Redes de Computadores
Curso de Eng. Informática
Curso de Eng. Electrotécnica e Computadores
Trabalho de Laboratório Nº1
Cablagem estruturada
Redes de Computadores
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Trabalho nº 1
Introdução
Vivemos em plena segunda revolução industrial. Ao contrário da primeira, feita com base em
maquinaria pesada cuja força motriz era no início o vapor e em seguida os derivados de petróleo,
esta segunda revolução industrial é baseada na informação, na movimentação e processamento de
quantidades maciças de informação.
O que tornou possível esta revolução foi a conjugação de duas tecnologias: Computadores e
Telecomunicações. Os computadores permitem o processamento de quantidades de informação
cada vez maiores enquanto os sistemas de telecomunicações permitem o seu transporte a uma escala
global com velocidades de transmissão cada vez maiores.
A rápida diminuição dos custos dos computadores aliada ao aumento das suas capacidades de
processamento levou ao aparecimento de um grande número de meios informáticos. O grande
número de meios informáticos leva a uma grande dispersão da informação e a uma grande
necessidade de movimentação da informação.
2 Cablagem estruturada
As redes locais são sistemas que permitem a troca de informação e a partilha de meios informáticos
em distâncias normalmente inferiores a 1 Km. Para a realização de redes locais são utilizados
sistemas de cablagem normalizadas denominada cablagem estruturada. Esta cablagem é baseada na
norma ISO/IEC 11801 – Generic Cabling for Costumer Premises Cabling.
A norma define ISO/IEC 11801 define a estrutura de um sistema de cablagem, um conjunto de
especificações e recomendações sobre o tipo de cablagem a usar e comprimentos máximos.
Também são definidas sete tipos de aplicações em função da largura de banda necessária.
Tabela 1 – Classes de aplicações ISO/IEC 11801
Classe
Capacidade
A
B
C
D
E
F
Óptica
100 KHz
1 MHz
16 MHz
100 MHz
200 MHz
600 MHz
> 600 MHz
Aplicação
Voz
Dados de baixo débito
Dados de médio débito
Dados de alto débito
Dados de alto débito
Dados de muito alto débito
Débitos acima das capacidades da cablagem de cobre
O tipo de cabo recomendado depende da distância e da velocidade de transmissão. Para distâncias
que necessitem de comprimentos de cabo inferiores a 90 metros utiliza-se normalmente cablagem
de cobre. Para distâncias maiores ou para velocidades de transmissão acima das suportadas pela
cablagem de cobre, utilizam-se fibras ópticas.
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Trabalho nº 1
2.1 Cabos de pares entrançados
Nas cablagens estruturadas em cobre os sinais eléctricos são transmitidos com o recurso a pares de
condutores de cobre enrolados em torno de si próprios de modo a formarem uma trança. Colocando
vários pares entrançados dentro de um isolamento comum obtém-se um cabo de pares entrançados.
Os pares entrançados tendem a ter uma grande atenuação e a serem bastantes sensíveis ao ruído
quando colocados perto de fontes de campos electromagnéticos fortes. Devido ao efeito pelicular, a
condução nos fios de cobre faz-se tanto mais à superfície quanto mais alta for a frequência do sinal,
logo a área útil do condutor diminui tendo como consequência o aumento da sua resistência
eléctrica.
Nos pares entrançados é utilizada transmissão diferencial, um dos condutores transporta o sinal
enquanto o outro transporta o sinal invertido.
V
V
V
Figura 1 – Transmissão diferencial num par entrançado
No receptor é recuperada a diferença de potencial entre os dois condutores. Qualquer interferência
externa afecta igualmente os dois condutores e na recepção ao efectuar-se a diferença, a
interferência é substancialmente reduzida.
Um outro problema dos pares entrançados é a emissão de radiação electromagnética. A utilização
de transmissão diferencial também reduz substancialmente este problema porque a radiação emitida
por um condutor de um par tende a anular a radiação emitida pelo outro condutor do par.
A emissão de radiação electromagnética e a protecção contra interferências electromagnéticas
podem ser melhoradas com o recurso a blindagens. Os cabos são designados de acordo com o tipo
de blindagem utilizada.
UTP Unshielded Twiested Pair: Cabo sem qualquer tipo de blindagem
STP Shielded Twiested Pair: Cabo com blindagem individual em cada par e blindagem
exterior envolvendo todos os pares
S/UTP Screened Unshielded Twiested Pair, ScTP Screened Twiested Pair, FTP Foiled
Twiested Pair: Cabo com blindagem exterior envolvendo todos os condutores mas sem
blindagem individual dos pares.
Os cabos normalmente utilizados possuem quatro pares entrançados.
Tabela 2 – Código de cores dos cabos de quatro pares entrançados
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Par
Cor
1
2
3
4
Azul + Azul/Branco
Laranja + Laranja/Branco
Verde + Verde/Branco
Castanho + Castanho/Branco
3
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Figura 2 – Cabo FTP de quatro pares
A norma ISSO/IEC 11801 define sete categorias de cabos:
Categoria
Cat1
Cat2
Cat3
Cat4
Cat5
Cat5e
Cat6
Cat7
Classe suportada
Largura de Banda (MHz)
A
-
B
1
C
16
C
20
D
100
D
100
E
250
F
600
A categoria 5e resulta de um melhoramento da categoria 5 para tornar possível o suporte da Gigabit
Ethernet. Qualquer instalação nova deverá ser realizada com o recurso a cabo de categoria 5e ou
superior.
Na figura 3 encontra-se esquematizada uma pequena rede estruturada. O comprimento máximo do
cabo entre o equipamento informático e o equipamento activo da rede nunca poderá exceder
100 metros. Como se pode observar existem três troços de cabo, o cabo de ligação entre o
computador e a tomada de rede, o cabo horizontal entre a tomada e o patch panel e o patch cable
entre o patch panel e o equipamento activo. Segundo a norma, o cabo horizontal não pode exceder
90 metros de modo a dar uma margem de 10 metros para as restantes ligações.
Tomada de Rede
(RJ45)
Cabo de Ligação
Cabo Horizontal
Patch Panel
Patch Cable
Equipamento
Activo
Figura 3 – Rede de pequena dimensão com cablagem estruturada
Nos cabos são utilizados conectores RJ45 macho e na tomada conectores RJ45 fêmea.
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Trabalho nº 1
Figura 4 – Conector RJ45 e código de cores EIA/TIA 568B
Tabela 3 – Código de cores para conectores RJ45
Pino
1
2
3
4
5
6
7
8
Cor
EIA/TIA 568A
EIA/TIA 568B
Verde/Branco
Verde
Laranja/Branco
Azul
Azul/Branco
Laranja
Castanho/Branco
Castanho
Laranja/Branco
Laranja
Verde/Branco
Azul
Azul/Branco
Verde
Castanho/Branco
Castanho
O entrançamento dos pares de fios protege-os de interferências externas dos sinais que passam pelos
outros pares. No entanto, esta protecção só ocorre se o sinal diferencial passar por um mesmo par
entrançado (Figura 5). Se os sinais passarem por pares diferentes (cablagem com pares divididos), o
efeito de anulamento mútuo já não ocorre (Figura 6). A consequência é um aumento da diafonia.
Figura 5 – Cablagem correcta
Figura 6 – Cablagem incorrecta com pares divididos
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Trabalho nº 1
2.2 Teste de cablagens
Depois de montada a cablagem tem de ser testada e certificada de modo a ser possível verificar se
opera a um nível aceitável. O teste não termina apenas porque a instalação está certificada por estar
de acordo com as normas. A rede deve ser testada periodicamente para se confirmar se continua
com um desempenho aceitável. Isto pode ser feito comparando as medições actuais com as
medições previamente registadas. Uma alteração significativa é uma indicação de que algo está
errado.
Um exemplo de um testador de cabos é o MicroScanner Pro da Fluke. Este testador permite a
verificação dos condutores dos cabos (verifica a continuidade da blindagem, abertos, curtos, pares
cruzados, pares rompidos e pares invertidos), medir o comprimento de cabos, determinar se o cabo
está aberto, em curto ou conectado a um equipamento activo.
Figura 7 – Testador de cabos MicroScanner Pro da Fluke
Os testadores de cabos variam quanto ao tipo de funções que fornecem. Alguns fornecem relatórios
impressos, outros ligados a um PC guardam os resultados numa base de dados.
3 Realização experimental
Pretende-se montar uma pequena rede local com o recurso a cablagem estruturada. Como primeiro
passo é construído um cabo transparente ou directo para a ligação de um computador a uma tomada
de rede que normalmente se encontra embutida numa calha. O passo seguinte é efectuar a cablagem
horizontal, ligação entre a tomada de rede e a distribuidor de cabos (patch panel).
PC com
adaptador de
rede
Tomada na calha técnica
Distribuidor ou patch panel
1
1 2
Hub 1
Hub 10/100 Mb/s
2
Cabo Horizontal
Cabo transparente
Cabo Transparente
Pretende-se ainda construir um cabo cruzado.
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3.1 Etapa 1 - Cabo UTP transparente
Nesta configuração os pinos das fichas têm a mesma correspondência nas duas extremidades do
cabo.
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Laranja/Branco
Laranja
2
Verde/Branco
3
Ficha
4
RJ45
5
Azul
Azul/Branco
Verde
6
7
Castanho/Branco
8
Castanho
1
2
3
4
Ficha
5
RJ45
6
7
8
Figura 8 – Ligações num cabo transparente
Material necessário:
•
cabo UTP categoria 5 de 4 pares;
•
fichas RJ45;
•
alicate de cravar fichas RJ45;
•
testador de cabos MicroScanner Pro.
Procedimentos:
•
cortar o cabo UTP com a dimensão adequada;
•
colocar os 8 condutores na ficha na ordem correcta;
•
verificar se os condutores chegam ao topo da ficha e cravar utilizando o alicate adequado;
•
testar as ligações entre as duas fichas utilizando o testador de cabos.
3.2 Cabo horizontal
Pretende-se ligar uma tomada RJ45 fêmea a um distribuidor de cabos (patch panel) através de um
cabo UTP de quatro pares.
Material necessário:
•
cabo UTP categoria 5 de 4 pares;
•
fichas RJ45 fêmeas;
•
patch panel;
•
ferramenta de impacto;
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•
Trabalho nº 1
testador de cabos MicroScanner Pro.
Figura 9 – Ficha RJ45 fêmea
Figura 10 – Distribuidor de cabos (Patch Panel)
Figura 11 – Ferramenta de impacto
Procedimentos:
•
cortar o cabo UTP com a dimensão adequada;
•
colocar os 8 condutores na ficha na ordem correcta;
•
cravar os condutores com a ferramenta de impacto;
•
testar as ligações entre as duas fichas utilizando dois cabos transparentes e um testador de
cabos;
•
meça o comprimento total dos cabos.
3.3 Etapa 3 - Cabo UTP cruzado
Os dispositivos que comunicam através de uma rede 10BaseT ou 100BaseTX utilizam um dos pares
entrançados para a transmissão de informação e outro para a sua recepção. O tipo de cabo utilizado
depende do tipo de dispositivo que se pretende interligar. A regra a seguir é de o par entrançado de
transmissão de um dos dispositivos tem de ser ligado ao par de recepção do outro dispositivo.
Os computadores utilizam os pinos 1 e 2 para a transmissão de informação e os pinos 3 e 6 para a
recepção de informação. Os equipamentos activos utilizados nas redes, switches e hubs, utilizam os
pinos 1 e 2 para a recepção de informação e os pinos 3 e 6 para a transmissão de informação. Para
estes casos utilizam-se cabos transparentes.
Quando se pretende a interligação de computadores, switches ou hubs torna-se necessário a
utilização de cabos cruzados. A ligação cruzada difere da transparente na correspondência dos
pinos nas duas fichas.
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Trabalho nº 1
Assim teremos a seguinte relação entre pinos:
Ficha 1
Pino
1
2
3
4
5
6
7
8
Ficha 2
Cor
Laranja/Branco
Laranja
Verde/Branco
Azul
Azul/Branco
Verde
Castanho/Branco
Castanho
Pino
1
2
3
4
5
6
7
8
Cor
Verde/Branco
Verde
Laranja/Branco
Azul
Azul/Branco
Laranja
Castanho/Branco
Castanho
Função Ficha 1 Ficha 2
Tx+ -> 1
Tx- -> 2
Rx+ -> 3
4
5
Rx- -> 6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
Figura 12 – Ligações num cabo cruzado
Depois da construção deste cabo, não se esqueça de testar os contactos e as correspondências
através do um testador de cabos.
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Trabalho nº 1
4 Questões Finais
1) Que tipo de transmissão é utilizada num cabo de pares entrançados? ___________________
2) Preencha a tabela seguinte, considerando as várias designações dadas aos cabos de pares
entrançados de acordo com a blindagem usada.
Designação do cabo
Blindagem exterior
Blindagem individual
nos pares
3) Qual o objectivo da introdução da blindagem nos cabos de pares entrançados?
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
4) Porque se devem utilizar dois condutores do mesmo par para transmissão dos sinais?
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
5) Quando se diz que um cabo tem pares divididos? ________________________________
__________________________________________________________________________
6) Qual o efeito provocado pela existência de pares divididos? _________________________
7) Porque existem cabos directos e cabos cruzados para interligação de dispositivos de rede?
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
8) Considerando os tipos de cabo de interligação, preencha a tabela seguinte?
PC
Hub
Switch
PC
Hub
Switch
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