1. 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 1 CABEAMENTO ESTRUTURADO INFRA-ESTRUTURA E PROJETO DE REDES Autor: Rodrigo Moreno Marques INTRODUO....................................................................................................................................2 UNIDADE I - REDE LOCAL DE COMPUTADORES E OUTROS CONCEITOS BSICOS..............5 1.1 Redes de Computadores.........................................................................................................5 1.2 Enlaces de Comunicao e Topologias fsicas.....................................................................6 1.3 Rede Local de Computadores (LAN)......................................................................................7 1.4 Componentes da LAN..............................................................................................................8 1.5 Futuro das LANs: o cabeamento estruturado ser substitudo pelas redes sem fio?....10 1.6 Conceitos bsicos em redes de computadores e telecomunicaes...............................12 UNIDADE II - MATERIAIS EMPREGADOS EM CABEAMENTO ESTRUTURADO .......................19 2.1 Cabos metlicos.....................................................................................................................19 2.2 Acessrios para cabeamento metlico................................................................................21 2.3 A classificao dos materiais metlicos em categorias e classes ...................................23 2.4 Fibras ticas e acessrios ....................................................................................................25 2.5 Espelhos e caixas de sobrepor.............................................................................................31 2.6 Racks.......................................................................................................................................31 UNIDADE III CONECTORIZAO DE CABOS UTP/STP E SINALIZAO EM LANs..............33 3.1 Conexo transparente (pino-a-pino) ....................................................................................33 3.2 Sinalizao em rede Ethernet/Fast Ethernet, conexo transparente vs cross-over........34 3.3 Conectorizao de cabos de 25 pares .................................................................................37 3.4 Sinalizaes em redes Gigabit Ethernet e respectivas categorias de cabos...................38 UNIDADE IV TRANSMISSO TICA EM REDE LOCAL ............................................................42 4.1 Espectro de frequncias do sinal de luz..............................................................................42 4.2 Janelas ticas de Transmisso............................................................................................43 4.3 Opes de meio para tecnologia Gigabit Ethernet .............................................................45 4.4 Opes de meio para 10 Gigabit Ethernet...........................................................................45 4.5 Especificao de fabricantes de fibras................................................................................46 4.6 Fontes de luz em equipamentos ticos ...............................................................................47 UNIDADE V - NORMAS AMERICANAS EIA/TIA ............................................................................49 5.1 EIA/TIA 568-B Commercial Building Telecomunications Cabling Standard ....................................50 5.2 EIA/TIA 569-A Commercial Building Standards For Telecommunications Pathways and Spaces.......69 5.3 EIA/TIA 606-A Administration Standard for the Telecommunications Infrastructure of Commercial Buildings ...73 UNIDADE VI - NORMA TCNICA ABNT NBR 14565 .....................................................................76 6.1 Definies ...............................................................................................................................76 6.2 Identificao ...........................................................................................................................78 6.3 Materiais empregados ...........................................................................................................80 6.4 Projeto de cabeamento estruturado.....................................................................................81 UNIDADE VII - EMENDAS EM FIBRAS TICAS ............................................................................94 7.1 Emenda por Fuso.................................................................................................................94 7.2 Emenda Mecnica ..................................................................................................................95 UNIDADE VIII - TESTE E CERTIFICAO EM CABEAMENTO ESTRUTURADO........................96 8.1 Equipamento mapeador de fios (TEST LED) .......................................................................96 8.2 Equipamento certificador de enlaces com cabos de pares tranados.............................97 8.3 Power Metter: Equipamento de medio de atenuao luminosa em fibras ticas......105 8.4 OTDR Optical Time Domain Reflectometer ....................................................................106 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS...............................................................................................108 SITES NA INTERNET.....................................................................................................................108 EDIO 2009 ATUALIZADA

2. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 2 INTRODUO As redes de computadores e, em especial, as redes locais (LAN - Local Area Networks) so hoje parte da realidade de qualquer corporao que faa uso da informtica como ferramenta de trabalho. Seu largo emprego em grandes e pequenas empresas foi impulsionado em grande parte pela gradativa reduo dos custos de equipamentos de informtica e pelo advento da tecnologia Ethernet. Com esta tecnologia, difundida principalmente nos anos 90, as ento promissoras redes locais Token Ring foram rapidamente substitudas pela nova concorrente, bem mais rpida, confivel, robusta e com custos cada vez mais atraentes. Essa e outras modernas tecnologias exigiram mudanas nas tcnicas de cabeamento existentes. At ento, o cabeamento em edifcios comerciais era constitudo por vrios tipos de cabos incompatveis entre si, cada um deles adequado a uma aplicao especfica como: transmisso de voz, dados, imagem, sistemas de automao e controle, sistemas de segurana, etc. Era necessrio que o conceito e as tecnologias de cabeamento interno fossem redefinidos para adequao as novas e futuras aplicaes. Para atender esta demanda, em 1991 os organismos norte-americanos Aliana de Indstrias de Eletrnicos (EIA) e Associao de Industrias de Telecomunicaes (TIA) publicaram a norma EIA/TIA 568, que trazia pela primeira vez o conceito de cabeamento estruturado e a especificao dos cabos de pares tranados categoria 3. Os boletins tcnicos (TSB Technical Systems Bulletin) que complementaram essa norma foram reunidos na norma EIA/TIA 568-A lanada em 1995, onde aparecia a descrio dos cabos categoria 4 e 5. A Organizao Internacional para Padronizao (ISO International Orgazation for Standardization) tambm editou a sua verso sobre o tema em 1995 (ISO/IEC 11801). A norma NBR 14565 da ABNT - Associao Brasileira de Normas Tcnicas), cuja primeira verso de 2000, j nasceu desatualizada pois reconhecia no mximo os cabos categoria 5 enquanto o mercado j adotava os cabos categoria 5e (extended). Em 2001 os americanos aprovaram um adendo sua norma que padronizava o cabeamento categoria 5e e eliminava a categoria 5. Em 2002 eles normatizaram o cabeamento categoria 6a (augmented), enquanto a ISO concebia a inovadora categoria 7. No ano de 2007 foi publicada a segunda edio da norma brasileira que deixou de ter a cara dos documentos americanos e passou a se basear nas normas da ISO, inclusive em relao a nova categoria 7. Essa norma brasileira trouxe a vantagem de reconhecer as categorias de cabos j adotadas internacionalmente. Porm, esse documento tem alguns pontos negativos. Em primeiro lugar, no trouxe um modelo de projeto como o que existia na verso anterior. Alm disso, o documento se preocupa demais com complexas equaes matemticas (referentes aos limites de certificao de cabeamento) que pouco interessam para os profissionais de projeto e execuo de infra- estruturas de redes. No quero aqui menosprezar o estudo do teste e da certificao de cabling, muito antes pelo contrrio. Conhecer profundamente esse assunto fundamental, o que se mostra pouco til centrar a discusso em abstratas equaes matemticas . Hoje o que se discute no mundo do cabeamento o uso dos cabos categoria 6 e 6a e sobretudo a grande briga de mercado que existir em torno dos surpreendentes cabos categoria 7, j reconhecidos pelo organismo internacional ISO mas ainda no aprovados pela EIA/TIA americana. E as fibras ticas? Onde entram nesse embate que envolve fabricantes de cabos e equipamentos, projetistas, instaladores e usurios desses sistemas? So estes alguns dos temas que iremos discutir a partir de agora nos vrios captulos dessa apostila. 3. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 3 Vamos l. Mas antes vamos conhecer a definio de REDE INTERNA ESTRUTURADA de acordo com a norma da ABNT lanada em 2000: "Entende-se por rede interna estruturada aquela que projetada de modo a prover uma infra-estrutura que permita evoluo e flexibilidade para servios de telecomunicaes, sejam de voz, dados, imagem, sonorizao, controle de iluminao, sensores de fumaa, controle de acesso, sistemas de segurana, controles ambientais (ar- condicionado e ventilao) e outros. Considerando-se a quantidade e a complexidade destes sistemas, imprescindvel a implementao de um sistema que satisfaa as necessidades iniciais e futuras em telecomunicaes e que garanta a possibilidade de reconfigurao ou mudanas imediatas, sem a necessidade de obras civis adicionais". Essa definio da ABNT exprime os principais objetivos da implantao de um sistema de cabeamento estruturado, que podem ser resumidos em quatro princpios bsicos: Garantir que o cabeamento atenda a critrios tcnicos e de desempenho mnimos necessrios; Convergir todos os servios de telecomunicaes internos, incluindo voz e vdeo, para um mesmo padro de cabeamento capaz de suportar todos eles; Implantar um cabeamento dimensionado para suportar a evoluo futura dos sistemas de telecomunicaes, como, por exemplo, aumento de velocidade de transmisso de dados em redes locais. Evita-se assim, a troca do cabeamento existente cada vez que for adotado um novo padro de rede para transmisso de dados, voz, imagem, etc; Evitar a necessidade de modificaes no cabeamento em caso de mudana do lay-out dos escritrios e reas de trabalho. De maneira similar, a nova edio da norma da ABNT de 2007 estabelece como sendo seu escopo "um cabeamento genrico para uso nas dependncias de um nico ou um conjunto de edifcios em um campus", cobrindo cabeamento metlico e tico, sendo o cabeamento concebido para suporte de servios de voz, dados, texto, imagem e vdeo. Essa norma no cobre os requisitos de proteo e segurana eltrica, proteo contra incndio e compatibilidade eletromagntica. Objetivo dessa apostila Este trabalho tem por objetivo apresentar uma introduo as redes locais de computadores, com nfase nos meios fsicos guiados (cabos e todos os seus variados acessrios), alguns conceitos bsicos relativos aos sinais em redes, alm de reunir de forma resumida os principais aspectos tericos, normativos e prticos que envolvem o projeto e a implantao de cabeamento estruturado em ambientes corporativos, bem como de infra-estrutura de redes em geral. No inteno do autor que este texto substitua as normas originais. 4. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 4 O autor Tcnico em Eletrnica pelo Colgio Tcnico da UFMG (1988), o Eng. Eletricista Rodrigo Moreno Marques graduou-se na Escola de Engenharia UFMG em 1997. Trabalhou durante cinco anos com redes locais, equipamentos de conectividade, cabeamento estruturado e integrao de sistemas. Especialista em Engenharia de Telecomunicaes pelo Centro de Pesquisas e Desenvolvimento em Eng. Eltrica da UFMG (2001) e especialista em Design Instrucional para Ensino a Distncia pela Universidade Federal de Itajub (2008). Atuou na empresa Telemar/Oi por seis anos no desenvolvimento de solues para transmisso de dados, voz e imagens em redes MAN e WAN corporativas. Desde 2001 dedica-se a docncia em cursos de graduao e cursos tcnicos na rea de tecnologia da informao, redes de computadores, telecomunicaes e gesto de TI. Atualmente professor da Universidade FUMEC e das FaculdadeS Estcio de S e Inforium, alm de prestar consultorias e ministrar treinamentos eventuais para empresas. Desde 2008 cursa mestrado em Cincia da Informao na Escola de Cincia da Informao da UFMG. Suas pesquisas voltam-se para as polticas de informao e comunicao, dentro da linha de gesto da informao e do conhecimento. Contatos: rodrigomorenomarques@yahoo.com.br 5. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 5 UNIDADE I - REDE LOCAL DE COMPUTADORES E OUTROS CONCEITOS BSICOS 1.1 Redes de Computadores Uma rede de computadores composta por equipamentos processadores interligados entre si atravs de um sistema de comunicao de dados para, principalmente, permitir a troca de informaes. Alm de estaes de trabalho (workstation) dos usurios, estas redes permitem que sejam interligados outros dispositivos compartilhados, de forma a permitir que os recursos disponveis sejam melhor aproveitados. Alguns exemplos: Vrios usurios de uma rede podem utilizar uma mesma impressora compartilhada, evitando- se que cada computador tenha uma impressora dedicada; Todos os usurios podem acessar um nico servidor de banco de dados com back-up peridico, liberando as estaes de armazenando local sem cpia de segurana, Todos os usurios podem originar e receber ligaes telefnicas atravs dos microcomputadores da rede dotados de kit multimdia atravs de um computador "servidor de voz". Esta mquina ir acolher as chamadas internas e externas e distribu-las aos destinatrios, que podero atende-las on line ou armazena-las eletronicamente. As redes de computadores so projetadas para fornecer uma transferncia de dados gil e rpida entre os equipamentos, alm de permitir que os vrios usurios acessem bancos de dados compartilhados, executando consultas e modificaes nestas bases de dados de forma controlada. Dentre outras aplicaes, as redes permitem tambm que sejam definidos nomes de usurios e senhas para que cada um deles tenha acesso limitado aos recursos disponveis, podendo ler, criar e/ou modificar apenas aqueles dados ou programas bem definidos, de acordo com a funo/cargo que cada um deles ocupa na corporao. As redes de computadores podem ser classificadas como LAN, MAN ou WAN. Pode-se caracterizar uma LAN (local area network) ou rede local como sendo uma rede que permite a interconexo de equipamentos de comunicao de dados numa pequena regio. De fato, tal definio bastante vaga principalmente no que diz respeito s distncias envolvidas. Em geral, nos dias de hoje, costuma-se considerar pequena regio distncias entre 100m e 25 Km, muito embora as limitaes associadas s tcnicas utilizadas em redes locais no imponham limites a essas distncias. Outras caractersticas tpicas encontradas e comumente associadas a redes locais so: altas taxas de transmisso (10 Mbps, 100 Mbps, 1 Gbps ou 10 Gbps) e baixas taxas de erro (de 10-8 a 10-11 ). importante notar que os termos pequena regio, altas taxas de transmisso ou baixas taxas de erro so susceptveis evoluo tecnolgica; os valores que associamos a estes termos esto ligados tecnologia atual e certamente no sero mais os mesmos dentro de poucos anos. Outra caracterstica dessas redes que elas so, em geral, de propriedade privada. As redes MAN (metropolitan area networks), ou redes metropolitanas, so aquelas cujos enlaces esto situados dentro dos limites de uma cidade. As redes WAN (wide area networks) so redes de grande abrangncia e podem interligar computadores localizados em diferentes cidades ou entre pases distintos. Em geral, tanto as MAN quanto as WAN empregam infra-estrutura alugada de empresas de telecomunicaes para implementao de seus enlaces. Sobretudo por questes de custo dos enlaces alugados, em geral em MANs e WANs as taxas de transmisso contratadas so bem mais baixas do que aquelas das redes locais, sendo usual a oferta de links a partir de 64kbps e seus mltiplos (Nx64kbps at 2Mbps), 34Mbps, Nx155Mbps e, mais recentemente, esto sendo oferecidos pelo mercado de telecom enlaces privativos com 10Mbps, 100Mbps ou Gbps. 6. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 6 1.2 Enlaces de Comunicao e Topologias fsicas As linhas de transmisso de dados ou canais de comunicao, tambm conhecidas como enlaces (ou links) de comunicao, podem ter duas classificaes (configuraes) fsicas bsicas: Ligao ponto-a-ponto: Caracteriza-se pela presena de apenas dois pontos de comunicao, um em cada extremidade do enlace. Figura: Dois links ponto-a-ponto Ligao multiponto: Caracteriza-se pela presena de trs ou mais dispositivos de comunicao que podem utilizar o mesmo enlace. Figura: Um link multiponto Basicamente, a topologia fsica de uma rede representa a forma com que seus componentes (estaes de trabalho, servidores, impressoras, etc.) esto conectados e caracteriza o caminho de comunicao entre os elementos da rede. A correta definio da topologia fsica a ser adotada um dos aspectos mais importantes no projeto de uma LAN, afetando aspectos como performance (velocidade de transmisso de dados), custos, disponibilidade (tempos de interrupo para manuteno) e administrao/gerncia. Simplificadamente podemos dizer que as topologias fsicas de rede mais empregadas em redes locais (LAN) so: anel, barramento e estrela. Topologia em anel: Na topologia em anel as estaes se interligam atravs de um meio transmisso (ponto-a-ponto ou multiponto) formando uma caminho totalmente fechado. Topologia em barramento: Esta topologia apresenta sempre uma configurao multiponto, onde as estaes se conectam ao mesmo meio de transmisso, que forma um caminho no fechado, com duas extremidades onde so instalados os terminadores de rede (ou casadores de impedncia). Topologia em estrela: Na topologia em estrela cada estao de trabalho se conecta a um ponto de concentrao da rede, que em geral um equipamento (hub ou switch). Topologia em rvore: composta por vrias sub-redes em estrela ligadas a um ou mais equipamentos concentradores atravs de enlaces de maior taxa de transmisso. Esse tipo enlace que interconecta as sub-redes conhecido como backbone ou espinha dorsal da rede. 1o Enlace ponto-a-ponto 2o Enlace ponto-a-ponto Enlace multiponto 7. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 7 1.3 Rede Local de Computadores (LAN) Atualmente as topologias mais empregadas em redes locais de computadores (LAN) so as topologias em estrela e em rvore. Os equipamentos concentradores so os switches. (a) Anel ponto-a-ponto (b) Anel multiponto (c) Rede em barramento (d) Rede em estrela (e) Rede em rvore Figura: Topologias Fsicas Os primeiros sistemas de computao a possurem acessos interativos de usurios a um grande computador central (mainframe) basearam-se na interface serial RS-232. Neste sistema todo processamento e armazenamento de dados realizado pelo mainframe e os terminais de acesso so usados somente para entrada e sada de informaes a serem processadas no mainframe. A evoluo dos sistemas trouxe as redes locais Token Ring em anel e barramento (desenvolvidas pela IBM), cujas estaes autnomas (com capacidade de processamento e armazenamento) conectam-se em geral atravs de cabo coaxial. Estas implementaes apresentam a grande desvantagem de serem vulnerveis a desconexo acidental do cabo coaxial (o que interrompe o trfego de dados em toda a rede), alm de serem limitadas a uma velocidade mxima de 16 Mbps. A topologia em estrela elimina este risco, uma vez que a interrupo em um dos cabos de pares tranados ir afetar apenas a estao conectada atravs deste cabo. Na topologia em rvore, h o risco de rompimento de um backbone, o que pode isolar um grupo de estaes dos servidores localizados em outro ambiente. Alm disso, o equipamento concentrador empregado nas redes da famlia Ethernet (hub ou switch) pode estar sujeito a uma pane, o que poder interromper o funcionamento de toda a rede. Dentro os defeitos As mais modernas redes locais da famlia Ethernet no adotam mais o cabo coaxial. Empregam- se fibras ticas e principalmente cabos de pares tranados, que podem ser revestidos de uma malha para blindagem eletromagntica (FTP) ou sem blindagem (UTP unshilded twisted pair), sendo este ltimo o mais comum. Apesar de mais cara do que as suas antecessoras, a infra- 8. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 8 estrutura em estrela ou rvore com cabos de pares tranados permitiu o aumento da banda disponvel para transmisses, o que ser discutido nas prximas unidades. Todas as questes relativas as topologias de redes apresentadas at aqui se referem ao conceito de topologia fsica, ou seja, a maneira como os elementos da rede esto fisicamente conectados, incluindo encaminhamento de cabos, conexo de equipamentos, etc. Outro conceito diferente deste o da topologia lgica, relativo a forma como os dados trafegam na rede, independente de sua topologia fsica, isto , independente dos tipos de cabos que interligam os equipamentos e do desenho dos caminhos formados por estas conexes. Para entender melhor a diferena entre topologia fsica e topologia lgica podemos usar o exemplo de uma rede local Ethernet implementada com hubs: sua topologia fsica do tipo estrela, mas sob o ponto de vista das aplicaes (trfego dos dados, softwares ou programas) seu funcionamento do tipo barramento. 1.4 Componentes da LAN A chamada infra-estrutura de uma rede local composta basicamente por trs tipos de componentes: Equipamentos (hardware) ativos; Equipamentos (hardware) passivos; Sistema operacional de rede (software de rede). 1.4.1 - Equipamentos ativos Este tipo de hardware composto por equipamentos que se conectam a rede (estaes de trabalho, servidores, impressoras, etc.) ou servem para permitir a conexo das estaes de trabalho rede (hubs, switches, etc.). Os principais equipamentos ativos so: Estaes de trabalho: so os microcomputadores conectados, usados pelos usurios para acessar a rede local. Servidores: so computadores dotados de maior capacidade de processamento, memria e espao em disco que executam aplicaes especficas como por exemplo: TIPO DE SERVIDOR APLICAES . Banco de dados Armazenamento de dados Servidor de administrao Gerenciamento de usurios, senhas e direitos de acesso Servidor de impresso Gerenciamento de filas de impresso Servidor web Gerenciamento de acesso a Internet Servidor de e-mail Gerenciamento de correio eletrnico Equipamentos concentradores: so equipamentos (em geral hubs ou switches) que permitem a comunicao entre os computadores. Os hubs e switches so dispositivos concentradores, responsveis por centralizar a distribuio dos quadros de dados em redes fisicamente ligadas em estrela ou rvore, sendo dotados de portas para conexo de cada computador. A funo bsica do hub a de repetidor multiportas. Ele responsvel por replicar para todas as suas portas as informaes recebidas em qualquer uma destas. Por exemplo, se uma mquina tenta enviar um quadro de dados para uma outra, todas as demais mquinas da rede recebem tambm esse quadro de dados, como ilustrado abaixo. Nota-se que o envio de um quadro ocupa todo o barramento do hub, impedindo outras transmisses simultneas. 9. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 9 Figura: Funcionamento bsico do hub: REPETIDOR MULTIPORTAS O hub opera na camada fsica do modelo OSI. Ele no tem como interpretar os quadros de dados que est enviando ou recebendo e, por isso, ele no tem a capacidade de saber os endereos MAC das placas de redes dos computadores ligados a ele. J os switches tm a funo bsica de chaveador (comutador) multiportas. Eles enviam os quadros de dados somente para a portas de destino corretamente endereadas. Com isso, esse dispositivo consegue aumentar o desempenho da rede, j no ocupar todo o barramento da rede e mais de uma comunicao poder ser estabelecida simultaneamente, desde que as comunicaes no envolvam portas de origem ou destino que j estejam sendo usadas. Figura: Funcionamento bsico do switch: CHAVEADOR MULTIPORTAS Os switches conseguem enviar quadros diretamente para as portas de destino porque eles so dispositivos que aprendem. Quando um switch recebe quadros de dados em suas portas, ele l cada campo de endereo MAC de origem dos quadros e registra esses endereos em uma tabela interna (memria RAM, voltil), associando cada um destes MAC a sua respectiva porta de entrada. Assim, quando o switch recebe um quadro para ser retransmitido, antes do envio ele l o endereo MAC de destino daquele pacote e consulta sua tabela para enviar o quadro somente para a porta devida. Assim como ocorre com os hubs, os switches so classificados de acordo com a sua velocidade de operao (10 Mbps, 100 Mbps, 1 Gbps, 10 Gbps). Estes equipamentos so especificados de acordo com a quantidade de portas que eles possuem, a taxa de transmisso (em bps) de cada uma delas e suas respectivas interfaces e conectores, dentre outros parmetros tcnicos que iro definir seu desempenho, inclusive algum sistema operacional que esteja ali embarcado. 10. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 10 Placas de rede: as placas de rede so instaladas em cada computador que ser conectado rede. As placas de rede so responsveis pela troca de dados entre cada computador e o(s) equipamento(s) concentrador(es). As placas de rede no devem ser confundidas com as placas de fax/modem que se destinam a conexes entre micros (ou aparelhos de fax) atravs da Rede de Telefonia Fixa Comutada (RTFC), ou seja, atravs de conexes discadas via concessionrias de telefonia fixa. 1.4.2 - Dispositivos passivos Passivos so aqueles dispositivos que no so alimentados por energia eltrica. So os componentes do meio fsico (cabos, conectores, tomadas, etc.) empregados para transporte de dados entre computadores e demais equipamentos ativos da rede. So tambm exemplos de dispositivos passivos: fibras ticas, painis de conexo (patch panels), blocos de conexo, distribuidores ticos, racks (armrios de telecomunicaes), etc. 1.4.3 - Sistema operacional de rede So os programas desenvolvidos em linguagem computacional que permitem o controle dos usurios da rede, as aplicaes ou tarefas que cada um deles pode executar, como por exemplo: acesso/modificaes em banco de dados, impresso de arquivos, correio eletrnico (e-mail), acesso a Internet, etc. As permisses de acesso so definidas por profissionais especiais, chamados de "administradores da rede", de acordo com o cargo ou funo de cada usurio. Atualmente vemos que os sistemas operacionais da Microsoft esto perdendo espao para o Linux. A evoluo do mercado de tecnologia da informao (TI) mostra claramente que o domnio do Windows est se enfraquecendo cada vez mais e dando lugar s plataformas livres de cdigo aberto. 1.5 Futuro das LANs: o cabeamento estruturado ser substitudo pelas redes sem fio? Com a expanso cada vez maior das redes locais sem fio Wi-Fi (IEEE 802.11), das novas redes Wi-Max (IEEE 802.16), alm da telefonia de 3a e 4a geraes, muito se tem questionado se as redes que empregam o meio fsico areo iro substituir as redes baseadas nos meios fsicos guiados (cabos). Existem trs fortes motivos para crer que as redes sem fio no iro substituir todas as aplicaes que so implementadas em cabos de pares metlicos ou cabos de fibras ticas, conforme explicamos a seguir. Velocidade das redes locais cabeadas e areas At pouco tempo as redes sem fio IEEE 802.11b suportavam no mximo uma velocidade de 11Mbps, quando as enlaces da famlia IEEE 802.3 em cabos metlicos j atingiam 100Mbps por um preo relativamente baixo. Atualmente os padres Wi-Fi IEEE 802.3a e 802.3g podem atingir 54Mbps (de maneira compartilhada, sem garantia de velocidade nos links) e o padro Wi-Max IEEE 802.16 estabelece um suporte a canais de at dezenas de Mbps. Nota-se que a evoluo das redes wireless est trazendo um aumento nas suas taxas de transmisso, mas estas velocidades ainda esto bem distantes nas taxas 1Gbps e 10Gbps que podem ser implantadas em cabos de pares tranados ou fibras ticas por um preo relativamente baixo. Por esse motivo fcil supor que as redes cabeadas ainda dominaro os cenrios onde as aplicaes exigem alto desempenho, como por exemplo em backbones, conexes de servidores e dispositivos de storage (armazenamento). 11. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 11 Segurana nas redes locais cabeadas e areas No existe rede que seja 100% segura e qualquer tipo de rede est sujeita a ataques, invases e sabotagens. Tudo que se faz na rea de segurana de redes, incluindo a adoo de firewalls ou sistemas de deteco de intrusos (IDS Intruder Detection System), se destina a diminuir o risco de dados, mas sem a pretenso de ser totalmente eficaz. Em uma rede baseada em cabos, invases podem se dar atravs de algum hacker presencial que tem acesso a uma das portas de um switch/hub da LAN ou atravs de algum hacker remoto que acessa a rede local atravs da Internet. Por outro lado, as redes sem fio trazem uma vulnerabilidade a mais: o hacker pode captar o sinal areo da rede e invadi-la sem que seja preciso se conectar fisicamente a um switch/hub dessa LAN. E isso aumenta muito a insegurana dos sistemas wireless. Os defensores das redes sem fio alegam que possvel estabelecer uma poltica se segurana boa, atravs de ferramentas de gerenciamento de usurios e senhas, filtros de MAC, criptografias, autenticaes, servidores do tipo RADIUS, alocao dinmica de endereamento IP, protocolos como WPA2-Enterprise, WEP dinmico com 802.1X+EAP, dentro outras. Porm, no difcil concluir que todas essas medidas so fundamentais quando se adota um meio fsico aberto como o meio areo, por ser ele muito mais vulnervel do que os cabos que conseguem limitar a propagao dos sinais por caminhos fechados. O risco de interferncias das redes areas Enlaces ticos baseados em fibra tica no sofrem interferncias de sinais, o que uma grande vantagem desse meio fsico. Os cabos UTP podem sofrer interferncias eletromagnticas dos sinais eltricos internos nos cabos ou de sinais externos. Para combater esse risco as normas estabelecem cabos com protees (blindagens) e outros detalhes construtivos que evitam ou minimizam esse problema. Tambm possvel reduzir esse inconveniente atravs da adequada separao fsica dos cabos de dados das possveis fontes de interferncia eletromagntica. Porm, no cenrio das redes sem fio a interferncia um problema freqente e de soluo muitas vezes complexa ou invivel. Isso se deve ao fato que a grande maioria das redes Wi-Fi empregam faixas de frequncias liberadas para uso sem necessidade de licenciamento junto a Anatel (2,4GHz e 5,8GHz). Essa liberdade de uso faz com que redes W-Fi vizinhas concorram entre si no uso do espectro de frequncias e eventualmente disputem a mesma faixa. Torna ainda mais complicado o problema a existncia de outros dispositivos que tambm usam as frequncias livres, como os telefones fixos sem fio e alguns aparelhos de controle remoto especiais. As interferncias entre os canais de comunicao dos controladores de vo e as estaes de rdio demonstram a complexidade desse fato, assim como a briga pelo uso do espectro estabelecida entre as empresas de radiodifuso e as operadoras de telefonia celular. Concluindo Podemos concluir, portanto, que a expanso da tecnologia sem fio se dar em redes onde no h grande preocupao com sua segurana, onde no necessria alta velocidade de transmisso digital e onde no h interferncias entre sistemas adjacentes. Nos sistemas crticos, com informaes confidenciais, restritas ou estratgicas e nos locais onde existe o risco de interferncia, os cabos metlicos e ticos ainda reinaro por bastante tempo com certeza. 12. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 12 1.6 Conceitos bsicos em redes de computadores e telecomunicaes Sinal analgico: o sinal que tm variao contnua ao longo do tempo Exemplos: voz humana, msica de LPs, fita K7 ou VHS, filme fotogrfico, todos os filmes que passam nas grandes salas de cinema, sinais em automao industrial: variaes de temperatura e presso, sinal de TV aberta, rdio FM e todas as propagaes de sinais no ar (transmisso dos sistemas wireless, ou sem fio) Figura: sinal analgico peridico senoidal Figura: sinal analgico no peridico Sinal digital: o sinal que tem variao no contnua (discreta), ou seja, em nveis fixos pr- estabelecidos. Exemplos: msica digital (CD, WAV, MP3), DVD, fotografia digital, filmes digitais, arquivos texto, banco de dados, comunicao entre computadores nas redes locais Figura: sinal digital binrio Figura: sinal digital no binrio Perodo, Amplitude, Frequncia, Fase e um sinal Os dois grficos abaixo ilustram os conceitos de perodo (T, tempo) e amplitude (neste exemplo em Volts) em uma onda senoidal e em uma onda retangular. Perodo uma medida de tempo e sua unidade o segundo. Figura: Amplitude e frequncia em uma onda senoidal e em uma onda retangular 13. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 13 Frequncia uma unidade que mede quantos ciclos por segundo um sinal peridico varia ao longo de um tempo. A unidade que se adota o Hertz (Hz). Um Hertz equivale a um ciclo por segundo. Matematicamente temos uma relao entre perodo (T, tempo) e frequncia (f) dada pela frmula: onde: f = frequncia (Hz) T = perodo (segundos) O grfico (b) abaixo mostra a variao de amplitude de um sinal em relao ao sinal do grfico (a). O grfico (c) ilustra a variao de frequncia de um sinal em relao ao primeiro sinal (a). O grfico (d) ilustra a variao da fase de um sinal em relao ao sinal original (a). Figura: variao de amplitude (b), frequncia (c) e fase (d) em relao a uma onda senoidal original (a) Bit, byte, bps e seus mltiplos A matemtica e a lgica binria dos equipamentos digitais empregam apenas dois tipos de sinais: ZERO (nvel baixo) e UM (nvel alto). Eletronicamente, o ZERO (nvel baixo) pode ser representado pela inexistncia de voltagem (zero volt) e o UM (nvel alto) pode ser representado uma voltagem definida (5 volts, por exemplo). Dessa maneira, toda informao digital composta por bits 0 e 1. Oito bits agrupados formam um conjunto que chamamos de byte. No caso da medida de tamanho de arquivo ou espao para armazenamento em unidades de armazenamento (disco, fitas, memrias, etc) usamos as seguintes unidades: 0 1 1 0 1 0 0 1 Volts tempo Sinal digital: Representao binria do sinal digital acima: 8 bits formam 1 BYTE Medida do tamanho de um arquivo ou espao para armazenamento Unidade usada em byte (B), kbyte (kB), Megabyte (MB), Gigabyte (GB), etc. T f 1 = 14. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 14 Os mltiplos usados neste caso, por se tratar de sistema binrio, se baseiam em potncia de 2 (210 , 220 , 320 , etc) e no na potncia de 10 do sistema decimal que estamos acostumados a usar no nosso dia a dia (101 , 102 , 103 , etc). Portanto, os mltiplos usados para TAMANHO DE ARQUIVO so: kbyte = kbyte = 210 bytes = 1.024 bytes megabyte = Mbyte = 220 bytes = 1.048.576 bytes gigabyte = Gbyte = 230 bytes = 1.073.741.824 bytes Exemplos: 1,44 kbytes = 1,44 x 1.024 bytes = 1.474,6 bytes 700 MBytes = 700 x 1.048.576 bytes = 734.003.200 bytes 80 Gbytes = 180 x 1.073.741.824 bytes = 85.899.345.920 bytes No caso da medida de velocidade de transmisso de bits nas redes de computadores e nos sistemas de telecomunicaes digitais adotamos outras unidades que so: Neste caso os mltiplos so os tradicionais mltiplos de 10 do sistema decimal (101 , 102 , 103 , ... ). Portanto, os mltiplos usados em VELOCIDADE (bps) so: Quilobits por segundo = kbps = 1.000 bps = 103 bps Megabits por segundo = Mbps = 1.000.000 bps = 106 bps Gigabits por segundo = Gbps = 1.000.000.000 bps = 109 bps Exemplos: 64kbps = 64 x 1.000 bps = 64.000 bps 100Mbps = 100 x 1.000.000 bps = 100.000.000 bps 1 Gbps = 1 x 1.000.000.000 bps = 1.000.000.000 bps Portanto, sempre que quisermos representar velocidade de transmisso digital, devemos usar as unidades listadas acima. So exemplos dessa aplicao: - Especificao de velocidade de portas em switches da famlia Ethernet (100Mbps, 1Gbps, etc.) - Especificao de velocidade em planos e contratos de acesso Internet (1Mbps, 2Mbps, etc.) As nicas excees a essa regra so as velocidades de navegao na Internet informadas por alguns medidores on-line. Nesses casos, possvel encontrar: bits por segundo ou bytes por segundo. Ateno e cuidado!!! A NATUREZA DO SINAL DIGITAL Os sinais digitais so formados por um somatrio de ondas senoidais de frequncias distintas. A figura abaixo ilustra o somatrio do sinal (a) de frequncia f com o sinal (b) de frequncia 3f, o que d origem ao sinal (c), que j pode ser considerado eletronicamente como uma boa aproximao de um sinal digital binrio. Destes grficos podemos extrair dois conceitos importantes que sero explicados na seo seguinte: Velocidade de transmisso de sinais digitais, ou seja, taxa de transmisso digital Bits por segundo (bps), kbps, Mbps, Gbps Unidade usada em 15. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 15 Figura: a soma das senides (a) e (b) produz a senide (c), que j uma boa aproximao de uma onda retangular Quando adicionamos componentes de frequncia maior ao somatrio, a onda digital se aproxima cada vez mais de uma onda digital ideal quadrada. A figura (a) abaixo ilustra um somatrio onde foi includa a componente senoidal com frequncia 5f e a na figura (b) vemos a incluso do componente com frequncia igual a 7f. A figura (c) ilustra o caso ideal, apenas terico, onde esto presentes infinitos componentes de frequncia, o que torna a onda perfeitamente quadrada. Figura:a soma de harmnicos de frequncias maiores produz uma onda cada vez mais prxima da onda ideal retangular 16. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 16 BANDA PASSANTE E LARGURA DE BANDA Banda Passante representa o intervalo de frequncias (frequncia inicial at a frequncia final) de um sinal. A banda passante de um sinal tambm conhecida como faixa de frequncias ou espectro de frequncias do sinal. Unidade de medida adotada: Hertz (Hz). Largura de Banda, que tambm tem o Hertz (Hz) como unidade de medida, representa o tamanho do intervalo de frequncias do sinal, que calculado atravs da frmula matemtica: L (Hz) = frequncia final frequncia inicial Conhecer estes dois parmetros, medidos em Hertz (Hz), de fundamental importncia, tendo em vista que os sinais so formados por um somatrio de ondas de frequncias distintas e estas devem estar contidas no intervalo definido pela banda passante do meio de transmisso a ser empregado. O grfico abaixo ilustra esses dois conceitos. Figura: Curva tpica de ganho de um meio de transmisso A partir da figura acima podemos afirmar que: Banda Passante: de fi a ff Largura de Banda: L = ff fi Exemplo: para o sinal de voz humana Banda passante do sinal = de 300Hz a 3.400Hz Largura de banda do sinal = 3.400 300Hz = 3.100Hz Os parmetros largura de banda e banda passante tambm so aplicados quando tratamos dos meios fsicos de transmisso (cabos metlicos, fibras ticas ou meio areo). Simplificadamente, podemos dizer que cada meio fsico de transmisso tem sua banda passante e sua uma largura de banda. Cabos metlicos so adequados para transmisso de sinais de baixa frequncia e tm largura de banda estreita, enquanto as fibras ticas so mais adequadas para sinais com frequncias maiores e tm largura de banda maior. Quanto maior a largura de banda (Hz) de um meio fsico, maior ser a seu suporte a taxas de transmisso digitais (bps) elevadas. 1.0 Ganho Frequncia L fffi 17. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 17 ESPECTRO ELETROMAGNTICO DE FREQUNCIAS A figura abaixo mostra as faixas de frequncias e larguras de banda dos diversos tipos de sinais e meios fsicos empregados nos sistemas de telecomunicaes. Exemplo 1: NOS MEIOS AREOS ROTEADOR WIRELESS COM INTERFACE ADSL, FABRICANTE: D-LINK, MODELO: DI-624S O fabricante D-link desenvolveu o roteador wireless DI-624S (servidor de acesso Internet sem fio) que possibilita o compartilhamento de uma conexo Internet ADSL com vrias estaes atravs do meio areo Wi-Fi, situadas at 100metros em ambiente interno ou 400 metros em ambiente externo. O equipamento funciona na faixa no licenciada conhecida popularmente como 2.4GHz. Nota-se nas especificaes abaixo que o equipamento pode operar em frequncias definidas pelo padro americano ou pelo padro europeu. No primeiro caso pode-se ter at 11 canais de comunicao simultneos e no segundo caso possvel estabelecimento de 13 canais ao mesmo tempo. Servidor de Acesso a Internet sem fio Modelo: DI-624S Fabricante: D-Link Especificaes: Faixa de Frequncias: Padro americano: 2,412 a 2,462 GHz Padro europeu : 2,412 a 2,472 GHz Largura de Banda: Padro americano: (2,462 2,412) GHz = 0,050 GHz Padro europeu : (2,472 2,412) GHz = 0,060 GHz Velocidade de transmisso digital 54Mbps 18. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 18 Exemplo 2: NOS MEIOS METLICOS DE REDE EXTERNA O grfico abaixo ilustra as faixas de passagem e larguras de bandas nos canais de voz e dados da tecnologia ADSL, empregada por exemplo no produto Velox: Podemos notar no grfico acima as diferentes faixas de frequncias e larguras de banda do canal de voz (POTS), do canal de upload (upstream) e do canal de download (downstream). Essa tecnologia permite velocidade de transmisso de dados assimtrica de at 8Mbps para download e 512Kbps para upload. Tudo isso dentre de uma faixa de frequncias que vai at 1.000KHz, ou seja, at apenas 1MHz. Exemplo 3: NOS CABOS METLICOS EMPREGADOS EM CABEAMENTO ESTRUTURADO A seo 2.3 da Unidade II a seguir descreve os cabos metlicos adotados em cabeamento estruturado. importante conhecer as diversas categorias usadas para classificar esses cabos, suas respectivas larguras de banda em MHz e suas aplicaes. 19. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 19 UNIDADE II - MATERIAIS EMPREGADOS EM CABEAMENTO ESTRUTURADO 2.1 Cabos metlicos Cabo coaxial As ltimas verses das normas internacionais para cabeamento estruturado e a norma brasileira da ABNT no recomendam o emprego dos cabos coaxiais em redes locais. Cada vez torna-se mais escassa a existncia deste cabo em LANs, mesmo nas mais antigas. O cabo coaxial possui em um fio central para transmisso de sinais e uma blindagem que envolve este fio sem toca-lo. A blindagem, se devidamente aterrada, fornece proteo deste contra interferncias eletromagnticas, alm de servir como referncia eltrica para os sinais. Figura: Cabo coaxial Apesar de so serem mais admitidos pelas atuais normas de cabeamento estruturado, esse tipo de cabo ainda encontra aplicaes fora desse escopo: Descidas de antenas (seja para rede de dados, voz ou imagem) Redes externas de TV a cabo Equipamentos de udio Cabo par tranado no blindado (UTP unshilded twisted pair) Os cabos UTP so compostos de pares de fios tranados no blindados de 100 Ohms. Em geral, podem ter 4, 25 ou 50 pares, de acordo com sua aplicao, conforme ser apresentado a frente. Por no serem protegidos contra intempries (sol, gua, etc.), no podem ser empregados em redes externas. Alm disso, caso instalados em ambiente externo, os cabos metlicos poderiam propagar correntes eltricos induzidas por descargas atmosfricas. A medida que os cabos UTP e seus acessrios foram evoluindo, eles foram sendo classificados em categorias conforme suas caractersticas e performance, o que ser discutido adiante. Figura: Cabo UTP (4 pares), categoria 5e. Figura: Cabo UTP (4 pares), categoria 6. 20. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 20 Cabo par tranado blindado (STP, FTP, ScTP e SSTP) Os cabos classificados como blindados so revestidos por uma lmina ou malha metlica que os protegem contra interferncias eletromagnticas externas. Os cabos blindados so recomendados para locais onde existe risco de que campos eletromagnticos perturbem o sinal da rede introduzindo erros nas transmisses. Esse tipo de cabo deve ser empregado principalmente em locais crticos, como aeroportos ou hospitais, onde uma interferncia de sinal pode gerar grandes transtornos ou mesmo o risco de morte. O emprego de cabos blindados exige que todos os demais acessrios (conectores, tomadas, etc.) sejam tambm blindados, o que ir garantir a efetiva proteo dos sinais contra interferncias e rudos externos. Por no serem protegidos contra intempries (sol, gua, etc.), no podem ser empregados em enlaces externos. Dentre as fontes externas de interferncia eletromagntica que afetam as redes locais podemos citar: motores em geral, reatores de lmpadas fluorescentes, circuitos de energia eltrica de alta ou baixa tenso (127/220 volts), descargas eltricas nas proximidades dos cabos, etc. Vale a pena destacar que o que produz o campo eletromagntico interferente sempre uma variao de corrente. Portanto, uma corrente contnua (DC - direct current) com as de pilhas ou baterias no ir gerar campos eletromagnticos. A norma EIA/TIA 568-A de 1995 adotou a sigla STP (Shilded Twisted Pair) para designar o cabo blindado criado pela IBM, que possua dois pares tranados blindados individualmente mais uma blindagem geral. Esse tipo de cabo deixou de ser reconhecido pelas normas mais recentes, pois era muito volumoso e tinha apenas dois pares. As normas atuais empregam uma nomenclatura que foi bem recebida e adotada pelo mercado: chama-se de FTP (Foil Twisted Pair) o cabo de quatro pares blindado atravs de uma lmina de alumnio que envolve todos os pares do cabo, enquanto o ScTP (Screened Twisted Pair) emprega no uma lmina de alumnio, mas uma malha metlica em sua blindagem. Na nova norma para cabos categoria 7, j aprovada pela ISO, mas ainda no pela EIA/TIA, especificado um o novo cabo SSTP (Shilded Screened Twisted Pair), tambm chamado de S/FTP (Screened Foil Twisted Pair), que possui uma blindagem laminada individual para cada um dos seus 4 pares de fios, alm de uma blindagem em malha que envolve todo o grupo de fios, o que exigir novos tipos de conectores macho e fmea, incompatveis com o consagrado padro RJ-45. Muitos profissionais duvidam que esse novo sistema vai realmente colar, acreditando que as fibras ticas iro ser uma opo melhor em relao ao sistema categoria 7. O futuro dir qual a soluo vai ganhar essa briga. Fig: Cabo FTP (4 pares) categoria 5 Fig: o novo cabo SSTP categoria 7 da ISO Figura: o novo e completo conector dos sistemas categoria 7. Fabricante Siemon 21. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 21 Cabos slidos versus cabos flexveis Os cabos de pares tranados blindados e no blindados podem ser slidos ou flexveis. Os cabos slidos so adequados para as terminaes IDC (Insulation Displacement Connection) das tomadas fmeas ou blocos de conexo. Os cabos flexveis so adequados para conectorizao com o conector RJ-45 macho. 2.2 Acessrios para cabeamento metlico Conectores Os cabos coaxiais (j em desuso) empregam como terminao mecnica principalmente os conectores BNC. Os cabos par tranado empregam os conectores modulares de 8 vias (comercialmente conhecidos como conectores RJ-45). No caso de cabos blindados (STP) emprega-se conectores RJ-45 com blindagem. Figura: Conectores BNC para cabos coaxiais Figura: Conector RJ-45 para cabo par tranado Tomadas (outlets) As tomadas modulares de 8 vias (comercialmente conhecidas como tomadas RJ-45) so empregadas na terminao de cabos par tranado e podem ser blindadas (para cabos STP) ou no blindadas (para cabos UTP). Os pares UTP so conectados nas tomadas atravs de contatos do tipo IDC, que dispensam o trabalho de descasca-los. As tomadas devem atender os critrios para transmisso (categoria) para o qual a rede est dimensionada. (a) (b) (c) (d) Figura: Tomadas modulares de oito vias (tomadas RJ-45) (a) Blindada Fab.: Panduit, (b) No blindada Fab.: Panduit, (c) No blindada Fab.: Fibracem, (d) No blindada Fab.: Reichle & De-Massari Painis de conexo (patch panels) Os painis de conexo so empregados para terminao dos cabos em pontos de concentrao do cabeamento. So construdos no padro 19" de largura para permitir instalao em racks de comunicao de dados. Trata-se de uma pea dotada de tomadas modulares de oito vias (tomadas RJ-45) com contados IDC. A Figura abaixo ilustra um patch panel de 48 portas RJ-45. Comercialmente encontram-se principalmente painis com 24 e 48 portas. Cada conjunto de 24 portas ocupa no rack 4,4 cm de altura, o que foi definido pelos fabricantes de armrios como sendo 01 (uma) unidade de altura. So utilizados com cabos telefnicos (cabos CI) ou cabos par tranado. As tomadas dos painis devem atender os critrios para transmisso (categoria) para o qual a rede est dimensionada. 22. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 22 Figura: um patch panels de 24 portas RJ-45 e outro de 48 portas Fabricante: Panduit Figura: componentes bsicos de um link Blocos de conexo Os blocos de conexo permitem a conexo dos cabos primrios (backbone) com os cabos secundrios (cabeamento horizontal) e podem ser empregados na concentrao, consolidao ou transio de cabos, conforme ser definido quando estivermos apresentando as normas de cabeamento estruturado. Empregam o sistema IDC para conectorizao de cabos. So utilizados com cabos telefnicos (cabos CI) ou cabos par tranado e apresentam maior economia se comparados com o uso de patch panels. Comercialmente so encontrados blocos de conexo para 8, 10, 25, 50, 100, 200, 300, e 900 pares. Os blocos de conexo so conhecidos como blocos 110 e esto disponveis em geral em mdulos de 50, 100, 200, 300 e 900 pares e empregam o conector 110 com contatos IDC. Os blocos de conexo e sobretudo seus acessrios (conectores e cordes de manobra) devem atender os critrios para transmisso (categoria) para o qual a rede est dimensionada. Podem ser fixados em racks, painis de madeira ou diretamente na parede. (a) (b) Figura: Sistema 110 (a) Bloco de conexo 110 de 100 pares, (b) Conector 110 tipo IDC ( 5 e 4 pares) 23. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 23 Cordes de conexo (patch cords) Os patch cords so cabos par tranado conectorizados em ambas as extremidades e podem ter conectores RJ-45 (para tomada ou patch panel) ou 110 (para bloco 110). So usados para fazer as conexes entre: Os painis de conexo e os equipamentos ativos dentro dos racks As tomadas nas reas de trabalho e os computadores Os blocos de conexo, entre as redes primrias e secundrias. Os cordes de conexo, alm de serem flexveis, devem atender os critrios para transmisso (categoria) para o qual a rede est dimensionada. Admite-se a confeco manual de patch cords, com alicate de crimpar conectores RJ-45, somente para cabeamentos de categoria 5 ou 5e. Os patch cords categoria 6 devem ser comprados prontos de fbrica para evitar o risco de perdas elevadas que iriam interferir nas transmisses de dados, sobretudo em taxas de transmisso mais elevadas. Figura: Cordo de conexo (patch cord) com conectores RJ-45 2.3 A classificao dos materiais metlicos em categorias e classes Categoria 1 e 2 Essas antigas categorias no so mais aceitas pelas normas atualmente. Foram usadas em redes telefnicas e nas primeiras redes locais de computadores como a Arcnet (2,5Mbps) e a Token Ring (4Mbps). Categoria 3 - Utiliza cabos com pares de fios tranados slidos de bitola 24 AWG. Estes cabos so utilizados para transmisso de sinais at 16 MHz. Essa categoria foi concebida originalmente para transmisso em at 10Mbps (Ethernet). Ainda hoje aceita pelas normas, mas somente nas redes que so para uso exclusivo de telefonia convencional, nunca para redes de dados, imagem ou vdeo. Categoria 4 - Essa categoria, que no mais aceita pelas normas, utilizava cabos com pares de fios tranados slidos de bitola 22 ou 24 AWG e suportava transmisso at uma largura de banda de 20 MHz. Essa categoria era compatvel com a rede Ethernet original (10Mbps) e com a segunda gerao Token Ring (16Mbps), ambas j superadas atualmente. Categoria 5 - Tambm eliminada das normas atuais, essa categoria utilizava cabos com pares de fios tranados sem blindagem de bitola 22 ou 24 AWG e suportava transmisso at uma largura de banda de 100 MHz. A categoria 5 foi originalmente concebida para aplicaes em Fast Ethernet 100BaseTX (100Mbps), mas o padro Gigabit Ethernet (1000BaseT), desenvolvido posteriormente, foi projetado com suporte ao cabeamento com esta categoria. Categoria 5e (Enhanced) Utiliza cabos com pares de fios tranados sem blindagem de bitola 22 ou 24 AWG. Admite transmisses at uma largura de banda de 100MHz, mas com parmetros de performance e especificaes de desempenho mais rigorosas. Apesar do padro Gigabit Ethernet (1000BaseT) ter sido desenvolvido para os cabos categoria 5, a adoo da categoria 5e representa um risco menor de erros se comparada com a 5. Segundo as normas atuais, a categoria 5e o padro mnimo para transmisso de dados em redes de computadores e nenhuma LAN deve ser projetada ou executada com cabos que tenham categoria inferior a essa. 24. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 24 Categoria 6 Esta especificao norte-americana foi aprovada em Junho de 2002 com o cdigo ANSI/TIA/EIA 568-B.2-1-2002. So especificaes ainda mais rigorosas em relao a performance para uma largura de banda que vai at 250MHz. Em geral, o cabo categoria 6 possui um elemento interno para separao dos pares e por isso o dimetro externo do cabo um pouco maior do que as categorias 5 e 5e. A origem da categoria 6 est ligada a indstria de switches, que tentou sem sucesso estabelecer um segundo padro Gigabit Ethernet (conhecido como 1000BaseTX e criado em 2001) para concorrer com o 1000BaseT. A eletrnica 1000BaseTX apresentava hardware com eletrnica mais barata do que a concorrente 1000BaseT, porm a tecnologia 1000BaseTX exigia um meio fsico com largura de banda igual a 250MHz, ou seja, exigia que os cabos fossem categoria 6. Como a arquitetura 1000BaseTX perdeu essa briga de mercado, admite-se hoje que redes Gigabit (1000BaseT) rodem em cabos de categoria 5e. Porm, nesse caso a adoo da categoria 6 representar um risco menor de erros, se comparada com a categoria 5e. Em 2006, quando foi publicado o padro 10GBaseT (10Gbps, conforme a norma IEEE 802.3an), estabeleceu-se que a categoria 6 poderia ser usada nessa tecnologia, mas com as seguintes ressalvas. Em primeiro lugar, admitiu-se o uso dos cabos UTP (no blindados) de categoria 6, desde que eles no ultrapassem 55m, o que representou uma exceo a regra dos 100m, que era histrica na evoluo dos cabos de pares tranados. Como opo, ficou permitido ter cabos categoria 6 em links 10Gbps com at 100m de comprimento, desde que eles sejam do tipo blindado (FTP), o que elimina os problemas de interferncia entre cabos. FIGURA: Detalhe do conector RJ-45 categoria 5 (figura esquerda) e do categoria 6 (figura direita). A diferena de posicionamento dos fios faz com que a interferncia na categoria 6 seja menor. Categoria 6a Aprovada em fevereiro de 2008 (padro EIA/TIA 568-B.2-10), na categoria 6a (o a vem de augmented) est definida uma largura de banda de 500MHz para o cabo de pares tranados. Essa categoria permite que as novas redes 10Gbps sejam implementadas com cabos de pares tranados no blindados (UTP) em at 100m, superando a barreira dos 55m que foi imposta para os cabos UTP de categoria 6 nessa velocidade. Categoria 7 essa categoria, ainda no reconhecida pelas normas norte-americanas EIA/TIA, j se encontra padronizada pelo organismo europeu ISO na norma 11801 (classe F). Nessa categoria a largura de banda disponvel de 600MHz e no se admitem cabos no blindados. Os cabos de pares tranados categoria 7 apresentam obrigatoriamente uma blindagem laminada para cada um dos seus quatro pares, alm de uma blindagem em malha que envolve o conjunto dos quatro pares. Esse novo sistema torna os cabos categoria 7 mais espaosos e menos maleveis, alm de obrigar a adoo de novos conectores/tomadas blindados diferentes dos padres RJ-45 e IDC, o que tornar a conectorizao mais complexa e crtica. A nova norma brasileira NBR 14565 de 2007 j incorporou a possibilidade de adoo dos cabos dessa categoria. O que significa AWG? O AWG American Eire Gauge uma norma norte-americana que define medidas para os dimetros de condutores (cobre, alumnio e outros). Quanto maior o valor numrico em AWG, menor ser o dimetro do condutor, conforme mostra a tabela abaixo. Valor em AWG Dimetro de cada fio condutor de cobre (mm) 19 0,91 22 0,64 23 0,57 24 0,51 26 0,41 25. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 25 Categoria (EIA/TIA) X Classe (ISO) O organismo padronizador internacional ISO International Organization for Standardization, sediado na Europa, estabelece uma classificao dos cabos metlicos similar a apresentada acima, mas ele usa o termo classe em lugar de categoria, conforme mostra a tabela abaixo: Classificao EIA/TIA (Americana) Classificao ISO (internacional) Categoria 3 Classe C Categoria 5 Classe D Categoria 5e No normatizada pela ISO Categoria 6 Classe E Categoria 7 ainda no publicada pela EIA/TIA Classe F 2.4 Fibras ticas e acessrios Fibras ticas As fibras ticas so condutores de sinais que trazem em lugar dos fios de cobre, microdutos de slica (SiO2) rigorosamente fabricados. Ao contrrio de sinais eltricos, as fibras ticas conduzem sinais de luz, que podem ser emitidos por um diodo laser ou um diodo emissor de luz (LED Light Emitter Diode). As principais vantagens da adoo de fibras ticas em cabeamento estruturado so: Por conduzirem sinais luminosos (e no sinais eltricos), as fibras ticas possuem a vantagem de serem imunes a interferncias eletromagnticas Permitem implantao de links mais extensos do que os cabos de cobre. As fibras ticas so meios fsicos que possuem maior largura de banda (em Hertz), mas na prtica a taxa de transmisso (bps) de um link de REDE LOCAL depende de outros fatores, conforme ser discutido a frente. O princpio bsico da propagao do sinal de luz nas fibras ticas a reflexo interna total da luz. Uma fibra tica composta por um microduto de slica (ncleo da fibra) envolvido por outro microduto de slica concntrico (casca da fibra). A dopagem do ncleo (com Boro, Germnio ou Fsforo por exemplo) faz com que seu ndice de refrao seja maior do que o ndice de refrao da casca, permitindo que um feixe luminoso lanado na extremidade da fibra se propague at a outra ponta confinado no ncleo, refletindo-se sucessivamente na casca. As fibras mais empregadas em redes locais so as multimodo (MM Multimode) e as monomodo (SM Single Mode). As fibras multimodo (MM) possuem um maior dimetro do ncleo (tipicamente 62,5 ou 50m) o que faz com que existam nele muitos modos de propagao da luz, causando atrasos nesta propagao e perdas por disperso. O sinal luminoso nas fibras monomodo (SM), tendo em vista o seu reduzido dimetro do ncleo (tipicamente 10 ou 8,5m), possui praticamente apenas um nico modo de propagao, garantindo uma maior eficincia nas transmisses e permitindo um alcance maior. As solues baseadas em fibras SM so mais caras do que aquelas onde se empregam fibras MM. 26. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 26 (a) (b) Figura: Fibra Multimodo (MM) (a) Corte transversal, (b) Corte longitudinal com a representao de diferentes modo de propagao (a) (b) Figura: Fibra Monomodo (SM) (a) Corte transversal, (b) Corte longitudinal com a representao de um modo de propagao Por serem muito frgeis, as fibras ticas so revestidas por diferentes camadas protetoras. A primeira camada o chamado revestimento primrio ou cobertura da fibra. Envolvendo o revestimento primrio das fibras existem outras camadas que compe tambm a estrutura de proteo. As fibras do tipo loose so envolvidas dentro do cabo por um gel que as protege contra umidade (a gua ataca a slica das fibras), sendo portanto recomendadas para uso externo em instalaes areas ou subterrneas. Alm da proteo contra umidade, o gel permite mobilidade das fibras dentro do cabo sem perda da resistncia contra foras externas que poderiam danifica- las, aumentando sua proteo fsica contra rompimento. Como o gel empregado altamente inflamvel, a fibra "geleiada" no pode ser empregada em ambientes internos. As fibras do tipo tight possuem outras estruturas de proteo (como kevlar, por exemplo) sem gel e so indicadas para instalaes internas. J existem atualmente modernos cabos de fibras ticas sem gel para instalao em ambientes externos, que podem ser submetidos a intempries climticas sem que as fibras se danifiquem. Os cabos ticos renem as fibras geralmente em pares, pois um enlace tico emprega no mnimo duas fibras: RX para recepo e TX para transmisso. comum o lanamento de cabos com nmero de fibras superior ao necessrio, para servirem de reserva no caso do rompimento de alguma(s) desta(s) ou expanses futuras. Para confeco dos cordes de conexo ticos empregam-se os cordes ticos monofibra ou duplex. NCLEO(=62,5m) ELEMENTOSDEPROTEO CASCA(=125m) CASCA(=125m) ELEMENTOSDEPROTEO NCLEO(=8,5m) 27. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 27 (a) (b) (c) Figura: Fibras ticas (a) Cabo loose, (b) Cabo tight, (c) Cordes tight duplex (esquerda) e monofibra (direita) A adoo de fibras ticas apresenta algumas desvantagens em relao ao emprego de meios metlicos. Dentre elas podemos citar: - O custo mais alto dos cabos de fibras ticas e seus acessrios; - O custo mais alto da conectorizao e/ou fuso das fibras, procedimento este que depende de caros equipamentos, mo de obra tcnica especializada; - O custo mais alto dos equipamentos de rede local (switches, por exemplo) com interfaces ticas, se comparado com o custo de interfaces eltricas com conectores RJ-45; - O custo mais alto do reparo de um link ou cordo tico rompido, o que exigiria a execuo de uma emenda mecnica provisria e/ou execuo de uma fuso tica definitiva, o que acarreta em um maior tempo de indisponibilidade do enlace. comum encontrar tcnicos de campo fazendo a avaliao da integridade de um enlace tico atravs do exame visual do sinal na extremidade do link ativo. Este procedimento deve ser evitado pelo risco de se expor os olhos a fonte de luz do tipo laser, adotada em alguns equipamentos ticos. O correto procedimento requer o emprego do equipamento Power Metter descrito na Unidade VI. Conectores ticos e demais acessrios para terminao de enlaces ticos A instalao de um conector tico no feita diretamente em uma fibra de um cabo tico j lanado, pois instalar um conector em uma fibra um trabalho demorado e que requer muita habilidade e prtica. Em geral, os instaladores preferem um procedimento mais prtico: compram pedaos de fibra j conectorizados (chamadas extenses ticas ou pigtails), fazem a fuso (emenda) de cada um dos pigtails com uma fibra do cabo e adotam uma caixa para proteo das emendas (chamada terminador tico, TO). As extenses ticas fundidas com as fibras tambm podem ser acomodadas nos chamados distribuidores internos ticos (DIO), que possuem conectores fixos e que precisaro (na ativao dos links com os switches) de cordes de conexo ticos, que so conectorizados em ambas as extremidades. Os conectores ticos so componentes que esto em constante evoluo, com o desenvolvimento de novos padres que tentam conseguir menores perdas no acoplamento tico, dimenses menores (para que ocupem menos espao nos equipamentos) e custo mais baixo. So exemplos das novas geraes de conectores ticos os modelos MTRJ e LC, que j so encontrados em vrias linhas de switches de diferentes fabricantes. Originalmente a norma EIA/TIA 568 especificava o conector tico cilndrico ST, que hoje j no mais recomendado. Algum tempo depois, para se adequar a norma europia ISO/IEC 11801, a norma americana passou a especificar adicionalmente o conector retangular SC, que foi largamente adotado pelo mercado durante muitos anos. Em sua ltima reviso, a norma EIA/TIA passou a aceitar, alm do SC, cinco novos conectores do tipo SFF- Smal Form Factor (fator de forma pequena), como por exemplo os modelos MTRJ e LC. 28. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 28 Antigos conectores ticos ST Conectores ticos SC Conectores ticos LC Comparao: tamanhos dos conectores SC e LC Conector tico MTRJ duplex Extenses ticas (pigtails) So fibras ticas pr-conectorizados (em apenas uma das extremidades) e flexveis para uso interno, podendo ser fornecidas com duas fibras (duplex) ou uma fibra (simplex), com comprimento que pode variar de 1,0 a 3,0 metros. As extenses ticas so utilizadas na terminao de cabos ticos onde so fundidas com as fibras destes. Essas fuses so ento armazenadas em acessrios como terminadores ticos (TO) ou distribuidores internos ticos (DIO). Cordes ticos So cabos de fibras ticas pr-conectorizados (em ambas as extremidades) e flexveis para uso interno. Podem ser fornecidos com 2 fibras (duplex) ou 1 fibra (simplex), com seu comprimento varia de 1,0 a 3,0 metros . Estes cordes se destinam a interligao de equipamentos ticos com as fibras instaladas nos DIO. Figura: Cordo tico monofibra ST (acima) e cordo tico monofibra SC (abaixo) Terminadores ticos (TO) e distribuidores internos ticos (DIO) As fuses das extenses ticas (pigtails) com as fibras dos cabos ticos devem ser acomodadas e protegidas em terminadores ticos (TO) ou distribuidores internos ticos (DIO). Estas peas possuem tambm espao para acomodao de uma reserva de fibras para a necessidade eventual de realizao de novas fuses. Os TO tm uma capacidade de acomodar um nmero menor de fibras (em geral de 6 a 12) e so fixados nas paredes. Os DIO tm uma capacidade maior de fibras (12, 24, ou 48, por exemplo) e podem ser feitos para instalao em parede ou em racks em padro 19", onde ocupam geralmente de uma a quatro unidades de altura, ou seja 4,4 a 17,6 cm. Mas a grande diferena entre TO e DIO no a capacidade de acomodar mais ou menos fibras. O terminador tico ter como sadas algumas extenses ticas conectorizadas, flexveis, do tipo macho que sero ligadas aos switches ou ficaro desconectadas, enroladas ou penduradas no TO. J no DIO, os pigtails fundidos com as fibras do cabo sero do tipo fmea e ficaro fixos na 29. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 29 estrutura interna do DIO. A conexo das portas ticas dos switches aos conectores fmea do DIO se d atravs de cordes ticos, que so conectorizados em ambas as extremidades. Os DIO podem ser fornecidos pelos fabricantes j dotados de extenses ticas conectorizadas, o que geralmente no ocorre no fornecimento de terminadores ticos. Figura: Terminador tico (TO) Fabricante: Fibracem (a) (b) Figura: Distribuidores Internos ticos (DIO) Fabricante: Fibracem (a) Modelo tipo gaveta padro 19" para rack, (b) Modelo para fixao em parede Figura:exemplo de emprego do DIO Figura: exemplo de emprego do TO Cabo de F.O. As fibras ticas do cabo so fundidas com extenses ticas pr-conectorizadas Conectores ticos Switch com interfaces ticas Cordes ticos Switch com interfaces ticas Cabo de F.O. As fibras ticas do cabo so fundidas diretamente nas extenses ticas, sem uso de cordes ticos Extenses ticas (Pig Tails) 30. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 30 Uma dvida conceitual muito comum: Nas redes LOCAIS (LANs) adotar fibras ticas em lugar de cabos UTP significa aumentar a velocidade de transmisso digital (bps) do enlace? A resposta NO. A simples troca do meio fsico metlico por fibras ticas praticamente no altera a taxa de transmisso digital (bps) de um link. Para aumentar a velocidade de transmisso de bits devemos trocar as interfaces (hardware) dos switches e placas de redes por interfaces com maior velocidade. E hoje o mercado oferece switches de alta velocidade tanto para sinais ticos e cabos de fibras ticas, quanto para sinais eltricos e cabos de pares metlicos. Vamos entender esse mito e o por que muitos se enganam ao acreditar que somente conseguimos alta velocidade de transmisso nos enlaces de rede local que adotam fibras ticas. correto afirmar que os sinais luminosos viajam nas fibras com velocidades maiores do que a corrente eltrica nos cabos UTP. Todo cabo UTP traz consigo um dado do fabricante: trata-se de um ndice chamado NVP que representa a velocidade de transmisso do sinal eltrico naquele cabo em comparao com a velocidade de propagao da luz (c = 3x108 m/s). Em geral o NVP dos cabos UTP ficam em torno de 0,7 (70% da velocidade da luz), o que significa que a velocidade do sinal eltrico nos cabos metlicos cerca de 30% menor do que a velocidade da luz. Porm, importante notar que essa diferena na prtica para as LANs atuais quase insignificante, pois o gargalo dos sistemas a velocidade com que os equipamentos de rede conseguem produzir seus bits e injeta-los nos cabos (10Mbps, 100Mpbs, 1Gbps ou 10Gbps). Existe na eletrnica digital o chamado "bit time" (tempo de durao de um bit): quanto mais curto o intervalo de tempo que dura um bit, mais rpido ser o sistema. Tambm existem diversos tipos de codificao de sinais digitais adotados em diferentes arquiteturas de redes. Essas so as principais questes que afetam a velocidade em bps de um link. Por outro lado, a adoo de fibra ou cabo UTP pouca diferena trar nessa taxa de transmisso digital, exceto se a troca do cabo UTP for decorrente do seu uso em desacordo com as normas vigentes. Outro aspecto tcnico que contribui para gerar confuso sobre esse assunto a afirmativa - correta - que as fibras tm largura de banda maior (em Hertz) do que os cabos UTP e por isso tem capacidade de transmisso digital (bps) maior. Sim, essa afirmativa est correta, porm no atual cenrio das REDES LOCAIS DA FAMLIA ETHERNET (IEEE 802.3) as maiores taxas de transmisso disponveis comercialmente (1Gbps e 10Gbps) podem ser obtidas com o uso de meios fsicos ticos ou metlicos, de acordo com normas tcnicas j estabelecidas. Concluindo, podemos afirmar que o critrio para adoo de fibras ticas em um projeto de rede local no a necessidade de maiores taxas de bps, mas sim outras questes como: a distncia excessiva do link, o risco de interferncia eletromagntica e a possibilidade de exposio do cabo a ambientes externos ou intempries. Porm, importante destacar que no caso da adoo das F.O. haver maiores custos com os cabos e acessrios de cabeamento, bem como com os equipamentos ativos de rede, sejam eles switches ticos, placas de rede ticas ou conversores de mdia (conversores eletro-ticos ou transceivers), alm de um maior custo com mo de obra especializada para instalao e reparo de links ticos. 31. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 31 2.5 Espelhos e caixas de sobrepor Os espelhos para parede so em geral modulares para permitir a instalao de conectores metlicos ou ticos. So fornecidos em tamanho 2x4" e 4x4". Os espelhos para piso so normalmente confeccionados em lato e podem ter formato circular. a) (b) (c) Figura: Espelhos para parede e piso (a) Espelhos Fab.: Panduit, (b) Esp. 2x4 horizontais Fab.: AMP (b) (c) Esp. para piso Fab.: Fibracem As caixas de sobrepor so fixadas na parede ou piso atravs de parafusos e buchas. Podem acomodar de uma ou mais tomadas RJ-45. (a) (b) Figura: Caixas de sobrepor com tomadas RJ-45 (a) Fabricante.: Reichle & De-Massari, (b) Fabricante: Fibracem 2.6 Racks A especificao de racks para telecomunicaes deve explicitar claramente se ele aberto ou fechado, sua largura (sempre padro 19"), profundidade e altura (especificada em unidades de altura). Cada unidade de altura corresponde a 4,4cm e equivale ao espao ocupado por patch panel de 24 portas ou um equipamento ativo de 12 ou 24 portas. Podem empregadas tambm rguas de tomadas universais (2P+T), guias de cabos e bandejas, de acordo com a aplicao do rack. Rack fechado O rack fechado padro 19" utilizado para o acondicionamento de equipamentos e acessrios em reas de usurios ou em outros locais onde os equipamentos de rede precisem ficar protegidos. fornecido geralmente com 2 planos de fixao e tanto a porta frontal (com ou sem chave), quanto as laterais e tampa traseira so totalmente removveis, facilitando a instalao e manuteno dos equipamentos instalados. Os dois planos de fixao podem ser fornecidos com furos rosqueados, no havendo neste caso necessidade de parafusos com porcas gaiola. 32. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 32 Rack aberto tipo coluna Rack aberto para acomodao de equipamentos e acessrios padro 19". Bracket articulado (wall rack) Acessrio aberto de fixao em parede para acondicionamento de acessrios e equipamentos padro 19", com articulao em uma das laterais para facilitar a instalao e/ou manuteno. (a) (b) (c) (d) Figura: Racks padro 19" Fabricante: Triunfo (a) Rack fechado 44 unidades de altura, (b) Mini-racks fechados, (c) Racks abertos tipo coluna, (d) Bracket articulada (wall rack) Guia de cabos Acessrio padro 19" utilizado para organizar cabos em racks e gabinetes, especialmente em instalaes de maior porte e facilitando a operao e manuteno. Podem ter uma ou duas unidades de altura. Figura: Guias de cabos fechados, uma unidade de altura 33. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 33 UNIDADE III CONECTORIZAO DE CABOS UTP/STP E SINALIZAO EM LANs 3.1 Conexo transparente (pino-a-pino) As tomadas RJ-45 devem ser instaladas em local protegido e podem, opcionalmente, ter uma janela deslizante para proteo dos contados. A conectorizao dos fios condutores nas tomadas deve seguir a identificao de cada fabricante. Nos conectores RJ-45 (conectores modulares de oito vias CM8V), os fios podem ser distribudos de duas formas (padro T568A ou T568B), conforme figuras e tabelas abaixo. Importante destacar que em uma mesma rede local todas as tomadas devem seguir o padro (T568A ou T568B), mas nunca os dois na mesma LAN. Esclarecendo melhor: adotamos apenas o padro T568A em todas as tomadas de uma rede ou apenas o padro T568B em todas as tomadas da rede, o que vai garantir uma conexo pino-a- pino (conexo transparente) em todos os enlaces da LAN. Figura: As duas opes para conectorizao de tomadas de telecomunicao 34. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 34 Figura: Pinagem da conexo transparente, tambm conhecida como pino-a-pino 3.2 Sinalizao em rede Ethernet/Fast Ethernet, conexo transparente vs cross-over Primeiramente, vamos entender a conexo entre as portas normais de um hub com as placas de rede dos micros. Todas as portas normais de um hub possuem uma inverso interna dos pares de fios responsveis pela recepo e transmisso dos sinais. Como as placas de rede dos micros no possuem essa inverso, a comunicao destas com as portas normais do hub torna-se possvel, pois os pinos da transmisso de um lado (TD) estaro conectados aos pinos da recepo (RD) do outro lado e vice-versa. Para entender essa questo, lembrarmos que os cabos de pares tranados so cabos cuja conectorizao do tipo pino-a-pino (conexo transparente). Figura: Detalhe da comunicao micro-hub com cabo transparente e a inverso interna do hub. Porm, caso tenhamos que ligar dois micros em uma conexo ponto-a-ponto ou caso tenhamos que ligar dois hubs (cascateamento de hubs), percebemos que poder haver conflito na comunicao caso os pinos de transmisso (TD) em uma ponta estejam conectados aos pinos TD da outra ponta e os pinos de recepo (RD) em uma ponta estejam conectados aos pinos RD da outra extremidade. Neste caso precisamos de alguma maneira fazer inverses na conexo dos pinos de TD e RD, inverso esta conhecida como conexo cruzada ou conexo cross-over. A figura abaixo mostra uma conexo inadequada, uma vez que foram empregadas em ambas as extremidades do link portas de hubs com inverso interna. Observe que, nesta situao a transmisso de um hub (TD) est conectada a transmisso do outro hub, assim como as duas recepes (RD). 1 2 3 4 5 6 7 8 T568 A Pino Cabo 1 Branco-Verde 2 Verde 3 Branco-Laranja 4 Azul 5 Branco-Azul 6 Laranja 7 Branco-Marrom 8 Marrom PAR 4PAR 3 PAR 1 PAR 2 1 2 3 4 5 6 7 8 T568 A Pino Cabo 1 Branco-Verde 2 Verde 3 Branco-Laranja 4 Azul 5 Branco-Azul 6 Laranja 7 Branco-Marrom 8 Marrom PAR 4PAR 3 PAR 1 PAR 2 1 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 8 Pino Cabo 1 Branco-Verde 2 Verde 3 Branco-Laranja 4 Azul 5 Branco-Azul 6 Laranja 7 Branco-Marrom 8 Marrom PAR 4PAR 3 PAR 1 PAR 2 1 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 8 Pino Cabo 1 Branco-Verde 2 Verde 3 Branco-Laranja 4 Azul 5 Branco-Azul 6 Laranja 7 Branco-Marrom 8 Marrom PAR 4PAR 3 PAR 1 PAR 2 35. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 35 Figura: Detalhe de uma conexo inadequada entre dois hubs atravs de suas portas usuais. comum encontrarmos nos hubs uma porta especial chamada uplink (em geral a ltima porta), que repete o mesmo sinal da sua porta adjacente, porm sem a inverso dos sinais RD/TD das portas usuais. Portanto, para se conectar dois hubs, deve-se empregar em um lado do enlace uma porta normal (com inverso) e do outro uma porta uplink (sem inverso). importante notar que no possvel empregar simultaneamente uma porta uplink e a sua adjacente, ou seja, um hub com 12 portas convencionais e uma uplink pode ter 12 micros conectados em suas portas normais ou somente 11 micros, caso assa porta de uplink esteja sendo usada para um cascateamento com outro hub. Uma alternativa tecnolgica que tem o mesmo efeito encontrada em alguns modelos de hubs que no possuem uma porta especial para o cascateamento, mas uma tecla uplink ao lado da sua ltima porta. Esta tecla ativa ou desativa a inverso desta ltima porta do hub, que pode ter, portanto, duas funes, dependendo da posio da tecla. Existe ainda a alternativa de se usar um cabo cross-over. No cabo cross-over, empregamos o padro de conectorizao T568A em uma das pontas do cabo e o padro T568B na outra. Dessa forma, os pinos 1 e 2 so invertidos com os pinos 3 e 6. Neste caso, a conectorizao do cabo UTP/STP em uma de suas extremidades feita de modo a inverter os sinais de transmisso e recepo, permitindo que a comunicao consiga ser estabelecida entre duas portas usuais ou duas portas uplink. Figura: Ligao hub-hub atravs de duas portas usuais com o emprego do cabo cross-over. 36. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 36 Figura: Pinagem da conexo cross-over, tambm chamada de conexo cruzada Consideraes importantes No se recomenda que a conexo cross-over seja implementada nos enlaces permanentes de uma rede local. O ideal que toda a rede tenha apenas o padro de conexo transparente em todos os seus cabos permanentes. Desta maneira, caso seja necessrio fazer uma conexo cruzada (cross-over), a mesma dever ser implementada em um dos patch cords (cordes de conexo para manobra) daquele enlace. Os switches fabricados atualmente em geral fazem a auto-deteco do tipo de sinal que est sendo recebido pelas portas. Esse recurso chamado nos catlogos e manuais em ingls de MDI / MDIX Autodetection. Desta maneira, o equipamento tem a capacidade de configurar eletronicamente de forma automtica cada uma de suas portas para trabalhar como RD ou TD, em funo do sinal detectado em cada uma delas. A sinalizao descrita na seo 3.2 refere-se a tecnologias Ethernet 10Mbps (padro IEEE 802.3 tambm chamado de 10BaseT) e Fast Ethernet 100Mbps (padro IEEE 802.3u ou 100BaseT). Para os enlaces Gigabit Ethernet existem dois tipos de sinalizao que so bem diferentes daquela apresentada na seo 3.2: so eles o padro 1000BaseT e o padro 1000BaseTX. A seo 3.4 discute detalhadamente estas duas sinalizaes, suas respectivas codificaes, larguras de banda e meios fsicos adequados para cada uma delas. 1 2 3 4 5 6 7 T568 A Pino Cabo 1 Branco-Verde 2 Verde 3 Branco-Laranja 4 Azul 5 Branco-Azul 6 Laranja 7 Branco-Marrom 8 Marrom PAR 4PAR 3 PAR 1 PAR 2 1 2 3 4 5 6 7 T568 B Pino Cabo 1 Branco-Laranja 2 Laranja 3 Branco-Verde 4 Azul 5 Branco-Azul 6 Verde 7 Branco-Marrom 8 Marrom PAR 4PAR 2 PAR 1 PAR 3 1 2 3 4 5 6 71 2 3 4 5 6 7 Pino Cabo 1 Branco-Verde 2 Verde 3 Branco-Laranja 4 Azul 5 Branco-Azul 6 Laranja 7 Branco-Marrom 8 Marrom PAR 4PAR 3 PAR 1 PAR 2 1 2 3 4 5 6 71 2 3 4 5 6 7 Pino Cabo 1 Branco-Laranja 2 Laranja 3 Branco-Verde 4 Azul 5 Branco-Azul 6 Verde 7 Branco-Marrom 8 Marrom PAR 4PAR 1 37. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 37 3.3 Conectorizao de cabos de 25 pares Os cabos de 25 pares aceitos pelas normas de cabeamento estruturado possuem um padro de cores diferente daquele usado nos cabos de 4 pares. A tabela abaixo apresenta esse cdigo de cores e a seqncia de conectorizao a ser adotada nos blocos de corte ou patch panel. 38. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 38 3.4 Sinalizaes em redes Gigabit Ethernet e respectivas categorias de cabos O texto dessa seo, baseia-se em um artigo de Jos Maurcio Santos Pinheiro, Professor Universitrio, Projetista e Gestor de Redes, membro da BICSI, Aureside, IEC e autor de livros. Disponvel em: www.projetoderedes.com.br/artigos/artigo_cabeamento_para_gigabit_ethernet.php O Gigabit Ethernet um padro que foi criado para aumentar o desempenho de redes locais baseadas nos protocolos Ethernet e Fast Ethernet, utilizando o mesmo formato de frame (IEEE 802.3), os mesmos mtodos de codificao e de controle de fluxo e o mtodo CSMA/CD para o controle de acesso em redes half-duplex. A comunicao no padro Gigabit Ethernet pode ser feita seguindo dois padres: O 1000Base-T e o 1000Base-TX. Os dois utilizam todos os pares do cabo de par tranado. Nesse caso, a rede pode operar tanto no modo full-duplex, onde os dois lados podem transmitir dados simultaneamente nos pares, quanto no modo half-duplex, sendo dois pares para transmisso e dois para recepo. O que determina o uso de um modo ou outro so os elementos constituintes da infra-estrutura da rede (ativos e passivos). Padro 1000BASE-T Inicialmente, a especificao 1000BASE-T foi escrita para operar sobre cabeamento UTP categoria 5. Para atingir a performance solicitada, a sinalizao do padro requer a utilizao dos quatro pares tranados do cabo, utilizando um esquema de codificao PAM (Phase Amplitude Modulation) nvel 5, para transmitir um espectro no filtrado de 125MHz em canais full-duplex, conforme a especificao da ISO/IEC 11801 e ANSI/EIA/TIA-568-B. Essa especificao utilizando a categoria 5 se destina ao cabeamento horizontal e da rea de trabalho, desde que os enlaces sejam aprovados em testes adicionais de Perda de Retorno e ELFEXT, segundo a norma ANSI/EIA/TIA-568-B, uma vez que no Gigabit Ethernet, cada um dos quatro pares do cabo deve suportar uma taxa efetiva de 250Mbps em cada direo e simultaneamente, at uma distncia de 100m, garantindo que a taxa de erros de bit (BER) fique abaixo de 10-10 . Para prover maior margem de segurana no atendimento aos requisitos dessa tecnologia mesmo no pior caso, ou seja, com quatro conexes (2 patch panels, 1 ponto de consolidao e 1 tomada de telecomunicao), foi elaborado o adendo conhecido como categoria 5e (Enhanced). Figura: Padro 1000BASE-T 39. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 39 1000BASE-TX Trata-se do padro Gigabit Ethernet sobre cabeamento UTP, s que usando uma eletrnica cerca de 75% menos complexa do que a utilizada no padro 1000Base-T. O padro trafega a 500Mbps em cada par, sendo dois pares para cada sentido de transmisso. Figura: Padro 1000BASE-TX 1000BASE-T versus 1000BASE-TX Quando instalamos um cabo Cat. 5e, ele trabalha na frequncia at 100MHz para a transmisso de dados, podendo alcanar 1Gbps utilizando quatro pares. J os cabos CAT6 e CAT7, por exemplo, trabalham em frequncias de 200/250MHz e 500/600MHz, respectivamente, para transmitir dados, alcanando os mesmos 1Gbps e utilizando tambm os mesmos quatro pares. Para a transmisso a 1Gbps pode-se utilizar qualquer um dos dois padres (1000base-T ou 1000base-TX). Nesse caso, estar sendo definindo tambm o tipo de cabeamento que ser utilizado, ou seja, para redes com cabeamento CAT5e recomenda-se utilizar o padro 1000base-T e em redes com cabeamento CAT6 ou CAT7, o padro mais recomendado o 1000base-TX. A diferena bsica entre um e outro est na eletrnica envolvida, pois para uma porta 1000baseT todos os pares devem transmitir e receber simultaneamente. J para o padro 1000baseTX apenas dois pares transmitem e outros dois recebem, isso torna a eletrnica mais simples e barata, apesar de estarmos falando de frequncias diferentes. Resumindo, no padro 1000baseT, o passivo mais barato (cabos CAT5e) e o ativo mais complexo (eletrnicos) e caro; para o padro 1000baseTX, o passivo mais caro (cabos CAT6 ou CAT7) e o ativo mais barato. 40. Cabeamento Estruturado Autor: Rodrigo Moreno Marques Infra-Estrutura e Projeto de Redes 2008 Rodrigo Moreno Marques - Reproduo permitida, desde que citada a fonte. 40 Problemas de Conexo A flexibilidade do padro 1000Base-T possibilita uma migrao relativamente simples das redes Ethernet e Fast Ethernet, j que possvel aproveitar a infra-estrutura de cabeamento existente. Como o 1000Base-T utiliza uma taxa transmisso menor por cada par, permite que o cabo seja de categoria 5e. J o 1000Base-TX exige que o cabo seja, pelo menos, categoria 6. Na verdade, pouca coisa muda na infra-estrutura. Deve-se observar apenas que, apesar dos cabos serem os mesmos (Cat 5, Cat 5e ou superior), o padro faz uso intensivo da capacidade de transmisso e por isso detalhes como o comprimento da parte destranada do cabo para o encaixe do conector, o nvel de interferncia no ambiente (rudo EMI/RFI), rotas de cabos muito longas, etc. so mais crticos para manter a performance solicitada pela rede. As possveis causas para u