Redes de Computadores Cabeamento Estruturado Ely Edison Matos ely.matos@ufjf.edu.br ago2003

Cabeamento Estruturado Por que cabeamento estruturado ? necessidade de padronização das redes de computação integração em uma única rede de todos os sistemas de comunicações do interior de um edifício necessidade de flexibilidade de funcionamento destas redes Distribution End Users Core 100Mbps Switch 10Mbps Hub 100Mbps Hub Router WAN

Padronização Topologia em estrela e modo de gerenciamento através de conexões cruzadas das redes telefônicas Uso de cabos de par trançado utilizados para redes de computação pela AT&T e IBM na época Padronização pela EIA/TIA (associações de indústrias de eletrônica e telecomunicações nos EUA) As primeiras normas surgiram no início da década de 90

Objetivos principais Fundamentar uma única infra-estrutura passiva de cabeamento e conexões para possibilitar o suporte a vários tipos de comunicação Evitar as estruturas proprietárias e a pluralidade de cabeamentos Ou seja, evitar em uma mesma edificação diversos cabos e meios diferentes, com necessidades, problemas e manutenções diferentes

Necessidades Banda de transmissão em alta freqüência Atualmente chega a 250 MHz, mas vai aumentar Altas taxas de transmissão de bits Atualmente chega a ordem de Gigabits Infra-estrutura passiva Totalmente independente dos equipamentos eletrônicos a ela conectados Padronização parâmetros de cabos e conexões formatos de cabos e conexões Capacidade de atender a demanda por novas aplicações por um longo período

ANSI-TIA-EIA 568-A Norma americana Estabelece os requisitos mínimos de cabeamento em prédios comerciais, incluindo Tomadas/conectores para telecomunicação Conexões entre prédios em um ambiente “campus” Segundo a norma, um sistema de cabeamento estruturado consiste de 6 subsistemas funcionais

Estrutura do CE Um sistema de CE está dividido basicamente nos seguintes subsistemas Área de trabalho Work-area components Cabeamento horizontal Horizontal cabling Sala ou armário de telecomunicações Telecommunications closet Cabeamento vertical Backbone cabling Sala de equipamentos Equipament room Entrada do edifício Entrance facility

Estrutura do CE

Área de Trabalho Local ocupado pelo usuário, onde são necessários pontos de saída para conexão dos equipamentos de trabalho (telefone, computador, sensor de automação, câmera, TV, saída de som ...) Neste local são colocadas as tomadas padrão RJ45 e os cabos adaptadores entre o equipamento e a tomada adapter cables (patch cords) Cada ponto de saída deve ter, no mínimo, duas tomadas RJ45

Área de Trabalho Pinagem 568A Pinagem 568B Pino / Cor 1- Branco/Verde 3- Branco/Laranja 4- Azul 5- Branco/Azul 6- Laranja 7- Branco/Marrom 8- Marrom Pinagem 568B 1- Branco/Laranja 2- Laranja 3- Branco/Verde 6- Verde

Cabeamento Horizontal Conjunto de cabos que liga as tomadas até os painéis distribuidores colocados no Armário de Telecomunicações O formato de distribuição é do tipo estrela O cabeamento horizontal é formado por Tubulações, eletrocalhas, leitos e demais acessórios para suporte dos cabos Cabos UTP Cabos de fibra ótica Fiber to the desk Pouco usual ainda

Cabeamento Horizontal

Armário de telecomunicações Local onde são colocados os painéis distribuidores bem como equipamentos Neste local é feita a conexão cruzada (cross-conection) entre painéis distribuidores e os equipamentos O armário de telecomunicações é uma das extremidades do cabeamento horizontal Pode ser uma sala, um armário, ou mesmo um gabinete fechado (rack) padrão 19”, dependendo do tamanho do edifício O armário de telecomunicações faz a integração entre o cabeamento horizontal e o vertical

Armário de telecomunicações Os painéis distribuidores de cabos metálicos podem ser de dois tipos Patch panel 19” com portas RJ45 Blocos distribuidores tipo IDC 110 Nos patch panels cada porta representa uma tomada de um ponto de saída Nos blocos o cabo que liga à tomada do ponto de saída é aberto em 4 pares

Armário de telecomunicações Os patch panels utilizam o padrão RJ45, o que os torna mais fáceis de usar, pois as portas são idênticas às tomadas e às saídas dos hubs Os blocos são menores e mais compactos que os patch panels Utilizam o padrão IDC 110 para conexão, e cada par é acessível individualmente, pela parte frontal do bloco Devido à separação dos pares, o bloco facilita as diversas aplicações, tais como telefonia, TV, som ambiente, etc.

Armário de telecomunicações Cross-connection Interconnection

Armário de telecomunicações Componentes Equipamentos ativos (hubs, switchs, multiplexadores, etc) Painéis distribuidores: patch panel, bloco 110 IDC e distribuidor interno ótico (DIO) Cordões de manobra (patch cords) de cobre (cabos UTP) ou em fibra ótica Distribuidores óticos Suportes para painéis e equipamentos (racks)

Armário de telecomunicações

Cabeamento Vertical É o cabeamento que interliga os diversos Armários de Telecomunicações entre si, a Sala de Equipamentos e desta até a Entrada do edifício Em instalações industriais ou em campus, o Cabeamento Vertical interliga os diversos prédios É também chamado de “backbone” e sua topologia é estrela Componentes Cabos tipo UTP de 25 pares (em instalações internas) Cabos de fibra ótica (em instalações internas e externas) Tubulações subterrâneas, leitos para cabos, eletrocalhas, estruturas aéreas, etc.

Cabeamento Vertical

Sala de Equipamentos Na Sala de Equipamentos estão colocados os equipamentos principais de uma rede, ou os de maior complexidade A partir da Sala de Equipamentos é feito o controle e gerenciamento das instalações de comunicação de uma instalação Componentes Equipamentos ativos principais - hubs, switches, multiplexadores, etc. Painéis distribuidores de cobre e de fibra, bem como suportes tipo rack Servidores Central PABX Centrais de TV e de som Centrais de controle e automação

Sala de Equipamentos

Entrada da Edificação Ponto de acesso de comunicação externa da edificação Meio pelo qual chegam e saem as informações da instalação Fazem parte da entrada os acessos de telefonia vindos da concessionária, acessos de televisão, cabos de fibra ótica externos, entradas de rádio digital, etc. Faz parte da entrada uma área mínima em parede ou uma sala para instalação dos equipamentos e acessórios de montagem

Entrada da Edificação

Integração de sistemas

Cabeamento Tanto o cabeamento horizontal quanto o vertical podem utilizar cabos metálicos ou de fibra ótica Quando utiliza-se fibra ótica da sala de equipamentos até a área de trabalho diz-se que o cabeamento é do tipo “fiber to the desk” Hoje a fibra é pouco utilizada no cabeamento horizontal devido as altas taxas de transmissão dos cabos metálicos e devido ao custo dos equipamentos com portas para fibra A fibra ótica é bastante utilizada no cabeamento vertical e nos locais com grandes distâncias ou com problemas de EMI

Fibras óticas Os cabos de fibra ótica são divididos em dois tipos, conforme o modo de transmissão em seu interior multimodo (62,5 / 125 mm) monomodo (9 / 125 mm) O uso de fibras óticas exige painéis distribuidores especiais, colocados nos Armários de Telecomunicações e Salas de Equipamentos Cuidados especiais são exigidos para a instalação de fibras óticas O principal deles é: pessoal capacitado e experiente

Cabeamento metálico A norma EIA/TIA 568 classificou os sistemas de cabeamento estruturado em categorias A categoria caracteriza a performance do meio físico e acessórios de acordo com os seguintes intervalos de freqüências Categoria 3: cabo par trançado com impedância característica de 100 ohms, para freqüência de até 16 MHz Categoria 4: idem até 20 MHz Categoria 5: idem até 100 MHz Categoria 6: idem até 250 MHz

Limites e performance LIMITES DE QUALIDADE Vários limites são colocados para garantir a performance do cabeamento Tais limites estão relacionados às próprias características elétricas e desempenho desejado dos produtos, bem como à forma de instalação Os principais fatores limitantes são COMPRIMENTO CONTINUIDADE POLARIDADE ATENUAÇÃO CROSSTALK (NEXT)

Limites e performance COMPRIMENTO/CONTINUIDADE/POLARIDADE O respeito a estes itens deve-se à qualidade do planejamento e ao PROJETO EXECUTIVO que define a instalação Também está relacionado à qualidade da instalação Respeito ao projeto Pessoal capacitado e treinado Cuidado e organização em campo

Limites e performance ATENUAÇÃO Refere-se à qualidade do cabo Mas também à forma que foi conectado nas extremidades, à tração que sofreu na colocação, dobras e outros esforços Quando aumenta a freqüência, aumenta a atenuação Em taxas de transmissão que usam altas freqüências, o problema pode ser crítico

Limites e performance CROSSTALK (NEXT – Near End Crosstalk) Crosstalk ou diafonia é o maior problema em cabeamentos que operam em altas freqüências Crosstalk é a interferência indesejada de um par sobre os outros É medido pelos métodos “par-a-par” ou de soma (POWER SUM) O crosstalk pode ser provocado por erros de fabricação Geralmente quem provoca o crosstalk é o instalador com erros cometidos na colocação dos cabos: dobras, destrançamento, cortes no isolante, etc. com erros de conexão junto à tomada ou painéis distribuidores

Limites e performance Crosstalk

Limites e performance A norma EIA/TIA 568 definiu o comprimento máximo do cabeamento horizontal, entre a tomada e o painel do Armário de Telecomunicações, em 90 metros (link básico) Incluindo patch cords, o comprimento é de 100 metros (link de canal) ÁREA DE TRABALHO ARMÁRIO DE TELECOMUNICAÇÕES Horizontal Conexão cruzada TOMADA Comprimento máximo - 90 m

Limites e performance

Projeto Parte fundamental de qualquer iniciativa que se pretende bem realizada e de sucesso. Em Cabeamento Estruturado o projeto determina os custos de uma instalação Determina exatamente o que se quer e o que não se quer, numa etapa onde os gastos ainda são muito baixos Deve ser feito por especialistas

Documentação É a parte complementar do projeto Deve ser feita durante o processo da instalação Compreende toda a identificação dos cabos, conectores e painéis distribuidores Com todas as identificações feitas, um desenho final das instalações apresenta uma planta detalhada do sistema Fechando o pacote, deve ser feita a Certificação de cada ponto, com equipamento bidirecional atestando a qualidade de cada link

Normas Um conjunto de Normas Internacionais define atualmente os padrões dos materiais para cabeamento estruturado e os procedimentos de instalação destes materiais As Associações das Indústrias de Eletrônica e de Telecomunicações americanas (EIA/TIA), bem como órgãos internacionais (ISO), definem as principais normas em uso EIA/TIA 568A (definições gerais do cabeamento) EIA/TIA 569A (infra-estrutura para o cabeamento) EIA/TIA 607 (aterramento) ANSI/EIA/TIA 606 (sistema de identificadores) ISO/OSI 11.801 (interconexão de sistemas)