Redes de Computadores Cabeamento Estruturado

1. Redes de ComputadoresCabeamento Estruturado Ely Edison Matos ely.matos@ufjf.edu.br ago2003

2. 100Mbps Switch Core 100Mbps Switch 100Mbps Switch 100Mbps Switch WAN 100Mbps Hub Router 100Mbps Switch 10Mbps Hub Distribution End Users 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

3. 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

4. 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

5. 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

6. 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

7. 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

8. Estrutura do CE

9. 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

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

11. 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

12. Cabeamento Horizontal

13. 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

14. 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

15. 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.

16. Armário de telecomunicações Cross-connection Interconnection

17. 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)

18. Armário de telecomunicações

19. 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.

20. Cabeamento Vertical

21. 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

22. Sala de Equipamentos

23. 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

24. Entrada da Edificação

25. Integração de sistemas

26. 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

27. 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

28. 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

29. 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)

30. 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

31. 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

32. 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

33. Limites e performance • Crosstalk

34. ÁREA DE TRABALHO TOMADA Comprimento máximo - 90 m Horizontal Conexão cruzada ARMÁRIO DE TELECOMUNICAÇÕES 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)

35. Limites e performance

36. 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

37. 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

38. 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)