Redes de Computadores
Fundamentos de Cabeamento Estruturado
Cabeamento Metálico
Módulo 5
Objetivos
Características elétricas e
construtivas do Cabeamento
Metálico
Evolução do Cabeamento
Estudo dos níveis de um
Cabeamento Estruturado
Prof. Engº Ricardo Luís Rodrigues Peres
Diagrama de Blocos de um Sistema
de Comunicação
Sistemas de Comunicação Digitais
Características:
• Suportam qualquer tipo de informação (dados, voz ou
imagem )
• por meio de cabos metálicos ( UTP, STP )
• por meio de guias de onda ( fibras ópticas )
• pela atmosfera ou pelo espaço ( wireless )
• Permitem fácil regeneração dos sinais
• Possuem menor susceptibilidade a distorção e a
interferências eletromagnéticas
• Os circuitos digitais ( hardware ) são mais simples e
confiáveis
• Tratam os sinais digitais (voz, dados ou imagem) de um
único modo
Cabeamento Estruturado
• Sistema de Cabeamento capaz de atender
aos três serviços básicos (dados, voz e
imagem) com a mesma infra-estrutura
• Utiliza normalmente cabos metálicos
trançados - UTP 4 pares ( cat. 5E ou cat.6 ) e
fibras ópticas
• Permite a instalação de diferentes
equipamentos de computação e de
comunicação de dados numa mesma infraestrutura.
Normas relativas à Cabeamento
Estruturado
• ANSI/TIA/EIA 568-B
• Sistemas em Cabeamento Estruturado
• ISO/IEC/DIS 11801
• Norma Internacional ( 568 + 569 )
• ANSI/TIA/EIA 606
• Administração de infra-estrutura ( telecomunicações )
• ANSI/TIA/EIA 607
• Sistemas de aterramento ( telecomunicações )
• ANSI/TIA/EIA 569-A
• Infra-estrutura física ( espaços e caminhos )
• ABNT NBR 14565
• Norma brasileira ( 568 + 569 + 606 )
1
Norma TIA/EIA 568568-B
•
•
•
•
•
•
Tipos de mídia
Topologias de Rede
Comprimentos máximos de segmentos de cabo
Parâmetros elétricos e limites
Configuração de conectores (código de cores)
Classificação dos cabos em categorias
( 5E, 6 ) e dimensão de núcleo( 50 ou 62,5 µ)
• Elementos de conexão ( hardware )
Norma ISO/IEC DIS 11801
• Norma Internacional, baseada inicialmente na
EIA/TIA 568-A, evoluiu várias características
• Estabelece estrutura e configuração mínimas
para um Sistema de Cabeamento
• Requisitos de implementação e desempenho
• Requisitos de conformidade e verificação técnica
• Engloba especificações de infra-estrutura para
telecomunicações (EIA/TIA 569-A)
Modelo “ T “ dos cabos metálicos
• Um cabo metálico pode ser representado
matematicamente pelo “modelo T ”, que
descreve um arranjo de Resistência, Indutância,
Capacitância e Condutância distribuídas por
unidade de comprimento.
Norma NBR 14565
• Tipos de mídia
• Topologias de Rede
• Comprimentos máximos de segmentos de
cabo
• Configuração de conectores (código de cores)
• Orientações de projeto
• Padrões para documentação e administração
da rede física
Norma ANSI/EIA/TIA 569569-A
• EIA/TIA 569-A estabelece orientações para:
• Mapa de disposição dos equipamentos
• Alternativas de encaminhamento para o lançamento
de cabos
• Distâncias envolvidas para atendimento aos pontos
de trabalho e aos armários de telecomunicações
• Análise quanto às interferências elétricas e
estruturais para melhor encaminhamento dos cabos
• Verificação da infra-estrutura existente para
utilização deste novo Cabeamento
Cabos Metálicos:
Por que trançados?
• O trançamento visa cancelar o fluxo mútuo de
radiação eletromagnética de modo que a
Indutância seja reduzida
• Efeito de Diafonia ou Crosstalk, resultante do
não trançamento, é crítico em LAN
• Outros feitos importantes devem ser
considerados - Atenuação, NEXT, ACR e
Return Loss
2
Parâmetros elétricos - ( crítico )
• Atenuação ou perda de potência do sinal
transmitido - quanto maior a freqüência do sinal, pior
é o resultado ( efeito skin - pelicular )
• Valores máximos pré-determinados por norma
Parâmetros elétricos
• Perda de Retorno (Return Loss)- reflexões causadas por
anomalias na impedância característica ao longo de um
segmento de cabo.
• Conectorizações mal feitas, estrangulamento ou
esmagamento do cabo são as causas mais comuns
• O teste de perda de retorno mede a diferença entre a
amplitude do sinal de teste e a amplitude das
reflexões deste sinal ao longo do cabo
Diafonia ou Crosstalk - ( crítico )
Cabos de pares trançados - Atenuação
Relação de potência
2 para 1
10 para 1
20 para 1
40 para 1
100 para 1
200 para 1
1000 para 1
Log na base 10
0,301
1
1,301
1,6
2
2,301
3
dB
3
10
13
16
20
23
30
Diafonia ( Crosstalk )
• Interferência eletromagnética mútua entre sinais
elétricos que trafegam em condutores próximos
dentro de um mesmo cabo
• Crítico em LAN com cabo UTP, pois temos sinais
digitais em alta freqüência em cada par utilizado
• Medição realizada por meio de cable-scanner para
lances máximos de 100 m
Diafonia ou NEXT ( near end crosstalk )
Interferência do sinal transmitido na extremidade local
do cabo sobre o sinal recebido em outro par do cabo
nesta extremidade, causando “atenuação” do sinal
Telediafonia ou FEXT (far end crosstalk)
Interferência do sinal transmitido na extremidade
remota do cabo sobre o sinal transmitido em outro par
do cabo naquela extremidade
3
Parâmetros elétricos - ( crítico )
• ACR ( Attenuation to Crosstalk Ratio ) - Importante
parâmetro a ser medido. Expressa a relação entre a
Atenuação e o NEXT .
• A EIA/TIA 568, na versão original, não estabelecia
critérios de medição para este parâmetro
• A ISO/IEC especifica no mínimo 4 dB para freqüência
de 100 MHz ( classe D )
• Quanto maior o valor de ACR, melhor é a característica
de transmissão do meio (menor BER)
• ACR de 16dB para 100 MHz ( cabos Furukawa )
Parâmetros elétricos
• Powersum NEXT - Modo de medição da
Diafonia (NEXT) em cabos UTP multi-pares quando
há transmissão e recepção de sinais em mais de dois
pares simultaneamente. Trata-se de uma metodologia
de medição que testa a influência de todos os pares
sobre o par a ser medido.
ACR ( Attenuation to Crosstalk Ratio )
0
atenuação
dB
Headroom ou Largura de banda útil do cabo
Crosstalk
-80
0
freqüência
MHz
O valor do crosstalk “diminui” e o valor da atenuação
aumenta, a medida que a freqüência cresce
FEXT / PS-FEXT / EL-FEXT
workstation
hub
cabling
FEXT
ELFEXT
NEXT
diferença do
sinal em dB
atenuação
outlet
patchpanel
ELFEXT é o nível de FEXT - ATENUAÇÃO
Resumo dos Cabos UTP
ALIEN CROSSTALK
Cabos UTP
Infra-estrutura
Interferência entre sinais dos vários
pares de um cabo e sinais que
trafegam nos pares do cabo
adjacente
ORGANIZAÇÃO CLASSIFICAÇÃO
BANDA
ANSI/TIA/EIA
ANSI/TIA/EIA
ANSI/TIA/EIA
ANSI/TIA/EIA
ISO/IEC
ISO/IEC
ISO/IEC
100
100
100
250
100
200
600
Cat. 5
Cat. 5 (re-editada)
Cat. 5E (enhanced)
Cat. 6
Classe D
Classe E
Classe F
DOCUMENTO STATUS
568-A
TSB95
568-B
568-B
11801
11801 ( 2 ed. )
11802 ( 2 ed. )
Standard
Draft Bulletin
Standard
Addendum
Standard
Draft ( TBI )
Draft ( TBI )
Entendi...
4
Cabeamento Estruturado - Introdução
A partir de 1980 : Normas para fabricação de cabos
A partir de 1988 : Sistemas integrando voz, dados e vídeo
As instalações prediais atualmente devem suportar :
- Controle e gerenciamento total de energia elétrica
- Sensores de incêndio, ar-condicionado e sistemas de emergência
- Conexões de estações de trabalho e Servidores ( banco de dados )
- Comunicação de voz, e-mail, acesso Internet e Intranet
- Serviços de telecomunicações ( ddr, Fax etc. )
A idéia de um edifício inteligente é a de transmitir todos os sinais
de baixa tensão dos diversos sistemas do prédio, no formato
digital, e integrar os serviços de telecomunicações num único
sistema que utilize uma infra-estrutura comum de cabeamento.
Níveis de um Cabeamento
estruturado
Normatizado pela TIA/EIA 568 B, ISO/IEC 11801 e NBR
14565, temos 07 níveis de Cabeamento: :
Área de Trabalho (ATR) ou Work Area
Sistema Secundário ou Horizontal Cabling
Sistema Primário ou Vertical Backbone
Sistema de Campus ou Campus Backbone
Armário de Telecomunicações (AT) ou
Telecommunication Closet / Wiring Closet
Sala de Equipamentos (SEQ) ou Equipment Room
Sala de Entrada de Telecomunicações (SET) ou
Entrance Facilities
Detalhes dos níveis de cabeamento:
cabeamento secundário
armário de
telecomunicações
As normas EIA/TIA
EIA ( Electronics Industry Alliance )
TIA ( Telecommunications Industry Association )
Em 1991 - lançada a primeira versão da EIA/TIA 568
A vantagem da EIA/TIA 568 está na utilização de um padrão aberto
que não contenha marca de fornecedores e com várias opções de
fabricantes.
Objetivos da norma:
especificar o sistema de cabeamento de telecomunicações;
orientar fabricantes no projeto dos produtos de
telecomunicações;
auxiliar no planejamento e instalação de cabeamento de
prédios comerciais com um conhecimento mínimo sobre o
funcionamento dos diversos equipamentos e sistemas;
estabelecer critérios técnicos e de performance para as várias
configurações do sistema de cabeamento.
Cabeamento Estruturado
Objetivo:
Implantar uma infra-estrutura de modo que
tenhamos opção de trafegar gêneros de
informação diferenciados dentro de um mesmo
sistema em Rede, levando até o usuário serviços
como Dados, Voz e Imagem por meio de
manobras de cabos no ponto de distribuição,
sem que seja necessário qualquer tipo de
mudança no cabeamento horizontal já instalado.
Norma EIA/TIA 568-B
Área de Trabalho (ATR)
No
mínimo 2 pontos por área de trabalho:
• Ponto 1 – cabo UTP cat.5E/ cat.6 4 pares 100 ohms;
cabeamento primário
• Ponto 2 - cabo UTP cat.5E/ cat.6 4 pares 100 ohms
ou fibra multimodo ( 62,5/125 ou 50/125 µm );
• Como opção, está previsto o cabo ScTP de 4 pares 100 ohms.
área de trabalho
Sala de
equipamentos
Operadora
telefônica
Sistema de campus
Extensões e emendas no cabeamento horizontal são proibidas.
Na utilização de fibras ópticas, emendas podem ser consideradas.
Cada conjunto de áreas de trabalho deve ser atendido por um
armário de telecomunicações (AT) instalado no mesmo andar ou
em andar adjacente.
5
Norma EIA/TIA 568-B
Área de trabalho (ATR)
Adaptações na ATR para conectores especiais deverão ser
colocadas externamente às tomadas de superfície;
Norma EIA/TIA 568-B
• Área de Trabalho
- Cordões da área de trabalho e conectores
Devem ser instalados, no mínimo 2 pontos de serviço a
cada 10m2 de área utilizável;
Todos os 4 pares do cabo devem ser instalados no conector
M8v fêmea padrão;
Os cordões ópticos a serem usados na ATR deverão ser
preparados com o conector do tipo SC (padrão do Fast
Ethernet);
A norma brasileira estabelece que tomadas de superfície
(espelho ou de sobrepor) estejam a uma altura mínima de
38 cm do chão.
Conectores e tomadas
Cabeamento Horizontal ou
Sistema Secundário
• Configuração para tomadas e conectores M8v - T568 A
Norma EIA/TIA 568-B
Horizontal Cabling - Sistema Secundário
O sistema secundário, também chamado de cabeamento
horizontal, deve ser projetado em topologia estrela;
Cada tomada da área de trabalho é conectada a um ponto
de manobra do painel de conexão (patch-panel) ou bloco
110 IDC, dentro do armário de telecomunicações (AT);
A distância máxima entre a tomada na ATR e o painel de
conexão é de 90m (comprimento máximo do cabo, mesmo
para o caso de fibras ópticas);
Os cabos de conexão existentes no AT não podem
exceder 7m (NBR-14565);
Na área de trabalho, o cordão de conexão (adaptercable) é limitado em, no máximo, 3m;
Os cabos neste sistema não podem exceder 100m,
qualquer que seja o ponto, mesmo usando fibra óptica.
Armário de Telecomunicações ou
Telecommunications Closet ou
Wiring Closet – (AT)
Promovem a terminação da distribuição do cabeamento
horizontal. Os pontos de trabalho são conectados aos
painéis de conexão instalados no Armário de
Telecomunicações;
Para Sistemas Primários (Backbones) constituídos por
cabos UTP de 4 pares, as conexões cruzadas são
formadas por painéis de conexão (patch panels);
A conexão entre o cabeamento horizontal e o backbone
é realizada por meio de cabos de conexão (jumper
cables).
6
Norma EIA/TIA 568-B
Armário de Telecomunicações (AT)
D.I.O.
SWITCH (dados )
Norma EIA/TIA 568-B
Armário de Telecomunicações (AT)
Backbone 25 pares
proveniente do M.C.C.
com voz ou dados
Blocos de conexão 110
PATCH (horizontal)
PATCH (voz)
Backbone
óptico
Cabos Multi-Lan 4 pares
para distribuição
horizontal nas áreas de
trabalho
Distribuição em Arquitetura CNA
Norma EIA/TIA 568-B
AT – Conexão Cruzada ou Interconexão ?
• Hardware do armário de telecomunicações
Arquitetura - Zone Cabling
MUO Multiuser Outlet e CP Consolidation Point
Relembrando os 7 níveis de cabeamento...
sistema secundário
armário de
telecomunicações
sistema primário
área de trabalho
Sala de
equipamentos
concess .
telefônica
Sistema de campus
Vamos analisar o Sistema Primário
7
Sistema Primário -Topologia Estrela
Sistema Primário ou
Vertical Backbone
Conecta os Armários de Telecomunicações com a Sala
de Equipamentos e a Sala de Entrada de
Telecomunicações;
Constituído por cabos de backbone, painel de conexão
principal e intermediários, terminações mecânicas e cabos
de conexão;
Não deve haver mais do que 2 níveis de hierarquia de
conexões em um backbone. As interconexões entre
quaisquer 2 armários de telecomunicações, não devem
passar por mais de 3 painéis de conexão.
Distâncias máximas permitidas (EIA/TIA 568B)
Backbone e Horizontal Cabling
máx . 20 m de
cabos para
manobra
MC
90 m ( Dados )
800 m ( voz )
2000 m (MMF)
3000 m (SMF)
TC
ER = Equipment Room
MC = Main Cross Connect
IC = Intermediate Cross Conect
X = Cross Connect
= Terminação Mecânica
WA = Work Area
HC = Horizontal Cabling
ER
1500 m (MMF)
2500 m (SMF)
300 m ( voz )
TC
500 m (MMF)
500 m (SMF)
500 m ( voz )
TC
WA
WA
WA
3m
Saídas Switch
com cabos
multipares
( switch )
IC ER
TC
TC
TC
6m
90 m
MC - Main Cross-connect (Armário da SEQ)
IC - Intermediate Cross-connect (Armário SEQI)
Ramais
telefônicos
do PABX
Distribuição
do Backbone
para os TC’s
HC
WA
outlets
WA
WA
Cabeamento estruturado:
raciocínio prático
Manobra pela parte frontal dos PATCHES
CNA - Centralized Network Administration
Atualmente nos escritórios => temos dados e telefonia
O AT é o elemento principal do Cabeamento
Arquitetura CNA ( Centralized Network Administration )
Os painéis de conexão intermediários são montados no AT dos
pavimentos e estes não abrigam elementos ativos.
Todos os ativos estão no Main Cross-connect ( MC ) - SEQ.
Arquitetura DNA ( Distribuited Network Administration )
Os armários de telecomunicações abrigam: elementos ativos,
painéis de conexão dos sistemas primário e secundário.
Arquitetura “ Zone Cabling “
Consiste na instalação de um painel de distribuição intermediário no
sistema secundário, denominados :
ponto de consolidação e tomada multi-usuários
8
AT da Sala de Equipamentos
DNA Distributed Network Administration
DNA com telefonia
Norma EIA/TIA 568-B
Sala de Entrada de Telecomunicações Entrance Facilities
Sala de Equipamentos - Equipment Room
Telecom. Closets
Cabling Horizontal
Backbone cabling
Entrance Facilities - EF
Equipment Room - ER
Work Area
Entrance Facilities
Cabeamento Estruturado
Campus Backbone ou Sistema Campus
ANSI/TIA/EIA 570
Equipment Room
SOHO - Residências
Sistema Primário ou
Vertical Backbone
Sistema Secundário ou
Horizontal Cabling
TC
TC
TC
IC
Área de
trabalho
TC
Prédio B
TC
IC
TC
MC
TC
Prédio C
Prédio A
Campus
Backbone
Intermediate
Cross-connect
Main Cross-connect
9
ANSI/TIA/EIA 570
SOHO - MULTI OCUPAÇÃO
(APARTAMENTOS)
Dicas para lançamento
de cabos
Cuidados básicos na instalação do Cabeamento
Critérios :
Evitar dobras nos cabos ( usar cavaletes, se necessário )
Obedecer o raio de curvatura mínimo do cabo
( tipicamente 10 vezes o diâmetro do cabo )
Respeitar força máxima de tração dos cabos (aprox. 11,3 Kgf)
Empurrar e guiar o cabo, evitando puxá-lo violentamente
Não “chicotear” os cabos ao alinhar
Evitar trechos externos, mas, se necessário, usar fibra óptica e
lançar através de caixas de passagem com no máximo duas
curvas entre caixas
Deixar distância mínima de 5cm para cabos elétricos de até
20A/127V e 13A/240V, ou manter uma separação física entre
os cabos (EIA/TIA 569-A)
Evitar fontes de calor ( máx. 60º C )
Não instalar eletrodutos em locais com umidade
Categorias de cabos UTP e aplicações
Cabos UTP cat.5E ( EIA/TIA ) ou classe D ( ISO/IEC )
Ethernet 10 Mbps ( 100 m )
Fast Ethernet 100 Mbps ( 100 m )
Gigabit Ethernet 01 Gbps ( 100 m ) – cat. 6 /classe E
CDDI 100 Mbps - 100 m
ATM até 155 Mbps - 100 m
ATM – até 622 Mbps – 100 m – cat.6 /classe E
Atenção aos valores: atenuação, crosstalk, ACR e RL
Certificação de Classe D
Certificação categoria 5E e 6
Avaliar e qualificar o Cabeamento quanto às
especificações de norma
Identificação dos cabos, teste de continuidade pino a
pino, inversão de pares, curto-circuito, circuito aberto
e conexões
Localizar e sanar falhas no Cabeamento antes da
entrega das instalações
Equipamentos específicos de testes, que geram
sinais com freqüências de até 100MHz ou 250MHz
ISO IEC DIS 11801
impedância característica do cabo;
comprimento do link;
velocidade de propagação;
wire map (pinagem dos conectores e tomadas);
atraso de propagação (propagation delay);
atraso relativo de propagação (skew delay);
resistência DC;
atenuação;
perda de retorno(RL) e RL remoto;
crosstalk (NEXT) e crosstalk remoto;
relação atenuação-crosstalk (ACR) e ACR remoto
10
Certificação de Categoria 5E
ANSI / TIA / EIA 568-B
impedância característica do cabo;
comprimento do link;
velocidade de propagação;
wire map (pinagem dos conectores e tomadas);
atraso de propagação (propagation delay);
atraso relativo de propagação (skew delay);
resistência dc;
atenuação;
crosstalk (NEXT) e crosstalk remoto;
perda de retorno(RL) e RL remoto.
Redes de Computadores
Fundamentos de Cabeamento Estruturado
Cabeamento Metálico
Módulo 5
Prof. Engº Ricardo Luís Rodrigues Peres
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