A-5 – Especificações para performance de transmissão para Cabeamento de cabos de 4 Pares de 100 Ohms Categoria 5e; ANSI/TIA/EIA 568-B 1º. Sem. 2002 (substituiu a 568-A) Requerimentos Gerais do Cabeamento Estruturado; ANSI/TIA/EIA-568-B.2 - Componentes UTP do Cabeamento Estruturado; ANSI/TIA/EIA-568-B.2-1 - Componentes UTP da Categoria 6; ANSI/TIA/EIA-568-B.3 - Componentes Ópticos do CE; ANSI/TIA/EIA-854 - 1000Base-TX sobre UTP Cat.6; TIA/EIA/IS-729 – Especificações técnicas para cabos de 100 Ohms.


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4.13 PRINCIPAIS NORMAS EM CABEAMENTO ESTRUTURADO Apresentaremos nesta seção as principais normas disponibilizadas até o presente momento na área de Cabeamento Estruturado, segundo a nossa concepção. 4.13.1 EIA/TIA-568 Em junho de 1991, a associação EIA/TIA (Electronic Industries Association Telecommunications Industry Association) propôs a primeira versão de uma norma de padronização de fios e cabos para telecomunicações em prédios comerciais, denominada de EIA/TIA-568 cujo objetivo básico era: • • •

Estabelecer um padrão genérico de cabeamento de telecomunicações a ser seguido por diferentes fornecedores; Habilitar o planejamento e instalação de um sistema de cabeamento estruturado para edifícios comerciais; Estabelecer critérios técnicos de desempenho para sistemas distintos de cabeamento.

A EIA/TIA-568 foi a primeira norma lançada para o Cabeamento Estruturado em edifícios comerciais. Além do objetivo principal de definir o cabeamento genérico de telecomunicações para edifícios comerciais, ela inclui definições do meio físico e definições dos pontos de trabalho. A norma original chamava-se ANSI/TIA/EIA 568 em 1991. Essa norma passou por diversas revisões. A primeira em 1995, onde passou a se chamar ANSI/TIA/EIA 568 A e a segunda em 2001, onde passou a ter o nome 568 B. Em 2008, foi editada a 568 C. A 568-A sofreu os seguintes adendos: •

• • •

•

ANSI/TIA/EIA 568-A-1 Adendo n.1 à TIA/EIA 568-A de 1997. Especificação dos testes de Propagation Delay e Delay Skew para cabos UTP de 4 pares de 100 ohms; ANSI/TIA/EIA-568-A-2 – Correções e adições à TIA/EIA-568-A; ANSI/TIA/EIA-568-A-3 – Especificações de desempenho para cabos híbridos; ANSI/TIA/EIA-568-A-4 – Métodos e requisitos para a produção de cordões de testes modulares para teste de Perda de potência e do Next para cabeamento UTP; ANSI/TIA/EIA-568-A-5 – Especificação de desempenho para a Transmissão em cabeamento com 4 pares de 100 Ohms Categoria 5e.


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A norma 568-A influenciou na edição da ISO-11801. Esta última é base da norma brasileira de Cabeamento Estruturado (ABNT 14565-2007). É a norma que especifica um sistema de cabeamento de telecomunicações genérico para edifícios comerciais que deve suportar produtos diversos de variados fornecedores. Também fornece informações que podem ser usadas para projetos de produtos de telecomunicações para as instalações. O propósito desta norma é fornecer um padrão para o projeto e a instalação de sistemas de cabeamento de telecomunicações que ofereça uma ótima relação custo / benefício seja na construção do empreendimento como nas mudanças que este receberá com o passar do tempo. A norma especifica os requisitos mínimos para um cabeamento de telecomunicações dentro de um edifício e também entre edifícios em um campus, sendo que este cabeamento deve suportar um grande numero de aplicações (voz, dados, texto, vídeo, imagens, etc.) em locais com uma extensão desde 3.000 metros até 1.000.000 de metros quadrados de área, com uma população de até 50.000 usuários. Essa norma classifica como principais componentes da estrutura de instalação de um sistema de cabeamento estruturado: • • • • • • •

Facilidade de entrada (Entrance facility) Conexão cruzada principal (Main cross-connect) Distribuição do backbone (Backbone distribution) Conexão cruzada horizontal (Horizontal cross-connect) Distribuição horizontal (Horizontal distribution) Área de trabalho (Work area)

Nota: a Conexão cruzada principal (Main cross-connect) está situada na sala de equipamento e a Conexão cruzada horizontal (Horizontal cross-connect) na sala de telecomunicações.

4.13.1.1 Facilidade de entrada (Entrance facility) A facilidade de entrada contém os cabos, hardware de conexão, dispositivos de proteção e outros equipamentos exigidos para o edifício. Os equipamentos no interior dessa sala podem ser usados para conexões de redes públicas ou privadas.


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4.13.1.2 Conexão cruzada principal (Main cross-connect) A sala de equipamentos (de telecomunicações) pode ter a mesma localização da conexão cruzada principal. As técnicas de cabeamento que se aplicam às salas de equipamentos (Equipment room) também se aplicam às salas de telecomunicações (telecommunications rooms –TR - ou telecommunications close – TC) ou também chamado de armários de telecomunicações. O main cross-connect refere-se aos painéis de interconexão existentes num bastidor que está inserido numa sala de equipamentos.

Figura 4.4 Main cross-connect (conexão cruzada principal).1 Na figura anterior a conexão cruzada intermediária pode ser utilizada para interligação entre dois prédios com cabeamento estruturado. Como já observado, cada um dos grupos de entidades de padronização usa termos específicos e diferentes para nomear o mesmo subsistema do cabeamento estruturado. Por exemplo: sala de telecomunicações (TR – TIA/EIA) e armário de telecomunicações (ABNT). Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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4.13.1.3 Distribuição do backbone (Backbone distribution) O backbone faz a interconexão entre salas de telecomunicações, salas de equipamentos e facilidades de entrada. Os componentes envolvidos na distribuição do backbone incluem: • • •

Cabos do backbone Conexões cruzadas intermediárias e principais Terminações mecânicas

A vida útil do cabo de backbone é de pelo menos 10 anos. O projeto deve prever a quantidade máxima de cabos suportada pelo backbone no decorrer deste período. Cabos elétricos posicionados próximos ao backbone são considerados possíveis fontes de interferência eletromagnética. O backbone distribution é referenciado também como cabeamento vertical ou cabeamento de backbone. 4.13.1.3.1 Patch cords ou jumpers para conexões backbone – backbone Os patch cords ou jumpers para as conexões do backbone devem atender as normas para garantir o tempo de vida e a velocidade de conexão dos demais componentes utilizados no projeto. 4.13.1.3.2 Topologia O sistema do backbone de distribuição segue a topologia estrela. Cada conexão cruzada horizontal em uma sala de telecomunicação (TC) é cabeada a uma conexão cruzada principal ou intermediária e então, a partir desta última, até uma outra conexão cruzada principal. Não pode haver mais do que dois níveis hierárquicos de conexão cruzada. Em geral, uma conexão cruzada pode partir diretamente da conexão cruzada horizontal e chegar à conexão cruzada principal. Três ou menos conexões cruzadas podem partir de uma conexão cruzada horizontal para uma segunda conexão cruzada horizontal. Sistemas projetados para topologias que não sejam em estrela (barramento ou anel) podem acomodar-se normalmente na topologia estrela.


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4.13.1.3.3 Mídia reconhecida do backbone de distribuição A mídia reconhecida para o cabeamento do backbone pode ser usada individualmente ou em combinação. Estas mídias são: • • • • •

cabo UTP de 100 MHz cabo STP-A DE 150 MHz cabo de fibra óptica 62.5/125 µm cabo de fibra óptica monomodo cabo coaxial de 50 ohms (é mídia reconhecida, mas não recomendada para novas instalações).

4.13.1.3.4 Critério de seleção de mídia A escolha da mídia do backbone de distribuição vai depender das características das aplicações específicas. Fatores que influenciam nesta escolha: • • •

a flexibilidade, considerando-se os serviços suportados; os requisitos de vida útil do cabo de backbone; o tamanho do local e a população de usuários.

4.13.1.4 Conexão cruzada horizontal (Horizontal cross-connect) A terminação do cabo horizontal é a função primária da conexão cruzada horizontal que está localizada em um armário de telecomunicações. Cabos de todas as mídias terminam em hardware de conexão compatível. O cabo de backbone também termina em hardware compatível. Similar ao que ocorre com o Main cross-connect, o Horizontal cross-connect referese aos painéis de interconexão existentes num bastidor que está inserido numa sala de telecomunicações. Na figura a seguir vamos representar a conexão cruzada horizontal com detalhes do painel de interconexão.


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Figura 4.5 Horizontal cross-connect.1 4.13.1.4.1 Funções da sala de telecomunicações A função primária da sala de telecomunicações (Telecommunications closet) ou armário de telecomunicações, como também é denominado, é conter terminações de cabos horizontais de todos os tipos reconhecidos. Tipos de cabos de backbone reconhecidos também terminam aqui. Conexões cruzadas de terminações horizontais e terminações de backbone, usando patch cords, permitem flexibilidade ao estender serviços às saídas dos equipamentos e conectores de telecomunicações.


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A conexão cruzada intermediária ou principal para partes do sistema de cabeamento do backbone também pode ser encontrada no armário de telecomunicações, separadamente da conexão cruzada horizontal. 4.13.1.4.2 Diretrizes gerais de projeto O sistema de distribuição horizontal precisa satisfazer aos requerimentos atuais e facilitar a manutenção e recolocação do cabeamento. Também deve-se considerar instalações futuras de equipamentos e modificação de serviços. Após a instalação, o cabeamento horizontal normalmente é menos acessível que outros tipos de cabeamento. O cabeamento horizontal está sujeito a maior parte da atividade do edifício, aproximadamente 90%. Considerar a diversidade de possíveis serviços e aplicações a serem usadas. Na conexão cruzada horizontal o comprimento máximo dos patch cords e jumpers usados para conectar o cabo horizontal ao equipamento ou cabo do backbone não pode exceder 3 m (10'). No rack devemos preferencialmente escolher patch cords de tamanhos variados de maneira a conseguir uma melhor organização dos mesmos. Os tamanhos dos patch cordas sugeridos são: 30 cm; 60 cm; 1,20 m; 1,50 m; 1,80 m; 2,10 m; 2,40 m; 2,70 m e 3,00 m. É recomendado que os patch cords sejam conectorizados e testados em fábrica de maneira a garantir o seu perfeito funcionamento para todos os tipos de velocidades. A norma brasileira para cabeamento estruturado (ABNT NBR 14565:2007) não especifica um comprimento mínimo para os patch cords, mas determina um comprimento máximo de 5 m.

4.13.1.4.3 Mídia reconhecida de distribuição horizontal As três mídias recomendadas para uso no cabeamento horizontal são: • • •

cabo UTP de 4 pares 100 MHz cabo STP-A de 2 pares 150 MHz cabo de fibra óptica 62,5/125 µm (duas fibras)


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4.13.1.5. Área de trabalho (Work Area) Os componentes da área de trabalho são todos aqueles compreendidos entre o outlet (tomada de telecomunicações – TO) e o equipamento de telecomunicações. No máximo 3m (10') de comprimento de cordões de manobra (cords) são usados na área de trabalho. Cabos UTP 5e ou superiores são recomendados. Cada área de trabalho precisa ser equipada com pelo menos duas outlets de telecomunicações. Uma outlet pode ser associada com voz e a outra com dados. A primeira outlet será equipada com um cabo UTP 4 pares 100 ohms, categoria 3 ou maior. A segunda outlet pode ser suportada por uma das seguintes mídias: • • •

cabo UTP 4 pares 100 MHz, categoria 5e recomendada ou superior. cabo STP-A 2 pares 150 MHz cabo óptico 2 fibras, 62,5/125 µm.

4.13.1.5.1 Componentes da área de trabalho Os componentes da área de trabalho estão fora do alcance da norma. A área de trabalho é composta por uma grande variedade de equipamentos como telefones, máquinas de fax, terminais de dados e computadores. As áreas de trabalho são genericamente consideradas não permanentes e passíveis de mudança, características que precisam ser levadas em consideração no projeto. 4.13.1.5.2 Tomada de telecomunicações (Telecommunications outlet) A designação pino/par para cabo UTP 100 MHz é recomendada pela norma TIA/EIA568-B.1-2001.28 Essa norma recomenda a adoção da pinagem definida pela T568A para novas instalações. Para acomodar certos sistemas de cabeamento, a norma T568B é aceita (a princípio por questões de tradição, pois a T568B é equivalente ao padrão 258A da AT&T). Por exemplo, a publicação FIPS PUB 174 do governo dos Estados Unidos reconhece somente a norma T568A para as terminações. 4.13.1.5.3 Cordões de manobra na área de trabalho O sistema de distribuição horizontal assume o comprimento máximo de 3 m (10') de cordões de manobra (cords). Os cabos e conectores podem estar de acordo ou exceder os requerimentos dos cordões de manobra. Lembre-se que é a parte do cabeamento com menor performance que vai determinar a capacidade de transmissão do link.


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4.13.1.5.4 Adaptações especiais na área de trabalho Se aplicações específicas de adaptações como casadores de impedância são necessárias, elas precisam estar externas às outlets. Alguns adaptadores comumente usados são: • • •

um cabo especial ou adaptador quando o equipamento conector é diferente da outlet; adaptadores "Y" permitem que as aplicações utilizem um único cabo; adaptadores de telecomunicações.

4.13.1.5.5 Adaptadores passivos na área de trabalho Adaptadores passivos são usados quando um tipo de cabo horizontal é diferente do tipo requerido pelo equipamento adaptador ativo. É preciso considerar a compatibilidade entre adaptadores e equipamentos. Os adaptadores podem causar efeitos prejudiciais na performance de transição do sistema de cabeamento. 4.13.1.6 ANSI/TIA/EIA – 568B A norma 568-B recebeu contribuições de 60 organizações, Incluindo fabricantes, usuários finais e consultores. Usualmente, rápidas mudanças na tecnologia dirigem as revisões das normas: o Uso do PC, Aplicações, Internet, Broadband, Fibra Óptica. A norma 568 sofreu revisões em 95, 99 e 2001: • • •

568-B.1 define requerimentos gerais; 568-B.2 foca nos componentes dos sistemas de par trançado balanceados; 568-B.3 trata de sistemas e componentes de cabo de fibra óptica.

4.13.1.6.1 Objetivos da ANSI/TIA/EIA – 568B Definir um padrão para abranger desafios de projeto e implementação de sistemas de cabeamento estruturado em edifícios comerciais e ambientes de campus.


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A maior parte da norma define: • • • • •

Tipos de cabeamento, distâncias permitidas e conectores; Arquiteturas de sistema de cabeamento; Padrões de terminações de cabeamento e características de desempenho; Requisitos de instalação do cabeamento; Métodos de teste de cabeamento instalado.

A norma TIA/EIA 568B (revisão de 2001) foi o principal padrão do sistema de cabeamento estruturado, até ser substituída pela TIA/EIA 568C; O padrão define e descreve a mídia (cabo e conectores), como a mídia é conectada e interconectada, a performance e os testes para essa mídia. O padrão especifica: • • • •

Os requisitos mínimos para cabeamento de telecomunicações para um ambiente comercial; Recomenda topologias e distâncias; Parâmetros de mídia que determinam performance; Conectores e pinos utilizados para assegurar interconectividade.

4.13.1.6.2 EIA/TIA 568-B.1 • • •

Discute requisitos gerais; Provê informações relativas ao planejamento, instalação e verificação de sistemas de cabeamento estruturado em edifícios comerciais; Estabelece parâmetros de performance para sistemas de cabeamento, tais como os canais e links permanentes.

4.13.1.6.3 EIA/TIA 568-B.2 • • •

Discute componentes do par trançado balanceado; Especifica componentes de cabeamento e requisitos de transmissão para o sistema de cabeamento; Estabelece o tempo de vida útil para o sistema de cabeamento estruturado como sendo acima de 10 anos.


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4.13.1.6.4 EIA/TIA 568-B.3 • •

Discute componentes de fibra óptica; Especifica componentes e requisitos de transmissão para sistemas de cabeamento com fibra óptica.

4.13.1.6.5 EIA/TIA 568-C Lançada em 2008/2009, a 568-C, que veio a substituir o Padrão 568B, é uma nova norma dividida em quatro partes: • •

• •

568-C.0: uma nova norma para redes de telecomunicações genéricas nas dependências do cliente. Este é um documento dirigido ao usuário final. 568-C.1: é a revisão da 568-B.1, ou seja, tratará da parte que se refere ao cabeamento de telecomunicações em edifícios comerciais. Este documento também será dirigido ao usuário final. 568-C.2: trata do cabeamento e componentes para cobre. É um documento dirigido ao fabricante de sistemas de cabeamento estruturado. 568-C.3: trata do cabeamento e componentes para fibra óptica. É um documento dirigido ao fabricante de sistemas de cabeamento óptico.

O objetivo da 568-C.0 é oferecer diretrizes para o planejamento e instalação de uma infraestrutura de cabeamento estruturado genérico capaz de suportar um ambiente de múltiplos fabricantes e aplicações. A 568-C.0 é a fundação para a infraestrutura de cabeamento de telecomunicações nas dependências do usuário. Os requisitos adicionais serão detalhados em outros documentos específicos para cada tipo de ambiente. Por exemplo, a 568-C.1 apresenta os detalhes adicionais para cabeamento em edifícios comerciais. 4.13.2 ANSI/EIA/TIA 569-A Norma que prove as especificações do projeto e suporte para as facilidades de todas as instalações em edifícios comerciais, incluindo os caminhos, componentes e espaços de telecomunicações. É a norma que define a estrutura propriamente dita do projeto de Cabeamento Estruturado. Editada em outubro de 1990. A administração dos caminhos (Patways) e espaços (Spaces) se relaciona diretamente com as vias (caminhos) e espaços identificados na ANSI /TIA/EIA 569.


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Caminhos (Patways) são os componentes de um sistema de telecomunicações que determinam o caminho do cabeamento de um ponto a outro. Os espaços são as áreas de um sistema de telecomunicações, onde o equipamento está situado. A norma 569 Sofreu alterações nas versões A e B. 569 A em 1998. 569 B em 2004. Este padrão identifica e aborda seis componentes principais (subsistemas) da infraestrutura de um edifício: • • • • • •

Entrada de facilidade do edifício; Salas de equipamentos; Caminhos do backbone (Cabeamento Vertical); Salas de telecomunicações; Caminhos do Cabeamento Horizontal; Áreas de trabalho.

O conhecimento desses subsistemas é importante no contexto do estudo de Cabeamento Estruturado. A norma abrange: • •

•

Especificações da Infraestrutura dos caminhos e espaços para o sistema de cabeamento estruturado; As estruturas dos sistemas de telecomunicações nos edifícios são: Voz, Dados de Controle Ambiental, Segurança, Áudio, Vídeo, Dispositivos de Controle e Alarme, etc.; Ela cobre dutos, meios de transmissão, espaços e áreas para terminação de cabos e instalação dos equipamentos;

Além disso, nessa norma presume-se que: • •

Ela é limitada aos aspectos de telecomunicações do projeto e construção de um edifício; Os edifícios são dinâmicos;


120


• •

Os sistemas de telecomunicação e equipamento, softwares e meios físicos de comunicação de dados e voz também são dinâmicos; Ela influencia o desenho de outros serviços.

4.13.2.1 Pontos definidos pela norma: Como a norma 569 abrange vários aspectos da infraestrutura considerados como o suporte físico ao projeto do cabeamento estruturado, ela abrange vários pontos de passagem de cabeamento e de espaços físicos reservados para essa infraestrutura: • • • • • • • • • • • • • • •

Sala de equipamentos; Conexão entre edifícios; Entrada de antenas; Entrada de serviços; Cabeamento vertical; Área de trabalho; Sala de Telecomunicações; Cabeamento Horizontal; Caixas de distribuição; Caixas de DG ( Distribuição Geral ); Caixas de passagem; Localização; Interferência Eletromagnética; Tamanho da Sala de Equipamentos; Condições sobre a Área de Trabalho.

4.13.2.1.1 Facilidade de Entrada Define uma facilidade de entrada como qualquer local onde os serviços de telecomunicações entram em um prédio; As normas recomendam que o local da facilidade de entrada deva estar em uma área seca, perto das rotas do backbone ou cabeamento vertical. 4.13.2.1.2 Sala de Equipamentos • • •

A capacidade do piso deve ser suficiente para aguentar a distribuição e concentração do peso dos equipamentos instalados; O tamanho mínimo recomendado para esta sala é de 14 m2; Não deve estar localizada abaixo de um piso que contém caixa(s) de água;


121


•

Na escolha do local para a instalação da sala de equipamentos, considerar também: Fontes de interferência eletromagnética, vibração, altura da sala, contaminações, sistemas de irrigação.

4.13.2.1.3 Sala de telecomunicações • • • • • •

•

Deve ser tanto fechada como também prática para acesso; Deve estar localizada na área central do piso ou andar ao qual irá servir; A área que a sala de telecomunicações (TC) ocupa não deve ser compartilhada por equipamentos elétricos; É recomendado que haja pelo menos uma sala de telecomunicações por piso; Deve haver uma sala de telecomunicações a cada 1000 m2 de área utilizável; O comprimento que o cabo de distribuição horizontal requer para alcançar as workstations é de no máximo 90 m (que com os 5 m dos 2 patch cords, dá os 100m máximos divulgado nas normas); Às vezes é chamada de Armário de telecomunicações (AT).

4.13.2.1.4 Cabeamento Vertical Em um ambiente de campus, rotas interedifícios são necessárias na conexão de edifícios independentes. A norma ANSI/TIA/EIA-569-A considera opções válidas para estas rotas: • • • •

via no subsolo; via enterrada; via aérea; e via em túnel.

4.13.2.1.5 Cabeamento horizontal O cabeamento horizontal é definido como o que provê o cabeamento entre a sala de telecomunicação (TC) e a área de trabalho. Normatizações sobre tipos de rotas viáveis para o cabeamento horizontal são: • • • •

Duto subterrâneo; Eletrocalhas sob Piso Elevado; Conduíte; Bandejas de cabo e eletrocalhas;


122


• •

Rotas de teto Rotas de perímetro (vias circundando o perímetro do ambiente).

4.13.2.1.6 Área de Trabalho A área de trabalho é o local onde estão os equipamentos utilizados pelos usuários do cabeamento estruturado. Normalmente, nas áreas de trabalho teremos as várias tomadas de telecomunicações dispostas para atender todas as estações de trabalho (dados e voz, no mínimo). Recomenda-se que tenham rotas telecomunicações para essas áreas.

diretas

independentes,

do

armário

de

Necessário considerar o número e tipo de dispositivos a serem conectados. Se as rotas de telecomunicações estiverem incorporadas à mobília ou partições, devem concordar com todas as normas elétricas aplicáveis. 4.13.3 EIA 310-D A norma EIA ANSI/EIA-310-D foi editada em 1992 (EIA ANSI/EIA-310-D Racks, Panels, and Associated Equipment). Recebeu uma nova edição em 2005, a Norma 310-E.24 A norma mencionada trata exclusivamente da padronização dos racks (gabinetes), painéis e periféricos utilizados internamente em um cabeamento estruturado; Os equipamentos contemplados na norma são: patch panel, guia de cabo, rack torre, rack fechado, bandeja frontal, bandeja deslizante, parafuso porca gaiola e switches. O padrão EIA-310-D afirma que a abertura do rack (a distância entre as barras verticais de montagem) deve ser de 17,72” (450 milímetros). A medida de 19“ é a largura total do bastidor. O equipamento é então montado usando os furos formados verticalmente ao longo de cada uma das barras verticais de montagem. Esses furos são agrupados em conjuntos de três, com cada grupo a ser definido como uma única unidade de rack (chamada de RU ou U). Cada unidade de rack mede 1,75“ (44,45 milímetros) de altura, medida verticalmente de centro a centro dos furos.


123


Figura 4.6 Bastidor padrão de 19” e detalhes da rack unit (RU ou U).1 A altura de um rack pode variar de algumas polegadas, como em um console de transmissão para um rack montado no assoalho cujo interior é 78,75 polegadas (45 unidades de rack) de altura. “Muitos equipamentos industriais montados têm internamente racks de 19” para suportar a montagem de equipamentos de telecomunicações. 4.13.3.1 Equipamentos A seguir iremos exibir alguns equipamentos que fazem parte da norma EIA 310-D:

Figura 4.7 Racks de Data Center.12


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Figura 4.8 Rack torre aberto.12

Figura 4.9 Rack fechado. 12 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Figura 4.10 Rack de parede. 12

Figura 4.11 Bandeja fixa. 12

Figura 4.12 Bandeja deslizante. 12 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Figura 4.13 Parafuso porca gaiola: utilizado para fixar os equipamentos ao rack.12

Figura 4.14 Painel de acabamento.12

Figura 4.15 Patch panel.12

Figura 4.16 Organizador de cabos.12


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4.13.4 ANSI/EIA/TIA 606A Norma que trata da administração da infraestrutura de Telecomunicações em um sistema de Cabeamento Estruturado em edifícios comerciais, definindo a documentação e identificação dos componentes pertinentes ao mesmo. Histórico: •

Editada em agosto de 1993. Revisão da norma 606 em maio de 2002 (606-A). Sofreu nova revisão (607 A-1) em 2004, ratificada em 2007 e sofreu um adendo em 2008. Em 2012 a 568-B foi editada.25

• •

•

4.13.4.1 O conceito da Administração em Cabeamento Estruturado A administração do sistema de cabeamento são procedimentos criados para a administração de cabos, hardware de conexão, posições das terminações e emendas. - Quando cabos, hardware de conexão, posições das terminações ou qualquer elemento do sistema de cabeamento é instalado ou alterado, os identificadores, etiquetas, registros, relatórios e desenhos devem ser criados ou atualizados, segundo a norma 606. A administração da infraestrutura de telecomunicações envolve: •

•

Documentação de cabos, hardware de conexão e terminação, cross-connects, conduítes, dutos, salas de telecomunicações e outros espaços destinados ao uso de telecomunicações. Sistemas de administração podem ser manuais ou automatizados

Esta norma é baseada em três fundamentos: • • •

Identificação Links Registros

A identificação possibilita que cada componente da infraestrutura de telecomunicações seja vinculado ao seu registro correspondente, através de uma etiqueta de identificação propriamente dita.


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Os links (ligações) são considerados conexões "lógicas" entre identificadores e registros bem como vínculos entre um registro e outro. Os registros contêm informações ou relatórios sobre um componente específico. Todos os registros contêm as informações exigidas, os links exigidos, informações adicionais e outros links. Nos sistemas de telecomunicações devem ser identificados: • • • • • • • •

Os cabos As terminações Os eletrodutos As eletrocalhas As caixas de passagem Os racks Os painéis de manobra Etc.

Esses componentes devem ser identificados e essas identificações devem ter links entre elas. O propósito é ter esses registros em mãos sempre que se fizer necessário promover uma mudança no ambiente ou fazer uma manutenção no sistema,facilitando e abreviando o trabalho a ser realizado. 4.13.4.2 Vantagens • •

Sistema de comunicação estruturado e organizado Facilita futuras modificações, e consertos necessários

4.13.4.3 Sistemas integrados Os sistemas integrados são aqueles que originalmente motivaram a criação das normas do cabeamento estruturado: • • • • •

Aplicações de voz Aplicações de dados Aplicações de imagens Aplicações de segurança Aplicações de áudio


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• •

Aplicações de alarme Gerenciamento de energia

4.13.4.4 Classes de Administração De acordo com o porte da instalação de cabeamento estruturado, a norma 606 dividiu em 4 classes: • • • •

Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe 4

Figura 4.17 Classes de Administração.1 •

•

Classe 1 : para os sistemas em um único prédio tendo apenas uma Sala de Telecomunicações, aonde todo o cabeamento das áreas de trabalho vai para esta sala. A sala de telecomunicações (TR), as ligações horizontais (cabeamento horizontal) e o barramento principal de aterramento de Telecomunicações (TMGB), são obrigados a serem rotulados e administrados. Se o proprietário do sistema quer documentação de vias ou rotinas contra incêndios, deve ser utilizada a administração de Classe 2. Classe 2: para os sistemas em um único prédio que é servido por múltiplas Salas de Telecomunicações. A Classe 2 inclui a administração de Cabeamento


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•

•

Vertical, elemento multi-aterramento e rotinas contra incêndios, assim como todos os itens da classe 1. Classe 3: para os sistemas abrangendo vários prédios, conhecido como um campus. A Classe 3 inclui a administração de edifícios e construção de intercabeamento entre eles, assim como todos os elementos da classe 2. Inclui também a administração de vias, espaços e elementos fora da planta. Classe 4: para os sistemas que abrangem múltiplos campus, conhecido como um site multi-sistema. A Classe 4 incluí a administração para cada site, bem como todos os elementos da classe 3. A administração de vias, espaços e conexões de rede de longa distância (Rede WAN) é recomendada.

4.13.4.5 Identificador: • •

O que é? Utilidade

Um identificador serve como uma chave para encontrar a informação gravada dentro do sistema de administração selecionado. • •

Cada identificador é relacionado com um elemento de infraestrutura de telecomunicação e deve ser único. Os identificadores podem ou não possuir códigos que identifiquem posições, edifícios, salas, etc.

Exemplos de identificador: 3A-C17-005 Terminação na sala A do terceiro andar, coluna C, linha 17, posição 5 no bloco.22 CD43 Conduíte número 43. 1A-B02. Cabo originando no primeiro piso, espaço de Telecomunicações A, patch panel b, posição 02.


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Tabela 4.1 Identificadores e classes de administração (R= requerido). 26

Identificador

Descrição do identificador

Classe de Administração 1

2

3

4

fs

Espaço de Telecomunicações

R

R

R

R

Fs-an*

Link horizontal

R

R

R

R

Fs-TMGB

Barra principal de aterramento de Telecomunicações

R

R

R

R

Fs-TGB

Barra de aterramento de Telecomunicações

R

R

R

R

Fs1/fs2-n**

Cabo de backbone (cabeamento vertical) do edifício

R

R

R

Fs1/fs2-n .d

Backbone do prédio de fibra óptica

R

R

R

f-FLSn***(h)

Localização de bloqueio de chamas

R

R

R

[b1-fs1]/[b2fs2]-n****

Cabo de backbone do campus

R

R

[b1-fs1]/[b2fs2]-n.d

Par do backbone do campus de fibra óptica

R

R

B

Edifício

R

R

C

Campus ou site

R

4.13.4.6 Etiqueta O que é? Etiqueta é um “rótulo, letreiro, adesivo etc. que trazem características e/ou informações referentes ao objeto onde estão afixados” (HOUAISS, 2009). •

• •

A identificação deve ser efetuada de uma das duas formas: as etiquetas devem estar seguramente fixadas no elemento a ser administrado ou o elemento deve ser identificado por si só; A norma que regulamenta as etiquetas é a UL 969*. Pode-se utilizar etiquetas para identificação combinadas com códigos de cores; Todas as etiquetas devem ser impressas por um dispositivo mecânico (equipamentos identificadores ou impressores).

* A UL (Underwiters Laboratories-UL) é um entidade americana que regulamenta as normas para etiquetas de identificação de equipamentos.


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Etiqueta Existem vários detalhes numa etiqueta e padrões para a sua confecção. • • • • •

UL 969 - Sistemas de Marcação e de Etiquetas NBR 10174 - Identificação, localização, impressão e marcação do Código Nacional de Produtos - Padrão EAN. Tipos: policarbonato, poliéster, etiquetas, alumínio Espessura: de 2 mm a 5 mm ou 3 mm a 5 mm Temperatura 40ºc a 80ºc ou 60ºc a 125ºc

Exemplos:

Figura 4.18 Etiqueta.1 Por outro lado, a norma 606 recomenda como implementar o identificador que irá constar na etiqueta, conforme visto no exemplo a seguir.

Figura 4.19 Etiqueta e identificador.1 4.13.4.7 Registro Um registro é um conjunto de informações sobre um elemento específico da infraestrutura de telecomunicação ou relacionadas ao mesmo. Os registros são os elementos onde todas as informações dos identificadores estão armazenadas.


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4.13.4.8 Relatórios Os relatórios apresentam as informações provenientes de vários registros da infraestrutura de telecomunicação. Eles devem ser gerados a partir de um simples conjunto de registros ou de múltiplos registros interligados entre si, facilitando assim a administração da infraestrutura de cabeamento. 4.13.4.9 Ordens de serviço As ordens de serviço documentam as operações necessárias para implementar as mudanças que afetam a infraestrutura de telecomunicação. As ordens de serviço não apenas documentam as mudanças a serem efetuadas pelos instaladores, mas também fornecem as informações necessárias apara as alterações nos registros apropriados dentro do sistema de administração. Um sistema de administração apropriado contém e utiliza todos os componentes acima, que devem ser aplicados aos elementos-chave da infraestrutura de telecomunicação. Os elementos-chave da infraestrutura de telecomunicação devem ter identificadores associados. Dentro da administração do sistema de cabeamento, os elementos-chave são: cabos, hardware de conexão, posição das terminações, emendas, dutos e espaços. 4.13.4.10 Relatórios de registro de canal Um relatório de registro de canal deve conter o código do usuário, as posições de terminação associadas e os dados dos cabos, estabelecendo a conectividade a partir da Área de Trabalho até o ponto de conexão no cross-connect principal. 4.13.4.11 Desenhos Os desenhos que definem a infraestrutura do sistema de cabeamento devem ser mantidos em arquivos. Esses desenhos devem mostrar a localização de todas as terminações do Cabeamento Horizontal, incluindo as tomadas de telecomunicações e os cabos que compõem o Cabeamento Horizontal. Os identificadores de cada cabo e respectiva terminação devem estar contidos nos desenhos. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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O cabeamento vertical também dever receber desenhos correspondentes. 4.13.4.12 Administração de dutos e espaços Este item descreve a administração de dutos e espaços de acordo com a especificação da norma ANSI/EIA/TIA 569. Os dutos são apresentados aqui como elementos que suportam todos os tipos de cabos e podem consistir de conduítes, esteiras, canaletas, shafts, etc. Os espaços são especificamente apresentados como lugares que abrigam as terminações e/ou equipamentos ativos. 4.13.4.13 Etiquetas e codificação por cores As etiquetas estão divididas em três categorias: - Auto-adesiva, - Inserção - Outras (Se existerem, serão consideradas como sendo da categoria de inserção para fins desta norma).28 A escolha do tipo adequado de etiqueta para utilização em ambientes diferentes é essencial para manter a qualidade da identificação e minimizar o efeito de degradação da mesma 4.13.4.14 Codificação por cores O uso de identificadores coloridos pode simplificar a administração de uma instalação e também regular o controle dos dois níveis do sistema de cabeamento vertical. As etiquetas de identificação das duas extremidades de um mesmo cabo ou de um mesmo duto devem ser da mesma cor. 4.13.4.15 Diferenciação dos campos de terminação por categoria e desempenho Quando cabos de diferentes desempenhos de transmissão são utilizados, eles devem ser terminados em elementos diferentes e devem ter uma etiqueta explicativa ou códigos de cores.


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Um cabo categoria 3 e outro cabo categoria 5e, por exemplo, a partir da mesma área de trabalho, devem ser terminados em diferentes patch panels, onde cada qual deverá ter sua própria identificação de desempenho. 4.13.5 ANSI-J-STD-607-A A ANSI–J–STD-607A é uma norma que trata da especificação técnica de aterramento elétrico em ambientes de telecomunicações, utilizada em projetos de Cabeamento Estruturado. Editada em agosto de 1994. Especifica critérios para planejamento, projeto e instalação de sistemas de aterramento em telecomunicações. A 607-A Substitui a primeira edição da norma ANSI/EIA/TIA 607, originalmente publicada em agosto de 1994 Em 2012, a norma 607-B foi editada. Em 2013 sofreu a primeira revisão (adendo 1). È esperado para 2014 um segundo adendo (Fonte: Siemon). Tem por função padronizar as especificações dos sistemas elétricos pertencentes ao sistema de aterramento. Num sistema de cabeamento estruturado temos os diversos aterramentos existentes nos edifícios interligados para evitar diferenças de potencial entre eles. O aterramento de um prédio deve servir para a condução de corrente elétrica de altos potenciais ao terra, evitando dano ao ser humano e ao equipamento. Ou seja, a norma trata dos aspectos da interligação do aterramento dos sistemas de telecomunicações (veja a relação dos componentes desse sistema no próximo item) ao aterramento principal do prédio. Importante: A ANSI/TIA-607-B não trata do aterramento do edifício, ela cobre apenas o aterramento de sistemas de telecomunicações. O aterramento do edifício ou construção comercial ou industrial deve ser entregue a equipes de engenharia especializada. Um bom sistema de aterramento no prédio pode resultar no salvamento de vidas e no bom funcionamento dos sistemas de telecomunicações. A norma ANSI–J–STD-607A define os elementos componentes do sistema de aterramento e como devem ser instalados


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4.13.5.1 Ambientes que compõe o sistema de aterramento Um ambiente de sistema de aterramento lida com vários componentes, a seguir relacionados: • • • •

• • •

Aterramento Aterramento efetivo Aterro Condutor subterrâneo de eletrodo o ao equipamento condutor subterrâneo o ao condutor subterrâneo do circuito no equipamento servidor o à fonte de um sistema separado Condutor de interligação do backbone de aterramento para telecomunicações Barramento de aterramento de telecomunicações Barramento de aterramento principal para telecomunicações

4.13.5.2 Componentes de um sistema de aterramento e proteção Os principais componentes do sistema de aterramento para equipamentos de telecomunicações num sistema de cabeamento estruturado são citados abaixo: • • • •

Condutor de aterramento de telecomunicações (Bonding Conductor for Telecommunciations) Condutor de interligação do backbone de aterramento para telecomunicações (Telecommunications Bonding Backbone – TBB). Barra principal de aterramento para telecomunicações (Telecommunications Main Grounding Busbar – TMGB). Barra de aterramento para telecomunicações (Telecommunications Grounding Busbar – TGB).

4.13.5.3 Considerações aplicadas aos componentes de aterramento e proteção Os componentes do sistema de aterramento e proteção devem ser cuidadosamente planejados, instalados e identificados, obedecendo a várias recomendações, entre as quais as que seguem: Todos os condutores e conectores referenciados nesta norma devem ser aprovados por entidades que realizam testes : Ex: Underwiters Laboratories-UL ou National Reconized Testing Laboratory – NRTL; Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Todos os condutores usados para realizar um link com outro sistema de aterramento e proteção devem ser confeccionados de cobre e ter isolamento; O tamanho mínimo do condutor e de 6 AWG; Condutores de interligação de aterramento não devem ser colocados em conduítes metálicos. Se for necessário, colocar condutores de aterramento e união em conduítes metálicos que excedam 1 m de comprimento. O condutor deve ser unido a cada extremidade do conduíte, usando buchas ou condutores de, no mínimo, 6 AWG. Oliveiro e Woodward (2209, p. 94) definem muito bem a questão da proteção dos equipamentos de telecomunicações em relação ao aterramento do sistema de telecomunicações: Cuidado: Quando protegendo um sistema com aterramento predial, não se esqueça da necessidade da proteção contra descargas atmosféricas. Componentes da rede telefônica e da rede local são seguidamente destruídos por raios. (tradução livre do autor). 4.13.5.4 Etiquetagem Como já mencionado a identificação dos componentes do sistema de aterramento e proteção devem ser devidamente identificados, sendo normalmente as etiquetas utilizadas para tal fim, conforme pode ser visto nas recomendações a seguir: Cada condutor deve ser etiquetado, devendo as etiquetas estarem o mais próximo possível do ponto de terminação As etiquetas não devem ser metálicas. Os condutores de interligação de aterramento (chamados também de condutores de vinculação ou de link) devem ser verdes ou possuir uma marcação de cor verde. Exemplo:

Figura 4.20 Etiqueta de perigo de componentes elétricos.1 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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4.13.5.5 Barra principal de Aterramento para Telecomunicações – TMGB Diversas características são atribuídas ao TMGB, entre as quais: Funciona como uma extensão do eletrodo de aterramento do edifício para a infraestrutura de telecomunicações; Serve também como ponto principal de junção entre as TBBs e os equipamentos de telecomunicação; Deve ser de fácil aceso ao pessoal de serviços; Existir pelo menos uma TMGB por edifício; O lugar disponível para a TMGB é onde está localizada a entrada de serviços; Deve estar o mais perto possível do painel principal de telecomunicações. 4.13.5.6 Características físicas da TMGB O TMGB é o ponto de fixação central para todos os componentes da infraestrutura de aterramento do sistema de telecomunicações (Interligação de potenciais ao terra).27 O TMGB deve ser uma barra de cobre pré-perfurada para inserir os conectores que serão utilizados; caso seja necessário reduzir a resistência de contato é desejável que ela seja platinada. Caso não seja, deve ser limpa antes de se colocar os condutores; a TMGB deve ter uma dimensão mínima de 6 mm de espessura por 100 mm de largura, com um comprimento variável. Exemplo da TMGB

Figura 4.21 TMGB.1


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4.13.5.7 Backbone de Aterramento para Telecomunicações – TBB O TBB (Telecommunications Bonding Backbone) é um condutor de interligação de aterramento (interligação de potencial de terra), de 6 AWG ou seção maior, que une todos os TGBs com o TMGB, como parte das vias e espaços de telecomunicações (independente dos cabos).27 Sua principal função é reduzir e equalizar as diferenças de potencial entre os sistemas de telecomunicações 4.13.5.8 Barramento de Aterramento para Telecomunicações – TGB O TGB (Telecommunications Grounding Busbar) é o ponto de fixação para todos os sistemas de telecomunicações e equipamentos de telecomunicações em um espaço específico.27 4.13.6 EIA/TIA-570-A É possível prever que as casas do futuro terão vários computadores, scanners, utensílios domésticos, impressoras e telefones interligados e compartilhados através de conexão em banda larga (Internet) com o mundo exterior. Além desses fatores, o uso da residência como complemento do escritório e o aumento do número de profissionais que trabalham em casa poderão criar uma demanda de serviços de telecomunicações de maior capacidade. Além de aumentar sensivelmente a confiabilidade e performance da instalação, o cabeamento estruturado ainda torna simples e fáceis as adições, upgrades e mudanças. Uma casa pré-cabeada, capaz de acomodar tecnologias presentes e futuras é sinônimo de prevenção à obsolescência técnica e prematura do seu investimento. Todos os serviços de telecomunicações oferecidos para as residências (telefonia, internet, TV cabo/satélite, CATV, CFTV, etc.) podem ser centralizados em um gabinete e a partir deste ponto os cabos são lançados diretamente às tomadas de serviços, espalhadas pela residência/escritório. Para que todos os sistemas funcionem perfeitamente é necessário realizar o planejamento por meio de execução de um projeto de cabeamento estruturado residencial. Da mesma forma é importante a utilização de mão de obra qualificada para instalação e testes de aceitação do sistema de cabeamento proposto.


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A partir dessa situação, criou-se a norma EIA/TIA-570, que tem como propósito padronizar a estrutura doméstica e comercial de pequeno porte, para suportar voz, dados, vídeo, multimídia, sistemas de automação residencial, controle de ambiente, segurança, distribuição de áudio, televisão, sensores, alarmes, ou seja, padronizar o cabeamento estruturado residencial para que ele possa suportar o uso de tecnologia avançada em ambientes domésticos A norma EIA/TIA-570-A trata do cabeamento de telecomunicações para residências. O conceito principal de um cabeamento estruturado residencial é prover uma distribuição interna de cabos de alta performance, com o intuito de permitir a automação, controle e transmissão de sinais, garantindo flexibilidade, longevidade perante novas tecnologias, conveniência e conforto. 4.13.6.1 Histórico da norma 570 • • • • • • •

EIA/TIA-570 (Junho 1991) TIA/EIA-570-A (Outubro 1999) TIA/EIA-570-A-1 (Março 2002) adendo A-1 TIA/EIA-570-A-2 (Julho 2002) adendo A-2 TIA/EIA-570-A-3 (Março 2002) adendo A-3 TIA-570-B (Abril 2004) TIA-570-B-1 (Junho 2008) adendo B-3

EIA/TIA-570 (Junho 1991) •

Padrão de cabeamento de telecomunicações para residências e pequenas empresas (substituída pela TIA/EIA-570-A)

TIA/EIA-570-A (Outubro 1999) •

Padrão de infraestrutura de telecomunicações para residências.

TIA/EIA-570-A-1 (Março 2002) •

Especificações e recomendações de segurança para cabeamento residencial.

TIA/EIA-570-A-2 (Julho 2002) •

Padrão de novas tecnologias de cabos para residências que necessitam serem trocados devido à evolução de tecnologias.


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TIA/EIA-570-A-3 (Março 2002) •

Este adendo focaliza basicamente em cabeamento para áudio de alta qualidade.

TIA-570-B (Abril 2004) •

Padrão de cabeamento de telecomunicações para residências, padronizando novas tecnologias.

TIA-570-B-1 (June 2008) •

Padrão de cabeamento de telecomunicações, adicionando a padronização para cabeamento coaxial para sistemas de televisão, etc.

TIA-570-C (Agosto 2012) •

Última atualização desta norma.

Em 1991, através da norma EIA/TIA-570, foi estabelecido o conceito de sistema de telecomunicações residencial, como a instalação de tomadas de telecomunicações em todos os cômodos da casa, para atender as devidas necessidades. Em 2000, a norma foi atualizada para EIA/TIA-570-A, e foi estabelecido um sistema de graus para categorizar a instalação residencial: •

Grau 1 – Sistema que atinge os requisitos mínimos, tais como telefone, sistemas de TV via satélite e dados. Utiliza cabo coaxial ou de par trançado na topologia estrela. Utiliza-se cabos categoria 3, e em casos em que pretende-se realizar um upgrade futuramente, usa-se cabos categoria 5.

•

Grau 2 – Sistema que atinge os requisitos básicos, avançados e multimídia. O grau 2 provém um cabeamento básico, que atingem os requisitos mínimos para serviços de telecomunicações (telefonia, dados e televisão)

Recomenda-se a utilização de cabos no mínimo categoria 5e. Quanto às mídias que podem ser utilizadas, a 570 oferece opção entre par trançado, coaxial e fibra óptica, também na topologia estrela.


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Tabela 4.2 Serviços e Grau segundo a EIA/TIA-570-A.1

A norma de cabeamento em vigor deve ser respeitada, sendo que o padrão de conexão utilizado deve ser preferencialmente o T568-A, para o conector RJ-45, mas a 568B também é usada em alguns casos (importante é adotar o mesmo padrão para todo o cabeamento). Quanto ao uso da fibra óptica e cabo coaxial, deve ser analisado cada equipamento, e seguir todos os cuidados e recomendações. O comprimento dos cabos deverá ser menor ou igual a 90 metros, totalizando 100 metros ao somar os cabos de conexão dos equipamentos. A topologia usada é a estrela. A documentação é necessária, devendo conter todos os dados pertinentes, tipos de cabos e requisitos. Informações gerais, tais como sobre proteção, riscos de acidentes, aterramento, testes, instalação devem estar contidas na documentação do projeto. 4.13.6.2 Cabos reconhecidos para uso pela norma 570:

UTP 4 pares; Fibra Óptica 50/125 µm; Fibra Óptica 62.5/125 µm; Fibra Monomodo 9/125 µm; Cabo Coaxial

No Brasil não temos ainda uma norma específica para cabeamento estruturado residencial. A NBR 14565 para cabeamento estruturado em edifícios comerciais acaba servindo de orientação as instalações de pequeno porte. A norma 570 é recomendada na implementação em sistemas de automação residencial tais como:


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Rede local de computadores (LAN); Acesso à internet; Controle de segurança; Distribuição de áudio e entretenimento; Telefonia;

4.13.6.3 Layout de Instalação baseado na Norma 570 Vamos apresentar alguns diagramas como exemplo de instalações para a norma 570. A figura a seguir representa a instalação de TOs em cada cômodo da casa e a interligação a uma área central, o dispositivo de distribuição (DD). Observe que no dispositivo de distribuição se fará as interconexões entre os equipamentos e cada ramificação para as Tos individuais.

Figura 4.22 Sistema simplificado residencial de cabeamento estruturado.1 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Figura 4.23 Esquema do Cabeamento Residencial simplificado.1 A figura acima representa o diagrama esquemático das conexões que poderiam atender a instalação do cabeamento estruturado na residência da figura anterior.

Figura 4.24 Premissas do Cabeamento Residencial segundo a norma 570.1 Legenda: DD – Dispositivo de distribuição (Quadro de distribuição); ADO – Tomada de desconexão auxiliar TO – Tomada de Telecomunicações (Telecommunication Outlet) CP – Ponto de demarcação Já nessa última figura vemos os principais subsistemas do cabeamento estruturado residencial da norma EIA/TIA 570 (vide legenda). Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Figura 4.25 Diâmetro de duto e layout residencial pela norma 570.1 Na figura acima temos a infraestrutura necessária para a passagem de cabos para uma instalação de cabeamento estruturado residencial, através de eletrodutos embutidos no piso/parede. Nesse exemplo, o diâmetro dos dutos deve suportar a demanda de cabos para atendimento das TOs em cada cômodo da casa. O cabo coaxial, nesse exemplo, pode ser utilizado para televisão a cabo ou circuitos internos de vídeo monitoração. 4.13.7 Norma ISO/IEC 11801 O padrão internacional ISO/IEC 11801 é o resultado de um grupo de estudo formado pela ISO e o IEC, que definiu um sistema de cabeamento que pode ser utilizado como um padrão internacionalmente adotado. Iniciada em 1990; Publicada em 1995; Ela foi desenvolvida coma cooperação de 15 nações: Reino Unido, EUA, Japão, Canadá, Dinamarca, Finlândia, Noruega, Suécia, Espanha, França, Alemanha, Holanda, Áustria, Itália e Bélgica; O padrão ANSI/TIA/EIA-568 foi usado como base do padrão internacional ISO/IEC; Em 2000 foi publicada a ISO/IEC 11801 2a Edição;


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Em janeiro de 2010, a norma sofreu uma revisão (emenda 2), a ISO/IEC 11801 2 Ed 2.0, que trata de cabeamento genérico de cabo UTP CAT 7A para instalações em usuários comerciais. A ISO/IEC 11801 é um padrão de cabeamento estruturado internacional denominado de Cabeamento Genérico para Instalação do Cliente, especificamente utilizado em sistemas de cabeamento estruturado para equipamentos de telecomunicações em prédios comerciais. A norma ISO/IEC 11801 é equivalente à EIA/TIA 568A, ou seja, os conceitos existentes na ISO/IEC 11801 são similares aos da ANSI/EIA/TIA 568A, mudando, na maioria dos casos, somente a terminologia. Este padrão é apropriado para aplicações em larga escala. Além disso, este padrão foi criado para utilização dentro de um único edifício ou em múltiplos edifícios próximos. Este padrão define: Um sistema de cabeamento genérico independente da aplicação e que pode ser utilizado com componentes de vários fabricantes do mercado; Um esquema de cabos flexível, mais econômico e também mais fácil de modificar; Um guia de referência para profissionais de engenharia e arquitetura que permite desenvolver projetos, considerando os serviços de telecomunicações que essas obras abrigam.

• • •

4.13.7.1 Categorias de cabos usados pela ISO 11801 O padrão define diversas classes do cobre, que diferem na frequência máxima para um determinado desempenho de um canal: • • • • • • • •

Classe A: superior a 100 kHz (equivalente à “categoria 1” da EIA/TIA) Classe B: superior a 1 MHz (equivalente à “categoria 2” da EIA/TIA) Classe C: superior a 16 MHz (equivalente à categoria 3 da EIA/TIA) Classe D: superior a 100 MHz (equivalente à categoria 5e da EIA/TIA) Classe E: superior a 250 MHz (equivalente à categoria 6 da EIA/TIA) Classe EA: até 500 MHz (equivalente à categoria 6A da EIA/TIA - Emenda 1 e 2 da ISO/IEC 11801, 2ª Ed.) Classe F: superior a 600 MHz (equivalente à categoria 7 da EIA/TIA) Classe FA: até 1000 MHz (equivalente à categoria 7A da EIA/TIA - Emenda 1 e 2 da ISO/IEC 11801, 2ª Ed.)


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4.13.7.2 Esquema genérico da norma ISO/IEC

Figura 4.26 Esquema genérico da norma ISO/IEC.1 Onde: TO= Tomada de telecomunicações (Telecommunication Outlets) CP= Ponto de consolidação (Consolidation Point), Poderia ser um TP (Transition Point) FD= Sala de telecomunicações (Floor Distributor), distribuição no andar BD= Distribuição do prédio (Building Distributor) CD= Distribuição de campus, para interligação entre prédios (Campus Distributor) 4.13.7.3 Escolha dos cabos Tabela 4.3 Subsistema e tipo de mídia utilizada.1


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Na tabela anterior vemos os meios físicos normalmente utilizados no cabeamento horizontal e cabeamento vertical. O tipo de ambiente por onde o cabo passará e as aplicações que trafegarão por ele determina qual a mídia a ser escolhida. 4.13.7.4 Restrições gerais da ISO 11801 no cabeamento horizontal • •

•

O comprimento do cabeamento horizontal total não pode passar dos 100 metros. Se o comprimento do patch cords (TR) e cords da área de trabalho (WA) ultrapassar 10 metros, o excesso deverá ser retirado do comprimento do link fixo no cabeamento horizontal. O patch Cord não deve ultrapassar 5 metros.

4.13.7.5 Tomadas As tomadas de telecomunicações, que devem ser, no mínimo, duas a cada 10m2. As tomadas seguem a mesma especificação de conectorização da ANSI/EIA/TIA. 4.13.7.6 ISO/IEC 11801 edição 2.2 A edição 2.2 da ISO 11801 foi editada em junho de 2011, sendo sua revisão mais recente até o presente momento. Esta revisão da norma especifica as classes de canal e link para sistemas de cabeamento baseado em cobre balanceado (Classes A, B, C, D, E, EA, F e FA) e em fibra (OM1, OM2, OM3, OM4, OS1 e OS2). É dirigida para o ambiente de escritório em geral. Esta norma especifica o cabeamento genérico, canal, link, e os requisitos de desempenho de componentes, implementação, conformidade e verificação. Ela especifica: • Conformidade • Estrutura do sistema de cabeamento genérico • cabeamento balanceado • Referencia a implementações de cabeamento balanceado • Performance de cabeamento de fibra óptica • Requisitos do cabo • Requisitos para interligação de hardware • Práticas de interligação do cabo ao terra


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• Administração • Patch cord balanceados • Os anexos envolvem o desempenho, teste, link e outras questões. 4.13.8 Norma ABNT/NBR 14565 Norma brasileira que trata de procedimentos básicos para elaboração de projetos em Cabeamento Estruturado de telecomunicações para rede interna em edifícios comerciais. Baseia-se na norma ISO 11801 (a qual por sua vez se baseia nas normas ANSI/ TIA/EIA 568 A, 569 e 606). Editada em junho de 2000 e publicada em 2001. NBR 14565 – 2001 - Norma Brasileira (procedimento básico para elaboração de projetos de cabeamento estruturado de telecomunicações para rede interna estruturada em edifícios comerciais). Em 2007 sofreu revisão, sendo a 2ª versão. Em 2012 saiu a última edição desta norma. Segundo o site da ABNT (www.abnt.org.br) a ABNT NBR 14565:2012 está sofrendo uma nova revisão (acesso em 01/10/2013) 4.13.8.1 Subsistemas adotados na ABNT NBR 14565:2007 A NBR adota a seguinte terminologia para os subsistemas do cabeamento estruturado: • • • • • • • •

Área de Trabalho (WA) Cabeamento Horizontal Sala de Telecomunicações (TR) Backbone de campus (Cabeamento Vertical) Sala de Equipamento (ER) Sala de Infraestrutura de Entrada (EF) Cabo de interligação Externo Pontos de telecomunicações (PT)

Esses subsistemas podem ser conferidos na figura seguinte. Perceba que ela adota os termos (traduzidos) das subsistemas das entidades americanas.


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Figura 4.27 Sistema de Cabeamento estruturado segundo a NBR 14565:2007.41


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4.13.8.2 Identificação Tabela 4.4 Identificação de elementos do Cabeamento Estruturado.1

Na tabela acima temos exemplos de identificação de elementos de um cabeamento estruturado, incluindo cabos UTP, cabo de fibra óptica, Tomadas de Telecomunicações e pontas dos cabos. Lembrando que a norma 606 trata especificamente da questão de administração e identificação dos elementos de um sistema de cabeamento estruturado. A importância da identificação e registro dos dados é notada quando há um problema no cabeamento e se parte para a retirada do defeito. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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4.13.8.3 Estruturas de passagem Tabela 4.5 Estruturas de passagem.1

Na figura acima exibimos o os suportes de infraestrutura mais usuais para a passagem de cabos. 4.13.8.4 Sala de Telecomunicações A sala de telecomunicações abriga os equipamentos de interconexão que recebem receb os cabos do backbone e do cabeamento horizontal. Normalmente temos uma sala de telecomunicações por andar. A norma ABNT 14565:2000 denomina a sala de telecomunicações como armário de telecomunicações. Normalmente, dependendo da estrutura do prédio, o que q temos realmente neste local é um bastidor preso à parede ou de meio de sala. Abaixo representamos o bastidor padrão de 19”.

Figura 4.28 Bastidor padrão de 19”.1 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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4.13.8.5 Diagrama de ocupação de uma Sala de Telecomunicações

Figura 4.29 Diagrama de ocupação do bastidor na sala de telecomunicações.1 A figura acima representa um exemplo de distribuição de elementos no Bastidor na Sala de Telecomunicações, detalhando a interligação entre o MDF da Sala de Equipamentos e o IDF da Sala de Telecomunicações, onde temos: • Um cabo principal UTP de 50 pares conectorizado no Patch Panel do MDF (distribuidor principal da sala de equipamentos – ER - ou cross-conect principal) e terminado no Patch Panel do IDF(distribuidor secundário ou cross-conect horizontal da sala de telecomunicações - TR), formando o cabeamento Vertical (Backbone). • 24 cabos secundários de 4 pares conectorizados no Patch Panel do IDF e terminados nos Pontos de consolidação ou nas TOs das áreas de trabalho, formando o cabeamento horizontal 4.13.8.6 Comprimentos máximos das mídias utilizadas Tabela 4.6 Comprimento máximo das mídias em Cabeamento Estruturado.1

Na tabela acima, podemos verificar o comprimento máximo das mídias utilizadas no cabeamento vertical (Rede Primária) ou horizontal (Rede Secundária). Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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4.13.8.7 Tomada tripolar Em relação às tomadas de alimentação elétrica, a Norma NBR 14565:2007 se referencia à norma ABNT NBR 5410:2004, que trata de instalações elétricas de baixa tensão. Nas tomadas elétricas definidas pela NBR 5410 é importante a disposição dos fios fase, neutro e o terra. Terra Fase Neutro

Figura 4.30 Tomada tripolar (vista frontal).1

Por sua vez, o esquema de aterramento pode seguir diferentes variações (consulte a norma 5410 para maiores detalhes):

Figura 4.31 Tipos de esquema de aterramento (NBR 5410).1 Observe que o sistema de aterramento de um prédio ou residência não é tratado pelas normas de cabeamento estruturado. O que veremos na norma ANSI 607 é como interligar os equipamentos de telecomunicações ao sistema de aterramento do prédio. Portanto a NBR 5410 é que trata do sistema de aterramento e torna-se um complemento da norma ABNT NBR 14565.


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4.13.8.8 Tipos de ligações cruzadas permitidas

Figura 4.32 Bloco de interconexão e bloco de conexões cruzadas.1 Na figura acima temos as duas formas possíveis de interconexão de equipamentos num bastidor para tal finalidade, tanto na sala de equipamento quanto na sala de telecomunicações, segundo a NBR 14565. No tipo de interligação chamado de interconexão, o cabo proveniente do cabeamento secundário é conectado na traseira do patch panel. Do patch panel ao equipamento ativo (switch), utiliza-se um patch Cord para interligar diretamente nas portas do ativo. No tipo de interligação chamado de conexão cruzada, têm-se os cabos do cabeamento secundário ou vertical terminando em patch panels distintos. Para interligar o cabeamento ao ativo utiliza-se um patch Cord interconectando as portas correspondentes nos dois patch panels. Ou, nesse último caso, a interligação se dá via os dois patch panels.


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4.13.8.9 Subsistemas da NBR 14565:2007

Figura 4.33 Sistema de Cabeamento Estruturado e subsistemas.42 Vemos no Layout do sistema estruturado acima exibido, a representação dos subsistemas do cabeamento estruturado, desde a tomada de telecomunicações (TO) até a sala de telecomunicações (TR) e daí até a sala de equipamentos (ER)., segundo a NBR 14565:2007. Percebemos que a sala de equipamento é o centro da topologia em estrela, ou seja, para lá convergem os cabos que saem das salas de telecomunicações. Esse tipo de topologia em estrela é recomendada para as instalações de um sistema de cabeamento estruturado, conferindo confiabilidade para esse sistema, pois cada setor atendido por um determinado cabeamento vertical é independente de outros setores. Percebe-se também uma outra recomendação da norma, que é o de termos pelo menos uma sala de telecomunicações para atender um andar de um prédio comercial. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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4.13.8.10 NBR-14565:2012 – Novidades A norma brasileira de cabeamento estruturado NBR14565:2007 passou por uma revisão que deu origem a uma nova versão, denominada NBR-14565:2012. O padrão especifica sistemas de cabeamento completos, isto é, canais e enlaces permanentes compostos por cabos e hardware de conexão, tanto em prédios comerciais como em data centers. Observamos que a versão 2012 da ABNT 14565 segue a nomenclatura da norma ISO11801 para seus subsistemas (como já acontecera na versão 2007) e para a classificação dos cabos UTP (vide item 4.13.7 Norma ISO/IEC 11801), entre outros aspectos. Tabela 4.7 Nomenclatura da Norma ABNT/NBR 14565.1

Notas: * O Distribuidor do Prédio (BD) normalmente está localizado na Sala de Equipamento (ER) ** O Distribuidor de Andar (FD) normalmente está localizado na Sala de Telecomunicações (TR) Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Novamente destacamos a importância de conhecer os fundamentos do Cabeamento Estruturado, a conceituação dos subsistemas e a classificação da mídia utilizada. Com esse conhecimento o profissional da área irá se situar em qualquer documento técnico que esteja analisando, não impor tanto que seja ligado à ANSI/EIA/TIA, à ISO ou à ABNT. Veja a figura abaixo com a nomenclatura da ABNT NBR 14565:2012. 4.13.8.11 Diagrama completo dos subsistemas segundo a NBR-14565:2012

Figura 4.34 Sistema de Cabeamento Estruturado segundo a 14565:2012.11 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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4.13.9 Norma ABNT/NBR 5410 Trata dos padrões de instalações elétricas de baixa tensão em edifícios comerciais. As principais características da norma 5410 são as seguintes: • • • • •

Instalações elétricas de baixa tensão Sua primeira edição é de 1941 As suas atualizações e inserções são baseadas na norma IEC 60364 (instalações elétricas em construções) Comissão responsável pela redação dentro da ABNT: CE-03:064.01 (Comissão de estudos de instalações elétricas de baixa tensão) A norma 5410 está na 2ª edição, ajustada em 30.09.2004 e válida a partir de 31.03.2005

4.13.9.1 Norma 5410 Atualização •

A atualização das disposições referentes à proteção contra choques elétricos.

•

A obrigatoriedade do uso de DPS (Dispositivos contra surtos – responsáveis por garantir a integridade física de indivíduos, equipamentos e instalações elétricas na ocorrência de sobretensão na rede).

•

Requisitos específicos para locais de habilitação (em particular a distribuição de pontos e a divisão de circuitos).

•

O dimensionamento de cabos condutores suscetíveis à presença de correntes harmônicas, especificando a instalação de eletrodutos e sua verificação.

•

A inspeção da instalação antes de iniciar o uso.

4.13.10 Norma EIA/TIA 862-A A norma EIA/TIA 862-A é utilizada em sistemas de automação industrial. A Automação predial abrange sistemas de controle, tais como segurança e monitoramento (ou seja, CCTV), sistemas de segurança como alarme de incêndio, sistemas de condicionamento ambiental, tais como aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC) e sistemas de gerenciamento de energia, tais como iluminação interna e externa.


160


O padrão TIA/EIA-862 especifica topologia de cabeamento genérico, arquitetura, design, práticas de instalação, procedimentos de teste, e áreas de abrangência para apoiar a construção de sistemas de automação (BAS), utilizado em edifícios comerciais. Uma vez que, historicamente, os prestadores desses serviços de automação predial especificado seu próprio equipamento de propriedade, cabos, conexões de interface, e topologia, este novo padrão oferece a vantagem adicional de ser capaz de suportar multi-produtos e ambientes multi-vendor usando um sistema genérico de cabeamento estruturado. 4.13.11 Norma ANSI/TIA 942 Esta norma, publicada em 2005, contempla uma série de normatizações para a classificação, construção e até a ativação do Data Center, sendo que a parte do cabeamento estruturado também está contemplado. 1. Pela norma ANSI/TIA 942 existe uma série de regras aplicáveis para classificar um Data Center. 2. Chamados Tiers, a classificação considera quatro níveis independentes para os sistemas de: o o o o

Arquitetura Telecomunicação Elétrica Mecânica

4.13.11.1 Infraestrutura de cabeamento A norma TIA-942 foi criada baseada nas normas TIA-568 e TIA-569 e especifica um sistema permanente de cabeamento genérico para telecomunicações num Data Center, com as seguintes recomendações para a mídia a ser utilizada: • fibra padrão monomodo • fibra multimodo de 62.5 e 50 µm • fibra monomodo com laser otimizado 50 µm (VCLES) (recomendado) • cabo coaxial de 75 ohms (recomendado para link E-1, E-3 e T-3) • cabeamento UTP e ScTP de 4 pares Cat 6 (Cat 6A recomendado) 4.13.11.2 Componentes utilizados pela TIA-942 A norma 942 adotou uma nomenclatura própria para designar os componentes do sistema do cabeamento estruturado no Data Center, os quais iremos exibir a seguir. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

161


Figura 4.35 Nomenclatura utilizada pela norma 942 no Data Center.13 Observe que cada rack/gabinete é atendido por uma área de distribuição de equipamentos (EDA), que poderia ser comparada com uma área de trabalho no cabeamento estruturado comercial (WA).


162


A área de distribuição principal (MDA) poderia ser comparada com a sala de equipamentos numa instalação tradicional (ER) e a área de distribuição horizontal (HDA) a uma sala de telecomunicações (TR). Para os elementos funcionais do cabeamento em data center a ABNT NBR 14565:201255 adota terminologia semelhante à ANSI/TIA 942: • • •

Distribuidor principal (MD) Distribuidor de zona (ZD) Ponto de distribuição local (LDP)

4.13.11.3 ANSI/TIA-942-A Trata-se da revisão dessa norma, que trata de Telecomunicações para Data Centers (agosto de 2012).

Infraestrutura

padrão

de

Esta norma fornece requisitos e orientações para a concepção e instalação de centros de dados único e multi-usuários. Esta norma especifica : • projeto do data center • sistemas de cabeamento e infraestrutura • Espaços e topologias afins • Caminhos do cabeamento • Redundância Os anexos dessa norma incluem: • • • • • • • •

Considerações de projeto de cabeamento; Informações do provedor de acesso; Coordenação dos planos de equipamentos com outros engenheiros; Seleção do local para o data center; Considerações de projeto de construção; Infraestrutura em camadas do data center; Exemplos de projetos de data centers; Requerimentos desde a construção até a ativação do Data Center.

A TIA-942-A encontra-se harmonizada com a série do padrão TIA-568- C, incluindo a topologia, termos e classificações ambientais descritos na 568 C.0, bem como as especificações dos componentes na TIA-568-C.2 e C.3.


163


O conteúdo de aterramento e ligações de aterramento da TIA-942 foi retirado e incorporado à TIA-607-B. O conteúdo de Administração foi removido e incorporado à proposta TIA-606-B. A maioria do conteúdo sobre a separação de gabinetes / racks e energia / telecomunicações foi removido e incorporado à proposta TIA- 569-C. O conteúdo do caminho de cabeamento de planta externa vias foi removido e incorporado à TIA-758-B. A limitação do comprimento de 100 metros da fibra óptica no cabeamento horizontal foi removido. As distâncias de cabeamento de fibra ótica no cabeamento horizontal são baseadas em requisitos de aplicação individual. A Categoria 3 e Categoria 5e já não são reconhecidas para o cabeamento horizontal. O projeto reconhece a Categoria 6 e a Categoria 6A de tipos de cabo de par trançado balanceado para o cabeamento horizontal. Ambos os tipos de cabos ainda são permitidos para cabeamento de backbone, embora sugira o uso do Cat6a como requisito mínimo para novas instalações. O cabo de fibra ótica multimodo reconhecido para cabeamento horizontal e backbone foi alterado para OM3 e OM4 com laser otimizado de 850 nm para cabo de fibra multimodo com 50/125 mícron. A categoria OM4 é sugerida para novas instalações. Os cabos de fibra multimodo OM1 e OM2 não são mais reconhecidos na norma TIA-942-A. As orientações também incorporam mais especificações do cabeamento coaxial, um protocolo de iluminação de nível 3 e revisa os limites de temperatura/humidade . Os conectores reconhecidos para fibra óptica são LC para uma ou duas fibras e MPO por mais de duas fibras. 4.13.12 Norma IEC 617-10 Norma de 1983 que representa símbolos gráficos que foram desenvolvidos para representar as funções de equipamentos que operam em transmissão de telecomunicações (sinais analógicos). Destinam-se também a representar os dispositivos físicos ou combinações de dispositivos físicos capazes de realizar essas funções.


164


Os símbolos foram elaborados tendo em vista aplicações elétricas, mas também pode ser aplicado a dispositivos não elétricos, por exemplo, pneumáticos, hidráulicos ou mecânicos. 4.13.13 Norma TIA/EIA 587 O aumento da utilização de símbolos gráficos de fibra óptica para representar sistemas e as configurações de testes criou a necessidade de padronizar os símbolos gráficos utilizados. A finalidade desta norma é estabelecer estes símbolos. 4.13.14 Norma ANSI/TIA/EIA TSB 67 Norma que padroniza as especificações de performance de transmissão para testes em campo para o Sistemas de Cabeamento de cabos UTP. Editada em outubro de 1995. Define as características dos equipamentos, parâmetros mínimos e métodos de testes para cabos UTP em suas várias categorias. A norma EIA/TIA TSB-67 é especifica para testes em campo dentro do cabeamento estruturado. Essa norma, portanto, está associada aos testes de certificações do Cabeamento Estruturado com, definindo testes em cabos UTP de categorias 5e e superiores. Alguns dos testes realizados são: • • • • •

Pinagem (mapeamento dos fios); Comprimento de cabo; Atenuação; Paradiafonia (NEXT - Near End Crosstalk) Relação Atenuação/Paradiafonia (ACR)

Norma TSB 75 da ANSI / EIA / TIA Trata de especificação adicional para sistemas de cabeamento horizontal – Uso de MUTO (Multiuser Telecommunication Outlet Assembly ). Editada em setembro de 1999. 4.13.15 Algumas das outras normas em Cabeamento Estruturado • •

TIA/EIA TSB 72 – Cabeamento centralizado de Fibra Óptica (Centralized Optical Fiber Cabling); TIA/EIA TSB 95 – Guia adicional de performance de transmissão em cabo UTP 5 com 4 pares de 100 Ohms (Additional Transmission Performance Guidelines for 4-Pair 100 Category 5 Cabling);


165


•

TIA/EIA/IS-729 – Especificação técnica para cabo STP de 100 Ohms (Technical Specifications for 100 Ohms Screened Twisted Pair Cabling).

CONCLUSÃO DO CAPITULO A utilização de normas específicas serve para direcionar e aperfeiçoar os projetos de cabeamento estruturado. Além disso, auxiliam na manutenção e na expansão de um sistema de cabeamento estruturado já implantado. Com normas cada vez mais específicas sendo adotadas, torna-se obrigatório para o profissional da área manter-se o mais atualizado possível sobre as mesmas.


166


CAPÍTULO 5 CERTIFICAÇÃO EM CABEAMENTO ESTRUTURADO

INTRODUÇÃO Uma determinada empresa contratou um terceirizado para planejar, estruturar e executar o cabeamento estruturado, pois a diretoria (finalmente!) chegou à conclusão que o cabeamento na sua empresa equivale ao alicerce de um prédio comercial. Segundo essa diretoria, a empresa moderna não pode gerenciar e transacionar negócios a partir da rede local (LAN) para a rede WAN (Internet), sem uma infraestrutura de cabeamento que garanta o perfeito funcionamento das modernas aplicações multimídias proporcionadas pelas redes de computadores atuais. OK e quem garante que a instalação do cabeamento está de acordo com os padrões estabelecidos? Sendo simplista, quem garante isso são os vários testes de certificação do cabeamento estruturado, ou seja, a chamada Certificação. Em outras palavras, nas instalações com cabeamento estruturado, a Certificação é obtida através de uma série completa de testes de acordo com padrões internacionais, normalmente seguindo as normas das entidades de noramtização (ANSI/TIA/EIA; ISO; ABNT NBR). Esses testes são feitos usando ferramentas ou instrumentos, que fornecem um relatório de sucesso "Pass" ou insucesso "Fail". Embora a certificação possa ser realizada pela equipe técnica do proprietário da rede, normalmente ela é feita principalmente por empresas terceirizadas da área de telecomunicações ou comunicação de dados, especializadas na certificação do cabeamento estruturado. Empresas fabricantes de ferramentas ou intrumentos de testes que podemos citar são: Fluke, Agilent, Videk, Ideal Datacomm, etc. 5.1 IMPORTÂNCIA DO CABEAMENTO ESTRUTURADO Como dissemos, o cabeamento compõe a infraestrutura principal de um rede de computadores, situando-se na camada física do modelo OSI ou TCP/IP, ou seja, suportando todos os protocolos de comunicação que trabalham nas camadas superiores.


167


Figura 5.3 Layout do cabeamento estruturado simplificado.1 Segundo pesquisas realizadas na área de TI, cerca de 70% de todos os problemas de rede pode ser atribuídos à fiação e patch cords precários. O gerenciamento da camada física de um negócio é cada vez mais crítico e de base tecnológica. Uma falha no cabeamento pode paralisar uma rede inteira e trazer prejuízos econômicos para a organização. 5.2 IMPORTÂNCIA DA CERTIFICAÇÃO Para se prevenir problemas com o uso da rede, a certificação do cabeamento estruturado deve ser considerada na fase de implementação. Segundo a Fluke Networks “Certificar um cabo é uma das partes do processo que começa com o projeto do sistema e termina com a aceitação do sistema.” O Processo de certificação do cabeamento instalado verifica o cumprimento das normas e regulamentações vigentes. A certificação permite encontrar qualquer anomalia e apontar os problemas causados pela má qualidade dos componentes. Além disso, o relatório de certificação é exigido pela maioria dos fabricantes de cabeamento estruturado para fins de garantia do mesmo. As medições de certificação são necessárias durante o uso da rede e logo após a averiguação de problemas com cabos instalados. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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5.3 SISTEMA DE CABEAMENTO ESTRUTURADO Na figura abaixo relembramos os subsistema do cabeamento estruturado, onde os testes de certificação serão realizados.

Figura 5.2 Cabeamento Estruturado com principais subsistemas.1 5.4 NORMAS E PADRÕES PARA A CERTIFICAÇÃO Algumas normas são editadas visando especificamente determinar padrões de testes para a certificação do cabeamento, por exemplo: ANSI/TIA/EIA-568-B.3 - Componentes Ópticos do CE. ANSI/TIA/EIA-568-C.3 – Define testes em fibra óptica TIA-526-14-A – Métodos de teste em fibra multimodo TIA-526-7 - Métodos de teste em fibra monomodo ANSI / EIA / TIA TSB 67 – Técnicas de medição cabos UTP Após planejar, estruturar e executar um projeto de Cabeamento Estruturado, devemos realizar a Certificação e depois, finalmente, documentar o sistema implantado. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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5.5 DEFINIÇÃO DE CERTIFICAÇÃO É um conjunto de testes utilizado para verificar se a instalação de cabeamento estruturado atende as normas, através da medição de vários parâmetros, tais como comprimento do cabo, FEXT, NEXT e Perda de Retorno. 5.6 VANTAGENS DA CERTIFICAÇÃO • •

A certificação garante que os testes mais completos no cabeamento foram realizados. A certificação comprova que um sistema de cabeamento obedece a padrões rigorosos de desempenho e atesta a qualidade da mão de obra da instalação.

Para se obter essas vantagens, a certificação do cabeamento exige técnicos treinados e equipamentos de teste especializados. 5.7 TIPOS DE MÍDIA DE COMUNICAÇÃO Normalmente os tipos de mídia mais usados no cabeamento e, portanto, que devem ser certificados são: • • •

Cabo de par trançado (UTP ou STP) Cabo de Fibra Óptica Cabo Coaxial

Para revisar os conceitos sobre as mídias utilizadas ou para maiores informações consulte o capítulo 3 deste e-book. 5.8 PROBLEMAS NA TRANSMISSÃO DO SINAL Shannon, em 1957, lançou a teoria da comunicação, a qual, em termos básicos, determina que todo meio físico (mídia) limita a taxa de transmissão em bits por segundo, na proporção inversa da presença do ruído nesse meio. Quanto mais ruído, portanto, menos informação pode-se enviar pelo cabeamento. Alguns fatores que podem piorar a chamada relação entre o sinal e o ruído (S/N): •

Atenuação o Perda de potência do sinal ao longo do meio físico. Medida em decibéis (dB).


170


•

•

Impedância o Oposição total ao fluxo de corrente elétrica no meio físico, devido a características resistivas, capacitivas e indutivas. Medida em Ohms (Ω). o Níveis diferentes de impedância causam reflexão no sinal, ou seja, parte do sinal ecoa no sentido contrário. Interferência externa (ruído) o Sinal indesejado no meio de transmissão causado por agentes externos e internos (medido em dB).

Vide capítulo 3 deste e-book para maiores detalhes, se necessário. 5.9 TERMOS UTILIZADOS EM TESTES DE SINAL NO CABEAMENTO Em cabeamento estruturado existem alguns testes que determinam o quanto de obstáculos temos à passagem do sinal transmitido pelos equipamentos de comunicação e nesses testes usamos alguns termos técnicos que definimos a seguir: •

• •

•

Attenuation-to Crosstalk Ratio (ACR) o Também chamada de relação sinal/ruído (SNR) o Valor calculado o Diferença entre crosstalk (ruído de “linha cruzada”) e atenuação Propagation Delay o Retardo na propagação do sinal Nominal Velocity of Propagation, ou velocidade nominal de propagação (NVP) o Velocidade que o sinal se propaga no meio físico o Normalmente de 60 a90 % da velocidade da luz Delay Skew (variação de retardo) o Variação de retardo em diferentes pares de um cabo o Parâmetro bastante problemático para aplicações que envolvem transmissão de voz

5.10 TIPOS DE TESTES EM CABEAMENTO ESTRUTURADO Em testes de certificação, dois tipos de circuitos ou links são normalmente utilizados: o Link permanente o Canal


171


O link permanente envolve o cabo instalado e fixo, sem considerar os patch cords.

Figura 5.3 Teste do link permanente.1

O canal envolve o link permanente mais os patch cords nas duas pontas.

Figura 5.4 Teste do canal.1 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

172


5.11 CERTIFICAÇÃO EM CABOS UTP Para realizar os testes de certificação em cabos UTP são analisados certos parâmetros de testes, utilizando-se equipamentos ou instrumentos de testes de certificação que estudaremos em seguida. 5.11.1 Equipamentos para a certificação em cabo UTP Iremos analisar brevemente os principais equipamentos de testes para o cabo UTP, lembrando que existem muitos fabricantes desses equipamentos. O site desses fabricantes é um interessante local para se conhecer detalhes dos testes de certificação. •

Cable Scanners (Cable Analizer) • Este tipo de testador apresenta um adaptador de link permanente (termo usado para definir um cabo fixo num cabeamento horizontal) que se conecta a uma tomada de estação de trabalho (TO) e testa até a saída da sala de telecomunicações, onde é ligado outro equipamento de teste. • Existem vários testadores scanners para a certificação no mercado, o DSP4300 da Fluke Networks, por exemplo.

Figura 5.5 Scanner (Analisador de Cabo Digital).10


173


O Scanner ou Cable Analizer é um equipamento configurado para rodar os testes de certificação nos cabos UTP automaticamente. Injeta o padrão de teste numa ponta e mede na outra. Os scanners atuais armazenam os resultados dos vários testes e geram um relatório automaticamente, indicando se o cabeamento passou (PASS) ou não passou no teste (FAIL). Alguns dos testes realizados pelo scanner (em próxima seção vamos detalhar estes testes): o o o o o o o •

Comprimento Crosstalk NEXT FEXT ACR Atenuação Delay skew, etc.

TDR (Time Dimain Reflectometer - Refletômetros de Domínio de Tempo)

O TDR (Time Dimain Reflectometer) é um dispositivo que envia um impulso elétrico (ou óptico) para o cabo. O TDR mede o tempo que o impulso leva para ir, do ponto de origem, até refletir fora do cabo (geralmente por uma ruptura dele), e retornar ao ponto de partida. A distância do ponto refletido é determinada em função do tempo medido e o local da falha no cabo pode ser então localizado. O TDR, em função disso, pode determinar o tamanho do cabo UTP e rupturas no cabo.

Figura 5.6 TDR.31 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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OS TDRs medem a distância da ponta de um cabo até o local onde o cabo está aberto, em curto (ou onde ele termina). O OTDR, utilizado para testar a fibra óptica, tem o princípio de funcionamento semelhantes (o sinal enviado é luminoso).

Figura 5.7 O efeito da reflexão do sinal medido pelo TDR.10

Outros equipamentos para teste de cabo UTP: • • •

Testador de cabo (teste das conexões no cabo - Wire Map) Multitester (medição de resistência, tensão e corrente elétrica); Zumbidor (testa continuidade de um fio ou sua localização);


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5.11.2 Parâmetros de teste de certificação em cabos UTP São os seguintes os parâmetros de testes em certificação, segundo a norma ANSI/TIA/EIA-568-B.2 (antigas TSB-67/95): • • • • • • • • • •

Wire Map (Mapeamento dos fios) Comprimento (m) Atenuação (dB) NEXT (Near End Crosstalk) (dB) FEXT (Far End Crosstalk) (dB) ELFEXT (Equal Level – FEXT) (dB) PS-NEXT (Power Sum NEXT) (dB) Return Loss (perda de retorno) (dB) ACR (relação Atenuação – NEXT) (dB) Propagation Delay (Atraso de propagação) e Delay Skew (Desvio de Propagação) (ms)

Os parâmetros de teste exigem um mínimo de conhecimento sobre sinais elétricos, eletricidade básica e alguns conceitos básicos de telecomunicações. Recomendamos o nosso curso Fundamentos de Telecomunicações e de Comunicação de Dados para quem quiser revisar ou estudar os conceitos citados acima. Para consultar as informações do curso, acesse o link: http://ititonline.wordpress.com/2012/10/26/curso-on-line-fundamentos-detelecomunicacoes-e-comunicacao-de-dados/ Ou nosso blog: www.ademarfey.wordopress.com Na próxima tabela iremos comparar a nomenclatura dos parâmetros de testes do cabo UTP antiga e mais recente. Como os termos consagrados demoram a se tornarem obsoletos é importante ter-se a noção dos dois termos usados, o novo e o antigo.


176


5.11.3 Nomenclatura dos testes em cabos UTP Tabela 5.6 Parâmetro de teste de Certificação Cabo UTP – ANSI/TIA/EIA-568-B.2.10

Parâmetro de teste – Nome “antigo”

Parâmetro de teste – Nome “novo”

Insertion Loss (IL) - Atenuação

Insertion Loss (IL)

Near End Crosstalk (NEXT)

Near End Crosstalk (NEXT)

Power Sum Near End Crosstalk (PSNEXT)

Power Sum Near End Crosstalk (PSNEXT)

Attenuation to Crosstalk Ratio (ACR)

Attenuation to Crosstalk Ratio – Near End (ACRN)

Power Sum Attenuation to Crosstalk Ratio (PSACR)

Power Sum Attenuation to Crosstalk Ratio – Near End (PSACR-N)

Far End Crosstalk (FEXT)

Far End Crosstalk (FEXT)

Equal Level Far End Crosstalk (ELFEXT)

Attenuation to Crosstalk Ratio – Far end (ACRF)

Power Sum Equal Level Far End Crosstalk (PSELFEXT)

Power Sum Attenuation to Crosstalk Ratio – Far End (PSACRF)

Return Loss (RL)

Return Loss (RL)

Wire Map

Wire Map

Propagation Delay

Propagation Delay

Delay Skew

Delay Skew

Length

Length


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5.11.4 Relatório da certificação Ao concluir-se a certificação, normalmente os equipamentos de testes possibilitam a criação de um relatório onde constam os vários testes efetuados, as medidas típicas e os valores constatados nos testes. Esse relatório deve ser inserido na documentação do projeto de sistema de cabeamento estruturado para garantia da qualidade do projeto, e para análise e conferência futura. Exibimos um relatório de testes de certificação a seguir.

Figura 5.8 Relatório de certificação de CAT 6.10 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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5.11.5 Testes em cabos UTP A seguir iremos discutir os principais testes de certificação realizados nos cabos UTP. 5.11.5.1 Comprimento Mede o comprimento do cabo através de meios elétricos. É limitado a um valor de 100 m, sendo este o valor considerado como referência para este tipo de teste. Um equipamento TDR é utilizado para calcular o comprimento total do link através da medida do tempo que um determinado pulso leva para ir e voltar ao longo do cabo. A fórmula adotada neste teste: Comprimento do Cabo = NVP * (tempo de ida e volta) * C -----------------------------------------------2 Onde: C= velocidade de propagação da luz em m/s NVP= velocidade nominal de propagação

5.11.5.2 Wire Map (Mapeamento dos fios) • • •

Identifica a integridade e correção das interligações dos fios do cabo aos pinos correspondentes na terminação (tomada, bloco ou patch panel); Indica inversão de pares, falhas de contato, etc.; Denotam falhas de montagem sérias, que deveriam ter sido detectadas durante a montagem.

Testes efetuados: • • • • •

Continuidade Curto circuito Par cruzado Par reverso Par dividido


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Figura 5.9 Teste wire map.10

5.11.5.2.1 Conectorização cabos UTP padrão 568A e 568B A terminação dos cabos UTP ao conector RJ-45 possui duas padronizações, exibidas abaixo, as quais são usadas para realização dos testes do Wire Map:

Figura 5.4 Conectorização cabos UTP padrão 568A e 568B.10 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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5.11.5.3 Impedância É a medida da oposição total que um circuito oferece ao fluxo de corrente alternada. • • • •

•

Medida em Ohms; As dimensões do cabeamento devem ser controladas para assegurar uma impedância estável; A impedância não é dependente da frequência x comprimento; A impedância desejada para o cabo UTP e STP é de 100 Ohms. A impedância pode ser afetada pelas torções dos condutores, juntamente com a espessura do isolamento ao redor dos condutores; As falhas por Perda de Retorno (visto a seguir) são geralmente causadas por problemas de impedância do cabo.

Figura 5.5 Impedância X Frequência. 10


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5.11.5.4 Atenuação A atenuação é a perda ou enfraquecimento do sinal que percorre um meio físico. • • • • • • • •

Mede a relação de potências entre a saída e a entrada (uma medição por par); Medida em Decibéis (dB); 3db representa perda ou enfraquecimento de 50% do sinal; Baixa atenuação equivale a sinal “forte”; Dependente do comprimento do meio físico; À medida que a frequência aumenta, a atenuação cresce exponencialmente; A atenuação nos cabos flexíveis é 20% maior do que nos cabos rígidos; Recentemente as normas chamam a atenuação de “Insertion Loss”.

Figura 5.6 Atenuação.1

Figura 5.7 Atenuação x Frequência x distância.10 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Tabela 5.2 Atenuação x Frequência x Categoria cabos.34

5.11.5.5 Crosstalk Crosstalk é a interferência ou ruído entre pares do mesmo cabo. Originalmente os dois tipos de medição para Crosstalk foram: •

Near-End (NEXT): o Medida na mesma ponta da fonte do sinal o 20-30 metros

•

Far End (FEXT) o Medida na ponta oposta da fonte do sinal o Equal-Level Far-End (ELFEXT)

Posteriormente outros testes derivados desses foram elaborados, como veremos adiante. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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sinal 1 Figura 5.8 O ruído Crosstalk retornando para a ponta transmissora do sinal.

Figura 5.9 Atenuação x Crosstalk (função do comprimento do cabo) cabo).32 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Figura 5.10 Testes em Cabo UTP.32

5.11.5.5.1 NEXT: Near End Cross Talk. É o acoplamento de um sinal de um par para outro par ou pares adjacentes. • • • • • •

Sinal cruzado entre pares trançados ou entre condutores; O NEXT é medido na ponta da transmissão (perto do sinal transmitido); Medido em dB, as falhas para esta medição são muitas vezes causadas por problemas de terminação; Mede a relação entre o sinal transmitido e a interferência no par adjacente; Alto NEXT significa menos interferência por ruído; Quanto maior a frequência, o NEXT diminui exponencialmente.

Figura 5.17 NEXT.33 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Figura 5.18 NEXT Par-a-Par (medido em cada par).1 Vemos na figura acima que gera-se o sinal num par e mede-se o NEXT nos outros pares na mesma ponta do cabo. 5.11.5.5.2 FEXT: Far End Cross Talk. Ruído Crosstalk, que é medido nos condutores que não estão sendo utilizados para a transmissão, na ponta distante ao par que gerou o sinal de teste. • • •

Caracteriza-se pela interferência de sinais de transmissores operando na outra extremidade do link. A medida é realizada na recepção ou na parte mais distante da transmissão. Medido em dB, as falhas para esta medição são muitas vezes causadas por problemas de terminação.

Figura 5.19 FEXT.33 Em redes full-duplex, o NEXT e o FEXT são importantes fatores a serem observados nos testes de certificação. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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5.11.5.5.3 PSNEXT + PSELFEXT + PSACR Devido às características das redes padrão Ethernet atuais, por exemplo, por trabalharem no modo full-duplex, onde mais de um par é utilizado, os testes a seguir foram criados/atualizados: • • • •

Power Sum NEXT (PSNEXT) – soma das potências do NEXT Power Sum ELFEXT (PSELFEXT) – soma das potências do FEXT Power Sum ACR (PSACR) – soma das potências do ACR

Os sinais são injetados em 3 fios e medidos num quarto. Essas medições são similares aos testes originais (NEXT, FEXT e ACR).

Figura 5.11 NEXT Power-Sum (Soma das potências).1 Nesse teste gera-se o sinal em 3 pares e verifica-se o efeito no quarto par. 5.11.5.5.4 ELFEXT e PSELFEXT O ELFEXT é a diferença entre o FEXT e a atenuação (Insertion Loss) e é crítico quando dois ou mais pares transmitem sinais na mesma direção (Ex.: Ethernet Gigabit a fullduplex). O PSELFEXT mede o ELFEXT quando se aplica o sinal em 3 pares e verifica-se a influência da interferência no quarto par, na ponta distante. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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5.11.5.6 ACR (Attenuation Crosstalk Ratio) O ACR mede a relação entre a atenuação e o crosstalk num par de fios no cabo UTP. •

Atenuação pela taxa de Crosstalk: o Medida em Decibéis (dB); o Altas ACR representam um sinal forte e baixo ruído; o A verdadeira ACR é um balanço entre atenuação e NEXT; o A ACR é uma espécie de relação sinal/ruído.

Figura 5.121 ACR (Atenuação em dB x Frequência).34 5.11.5.7 Propagation Delay Usado para definir o tempo de propagação do sinal da origem ao destino do cabo.

Figura 5.13 Tempo de propagação.10 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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5.11.5.8 Delay Skew Delay Skew (desvio por atraso) é a diferença no atraso de propagação entre o par mais lento e o par mais rápido no meio físico (UTP). Usado, portanto, para definir a diferença na velocidade do sinal entre o par mais lento e o mais rápido, dentro de um cabo. Também pode definir o atraso dentro de um par individual. Deve ser inferior a 45-50 45 50 ns para um cabo do cabeamento horizontal de 4 pares.

pares).1 Figura 5.14 Delay Skew (teste com 4 pares) 5.11.5.9 .9 Propagation Delay e Delay Skew Os dois parâmetros são críticos em circuitos de alta velocidade onde se usam os 4 pares do cabo UTP (rede LANs Gigabps e superiores).

Figura 5.15 Propagation delay e delay skew.10 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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5.11.5.10 Perda de retorno (Return Loss) É a taxa de potência refletida dada uma potência inserida. • •

É a medida de sinais refletidos que ocorrem ao longo de um sistema de cabo de rede. Muitas vezes, é causado por imperfeições nos condutores de cabo, descasamentos de impedância, ou mau contato em um plugue ou tomada.

Características da Perda de retorno: • • •

Quando maior o valor, menor o retorno do sinal Variação não linear em relação à frequência Performance maior nas médias frequências

Figura 5. 16 Perda de Retorno.15

Figura 5.17 Variação da perda de retorno em função da frequência no cabo UTP. 34 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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5.11.6 Resultados da certificação num teste de canal Em função dos vários testes realizados, os instrumentos de testes vão originar um relatório de Certificação, com os valores medidos e os valores padrões, determinando se o teste foi realizado com sucesso ou não. Na figura abaixo vemos representado um teste de canal e o relatório produzido.

Figura 5.27 Resultados da certificação num teste de canal.10


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Figura 5.28 Parâmetros técnicos de Certificação em cabo UTP.1 No gráfico acima, vemos alguns parâmetros de certificação sendo exibidos, contatandose que quanto maior a frequência utilizada pior o desempenho do cabo.

5.12 CERTIFICAÇÃO EM CABOS ÓPTICOS A certificação nos cabos ópticos consiste de procedimentos de inspeção e testes nesses cabos. O número de parâmetros de teste no cabo óptico é menor do que no cabo UTP, porém o procedimento de teste é mais sofisticado. Isso se deve, principalmente, pela imunidade a ruídos externos da fibra óptica (não existe a ocorrência do Crosstalk, por exemplo). Fatores como limpeza dos conectores e adaptadores ópticos, qualidade dos cabos ópticos de teste, aferição dos medidores, são críticos para uma certificação eficaz. Como a fibra óptica é cada vez mais utilizada nas redes LAN acredita-se que os procedimentos de teste e acesso aos instrumentos será cada vez mais facilitado. As normas que tratam dos testes em cabos ópticos são: Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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- ANSI/TIA/EIA-568-C.3 – Define especificações de teste em fibra óptica (Anexo A) - TIA-526-14-A – Métodos de teste em fibra multímodo - TIA-526-7 - Métodos de teste em fibra monomodo 5.12.1 Equipamentos usados na certificação em cabeamento óptico 5.12.1.1 Power Meter Conjunto de componentes de testes, composto por um gerador e um medidor de potência luminosa, que é usado para testar a perda de potência em componentes ou cabo óptico. O gerador de sinal luminoso, portanto, atua em conjunto com o medidor. • •

Não gera uma certificação; Somente realiza um teste de potência óptica em todo o link, considerando a soma de todas as perdas de potência (fibra, conectores e emendas). Testes realizados: o Insere um sinal na fibra com determinada potência luminosa numa ponta e mede a potência luminosa em outra

Figura 5.29 Power Meter.10


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5.12.1.2 OLTS (Optical Loss Test Set) - Test Set Óptico O Test Set para fibra óptica é um instrumento sofisticado que integra um medidor de energia luminosa, uma fonte de luz que trabalha com vários comprimentos de ondas integradas, e um software que apresenta parâmetros limites dos testes efetuados num display. A fonte de luz proporciona estabilidade e alta precisão de medição para os comprimentos de onda de fibra disponibilizados no instrumento, possibilitando a medição da atenuação desse meio físico. Testes realizados: o Atenuação ou perda total da fibra (Loss) o Performance da fibra em vários comprimentos de onda

Figura 5.18 OLTS (Optical Loss Test Set) – Test Set Óptico.10


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5.12.1.3 OTDR (Refletômetro Ótico no Domínio do Tempo) O OTDR funciona da seguinte forma: Basicamente o OTDR (optical time-domain reflectometer) é um instrumento optoeletrônico que injeta uma série de pulsos ópticos na fibra e mede os sinais dispersos ou refletidos em pontos da fibra, da origem até o destino. Ele utiliza o retro-espalhamento para o diagnóstico da fibra. As reflexões são causadas pela variação do material do núcleo da fibra testada. A potência do sinal refletido é medida e as várias medições são integradas na função do tempo e um gráfico é plotado no display do instrumento. Testes realizados: o Ruptura na fibra o Comprimento do cabo O OTDR Realiza todos os parâmetros requisitados para a certificação do cabo óptico. Ele pode verificar detalhadamente a atenuação em cada elemento do link individualmente.

Figura 5.19 OTDR (Refletômetro Ótico no Domínio do Tempo).10


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5.12.2 Inspeção manual dos conectores da Fibra Antes dos testes de certificação da fibra propriamente ditos, recomenda-se a inspeção visual na fibra e limpeza dos conectores e aferição dos cabos dos testadores.

Figura 5.20 Inspeção manual dos conectores da Fibra.10

5.12.3 Testes em Cabo Óptico Os principais testes realizados em cabo óptico são (conforme a Fluke Networks): • • •

Comprimento da fibra Descontinuidade da fibra Atenuação na fibra (comprimento x coeficiente de atenuação)


196


•

Perda de potência (Power Loss) ou Perda por Inserção (Insertion Loss)

Outros testes que podem ser realizados na fibra óptica: • • •

Ganho Óptico Degradação do sinal Óptico Pico de reflexão

5.12.3.1 Comprimento da fibra O comprimento pode ser determinado por instrumento ou por marcas no cabo. Determinar o comprimento pelo instrumento é uma boa opção, pois o comprimento pode variar em relação à marcação do cabo. Um OLTS (optical loss test set) emite um sinal luminoso num comprimento de onda especificado e o equipamento remoto faz a medição. Esta medida é comparada com valores padrões e o comprimento e a perda de potência da fibra é determinada 5.12.3.2 Teste de continuidade • • • •

Este teste somente assegura que a luz passará de uma extremidade do enlace para outra; Não indica nenhum dano na terminação da fibra que possa ter ocorrido durante a instalação; Não garante a qualidade da instalação, servindo somente como referência básica sobre a continuidade da fibra; Cuidado: Nunca olhe diretamente para a extremidade de um cabo de fibra que esteja conectado em um dispositivo ativo.

5.12.3.3 Atenuação A atenuação é a perda de potência do sinal transmitido ao longo do meio físico. Na fibra óptica podemos calcular a atenuação da seguinte forma: Atenuação do Link = Atenuação do Cabo + Aten. do Conector + Aten. da Emenda Atenuação do Cabo (dB) = Coeficiente de Atenuação (dB/km) * Comprimento (km)


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Tabela 5.3 Valores do Coeficiente de Atenuação.10

5.12.3.4 Perda de potência (Power Loss) Um OLTS (optical loss test set) emite um sinal luminoso num comprimento de onda especificado e o equipamento remoto faz a medição. É determinada a perda absoluta da potência. Esta medida é comparada com valores padrões e a perda de potência da fibra é determinada.

Figura 5.21 Teste de perda de potência no patch cord de fibra (Power Loss). 30 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Links da Fibra

TOs

Patch Panel

Gerador do sinal

Medidor de potência

Figura 5.22 Teste de perda de potência no cabo de fibra óptica (Power Loss).10

5.13 PROBLEMAS COM OS PARÂMETROS DE CERTIFICAÇÃO DO CABO UTP •

Comprimento o Falhas indicam problema de projeto, encaminhamentos ou acompanhamento; Atraso e variação do atraso o Variação no atraso normalmente indicam problemas com o meio físico; Impedância Característica o Normalmente associada à qualidade do meio físico; Erros de Comprimento o Verificar se o NVP calibrado no scanner está em concordância com a categoria do cabo; o Verificar se o cabo foi instalado com o comprimento dentro das normas e se os cordões de manobra não são muito compridos; Erros de WireMap o Verificar se o código de cores adotado está correto nas terminações; o Assegurar que o cordão de manobra do equipamento não tenha cruzamento entre 2 pares;


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•

•

•

Erros de Insertion Loss (Atenuação) o A atenuação aumenta com a frequência, comprimento do cabo e temperatura. Acima dos valores “margem” a transmissão de dados fica comprometida. o Categoria inadequada do cabo e acessórios, calibragem do scanner com NVP errado; o Comprimento excessivo e conexões mal feitas no patch panel e tomadas; o Patch cords não são de cabos flexíveis; Erros de NEXT e ELFEXT o Conexões mal feitas (Verificar estado das ferramentas. Ex. deformação dos alicates de crimpagem e pressão da ferramenta de inserção); o Utilização de serviços simultâneos no mesmo cabeamento (Ex. voz e dados); o Verificar a qualidade e a categoria dos acessórios empregados (patch panel, conectores); o O destrançamento dos pares está acima do tamanho máximo permitido (12 mm); o O scanner não foi calibrado corretamente. O scanner deve ser calibrado antes da realização dos testes e longe de fontes de ruído. Erros de Return Loss o Troque a extremidade mais próxima do cordão ou cordão do instrumento e refaça o teste; Erros de Propagation Delay/Delay Skew o Verificar se o cabo é certificado para atender aos requisitos de atraso especificado; o Certificar se o cabeamento não excede o comprimento e se todos os cabos foram instalados com comprimento igual; Erros de Capacitância o Cabos rompidos, blindagem ou condutores em curto. Ruído excessivo no cabo.

5.14 O CORRETO E O INCORRETO NA INSTALAÇÃO DE CABO UTP Correto: • • • •

Esticar o cabo adequadamente Agrupar os cabos adequadamente Usar curvas nos cabos menores do que 90 graus Utilizar ferramentas adequadas


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• •

Usar o cabo adequado para cada ambiente de instalação Obedecer a distância máxima do cabo

Incorreto: • • • • • •

Não esticar o cabo de forma exagerada Ao agrupar o cabo não apertar demais a cinta Dobrar o cabo em 90 graus Destrançar mais que 12 mm na ponta do cabo Realizar emendas no cabo fora das normas Danificar a capa de proteção do cabo

5.14.1 Exemplos de instalações ruins (e certificação negativa) • • • • • •

Comprimento do cabo excedendo 90 metros. Cabos UTP categoria 5e ou 6, excedendo mais de 12 mm de pares destrançados nos locais de terminações. O cabeamento horizontal foi emendado no teto ou no piso falso porque os cabos estavam muito curtos para alcançar o hardware de conexão (}) Exceder o raio máximo da dobra do cabo. Cabo exposto na capa de proteção é um sinal de que o cabo pode ter sido danificado. Conectores de fibra não utilizados tendo a inversão de polaridade e não estar com uma cobertura de proteção aplicada a eles, sujeitando os conectores às contaminações ambientais.

CONCLUSÃO DO CAPITULO Procuramos neste capítulo estudar os principais testes de Certificação realizados nos cabos UTP e cabos de fibra ótica. Analisamos também os instrumentos de testes utilizados para a Certificação. Como a certificação é um segmento do Cabeamento Estruturado constantemente sendo aperfeiçoado, é necessário uma atualização também constante nessa área.


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CAPÍTULO 6 ATERRAMENTO EM CABEAMENTO ESTRUTURADO INTRODUÇÃO Apresentamos a seguir uma introdução ao aterramento em cabeamento estruturado. Este documento tem a finalidade de introduzir os conceitos básicos do aterramento. Não tem a pretensão de esgotar o assunto. Entendemos que o assunto ligado ao aterramento é um assunto muito sensível. Conforme o tipo de cabeamento estruturado, é recomendada a contratação de especialistas na área, por se tratar de um assunto, como já citado, sensível. Sensível no sentido de envolver a proteção das pessoas que trabalham na organização e também os equipamentos de comunicação de dados que hoje são essenciais para a sobrevivência dessa mesma organização. O objetivo deste capítulo é que o pessoal interno de TI tenha conhecimentos básicos do aterramento e possa contratar e acompanhar o serviço de pessoal especializado no assunto. 6.1 OBJETIVO DA NORMA ANSI/EIA/TIA 607 A norma trata de requerimentos para Sistemas de Aterramento para Telecomunicações em Edifícios Comerciais - é, portanto, a norma determinante no assunto. Quando tratamos de Aterramento em Cabeamento Estruturado, portanto, a norma ANSI/EIA/TIA 607 deve ser seguida. A norma ANSI/EIA/TIA 607 define um padrão para o projeto e instalação de sistemas de aterramento dentro e entre edifícios, estipulando como regra básica a necessidade de se ter um único potencial de terra para todos os aterramentos existentes, isto é, termos os diversos aterramentos existentes nos edifícios interligados para evitar diferenças de potencial entre eles. Alguns conceitos são fundamentais ao se trabalhar com a norma 607 e com proteção de equipamentos de telecomunicações. O aterramento (em inglês o termo usado é “grounding”) é utilizado para proteger pessoas e equipamentos de surtos de corrente anormais no sistema e a interligação ao aterramento (em inglês o termo usado é “bounding”) é utilizado para equalizar ao potencial de terra.36


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Não confundir os dois termos e saber a função de cada um evita muito dissabor.36 A atividade de aterramento e interligação ao aterramento (Grounding and Bounding) tratado na norma ANSI/EIA/TIA 607 serve diferentes setores da indústria, não se restringindo ao setor de telecomunicações. Por exemplo, os setores da indústria que trabalham na automação predial e em sistemas de controle industrial rotineiramente especificam ssitemas distintos para o aterramento (Grounding) e interligação ao aterrramento (Bounding). Vamos nos focar nos seguintes princípos, neste capítulo: •

A norma ANSI/EIA/TIA 607 trata exclusivamente da interligação equipamentos de telecomunicações ao aterrramento (Bounding)!

dos

•

O assunto de aterramento (grounding) é assunto para engeneheiro elétrico especilializado no assunto!

6.2 HISTÓRICO DA NORMA ANSI/EIA/TIA 607 A ANSI/TIA-607-A foi publicada em 1994. Uma nova versão, a ANSI/TIA-607-B foi publicada em Agosto de 2012. Em Janeiro de 2013, foi publicada a ANSI/TIA-607-B-1 “Addendum 1, External Grounding” . 6.3 CONCEITOS BÁSICOS DE ATERRAMENTO Aterramento, significa o quê? Significa acoplamento permanente de partes metálicas com o propósito de formar um caminho condutor de eletricidade, tanto para assegurar continuidade elétrica quanto para capacitar uma condução segura qualquer que seja o tipo de corrente circulante. Qual sua função principal? -Proteger o usuário do equipamento das descargas atmosféricas; -Descarregar cargas estáticas acumuladas nas partes metálicas das máquinas ou equipamentos para a terra; -Facilitar o funcionamento dos dispositivos de proteção.


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Como se faz isto então? Bem, existem algumas técnicas usadas para se executar um aterramento, uma delas é a utilização de uma “haste de aterramento” que vem a ser: -Uma barra de cobre com tamanho comum de 2m, veja a figura abaixo.

Figura 6.1 Haste de aterramento.1 -Outra forma é utilizar uma “malha de terra” que é um conjunto de “hastes de aterramento” interligadas. Veja o exemplo abaixo, de um conjunto de hastes no formato triangular, onde temos 3 hastes interligadas entre si para melhorar o rendimento do sistema de aterramento.

Figura 6.2 Conjunto de hastes de aterramento no formato triangular.1


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Figura 6.3 Sistema de malha de aterramento.1 Quando criamos um sistema com malhas de aterramento, colocando não uma, mas várias barras de cobre interligadas, aumentamos a eficiência do sistema do TERRA. Quanto mais barras interconectadas, mais eficiente é esse sistema de aterramento. Para começar, o aterramento deve ser feito na rede elétrica. Veja o exemplo abaixo.

Figura 6.4 Interligação da tomada elétrica de 3 pinos à haste de aterramento.1 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Para a execução de um bom aterramento alguns cuidados devem ser tomados: -Um ponto de dúvida é o valor da resistência de aterramento. Ela mede a capacidade do aterramento de descarregar a energia para a terra. Quanto menor essa resistência, melhor para a instalação, pois mais rápida será a atuação das proteções. -A norma brasileira de proteção contra descargas atmosféricas (NBR 5419/93) recomenda um valor máximo de 10 ohms. Para medir a resistência de um aterramento usa-se um aparelho chamado de Megômetro. É testado nas hastes de aterramento quando interligadas, não na tomada. Valor tolerável é de 1 Ohm até 25 Ohms. -O aterramento deve ser de ponto único e não deve ser curto-circuitado ao neutro. -Ao fazer um sistema de aterramento, há de se analisar alguns aspectos: Solo: Um solo ideal é não arenoso, ligeiramente úmido e que não esteja bloqueado por camadas de cimento, evitando que o solo mantenha a umidade. Material utilizado: Cabos, ao invés de fios rígidos, têm melhores resultados. Cuidado no local de instalação: Evite instalar aterramentos perto de piscinas, locais onde crianças costumam brincar ou travessia de carros, evitando que este se estrague. Material básico necessário: Barra de cobre: barra de ferro revestido em cobre, com tamanhos padronizados entre 1,30m até 3,5m. Cabos para aterramento: cabos com muitos fios são ideais para um aterramento de qualidade, lembrando sempre que quanto mais espesso for o cabo, melhor a qualidade do aterramento. Se optar por fios rígidos, não se esqueça de tirar a capa plástica que envolve o fio, devido à eletricidade estática - apesar de aterrado. Abraçadeira em cobre: Serve para conectar o cabo à barra de cobre, sem precisar de grandes esforços ou improvisos ineficazes. 6.4 SISTEMA DE ATERRAMENTO SEGUNDO A NORMA ANSI/EIA/TIA 607 Afinal, depois da introdução e dos conceitos apresentados, veremos o que diz a Norma ANSI/EIA/TIA 607. O objetivo inicial desta Norma é providenciar especificações claras sobre aterramento e links relacionadas às infraestruturas de telecomunicações de edifícios. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Inicialmente vamos conhecer a terminologia, algumas definições e conceitos de elementos que compõem a Norma. 6.4.1 Terminologia Os principais termos utilizados na norma TIA/EIA 607 são os que apresentamos abaixo: Aterramento (Earthing) •

A conexão de partes condutivas expostas ao terminal de aterramento principal da instalação Interligação equipotencial (Equipotential bonding)

•

A conexão elétrica que coloca várias partes condutivas expostas e partes exteriores condutivas num potencial de voltagem substancialmente igual Interligação ao aterramento (Grounding – termo Americano)

•

A interligação, intencional ou acidental, entre um circuito elétrico e o aterramento do prédio.

6.4.2 Definições e elementos do sistema de aterramento e interligação ao terra Seguem as definições mais detalhadas dos elementos que compõe o sistema de aterramento de equipamentos de telecomunicações propostos pela norma EIA/TIA 607. - Aterramento efetivo refere-se a uma conexão intencional através da terra até um conector subterrâneo com impedância suficientemente baixa. É preciso haver corrente com capacidade suficiente para prevenir a acumulação de voltagem que potencialmente resultaria em um risco desnecessário a equipamentos e pessoas. - Condutor ao eletrodo de aterramento subterrâneo (Ground electrode conductor) é um condutor usado para conectar o eletrodo de aterramento subterrâneo ao sistema de aterramento do prédio ou à facilidade de entrada da companhia de eletricidade do prédio. - Condutor de aterramento de telecomunicações é um condutor usado para interconectar a infraestrutura do link de aterramento de telecomunicações ao sistema de aterramento principal (fornecedor de energia) do edifício. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Barramento do Aterramento Principal de Telecomunicações (Telecommunications Main Grounding Backbone - TMGB) refere-se a um barramento de aterramento principal do sistema de aterramento de telecomunicações de um edifício comercial. O TGB deve estar em um local conveniente e acessível, normalmente na entrada de facilidade de eletricidade do prédio. - Barramento de Aterramento de Telecomunicações (Telecommunications Grounding Busbar - TGB) é um barramento de aterramento disponível em cada sala de equipamentos e salas de telecomunicações. As TGBs se conectam à TMGB. - Condutor de Interligação do Backbone de Aterramento de Telecomunicações (Telecommunications Bonding Backbone -TBB) é um condutor de cobre usado para conectar o aterramento principal de telecomunicações (TMGB) a todos os barramentos de aterramento de telecomunicações (TGB) localizados no mesmo edifício. Pode existir um backbone de TBB para cada ala do prédio, seguindo de andar em andar até o topo do prédio. - Condutor de Interconexão dos Backbones de Aterramento de Telecomunicações (TBB Interconecting Bonding Conductor - TBBIBC) é um condutor usado para interconectar os backbones de link de telecomunicações (TBB), nos andares finais de um edifício, quando o mesmo abrigar mais de um mesmo backbone de TBBs. Observe na figura a seguir os elementos acima definidos e a comparação que fizemos em relação aos subsistemas do Cabeamento Estruturado:

• • • • • •

Condutor eletrodo de aterramento Condutor de aterramento em telecomunicações TMGB TGB TBB TBBIBC


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Figura 6.5 Esquema de aterramento e interligações no Cabeamento Estruturado.1 Na figura acima vemos os principais elementos do aterramento (grounding) e interligação ao aterramento (bounding). O TBB faz o papel de uma espécie de “backbone de aterramento”, interligado o TMGB (entrada de facilidade) aos TGB (salas de equipamentos e salas de telecomunicações). O TBBIBC interliga dois TBBs quando houver necessidade (duas colunas de TBB por prédio, por exemplo). O condutor de Aterramento de Telecomunicações interliga o TMBG (bounding) ao sistema de aterramento do prédio (grounding), realizando a interligação do sistema de telecomunicação ao aterramento do prédio.


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Vejamos nas figuras abaixo detalhes do TMGB e do TGB

Figura 6.6 Detalhes do TMGB e do TGB. 38 Percebe-se o TMGB possibilita a conexão de vários TBBs, enquanto o TGB, que atende as conexões ao terra na sala de equipamentos ou salas de telecomunicações, tem uma estrutura menor para as interconexões. 6.5 CONCEITUAÇÃO E INSTALAÇÃO DOS ELEMENTOS DO ATERRAMENTO 6.5.1 Condutor de link de aterramento para telecomunicações O Condutor de aterramento para telecomunicações (Bonding Conductor for Telecommunications) é usado para interligar o TMGB ao ponto de aterramento central do edifício, o qual está conectado ao condutor de eletrodo subterrâneo. Existem três importantes considerações a respeito de condutores de aterramento para telecomunicações:


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•

O condutor central de cobre precisa ser isolado e ser ao menos de seção 6 AWG.

•

Estes condutores não devem localizar-se em conduítes metálicos. Se isso não puder ser evitado, os condutores precisam ser interligados a cada saída do conduíte caso a distância for maior que 1 m de comprimento.

•

Assegurar que estes condutores de link estejam apropriadamente marcados com etiquetas verdes.

6.5.2 Condutor de Interligação do backbone de aterramento de telecomunicações O condutor de Interligação do Backbone de Aterramento de Telecomunicações (TBB) é um condutor independente usado para interconectar todos os TGBs ao TMGB. O TBB inicia no TMGB e estende-se através do edifício usando rotas do backbone de telecomunicações. O TBB conecta-se aos TGBs em todos os armários de telecomunicações e salas de equipamentos. A função primária do TBB é reduzir ou compensar diferenças entre sistemas de telecomunicações interligados a ele. O projeto do TBB inclui as seguintes recomendações: •

Ser consistente com o projeto do backbone de telecomunicações do sistema de cabeamento.

•

Permitir múltiplos TBBs, segundo o tamanho do edifício.

•

Projetar o comprimento mínimo do TBB.

•

Não usar o sistema de encanamento de água do edifício como um TBB.

•

Não usar proteção metálica do cabo como um TBB em novas instalações.

•

O tamanho mínimo do condutor é 6 AWG.

•

Múltiplos TBBs verticais precisam estar interligados no andar superior do prédio e a cada 3 andares usando um condutor de interconexão do link (TBBIBC) interconectando os TBBs.

•

Os TBBs deverão ser instalados sem emendas.


211


Exemplos de instalações do TMGB e TGB

Figura 6.7 Detalhes do TMGB com interligações.37

Figura 6.8 Detalhes de uma barra de aterramento de um prédio.37


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Figura 6.9 Detalhes de aterramento de um rack (Panduit).37 Na figura acima, percebe-se o TMGB (número 10) e sua interligação com os bastidores de equipamentos. 6.5.3 Barramento do aterramento principal de telecomunicações O Barramento do Aterramento Principal de Telecomunicações (TMGB) serve como uma extensão dedicada ao sistema de eletrodo de aterramento subterrâneo do edifício da infraestrutura de telecomunicações. Também atua como ponto central de conexão para TBBs e equipamentos. Algumas considerações do projeto de um TMGB: •

Tipicamente há um TMGB por edifício. O TMGB pode ser estendido usando e seguindo as regras dos TGBs.


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•

O TMGB precisa ser acessível ao pessoal de telecomunicações. Normalmente localiza-se na sala de entrada de facilidade de energia elétrica ou na sala de entrada de facilidades de telecomunicações principal do prédio. Sua localização deve minimizar o comprimento do condutor do link para as conexões de telecomunicações.

•

Os TMGBs têm um mínimo de 6 mm de espessura, 100 mm de largura e comprimento variável. Assegurar que o tamanho da barra permita futuro crescimento.

6.5.4 Barramento do aterramento de telecomunicações O Barramento do Aterramento de Telecomunicações - Telecommunications Grounding Busbar - (TGB) está localizado em um armário de telecomunicações (TC) ou sala de equipamentos, pode servir como um ponto central de conexão para sistemas de telecomunicações e equipamentos na área servida pelo TC ou sala de equipamentos. Características do TGB: Barramento de cobre pré-perfurado fornecido com padrão NEMA de orifícios e espaçamento para parafusos, para os tipos de conectores a serem usados. Mínimo de 6 mm de espessura por 50 mm de largura, comprimento variável. Considerações de projeto do TGB TBBs e outros TGBs localizados no mesmo espaço precisam ser vinculados ao TGB. Condutores de link usados entre TBB e TGB precisam ser contínuos e utilizar o caminho mais curto, rota direta se possível. Instalar o TGB tanto fechado quanto mais próximo possível do bastidor ou rack da sala de telecomunicações ou sala de equipamento. Interligar o TGB ao TBBIBC onde for necessário. 6.5.5 Interligação à estrutura de metal de um edifício A Interligação à Estrutura de Metal de um edifício é feita em prédios onde as estruturas de metal estão efetivamente aterradas, e significa interligar cada TGB à estrutura de metal no interior da sala, usando um condutor nº 6 AWG. Se a estrutura de metal é Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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externa, mas acessível, interligue o TGB à estrutura de metal usando um condutor nº 6 AWG. Observação: um condutor de 6 AWG corresponde a um condutor com uma seção de 16 mm2, ou seja, com 4 mm de diâmetro. 6.6 ATERRAMENTO NA SALA DE TELECOMUNICAÇÕES Os equipamentos instalados na sala de telecomunicações e também na sala de equipamentos devem estar aterrados e interligados ao terra. Com o advento das redes de alta velocidade padrão Ethernet em alguns casos os cabos STP são utilizados. Nesses casos, o correto aterramento e interligação ao terra tornam-se fatores importantes para o bom funcionamento do sistema de cabeamento estruturado. Como sabemos o cabo STP e suas variações possuem uma malha externa para proteger os pares internos contra interferências eletromagnéticas. Esta malha deve ser eficientemente ligada ao sistema de aterramento do prédio, tanto numa extremidade como na outra. Segundo a Siemon38, O cabeamento blindado, de um tipo ou de outro, tem sido o preferido para a infraestrutura de cabeamento no mercado global há muitos anos. Os cabos descritos como blindados, são os cabos screened unshielded twisted pair (F/UTP - par trançado não blindado com malha externa), e os cabos totalmente blindados, foil shielded twisted pair (S/FTP – par trançado com uma malha externa além de uma malha interna individual para cada par trançado) estão ganhando popularidade nos mercados onde o cabeamento de par trançado não blindado (UTP) tem tradicionalmente sido o mais utilizado. A razão disso, como explanado acima, está vinculada à publicação do padrão conhecido como IEEE 802.3an 10GBASE-T (como também dos novos padrões emergentes 40GBaseT) e à sensibilidade ao ruído presente em cabos adjacentes nas aplicações emergentes. Este ruído proveniente em cabos adjacentes é conhecido como o alien crosstalk. Segundo a Siemon,38 os sistemas de cabeamento de 10 Gbps com malha externa e totalmente blindado, como a categoria 6A F/UTP e a categoria7 S/FTP, são todos imunes ao alien crosstalk, que apresenta problemas para categoria e cabeamento 6A Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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UTP.

Figura 6.10 Cabo F/UTP.38

Figura 6.11 Cabo S/FTP.38 No cabo F/UTP a malha é externa, envolvendo os 4 pares UTP e no cabo S/FTP, além da malha externa, os 4 pares recebem uma blindagem individual. Vejamos na figura a seguir como seria o esquema genérico dessa vinculação ao sistema de aterramento de um cabeamento horizontal utilizando cabos STP. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Figura 6.12 Aterramento e interligação ao terra na TR e área de trabalho.1 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Na figura anterior, a sala de telecomunicações, os equipamentos ativos, o cabo STP e o PC devem estar interligados ao terra para que a proteção contra o EMI funcione adequadamente. Perceba todos os elementos da norma 607 contemplados na figura, compondo o sistema de aterramento e interligação ao terra (grounding e bounding). A sequência de aterramento começa desde a tomada AC, devidamente aterrada, no PC, o patch Cord STP, TO auto aterrada, o cabo STP, o patch panel com tomada autoaterrada, o aterramento do patch panel ao bastidor, o aterramento do bastidor ao TGB, Do TGB, a interligação do TBB ao TMGB. Do TMGB sai o condutor de aterramento em Telecomunicações que se interconecta ao aterramento do prédio. Embora o aterramento dos equipamentos ativos nas salas de telecomunicações e salas de equipamento seja uma questão de proteção do equipamento e do ser humano (proteção contra surtos de corrente indesejáveis e danosos), o aterramento nos cabos blindados é uma questão de performance.38 A interligação ao terra nos cabos S/UTP e F/STP citados é uma questão de performance: a interligação ao terra faz com que as correntes induzidas pela EMI (interferência eletromagnéticas) sejam conduzidas ao aterramento do prédio, diminuindo o efeito do ruído Alien Crosstalk e outros tipos de ruído, aumentando a taxa de transmissão no cabeamento estruturado. O profissional de cabeamento deve levar em conta que, ao usar cabos S/UTP e F/STP de categorias 6 e superiores, deve também reservar maior espaço no suporte físico do caminho do cabeamento vertical ou horizontal, pois tais cabos possuem o diâmetro externo maior do que um cabo UTP, ocupando, portanto, maior espaço em conduítes, esteiros, dutos, etc. CONCLUSÃO DO CAPITULO Este capítulo tratou de questões de aterramento e interligação ao terra, assuntos normatizados na ANSI 607 e o consideramos uma introdução ao tema proposto.


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CAPÍTULO 7 PROJETO DE CABEAMENTO ESTRUTURADO INTRODUÇÃO Este Capítulo tem como objetivo demonstrar ao leitor uma possível solução para uma solicitação de projeto de cabeamento estruturado e também servir como referência para futuros trabalhos na área profissional. Você foi convidado a participar de uma licitação para o projeto de rede com cabeamento estruturado da filial de uma grande empresa prestadora de serviços em energia elétrica. 7.1 FASES DE UM PROJETO Resumidamente, podemos dizer que todo projeto envolve quatro fases bem distintas, a saber: - Conhecimento das necessidades e exigências do cliente; - Elaboração do Projeto; - Execução do Projeto; - Certificação do Cabeamento. 7.2 CONHECIMENTO DAS NECESSIDADES E EXIGÊNCIAS DO CLIENTE Nesta fase o projetista entrevista o responsável técnico do cliente para obter informações sobre as necessidades de serviços atuais e futuras, além de conhecer a estrutura física e a disponibilidade financeira para a execução do projeto. 7.2.1 Informações sobre o projeto O projeto deverá ser desenvolvido para um prédio comercial de três andares dispostos segundo as plantas mostradas nas figuras correspondentes, indicadas a seguir. O usuário solicita que sejam disponibilizadas Tomadas de Telecomunicações para dados e voz, assim distribuídas: No Hall de Entrada, teremos 2 pontos de dados e 2 pontos de voz. No 1º Piso. Nas salas 1, 4, 5 e 7, teremos 4 pontos de dados e 4 pontos de voz.


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No 1º Piso e 2º Piso. Salas 2 e 3, onde se localizará o Call Center, teremos 20 pontos de dados e 20 de voz em cada sala. No 2º Piso. Nas salas 1, 4, 5 e 7, teremos 4 pontos de dados e 4 pontos de voz. Na sala de leitura, 2 pontos de dados e 2 pontos de voz. No 3º Piso. Nas salas 2, 3, teremos 8 pontos de dados e 8 pontos voz. Nas salas 1, 4, 5, e 7, teremos 4 pontos de dados e 4 pontos de voz. Na sala 7, teremos 2 pontos de dados e 2 pontos de voz. Portanto, no projeto completo, serão atendidos um total de 110 pontos de dados e 110 pontos de voz. O usuário solicita sugestão para enlace de dados de 2 Mbps com a Matriz via circuito dedicado, fornecido pela concessionária de telecomunicações local. Solicita acesso à Internet para toda a rede, exceção feita às máquinas do Call Center, pois os atendentes receberão consultas exclusivamente via 0800. O acesso será disponibilizado pela operadora local na velocidade de 2 Mbps, com roteador próprio da empresa ou o sugerido no projeto. A Matriz solicita utilização da rede 192.178.35.0/24 para configuração da rede interna. Solicita isolamento das máquinas do Call Center, de tal forma que nenhuma máquina das redes da empresa tenha acesso a elas. As máquinas do Call Center deverão acessar um Servidor de Arquivos, com registro de informações sobre clientes, e acessar um Servidor de Impressão para imprimir ordens de serviços e também deverão ter conectividade plena entre elas. As instalações de energia, alarmes e sistemas de supervisão prediais serão focos de outra licitação. O sistema de segurança da rede será desenvolvido pelo setor de TI do usuário, devendo o projeto contemplar unicamente o cabeamento e a estrutura lógica da rede local. Para tanto, o projeto deve detalhar os endereçamentos IPs da rede local, assim como, deve explicitar no descritivo, pormenores de execução do cabeamento. Detalhar os materiais a serem utilizados, tais como: Tomadas, cabos, calhas, canaletas, conectores, bastidores, switches, roteadores etc. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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O usuário informa que deverá haver na rede local: • • • • •

1 servidor de arquivos para atender exclusivamente o setor Call Center. 1 servidor de impressão para imprimir ordens de serviços geradas no Call Center. 1 servidor de arquivos para atender toda a rede local. 1 servidor de impressão reservado para a rede corporativa. 2 impressoras a laser de uso geral da rede.

O projeto poderá sugerir a utilização de roteador ou roteadores e também switches ou hubs que atendam as necessidades atuais e futuras. Novamente informa que as máquinas do Call Center não deverão ter acesso ao servidor corporativo, nem as outras máquinas da rede terão acesso ao servidor de arquivos do Call Center. Usuário solicita constar no projeto layout indicando as TOs em cada andar. Solicita constar no projeto a Topologia Lógica da rede com endereços IPs, ocupação das portas dos Switches, endereçamento das Interfaces do roteador e configurações das máquinas para acesso Internet e à Matriz. Observação: os equipamentos ativos de telecomunicações e comunicação de dados não fazem parte de um projeto de cabeamento estruturado. Incluímos, no entanto, tais equipamentos, para que o leitor tenha uma ideia mais prática da utilização deste projeto de cabeamento estruturado. É sabido que a rede local de computadores é a principal rede de telecomunicações a utilizar a infraestrutura de cabeamento estruturado e por isso da decisão de incluir a topologia lógica e informações sobre os ativos da rede local. 7.2.2 Plantas baixas dos ambientes A seguir exibiremos as plantas baixas dos três pisos do prédio comercial em que se baseia o presente projeto. Por questões de segurança física, escolheu-se o segundo andar para abrigar a sala de equipamentos. O caminho do cabeamento vertical se dará por um poço/galeria de cabos que interliga todos os três andares, conforme indicado nas plantas.


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Figura 7.1 Layout primeiro piso.1

Figura 7.2 Layout segundo piso.1 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Figura 7.3 Layout terceiro piso.1 7.3 ELABORAÇÃO DO PROJETO Na fase de elaboração do projeto se inicia com o descritivo do mesmo, citando elementos e materiais a serem utilizados, e especialmente, detalhando o processo de execução. Possíveis falhas que possa haver em qualquer projeto, devem sempre ser sanadas quando da execução prática do mesmo. Sendo um projeto exemplo, informações de tráfego e desempenho não estão sendo consideradas, porém salienta-se que qualquer projeto necessita ser testado e seu desempenho corrigido se necessário. Medidas nos desenhos e esquemas não seguem escalas, em razão de permitir uma melhor compreensão do que se deseja mostrar.


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7.3.1 Descritivo do projeto O projeto contempla a instalação de eletrocalhas, com fixação por fusos rosqueados no teto de alvenaria, ficando a uma distância de 0,5 m do teto e 0,5m do forro falso. Ver Planta com o Caminho do Cabeamento nas figuras 7.4 e as eletrocalhas nas figuras 7.5, 7.6 e 7.10. A descida do cabeamento horizontal se fará a partir das eletrocalhas por meio de canaletas plásticas sistema X, conforme figuras 7.7 e 7.8 e seguirá via canaletas afixadas às paredes das salas até as Tomadas de Telecomunicações (TO), conforme o caso. Serão utilizados cabos UTP CAT 6 a partir do MDF (distribuidor de facilidades principal, também nominado de BD, ou distribuidor de edifício, onde teremos a “Conexão Cruzada Principal") na sala de equipamentos, e dos IDFs (distribuidor de facilidades intermediárias, também nominado de FD, ou distribuidor de piso, onde teremos a “Conexão Cruzada Horizontal”) nos armários ou salas de telecomunicações (TR) dos andares relativos, até as TOs nas áreas de trabalho. Ver figuras 7.11, 7.12 e 7.13. Em cada ponto serão disponibilizadas duas Tomadas RJ45 padrão segundo normas vigentes. Uma tomada será disponibilizada para dados e a outra para voz. Serão utilizados cabos UTP CAT 6a para a interconexão entre o MDF e os IDFs, formando o Cabeamento Primário (Backbone). Ver figura 7.14. O PABX será instalado no 1º Piso junto ao POP, também conhecido como EF, ou entrada de facilidades. Será utilizado cabo UTP de 100 pares para a distribuição dos ramais do PABX até os Patch Panel próprios em cada MDF e IDFs. Ver figura 7.14. A Topologia da rede será conforme figura 7.15, contendo 3 Switches Cisco de 48 portas cada, instalados um em cada andar no MDF e nos IDFs. A Topologia sugere a utilização de roteador Cisco (à escolha do usuário) com duas portas de WAN e uma porta de LAN FastEthernet 100Mbps. Sugere-se ao usuário contratar da empresa prestadora de telecomunicações um link de rádio microondas com capacidade de 4x2 Mbps, disponibilizando um canal 2 Mbps para o acesso Internet, um canal 2 Mbps para acesso à Matriz e dois canais 2 Mbps, para dois sistemas E1, o qual disponibiliza 60 canais de voz para atender as necessidades do usuário.


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Serão disponibilizadas, segundo normas, as tomadas de voz junto às tomadas de dados. Isto não significa que o usuário vá disponibilizar através de seu PABX linhas para todas elas, vai depender da capacidade do PABX e da contratação pelo usuário de canais de voz junto à prestadora de serviços de telecomunicações. Será instalado no MDF um Rack de 19’’ com capacidade de 42U com porta e chave, onde serão acomodados os 4 servidores, o roteador, um switch 48 portas, 1 Patch Panel de 48 portas ocupando 2U para terminação do cabeamento horizontal do 2º Piso (total de dados 38 pontos), 1 Patch Panel de 48 portas para terminação do cabeamento horizontal que atende as TOs de Voz do 2º Piso (total de voz 38 pontos), 1 Patch Panel de 48 portas para a terminação do cabeamento telefônico proveniente do PABX, relativo aos ramais disponibilizados para este andar. Será instalado no IDF do 1º Piso um Rack de Parede de 19’’ com capacidade de 12U com tampa e chave, onde serão acomodados um switch de 48 portas, 1 Patch Panel de 48 portas ocupando 2U para a terminação do cabeamento horizontal do 1º Piso (total de dados 38 pontos), 1 Patch Panel de 48 portas para a terminação do cabeamento horizontal que atende as TOs de voz do 1º Piso (total de Voz 38 pontos), 1 Patch Panel de 48 portas para a terminação do cabeamento telefônico proveniente do PABX, relativo aos ramais disponibilizados a este andar. Será instalado no IDF do 3º Piso a mesma estrutura programada para o 1º Piso (citado acima), com a diferença que teremos no 3º Piso 34 pontos de dados e 34 pontos de voz. Para a Sala de Equipamentos (ER) será utilizada a sala 7 do 2º Piso, onde se acomodará o MDF e as impressoras, sobre mesas adequadas. A sala terá porta com chave e dará acesso somente ao pessoal autorizado. Veja na figura 7.17 detalhes de ocupação do Rack onde se encontrará o MDF e dos Racks nos IDFs. Na Configuração do roteador, segundo a Topologia Lógica sugerida, deverá ter configurado em sua porta de LAN duas sub-interfaces, sendo uma associada à VLAN 1 (corporativa) e outra associada à VLAN 2 (Call Center). Ver figura 7.16 Os endereçamentos IPs das sub-interfaces serão: S0/0.1- 192.178.35.1/25 associada à VLAN 1 S0/0.2- 192.178.35.129/25 associada à VLAN 2.


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Deverá ser configurada uma ACL (lista de acesso) negando o tráfego entre as VLANs, porém deixando a possibilidade de com a reconfiguração desta ACL, permitir que algumas máquinas da VLAN 1 (a critério da Gerência) possam acessar a VLAN 2, para fins de supervisão e monitoramento de desempenho da VLAN 2, onde residem as Máquinas do Call Center. Para os espaços de telecomunicações (MDF e IDF, distribuidores principais e secundários, respectivamente na sala de equipamentos e salas de telecomunicações) teremos as seguintes identificações: 1B – sala de telecomunicações B do 1º. Andar (andar + espaço de telecomunicações) 2A – sala de equipamentos A do 2º. andar 3C – sala de telecomunicações C do 3º. andar Para o sistema de identificação das TOs, estas serão identificadas segundo o esquema abaixo, o qual, por sua vez, segue a norma EIA/TIA 606: 1X-P01 Onde a letra 1 representa o andar, o X o espaço de telecomunicações para onde o cabo se destina, o P representa o patch panel, os números representam a posição no patch panel. Este código pode variar de instalação para instalação, dependendo do porte e tipo de instalação específica (empresa comercial ou Data Center, por exemplo). Então exemplificando: Para representar uma Tomada de uma Sala do 3º Piso a representação será: 3C-A01. Ou seja, a tomada em questão é atendida pelo espaço de telecomunicações C, no 3º piso, patch panel A, posição 01. A identificação nos Patch Panel no MDF e IDFs será feita da mesma forma descrita acima, ou seja, indicando o patch panel e posição no mesmo (A-01). Os cabos conterão identificação em cada ponta, com código semelhante ao da TO, indicando a origem e o destino do cabo (de / para). O pessoal de TI vai ter à sua disposição sistema manual ou informatizado, indicando o relacionamento entre as tomadas e o espaço de telecomunicações para onde ela se destina, tipo de cabo, interfaces, e informações adicionais desejadas.

“O sistema de identificação poderá ser definido pelo usuário se assim o desejar, desde que siga a recomendação EIA/TIA 606” Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Os materiais a serem utilizados no Projeto serão a seguir detalhados: • • • • • • • • • • •

Serão utilizados 4.953 metros de cabo UTP CAT 6; Serão utilizados 20 metros de cabo UTP CAT 6a; Serão utilizados 20 metros de cabo de 100 pares; Serão utilizados 18 Patch Panel de 48 portas; Serão utilizados 110 Tomadas RJ45 duplas com caixa de fixação externa padrão, conforme normas vigentes; Será disponibilizado 100 Patch Cords de 1,5 m para conexões no MDF e IDFs; Serão disponibilizados 200 Patch Cords de 5m para interligação das TOs com as respectivas áreas de trabalho; Serão disponibilizados 200 conectores RJ45 para conectorização do Cabeamento Horizontal e Vertical; Serão utilizados 250 metros de eletrocalhas 100x50mm; Serão utilizados 500 metros de canaletas plásticas tipo x. Materiais para fixação, emendas, conexões, juntas, fusos rosqueados, buchas para fixação e etc. Serão contabilizados na medida em que forem usados, sendo supervisionados por responsável indicado pelo usuário.

As máquinas da rede corporativa serão configuradas com os endereços IPs da subrede 192.178.35.0/25, sendo utilizado como Gateway o endereço da Sub-interface de LAN designada para a VLAN 1, que é 192.178.35.1/25. Os endereços IPs para acesso à Internet serão fornecidos pela operadora prestadora de serviços de telecomunicações. Necessariamente deverá ser programado NAT no roteador do usuário para atribuição de endereços válidos para o acesso Internet. Esta configuração ou configuração de preferência do usuário deverá ficar sob responsabilidade de seu departamento de informática ou então da operadora de telecomunicações. As máquinas do Call Center serão configuradas com os endereços IPs da sub-rede 192.178.35.128/25, sendo utilizado como Gateway o endereço da Sub-interface de LAN designada para a VLAN 2, que é 192.178.35.129/25. Teremos no projeto, 1 Servidor de Arquivos e 1 Servidor de Impressão designados para a VLAN 1 e teremos 1 Servidor de Arquivos e 1 Servidor de Impressão designados para a VLAN 2, todos eles estarão instalados na Sala de Equipamentos no 2º Piso.


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“Qualquer dúvida ou omissão no descritivo será objeto de análise e decisão conjunta entre o Usuário e o Projetista”. 7.4 EXECUÇÃO DO PROJETO Após a determinação do caminho do cabeamento, da escolha da Sala de Equipamentos e Salas de Telecomunicações ou Armários de Telecomunicações e demais procedimentos detalhados no descritivo, iniciam-se a execução detalhando o caminho do cabeamento na planta dada. 7.4.1 Detalhes do caminho do cabeamento

Figura 7.4 Detalhes do Caminho do Cabeamento. 1 7.4.2 Eletrocalhas Eletrocalhas são produtos que se adaptam perfeitamente para abrigar o cabeamento estruturado desde que observadas as características técnicas do produto, bem como sua correta instalação.


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Proporcionam o encaminhamento de cabeamento estruturado de alta capacidade, podendo ser utilizada de forma aparente ou entre forros. A melhor dimensão de secção é a de 100 x 50 mm, podendo ser do modelo perfurado ou liso. Não necessariamente precisam ter tampa. Existem algumas eletrocalhas no mercado com bordas vincadas, que evitam danos ao cabeamento quando do lançamento. Secção da canaleta 100 x 50mm

Qtde de Cabos UTP recomendada 97 mx.

Aconselha-se utilizar uma ocupação de 50%, no início do projeto. Como a ocupação em uma eletrocalha neste projeto, inicialmente não ultrapassa 60 cabos UTP, a escolha pelas dimensões acima se justificam. Detalhes das eletrocalhas e suportes usados no projeto.

Figura 7.5 Eletrocalha perfurada 100x50 mm.39

Figura 7.6 Tipos de junções.39


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7.4.3 Detalhes de materiais usados no caminho do cabeamento horizontal

Figura 7.7 Canaletas, terminações e tomadas.39

Figura 7.8 Canaletas, caixas de conexão, cotovelo e união.39


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Figura 7.9 Tomadas RJ45 e Cotovelo Interno.39

xemplo de utilização e fixação fix de eletrocalhas 7.4.4 Exemplo

Figura 7.10 Exemplo emplo de fixação de eletrocalhas.40


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7.4.5 Distribuição das TOs Primeiro piso

Figura 7.11 Distribuição das TOs do primeiro Piso.1 Na figura acima vemos a distribuição das TOs do primeiro piso, as áreas de trabalho, da localização do IDF (sala de telecomunicações), o cabeamento horizontal,o cabeamento vertical, a galeria de cabos para a passagem de cabos para a sala de equipamentos (MDF). Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Segundo Piso

Figura 7.12 Distribuição das TOs do segundo piso.1 Na figura acima vemos a distribuição das TOs do segundo piso, as áreas de trabalho, da localização do MDF (sala de equipamentos), o cabeamento horizontal, o cabeamento vertical, a galeria de cabos para a passagem de cabos para as salas de telecomunicações (IDF) dos outros andares.


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Terceiro Piso

Figura 7.13 Distribuição das TOs do terceiro piso.1 Na figura acima vemos a distribuição das TOs do terceiro piso, as áreas de trabalho, da localização do IDF (sala de telecomunicações), o cabeamento horizontal,o cabeamento vertical, a galeria de cabos para a passagem de cabos para a sala de equipamentos (MDF). Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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7.4.6 Caminho do cabeamento primário (backbone)

Figura 7.14 Caminho do Cabeamento Vertical (Backbone). 1 A planta acima (chamada de corte A-B) representa o caminho ou passagem do cabeamento vertical, passando pela entrada de facilidade (também chamada de POP – ponto de presença), sala de equipamento (ER) e indo até as salas de telecomunicações (TR). Para maiores detalhes de projetos e plantas com corte A-B, consulte nosso curso on-line de Cabeamento Estruturado. 7.4.7 Topologia da rede do usuário

Figura 7.15 Topologia da Rede. 1


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7.4.8 Distribuição das portas dos switches em vlans

Figura 7.16 Ocupação das portas dos Switches. 1 Nas duas figuras anteriores, demonstramos a topologia física e lógica da rede local (LAN) utilizada no projeto que estamos apresentando, de forma simplificada. Para maiores detalhes de topologias e redes de computadores consulte nosso curso on-line Fundamentos de Redes de Computadores e o nosso e-book Introdução às Redes de Computadores. 7.4.9 Endereçamento IP O roteador Cisco no usuário terá duas Interfaces de WAN, sendo utilizado uma para acesso Internet e a outra, via circuito dedicado, para acesso com a Matriz. Os endereços IPs destas Interfaces serão determinadas pela operadora de serviços que proverão os acessos. Os endereços IPs da rede LAN serão assim distribuídos: VLAN 1- Máquinas da rede corporativa com endereços 192.178.35.0/25, sendo disponibilizados 128 endereços para a sub-rede derivada do endereço de rede 192.178.35.0/24


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VLAN 2- Máquinas do Call Center com endereços 192.178.15.128/25 sendo utilizados a princípio 20 IPs da segunda Sub-rede derivada do endereço de rede 192.178.35.0/24. 7.4.10 Ocupação dos racks MDF e IDFs

Figura 7.17 Ocupação dos Racks.1

7.4.11 Aterramento O aterramento do cabeamento estruturado deverá seguir as recomendações e normas pertinentes ANSI 607-B. Recomenda-se instalar o sistema de aterramento antes de iniciar-se a instalação do cabeamento. Para melhores esclarecimentos consulte o capítulo 6 deste e-book. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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7.4.12 Especificações dos materiais e equipamentos usados 7.4.12.1 Rack RACK FECHADO 42U DA SALA DE EQUIPAMENTOS - Deverá possuir dimensões de 700 mm de profundidade, 600 mm de largura e 2000 mm de altura máxima; - Largura total de 700 mm; - Estrutura soldada em aço SAE 1020 1,5mm de espessura; - Pintura epóxi-pó texturizada preta; - 1 Tampa traseira removível; - 2 laterais removíveis; - Capacidade de carga total de até 400 kg de carga estática; - Porta frontal embutida em aço perfurado 0,9mm de esp. com fechadura escamoteável. RACK FECHADO 12U DAS SALAS DE TELECOMUNICAÇÕES - Estrutura soldada em aço SAE 1020 0,75/0,9mm de esp; - Porta frontal embutida, armação em aço 0,75mm de esp., com visor em acrílico fumê 2,0mm de esp., com fecho e chave; - Laterais removíveis 0,75mm de esp. com aletas de ventilação e fecho rápido; - Kit de 1º plano móvel 1,2mm de esp. com furos 9x9mm para porca gaiola; - Kit ventilação forçada para teto com 02 ventiladores 110/220v (opcional); - Porta em Vidro Temperado (Opcional); - Pintura epóxi-pó texturizada Bege. 7.4.12.2 Patch panel PATCH PANEL 48 PORTAS - Patch panel de 48 portas com conectores de 8 vias tipo RJ-45 fêmea na parte frontal e contatos tipo IDC na parte traseira para condutores de 22 a 26 AWG; - Corpo em termoplástico de alto impacto não propagante à chama. Painel frontal em plástico comporta etiquetas para identificação; - O produto deverá possuir suporte para fixação dos cabos terminados na parte traseira e possuir local para identificação e fixação de ícones na parte frontal; - O produto deve permitir a terminação dos cabos no padrão de pinagem TIA 568a e atender à norma ANSI/EIA/TIA-568-B.1 e EIA/TIA-568-B.2; - Terminais de conexão em bronze fosforoso estanhado, padrão 110 IDC, para condutores de 22 a 26 AWG. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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7.4.12.3 Patch cords PATCH CORD UTP 4 PARES CAT 6 - Patch cords de 4 (quatro) pares trançados, com conector modular de 08 posições do tipo RJ-45 em ambas as extremidades; - Desempenho garantido para até 6 conexões em canal de até 100 metros; - Excedem as características TIA/EIA 568 B.2-1 para CAT. 6 e ISO/IEC 11.801; - Produzido com Cabo Fast-Lan Extra-flexível U/UTP certificado pela Anatel; - Permite trabalhar nas configurações 568/A, 568/B ou crossconect. PATCH CORD UTP 4 PARES CAT 6a - Patch cords de 4 (quatro) pares trançados blindados (F/UTP), com conector modular de 08 posições do tipo RJ-45 em ambas as extremidades; - Deverá possuir diâmetro nominal máximo de 6,3 mm com capa construída conforme categoria 6a; - Condutores de cobre multifilares flexíveis, com características elétricas e mecânicas que suportem as especificações TIA suportar as especificações da norma EIA/TIA 568B.2.10 Categoria 6a; - Deverá ser fabricado seguindo o padrão de pinagem T568A da norma EIA/TIA 568B; - Deverão possuir 8 vias com contatos em bronze fosforoso; - O corpo do conector deverá ser em material termoplástico transparente conforme especificações para CAT.6a. 7.4.12.4 Tomada de telecomunicações Cat 6 – Tomadas, padrão keystone, constituídas de 8 vias na parte frontal, seguindo o padrão de pinagem T568A, conforme as especificações EIA/TIA 568B categoria 6; – As tomadas possuem facilidade de proteção contra poeira, quando da sua não utilização; - Devem aceitar fios 24-26 AWG sólidos; - Capacidade máxima de corrente de 1,5 Amperes; - Capacidade máxima de tensão de 150 Volts. 7.4.12.5 Bloco 110 - Blocos de conexão com conectores 110IDC em CAT.6 e CAT.5e; - Corpo em termoplástico de alto impacto não propagantes à chama (UL 94V-0);


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- Constituído por capas horizontais que suportam condutores de 22 a 26 AWG identificadas por meio de uma marcação a cada 5 pares para facilitar a conexão dos pares do cabo; - Permitem a instalação diretamente em parede ou sobre qualquer superfície lisa; - Aceitam conectores IDC 5 pares; - Bloco de conexão IDC de 100 pares. 7.4.12.6 Cabos UTP CABOS UTP 4 P CAT 6 - Cabo de 4 pares trançados compostos de condutores sólidos de cobre nu, 24 AWG, isolados em polietileno especial. Capa externa em PVC não propagante à chama, nas opções CM e CMR; - Diâmetro externo nominal de 6,0mm, massa líquida nominal 42 kg/km em lance padrão de 305 m; - Atende as especificações ANSI/TIA/EIA-568B.2 e ISO/IEC 11801, Categoria 6, para cabeamento horizontal ou secundário entre os painéis de distribuição (Patch Panels) e os conectores nas áreas de trabalho; - Devem expor em toda sua extensão a marcação de comprimento e categoria, assim como a quantidade de pares. CABOS UTP 4 P CAT.6a - Cabo de 4 pares trançados compostos de condutores sólidos de cobre nú, isolados em polietileno especial. Capa externa em material retardante à chama, nas opções CM CMR e LSZH; - Atende as especificações da norma ANSI/TIA-568-C.2 cujas características básicas do cabo CAT.6A são compatíveis para transmissão em 10 Gbps sobre par trançado, com frequências e parâmetros de transmissão definidos até 500 MHz; - Devem expor em toda sua extensão a marcação de comprimento e categoria, assim como a quantidade de pares. CABO UTP 100 PARES - Cabo de pares trançados de 100 pares; - Condutor de cobre sólido; - Dimensão do condutor de 0,4/0,5 mm; - Requisitos técnicos TIA/EIA 568B; - Isolante com diâmetro de 0,9/0,92 mm; - Tipo de revestimento PVC. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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7.4.12.7 Eletrocalha perfurada 100x50 mm - As eletrocalhas são bandejas destinadas à condução e distribuição de fios e cabos, fabricadas em chapas de aço SAE 1008/1010, conforme a NBR 11888-2 e NBR 7013; - Dobradas em forma de “U” com virola; - Serão totalmente perfuradas, oferecendo ventilação nos cabos, com furos oblongos de 7x25 mm, espaçados entre si em 25 mm no sentido transversal e 38 mm no sentido longitudinal; - As curvas e acessórios seguirão as mesmas características construtivas do trecho reto; - Acabamento em pintura eletrostática à pó. 7.4.12.8 Canaletas plásticas - Canaletas em PVC 40x16; - Dimensão útil de 380 mm; - Resistência à propagação da chama; - Sem continuidade elétrica; - Eletricamente isolante; - As canaletas permitem pintura com esmalte sintético; - Devem acompanhar as canaletas, as emendas, curvas, junções e materiais necessários para a fixação, assim como os espelhos para as Tomadas de Telecomunicações. 7.4.12.9 Switches e roteador - São sugeridos três Switches Cisco 48 portas, ou similar da marca de preferência do usuário; - É sugerido um Roteador Cisco 3925, ou similar da marca de preferência do usuário. “Os equipamentos citados servem como referência e o usuário pode optar pela aquisição dos mesmos ou outros similares de sua preferência”. A seguir veremos os custos do material descrito.

7.4.12.10 Tabela de custos Será apresentada abaixo uma previsão de custos do projeto. Despesas com materiais extras como: Elementos de fixação e outros não descritos na tabela será objeto de cálculos na medida em que forem necessários. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Tabela 7.1 Orçamento do projeto.1

7.5 CERTIFICAÇÃO DO CABEAMENTO Concluída a instalação do cabeamento inicia-se a fase de certificação onde serão feitos testes de aceitação, continuidade e desempenho do cabeamento. Para maiores informações consultar o capítulo 6 deste e-book. - Deverá ser apresentado através de relatório impresso, testes das principais características elétricas em transmissões de altas velocidades (valores típicos), entre outros, de ATENUAÇÃO (dB/100m), NEXT (dB), FEXT (dB), PSNEXT (dB), RL (dB), ACR (dB), para frequências de 100, 200, 350 e 500 MHz; A seguir, exibimos a título de exemplo, relatórios de certificação equivalente às categorias de cabos utilizados. CAT 6, na figura 7.18, utilizado no cabeamento horizontal. CAT 6a, na figura 7.18, utilizado no cabeamento vertical.


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Figura 7.18 Relatório Certificação cabo CAT 6 (Fluke Networks).10 Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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Figura 7.19 Relatório Certificação cabo CAT 6a (Fluke Networks).10


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Observe nos relatórios anteriores os principais parâmetros de testes de certificação realizados. CONCLUSÃO DO CAPITULO Terminamos aqui este capítulo, onde elaboramos um projeto hipotético de cabeamento estruturado para auxiliar o leitor na transposição dos aspectos teóricos do livro para a prática necessária na elaboração, estruturação e execução de projetos em cabeamento estruturado.


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CONCLUSÃO DO LIVRO Esperamos que o livro tenha lhe auxiliado a compreender os fundamentos do Cabeamento Estruturado, sua terminologia, seus subsistemas e as noções básicas de um projeto em Cabeamento Estruturado. Para aplicar a teoria desenvolvida neste livro e avançar nos projetos práticos, sugerimos nosso curso on-line Cabeamento Estruturado, sendo ofertado desde 2010 em nosso site. Para maiores informações consulte os seguintes links: http://ititonline.wordpress.com/2012/10/26/curso-on-line-de-cabeamento-estruturado/ http://ademarfey.wordpress.com/cursos-on-line/ http://www.itit.moodlelivre.com/

Dúvidas, sugestões e demais informações sobre este livro favor enviar e-mail para [email protected]


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OBRAS CONSULTADAS • MATOS, Ely Edison. Apresentação de Redes de Computadores – Cabeamento Estruturado. Disponível em: . Acesso em: 03/08/2011. • MARIN, Paulo Sérgio. Cabeamento Estruturado. 13 de Abril de 2010. Disponível em: . • ESTOKE TELECOMUNICAÇÔES. Cabeamento Estruturado. Disponível em: . Acesso em: 30/06/2010. • CETGROUP. The Cetgroup. Disponível em: . Acesso em: 03/07/2010. • UFGNET. CABEAMENTO ESTRUTURADO. UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS: Ufgnet. Disponível em: . Acesso em: 03/07/2010. • PTI. Normas Técnicas. Disponível em . Acesso em: 03/07/2010. • IEC. Projects by Committes. Disponível em . Acesso em: 03/07/2010. • CLUBE DO HARDWARE. Porque o padrão dos fios 568A, e 568B, são iguais. Disponível em: . Acesso em: 30/06/2010. • PINHEIRO, José Mauricio Santos. Cabeamento Estruturado. Disponível em: . Acesso em: 27/072010. • OLIVEIRA, José de Ribamar Silva. Apresentação de Redes de Computadores II. Disponível em: . Acesso em: 26/10/2010. • SIEMON. CABLING STANDARDS. Disponível em: . Acesso em: 03/08/2011. • TARGET ENGENHARIA E CONSULTORIA LTDA. NBR-5410-COMENTADA. Disponível em: . . Acesso em: 03/08/2011.


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• FINDER COMPONENTES LTDA. NBR-5410. Disponível em: . Acesso em: 03/08/2011. • SIEMON. Cabling System. Disponível em: . Acesso em: 03/08/2011. • ESTOKE TELECOMUNICAÇÔES. Cabeamento Estruturado. Disponível em: . Acesso em: 03/08/2011. • TIA. Cabling Standards. Disponível em: http://www.tiaonline.org/standards/catalog/search.cfm. Acesso em: 03/08/2011. • UNESC. Cabeamento Estruturado. Disponível em: . Acesso em: 03/08/2011. • MARIN, Paulo. Cabeamento Estruturado. Disponível em: http://www.paulomarin.com/p_pt.html. Acesso em: 03/08/2011. • SERVER RACH FAQ. Define: EIA-310. Disponível em: . Acesso em: 26/09/2013. • SIEMON. Standards Overview. Disponível em: . Acesso em: 30/12/2010. • FURUKAWA – Catálogos e demais documentações disponível no web site. Disponível em: . Acesso em: 30/12/2010.


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APÊNDICE A – Indicações de cursos on-line e e-books por assunto Cursos On-Line em Infraestrutura de Redes de Computadores Indicamos a seguir por assunto a ser estudado nossos cursos on-line/e-books Assunto

Curso/E-book

Modelo OSI conceitos básicos

Fundamentos de Redes de Computadores Introdução às Redes de Computadores (e-book) Fundamentos de Redes de Computadores: 365 questões resolvidas e comentadas (e-book) Modelo TCP/IP conceitos básicos Fundamentos de Redes de Computadores Introdução às Redes de Computadores (e-book) Fundamentos de Redes de Computadores: 365 questões resolvidas e comentadas (e-book) Sub-rede Fundamentos de Redes de Computadores Como criar sub-redes em redes IP (e-book) CIDR Como Criar Sub-redes em Redes IP (e-book) VLSM Como Criar Sub-redes em Redes IP (e-book) Cabeamento Estruturado Cabeamento Estruturado Cabeamento Estruturado (e-book) Fundamentos de Telecomunicações Fundamentos de Telecom. e Com. de Dados Comunicação de Dados Fundamentos de Telecom. e Com. de Dados Telefonia básica Telefonia básica IPv6 IPv6: teoria e prática VLAN Configuração de Roteadores e Switches Básico Tópicos avançados em configuração Configuração de Roteadores e Switches roteadores e switches Intermediário Problemas em redes de computadores Como Resolver Problemas em Redes de Computadores Redes WAN Redes WAN Introdução às Redes WAN (e-book) Veja detalhes dos cursos no link http://ademarfey.wordpress.com/cursos-on-line/ Veja detalhes dos e-books no link http://ademarfey.wordpress.com/e-book Att., Prof. Ademar Felipe Fey. Ademar Felipe Fey e Raul Ricardo Gauer. Direitos Reservados. 2009-2013

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APÊNDICE B – Outras obras dos autores Cursos On-Line na área de Infraestrutura de Redes de Computadores • • • • • • • • •

Fundamentos de Redes de Computadores Fundamentos de Telecomunicações e Comunicação de Dados Telefonia Básica Cabeamento estruturado Redes WAN Configuração de Roteadores e Switches Básico Configuração de Roteadores e Switches Intermediário IPv6: teoria e prática Como Resolver problemas de Comunicação em Redes de Computadores

E-books em na área de Infraestrutura de Redes de Computadores • Introdução às Redes de Computadores • Fundamentos de Redes de Computadores: 365 questões resolvidas e comentadas • Introdução às Redes WAN: redes de longa distância • Como Criar Sub-redes em Redes IP • Cabeamento Estruturado: da teoria à prática

Veja detalhes dos cursos no link http://ademarfey.wordpress.com/cursos-on-line/ Veja detalhes dos e-books no link http://ademarfey.wordpress.com/e-book Contato pode ser feito pelo e-mail [email protected] Att., Prof. Ademar Felipe Fey


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Cabeamento Estruturado Da Teoria à Prática 1a Edição

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