CAPÍTULO 2- DISCIPLINA CABEAMENTO DE REDES PROFª ÉRICA BARCELOS

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1 2. O CABEAMENTO CAPÍTULO 2- DISCIPLINA CABEAMENTO DE REDES PROFª ÉRICA BARCELOS Embora haja muitos defensores das novas tecnologias de rede sem fio e com isso, uma grande quantidade de adeptos. A comunicação, em algum ponto, depende das conexões com cabos. Um exemplo muito presente em nossa sociedade é a telefonia, pois mesmo com tantos avanços, e uma crescente demanda por aparelhos móveis, 90% dos lares das medias e grandes cidades utilizam como principal meio de comunicação de voz, a telefonia conhecida como fixa. Isso ocorre por um conjunto de fatores dentre eles podemos citar a nossa dependência de energia elétrica. Onde esse tipo de energia necessita de um meio físico para que a corrente e as voltagens circulem pelos mais variados dispositivos de telecomunicação. Outra condição que as redes móveis, ainda, não alcançaram é a confidencialidade. Pois, as ondas eletromagnéticas se propagam a gigantescas distâncias e, principalmente, nas empresas a segurança e o sigilo (De dados) são vitais para a sua sobrevivência. Neste capítulo aprenderemos sobre o cabeamento das redes de computadores de pequeno, médio e grande porte. Faremos um apanhado sobre as tendências e sobre as normais vigentes nesse setor CABOS DE REDE Os cabos em uma rede funcionam semelhantes às artérias e veias do nosso corpo, sua função é permitir que os dados circulem de um ponto ao outro. Ao longo de duas décadas eles evoluíram constantemente para proporcionar maior flexibilidade, maior alcance, maior velocidade e segurança. Mesmo com tantos avanços algumas redes necessitam utilizar tecnologias menos modernas, por questões de compatibilidade e recursos, por isso, nosso estudo será abrangente! Incluindo as primeiras gerações de cabeamento. Os profissionais da área precisam estar preparados para atender a demanda seja ela recente ou antiga. 10

2 Cabo Coaxial Com o crescimento da tecnologia Ethernet pesquisadores desenvolveram um meio físico de comunicação conhecido como Cabo Coaxial. Esse meio de comunicação consiste em um fio composto por algumas camadas isolantes e um fio de cobre no centro. Ao todo foram desenvolvidas duas modalidades desse cabo, o primeiro conhecido popularmente como cabo coaxial grosso, mas profissionalmente como 10BASE5 e alguns anos depois o coaxial fino chamado de 10BASE2. A figura abaixo ilustra os dois modelos citados: Figura 7: Exemplo de cabo coaxial 1ª Camada: PVC 2ª camada: Resina 3ª Camada: Malha metálica 4ª Camada: Fio condutor Fonte: Adaptado do Google, 2012 Essa tecnologia de cabo foi predominante nos anos 90 e funcionavam em redes com topologia barramento (BUS). O sucesso foi alcançado graças a um conjunto de características favoráveis desse meio de transmissão, são elas: Possui uma malha circular e metálica que proporciona um isolamento perfeito, ou seja, os dados não sofrem com interferência e não geram interferência no meio externo. A blindagem contra interferência eletromagnética é feita pela malha exterior. Frequências elevadas, como é o caso de transmissões de uma rede de computadores, favoressem a interferência superficial. Para evitar isso a malha condutora é constituída por múltiplos condutores e o somatório da superfície de cada um desses faz com que a resistência da malha seja reduzida. Como podemos constatar a proteção contra interferências é a principal vantagem desse cabo, mas como não podia ser diferente esse modelo apresenta um conjunto de desvantagens: 11

3 Sua flexibilidade não é satisfatória isso causa dificuldades no manuseio e passagens por tubulações. Normalmente utilizado em topologia linear, onde caso o cabo quebre, ou apresente defeito, o seguimento inteiro da rede deixa de funcionar. Mais caro que outros cabos modernos. Cada tipo de rede requer um cabo com impedância diferente. Sua taxa de transferência máxima é 10Mbps, ou seja, lento para as necessidades contemporâneas. Embora os dois cabos apresentados acima tenham várias características em comum, eles possuem particularidades que os diferem bastante. Começaremos pelo mais antigo o 10BASE5 onde a própria nomenclatura indica que há diferença entre eles. Coaxial Grosso- Sua blindagem é dupla, ao contrário do seu predecessor, isso o torna mais espesso e conseqüentemente mais rígido. Essa característica torna-o menos flexível dificultando sua passagem por tubulações. Sua forma de conectividade com as placas de rede é rústica e trabalhosa fazendo uso de um conector popularmente conhecido como vampiro (ele faz dois furo no cabo), ligado a um transceptor. O transceptor utiliza uma porta chamada de Attachament Unit Iterface- AUI onde o projetista da rede conectava um cabo com aproximadamente 15 metros. A outra ponta, do cabo, era conectada a placa de rede, conforme imagem abaixo. Graças a sua imunidade o 10base5 podia ter de uma extremidade a outra, 500 metros de comprimento. A distância entre um transceptor e outro era marcada no próprio cabo coaxial (2,5 m). 12

4 Fonte: Google, 2012 Coaxial Fino - O cabo coaxial fino é utilizado em outras áreas, portanto, o modelo compatível com as redes de computadores é o RG-58. Pode atingir o comprimento de 185 metros com 30 computadores por seguimento. A conexão entre o cabo e o micro é realizada através de um conector chamado de BNC em T que vem acoplado à placa de rede. Fonte: Google, Cabo par trançado 10BaseT/100BaseT/GBaseT/10GBaseT Esse é o cabo mais usado atualmente graças a sua flexibilidade e velocidade (Até 250 MHz). Existem basicamente dois tipos de par trançado: Sem blindagem cujo nome é Unshielded Twisted Pair- UTP e outro com blindagem, chamado Shielded Twisted Pair STP. A diferença entre eles é a existência de uma malha em volta do cabo protegendo-o contra interferências. O mais utilizado é o cabo sem blindagem UTP por questões de custo. Como o próprio nome diz, ele possui fios de material condutor, trançados em pares, cada par têm uma finalidade que será explicada em seguida. Para se conectar a placa de rede utiliza um conector de acrílico chamado RJ45, conforme ilustração abaixo: UTP RJ45 13 Fonte: Google, 2012

5 O cabo UTP possui uma ótima proteção contra ruídos 1, pois seus fios são enrolados um ao outro e isso gera um aumento em sua proteção contra interferências. Esses fios condutores são enrolados em pares, gerando um total de quatro pares enroscados separadamente e posteriormente envolvidos por uma capa de PVC. Embora esse cabo tenha excelentes resultados ele não é tão protegido, ou seja, a sua formação não possui a mesmas características existentes no coaxial contra inferência. Isso o torna mais vulnerável e ao longo do cabo, ocorre uma incidência maior de atenuação 2 do sinal, portanto normas regulamentadoras definiram que o comprimento máximo de um ponto ao outro é 100m O cabo STP, como já comentado anteriormente, possui uma blindagem que gera uma proteção maior contra interferência eletromagnética, porém essa proteção não tem qualquer relação com o sinal que está sendo transmitido através do cabo (ao contrário do que ocorre com o cabo coaxial). Com isso, a blindagem precisa ser aterrada caso contrário, funcionará como antenas captando ondas de rádio e acabando por gerar interferência eletromagnética em seu interior. Existem três tipos de par trançado blindado, o mais simples possui apenas um filme metálico que o protege. Já o mais protegido, apresenta um filme individual para cada par trançado, além de uma malha externa protegendo todo o conjunto. Figura11 : Exemplos de cabo STP Fonte: Google, 2012 A proteção extra interfere no tamanho da bitola do fio além de gerar um aumento no valor de vendas desses cabos. 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. 1 Informação transmitida é corrompida 2 A medida que o sinal percorre o cabo perde força o que pode gerar perda de pacotes 14

6 Tanto o UTP como o STP utilizam dois pares fios para transferência e recepção de sinais em uma rede com taxa de transmissão de até 100Mbps, denominada Fast Ethernet. Já na transmissão cuja a taxa atinge valores superiores a 1Gbps, os quatro pares são necessários para transmitir essa quantidade de dados. A vantagem em trabalhar com vários fios condutores é transmitir no modo Full Duplex, ou seja, ocorre transmissão e recepção ao mesmo tempo. Essa característica foi a responsável pelo salto na quantidade de bits transferidos que antes era de 10Mbps ( Cabo coaxial) e passou, ao longo das gerações para Mbps Padrão de Pinagem A conexão entre o cabo par trançado e o RJ45 segue uma norma definida pela Electric Industries Association e Telecommunication Industries Associations- EIA/TIA conhecido como T568A e outro menos difundida no Brasil chamado T568B. Ambas estabelecem como a seqüência, dos fios, deverá ser montada para conexão com Rj45. Nesses esquemas cada fio recebe uma numeração e através da seqüência criada cada um tem a função de transmitir ( TX) ou receber( RX) sinais durante a comunicação entre os computadores. Embora o par trançado seja utilizado, na maioria dos casos, em uma topologia estrela é possível gerar uma conexão barramento entre dois computadores, mas para isso será necessário criar uma seqüência de pinagem onde o mesmo par de fios hora funcione como TX hora como RX. Esse padrão de pinagem é conhecido como CROSSOVER. Figura 12: Padrão de pinagem EIA/TIA Fonte Google,

7 Categorias de par trançado As categorias equivalem às principais características, físicas e lógicas, de cada geração de par trançado. Os cabos evoluíram ao logo dos anos e a cada nova característica recebiam a denominação de categoria e um número que marcava uma nova geração. As categorias de par trançado são: Categoria 1: Cabo telefônico UTP tradicional que pode transportar voz, mas não dados. A maioria dos cabos telefônicos anteriores a 1983 era de cabos pertencentes à Categoria 1. Categoria 2: Esta categoria de cabos chegou a transmitir dados de até 4 Mbps em redes Token Ring. As categorias 1 e 2 não são utilizadas em rede Ethernet. Categoria 3: Esta categoria foi à primeira desenvolvida especialmente para redes de computadores. Trabalha com 16MHZ o que permitiu seu uso na rede 10BaseT(10 Mbps). Nessa geração começava a padronização de tranças no cabo e a categoria 3 foi certificada para nove torções por metro, ao contrário de suas antecessoras. Categoria 4: Esta categoria certifica o cabo UTP para transmissões com 20 MHZ e até 16 Mbps de dados. Contém quatro pares trançados. Categoria 5: Esta categoria certifica o cabo UTP para transmissões com 100MHZ e possibilitou transferências de 100 Mbps. Categoria 5e e 6: Esta categoria certifica o cabo UTP para transmissões de dados em Gigabit Ethernet. Ambas continuam tendo alcance certificado para 100M. A principal diferença entre a Categoria 5e e a Categoria 6 está na performance de transmissão e na largura de banda estendida de 100MHZ da Categoria 5e para 250MHZ da Categoria 6. A largura de banda é a medida da faixa de freqüência que o sinal de informação ocupa. O termo é também usado em referência às características de resposta em freqüência de um sistema comunicação. No sentido mais qualitativo, a largura de banda é proporcional à complexidade dos dados transmitidos. Já a performance se traduz em uma menor atenuação, melhor NEXT, perda de retorno e ELFEXT, possibilitando uma melhor relação sinal/ruído. Devido a esses fatores (performance e largura de banda), associando uma melhor imunidade às interferências externas, os sistemas que operam em Categoria 6 são mais estáveis em relação aos sistemas baseados na Categoria 5e. Isto significa redução nas retransmissões de pacotes, proporcionando uma maior confiabilidade e estabilidade para a rede. 16

8 Na categoria 6 os requisitos para o link (meio de transmissão entre dois pontos, não incluindo a conexão de equipamentos) e canal (meio de transmissão fim-a-fim entre dois pontos no qual existem equipamentos de aplicações específicos conectados) são compatíveis com os da Categoria 5e, fazendo com que os projetistas escolham a Categoria 6, substituindo as redes Categoria 5e (MORIMOTO, 2011). Fonte: MORIMOTO, 2011 Categoria 6ª: Esta categoria certifica cabos para redes GigabitEthernet- 10GBASET. Os primeiros suportavam até 625 MHZ, mas após reformulações passaram a 500MHZ. A medida tomada 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. Figura 14: Cabo cat 6a, com o espaçador interno e comparação entre a espessura do mesmo volume de cabos cat 5e e cat 6ª Fonte: MORIMOTO,

9 Fibra Óptica A fibra utiliza o fenômeno de refração interna total para transmitir feixes de luz de um ponto ao outro. São idéias para redes de longo alcance, pois não sofrem interferência eletromagnética além de permitirem altas taxas de transmissões. Seu núcleo de vidro é feito de sílica com alto grau de pureza envolvido por uma camada (também de sílica) com índice de refração mais baixo, chamada de cladding. Essa formação permite que a luz transmitida pelo núcleo seja refletida pelas paredes internas do cabo. Com isso, apesar de ser transparente, a fibra é capaz de conduzir a luz por longas distâncias com um índice de perda muito pequeno. O núcleo e o cladding são os dois componentes funcionais da fibra óptica. Eles formam um conjunto muito fino (com cerca de 125 microns, ou seja, pouco mais de um décimo de um milímetro) e frágil, que é recoberto por uma camada mais espessa de um material protetor, que tem a finalidade de fortalecer o cabo e atenuar impactos chamado de coating, ou buffer. O cabo resultante é então protegido por uma malha de fibras protetoras, composta de fibras de kevlar (que têm a função de evitar que o cabo seja danificado ou partido quando puxado) e por uma nova cobertura plástica, chamada de jacket, ou jaqueta, que sela o cabo: Figura 15: Componentes do cabo de fibra óptica Adaptado do Google 18

10 Os fios de fibra são extremamente finos por isso, é possível acoplar vários deles dentro de um único seguimento de cabo. Essa característica gera uma grande vantagem se comparados com os fios de cobre do par trançado. As fibras podem circular por canos, túneis e até mesmo o mar o problema é que nesse caso a dificuldade no manuseio é grande retardando o acesso. É normal que seja usado um volume de cabos muito maior que o necessário, eles são chamados de fibra escura (dark fiber), não por causa da cor, mas pelo fato de não serem usados. Ficam disponíveis para expansões futuras e para substituição de cabos rompidos ou danificados. Quando ouvir falar em padrões "para fibras escuras", tenha em mente que são justamente padrões de transmissão adaptados para uso de fibras antigas ou de mais baixa qualidade, que estão disponíveis como sobras de instalações anteriores. Os componentes eletrônicos utilizam eletricidade já às fibras luz. Para que haja comunicação entre diferentes meios utilizam-se transmissores ópticos, que converte o sinal elétrico em sinal luminoso e um receptor que faz o processo inverso. Essas conversões permitem que diferentes tecnologias troquem dados, além de permitir que diferentes regiões possam se comunicar através das redes de curto, médio e longo alcance. Embora as fibras sejam basicamente feitas dos mesmos materiais e componentes, elas diferem na forma de propagação da luz. Algumas são mais rápidas outras nem tanto isso significa que a escolha dependerá da necessidade e disponibilidade para investimentos financeiros. Basicamente as fibras são Multimodo ou Monomodo. Multimodo: São mais baratas e o núcleo mais espesso, com elas podemos fazer uso de conexões menos precisas, o que torna a instalação mais simples. Porém, sofrem com maior atenuação do sinal graças ao fenômeno conhecido como multiplexação de sinais. Monomodo: Mais caras, com núcleo menor e muito mais precisão, pois o espaço no interior é mínimo. O feixe de luz percorre retilíneo com bem menos reflexão, a conseqüência é maior velocidade em um tempo menor de transmissão. Monomodo Fonte: Adaptado de MARIMOTO, 2011 Multimodo 19

11 As fibras multimodo permitem um alcance de até 550 metros no Gigabit Ethernet e 300 metros no 10Gigabit, enquanto as fibras monomodo podem atingir até 80 km no padrão 10 Gigabit. Esta brutal diferença faz com que as fibras multimodo sejam utilizadas apenas em conexões de curta distância, já que sairia muito mais caro usar cabos multimodo e repetidores do que usar um único cabo monomodo de um ponto ao outro. 20

12 LISTA DE EXERCÍCOS- CAPÍTULO 2 Disciplina: Cabeamento de redes de Dados Objetivos: A. Saber diferenciar os tipos de cabos disponíveis para redes de computadores; B. Ser capaz de definir o cabeamento apropriado conforme o meio em questão; C. Aprender sobre as limitações e normais que regulamentam a confecção do cabeamento de redes; 1. O cabo coaxial fino trafega a seguinte quantidade máxima de bits/s A. 100Mbps B. 30Mbps C. 10Mbps D. Entre 10 e 100 Mbps 2. Na nomenclatura 10Base5 os números representam respectivamente: A. Comprimento e taxa de transferência. B. Múltiplos que totalizam a distância que o cabo pode atingir. C. Taxa de Mbps e distância em metros multiplica por 100. D. Distância em metros multiplicada por 100 e taxa de transferência. 3. Sobre a norma EIA/TIA T568A para confecção de par trançado até 100Mps é CORRETO afirmar que: A. Os fios de cor verde e verde branco são para transmissão (TX). B. Os fios Laranja e laranja com branco são para transmissão (TX). C. Os fios de cor verde e verde branco são para recepção (RX). D. Transmissão e recepção de dados são realizadas pelos fios de cor azul. 4. Sobre a categoria 6ª é INCORRETO afirmar: A. Foi desenvolvida, primeiramente, para rede GigabitEthernet. B. Após a reformulação passaram a trafegar dados com freqüência de 500MHZ. C. Utilizada principalmente para rede FastEthernet. D. Cabos de categoria 6ª possuem o diâmetro maior que os de categoria A principal diferença entre a fibra Multímodo da fibra Monomodo é: A. Multímodo utiliza um único feixe de luz, portanto é mais rápida. B. Na fibra monomodo ocorre distorção modal, tornando-a mais lenta. C. A fibra monomodo pode atingir o comprimento máximo de 500m. D. A fibra multímodo possui um núcleo maior e isso favorece a distorção modal. 21

13 BIBLIOGRAFIA DO CAPÍTULO GOOGLE. Cabo UTP e RJ45. Disponível em Google.com.br. Acesso em 20/02/2012 GOOGLE. Cabos STP. Disponível em Google.com.br. Acesso em 20/02/2012 GOOGLE. Esquema de conexão cabo par trançado padrão T568A. Disponível em Google.com.br. Acesso em 20/02/2012 GOOGLE. Imagem do cabo coaxial 10Base5 e 10Base2. Disponível em Google.com.br. Acesso em 20/02/2012. GOOGLE. Imagem da conexão do cabo 10Base5 com a placa de rede. Disponível em Google.com.br. Acesso em 20/02/2012 GOOGLE. Imagem do conector BNC T. Disponível em Google.com.br. Acesso em 20/02/2012. MORIMOTO, Carlos E. ; Redes guia prático. Editora GDH Press e Sul Editores. 2ª Edição,

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