Aula 5 - Cabos UTP e STP e suas categorias Faculdade Pitágoras Cursos Tecnólogos 1 Meios de Transmissão. Com o desenvolvimento da tecnologia, redes de velocidades cada vez maiores foram sendo desenvolvidas. O aumento da velocidade da comunicação de dados não seria possível se não fosse acompanhado pela evolução dos padrões de transmissão e pelo surgimento de novos meios de transmissão que suportassem maior largura de banda. 2 Meios de Transmissão. • A informação, em sua forma analógica ou digital, com modulação ou codificação pode ser transmitida em meios guiados ou sem fio. • Sem fio – Rádio – Microondas – Satélites •Meios Guiados –Par Trançado –Cabo Coaxial –Fibra Óptica Nesta aula você irá conhecer um pouco mais sobre os cabos de pares trançados, suas categorias e padrões de transmissão. Par trançado • Utilizado pela maioria das redes atualmente. • Utilizado tipicamente em redes com transmissão do tipo banda base a velocidades de 10Mbps, 100Mbps e 1Gbps, mas também pode ser utilizado para transmissões analógicas( telefonia) • Pode ser do tipo: UTP ou STP Cabos UTP (Unshilelded) • Utilizado nas redes de telefonia e para comunicação de dados • Não possui blindagem Par Trançado • Vantagens: – Mais barato, – Flexível, fácil instalação. – Facilidade de manutenção especialmente quando utilizado em redes estruturadas – Suporta velocidades de até 1 Gbps – Adição de nova máquina não para a rede • Desvantagens – limite do comprimento (100 metros) – baixa imunidade contra interferências eletromagnéticas (EMI) (Para a maioria dos ambientes atuais não são tão significativas ) O trançamento dos pares, diminui a interferência (cross-talk) entre o sinal que trafega em cada um dos fios. Todavia, como o cabo em si, não possui blindagem externa, esta sujeito a interferências eletromagnéticas externas. 7 Proteções cabos UTP Cada par de cabos utiliza um padrão de entrançamento diferente, com um número diferente de tranças por metro, como você pode ver na foto a seguir: 8 Par trançado • Nas conexões tradicionais das redes locais, dos quatro pares que o cabo possui, utilizam-se apenas 2. • Um dos pares é responsável pela Tx e o outro pela RX. • Dentro de um os pares, Tx por exemplo, cada um dos fios leva o sinal com polaridade contrária em relação ao outro, pare forçar o cancelamento do campo magnético gerado pelo fio vizinho e evitar os problemas de cross talk, conforme ilustrado na figura a seguir Par trançado Cancelamento provocado pela transsagem dos cabos + TD - TD Cabos UTP (Unshilelded) • Como o cabo não possui blindagem, devem-se observar algumas recomendações sobre o compartilhamento de dutos entre cabos de rede e elétricos. • A norma ANSI/EIA/TIA-569-A estabelece critérios para compartilhamento de dutos entre cabos de rede e elétricos o – Tensão de alimentação inferior a 480V; – Canaletas com divisão física para a rede lógica e elétrica; – A corrente nominal do cabeamento não deve ser superior a 20A 11 Cabos UTP (Unshilded) – Distânciamento mínimo das fontes de EMI. 12 Cabos UTP Pinagem As normas foram desenvolvidas com o intuito de padronizar as instalações. Imagine se cada instalador resolvesse seguir sua própria sequência de cores? 13 Par trançado Função dos pinos no Padrão 10baseT Cabo Cross- Over Pino 1 2 3 4 5 6 7 Cor Branco com verde Verde Branco com laranja + RD Azul Branco com azul Laranja Branco com marrom Função +TD - TD 8 Marrom Não usado Não Usado Não Usado - RD Não usado Cabo UTP normal e Cross Over O cabo crimpado com a mesma disposição de fios em ambos os lados do cabo é chamado de cabo "reto", ou straight. Este é o tipo "normal" de cabo, usado para ligar os micros ao switch ou ao roteador da rede. Existe ainda um outro tipo de cabo, chamado de "cross-over" (também chamado de cabo cross, ou cabo cruzado), que permite ligar diretamente dois micros, sem precisar do hub ou switch. 15 Cabo CROSS funcionamento No cabo cruzado, a posição dos fios é diferente nos dois conectores, de forma que o par usado para enviar dados (TX) seja ligado na posição de recepção (RX) do segundo micro e vice-versa. De um dos lados a pinagem é a mesma de um cabo de rede normal, enquanto no outro a posição dos pares verde e laranja são trocados. Daí vem o nome crossover, que significa, literalmente, "cruzado na ponta": Esquema dos contatos de envio e recepção em um cabo cross-over 16 Na conexão direta entre dois micros, utilizamos um cabo do tipo Cross-Over, que possui uma inversão entre os pinos de TX e RX. Micro 1 Micro 2 Tx Tx Cabo direto pino-a-pino Rx Rx Micro 1 Micro 2 Cabo Cross Tx Tx Rx Rx Isto porque, se utilizarmos um cabo direto para conectar dois micros, estaremos ligando a transmissão de um micro na transmissão do outro, o que impossibilitará a comunicação. O cabo cross possui uma das pontas no padrão 568-A e outra no padrão 568-B, de modo que tenhamos a conexão da Tx de uma máquina com a RX da outra. Conexão Micro a HUB • Os Hubs já fazem um cross conect internamente em suas portas tradicionais. Assim, não é necessário utilizar um cabo cross na ligação de um micro com um hub Micro Hub Transmissão TX Cabo pino-a-pino Cabo Direto Recepção RX Cross-Over Interno 6 Conexão entre a HUBs • Os hubs também possuem uma porta chamada de up-link, utilizada para conectar um hub a outro hub (cascateamento). Essa porta não possui um cross interno. Up-Link Assim, temos que para conectar hub a hub devemos utilizar: –Cabo direto de um porta tradicional com a up-link –Cabo cross entre duas portas tradicionais ou duas up-link 9 Resumo A CROSS 9 B DIRETO CROSS DIRETO Conexão com Switches • Trabalhando com switches, não há que se preocupar se o cabo é do tipo cross ou direto. • Estes equipamentos possuem uma função chamada auto MDI/MDIX, que detecta e ajusta a conexão ao tipo de cabo utilizado. • Não confundir auto MDI/MDIX com auto-sense, que é a capacidade do switch de ajustar a velocidade da conexão . Cabos UTP 25 pares • Sistemas de Cabeamento Estruturado para tráfego de voz, dados e imagens, segundo requisitos da norma ANSI/TIA/EIA-568B.2, • São de categoria 5e e utilizados para cabeamento vertical ou primário ( backbones) entre blocos de conexão localizados nas salas ou armários de telecomunicações. 22 Categorias: cabos par trançado • Existem cabos de cat 1 até cat 7. • Como os cabos cat 5E são suficientes tanto para redes de 100 quanto de 1000 megabits, eles são os mais comuns e mais baratos, mas os cabos cat 6 e cat 6a estão se popularizando e devem substituí-los ao longo dos próximos anos. • Os cabos são vendidos originalmente em caixas de 300 metros, ou 1000 pés (que equivale a 304.8 metros): CATEGORIAS DE CABOS Categorias 1 e 2: Estas duas categorias de cabos não são mais reconhecidas pela TIA (Telecommunications Industry Association), que é a responsável pela definição dos padrões de cabos. Elas foram usadas no passado em instalações telefônicas e os cabos de categoria 2 chegaram a ser usados em redes Arcnet de 2.5 megabits, mas não são adequados para uso em redes Ethernet. Categoria 3: Este foi o primeiro padrão de cabos de par trançado desenvolvido especialmente para uso em redes. Permitiu seu uso no padrão 10BASE-T, que é o padrão de redes Ethernet de 10 megabits para cabos de par trançado. 24 Categoria 4 Categoria 4: Foram usados em redes Token Ring de 16 megabits. Assim como as categorias 1 e 2, a categoria 4 não é mais reconhecida pela TIA e os cabos não são mais fabricados, ao contrário dos cabos de categoria 3, que continuam sendo usados em instalações telefônicas. 25 Categoria 5 Categoria 5: Os cabos de categoria 5 são o requisito mínimo para redes de 100 megabits(100BASE-TX) Hoje em dia é mais raro encontrar cabos cat 5 à venda, pois eles foram substituídos pelos cabos categoria 5E 26 Cat 5E Os cabos Cat5E são suficientes para as redes 100BASE-TX e 1000BASE-T (1Gigabit/s). Para a velocidade de 1Gbps, é necessária a utilização dos quatro pares do cabo. Cada um dos quatro pares deve suportar uma taxa efetiva de 250Mbps em cada direção e simultaneamente (full-duplex), até uma distância de 100m. 27 Categoria 6 • Os cabos de categoria 6 possuem banda passante ainda maior que os cabos Cat 5E. Por isso, cada um dos pares pode trabalhar com velocidades ainda mais altas. Assim, os cabos de categoria 6 podem operar com o padrão 1000baseTx, onde cada um dos pares transporta até 500Mbps, conforme ilustrado na figura abaixo. Além de serem usados em substituição dos cabos cat 5 e 5e, eles podem ser usados em redes 10G, mas nesse caso o alcance é de apenas 55 metros Categoria 6 A Para permitir o uso de cabos de até 100 metros em redes 10G (10GBASE-T) foi criada uma nova categoria de cabos, a categoria 6a ("a" de "augmented", ou ampliado). Eles suportam freqüências de até 500 MHz e utilizam um conjunto de medidas para reduzir a perda de sinal e tornar o cabo mais resistente a interferências. 29 CAT 6 A Desvantagens Uma das medidas para reduzir o crosstalk (interferências entre os pares de cabos) no cat 6a foi distanciá-los usando um separador. Isso aumentou a espessura dos cabos de 5.6 mm para 7.9 mm e tornou-os um pouco menos flexíveis. A diferença pode parecer pequena, mas ao juntar vários cabos ela se torna considerável: Cabo cat 6a, com o espaçador interno e comparação entre a espessura do mesmo volume de cabos cat 5e e cat 6a Categoria 6 A É importante notar que existe também diferenças de qualidade entre os conectores RJ-45 destinados a cabos categoria 5 e os cabos cat 6 e cat 6a, de forma que é importante checar as especificações na hora da compra. Embora visualmente os conectores parecem os mesmos, os materiais empregados e a forma como são instaladas as redes CAT 6A são diferentes. Em geral os equipamentos são bem mais caros. 31 Categorias dos cabos UTP Categoria Impedância 1 150 ohms 2 100 ohms Banda passante n/d até 1 Mhz 3 4 100 ohms 100 ohms até 16 Mhz até 20 Mhz 5/5E 6 100 ohms 100 ohms 100 / 125 Mhz até 250 Mhz Velocidade n/d 1Mbps 4Mbps 10Mbps 100Mbps 16 Mbps 100Mbps 1Gbps 1Gbps Aplicações Telefonia analógia Dados a baixa velocidade Token Ring (4Mbps) 10BaseT 100BaseT4 Token Ring (16 Mbps) 100BaseTX (2pares) 1000BaseT (4Pares) Gigabit e 10 Gigabit Cabos STP (Par trançado com Blindagem, Shielded) • Par trançado com malha blindada para conferir maior imunidade às interferências eletromagnéticas externas e blindagem interna envolvendo cada par trançado para reduzir a diafonia. • Blindagem não faz parte do sinal. Deve ser aterrada. • Dois tipos (100 e 150 ohms) 33 Cabos STP Vantagens /desvantagens • Um cabo STP geralmente possui os pares trançados blindados, e pode alcançar uma largura de banda de 300Mhz em 100 metros de cabos. • É utilizado em ambientes com grande nível de interferência eletromagnética. • Essa blindagem deve ser aterrada nas pontas • Devido a blindagem o peso e volume do cabo aumentam dificultando a instalação e aumentando o custo. 34 STP e Aterramento Não é fácil aterrar cabos STP de forma adequada, especialmente se quiser usar hubs de fiação antigos não projetados para STP. Neste caso, se a blindagem não for aterrada em uma das extremidades, ela se transformará em uma antena multiplicando os problemas de interferência . • O cabo STP possui um fio de aço para aterramento, por isso o conector RJ45 a ser utilizado é diferente. Nele também é crimpado este fio, para que os aparelhos conectados possuam o mesmo potencial elétrico. • Numa chuva por exemplo, onde há variações de energia elétrica, um computador poderia queimar todos os demais por conta do diferencial, isto sem o devido aterramento na rede. Principais ferramentas