Estudo de Caso de Migração de Cabeamento Cat5e para Cat6

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1 Estudo de Caso de Migração de Cabeamento Cat5e para Cat6 Emanuel Machado da Silva¹, Eduardo Maronas Monks¹ Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas ¹Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Rua Gonçalves Chaves, 602 Centro Pelotas RS - Brasil Resumo. Este artigo tem como objetivo registrar uma migração de estrutura de cabeamento categoria 5e para categoria 6 e analisar as principais diferenças entre as duas categorias, demonstrando em medições e comparações. Palavras-chave: Cabeamento; Categoria 5e; Categoria 6; Cat5e; Cat6; Abstract. This article aims to register a migration of structure cabling for category 5e and category 6 analyze the main differences between the two categories, showing measurements and comparisons. Keywords: Cabling; Category 5e; Category 6; Cat5e; Cat6; 1. Introdução Desde o princípio do desenvolvimento dos computadores cada ano que se passa é gerado um número imenso de informações, e cada vez mais, precisamos acessá-las mais rapidamente. Com esse crescimento exponencial, começou a serem gerados processos baseados em redes de computadores, e ao mesmo tempo normas para padronizar a criação e implementação destas redes. No que se referem à ligação física, mais especificamente ao cabeamento, podemos encontrar algumas divisões de categorias no qual o separam devido a suas características de freqüência de trabalho, aplicações. 2. Descrição do Projeto 2.1. Idéia Inicial Em se tratando de cabeamento, quanto mais rápida a velocidade da informação trafegada, melhor será o desempenho da rede e assim gerando um melhor resultado. Pensando nisso foi elaborado este estudo para ter em mãos, um embasamento técnico para melhor visualização desta diferenças. Quando foi apresentada a tarefa de realizar um estudo sobre um determinado assunto ligado a área de redes, logo surgiu a idéia de desenvolver algo a respeito de cabeamento

2 de rede, uma vez que na prática estava realizando uma migração de categoria e layout baseado apenas em relatos de fabricantes e artigos técnicos, sem resultados concretos. O objetivo então seria: Dividir a rede da empresa onde trabalho separando-a em duas partes (Administrativa e Técnica) e na parte técnica já seria implementado cabeamento Categoria 6 para melhora no seu desempenho nas rotinas de cópias, backups e instalações remotas. Figura 1 Estrutura a ser alterada. 2.2.Objetivo Específico Alteração de Estrutura: Alterar a estrutura da empresa separando a rede administrativa da técnica e já migrando a técnica para categoria Documentação: Documentar esta modificação e comprovar o custo gasto na modificação. 3. Cabeamento 3.1. Conceito Conjunto formado pelos meios guiados de transmissão e demais acessórios para interligação dos dispositivos de uma rede [Projeto Redes 2010] Características Estabelece conexão entre dispositivos da rede; Possuem Conectores/Terminadores específicos para cada rede;

3 Transportam sinais elétricos/óticos; Sofrem atenuação; - Metal: EMI/RFI. - Ótico: Refração/Absorção Propriedades Resistência: Perda de energia que um sinal sofre ao trafegar em um cabo. (Corrente contínua); Impedância: Características de resistência e reatância que causam atenuação em um sinal. (Corrente alternada) Categorias Cada cabo tem sua categoria e especificação quanto seus parâmetros de transmissão NEXT: é a imunidade à interferência dos pares na entrada do sinal FEXT: é a imunidade a interferência dos pares na saída do sinal Delay: Tempo que o sinal leva para percorrer o meio RL (Return Loss): é a reflexão do sinal causado por dobras ou defeitos de fabricação PSNEXT: é o somatório dos níveis de ruído entre pares do cabo ELFEXT: interferência de um sinal na entrada de uma par e saída de outro par na outra extremidade do cabo PSELFEXT: é o somatório dos níveis de ruído gerado por múltiplas fontes de sinal na extremidade oposta com relação ao sinal de entrada Divisão de Categorias Categoria 1: é o cabo par trançado usado em cabos telefônicos. Só pode ser usado em transmissões de até 1 MHz (a Mbps) Categoria 2: usado em redes Token Ring de 4 Mbps, atualmente não é maus usado Categoria 3: Permite transmissões de até 16 MHz, isto é, se o sistema de modulação usado transformar um bit em um elemento sinalizador, é possível obter transmissões de até 16 Mbp. Foi o cabo usado em redes Ethernet padrão (10 Mbps) usando cabo par trançado antes de cabos categoria 5 se tornarem padrão. Atualmente não é mais usado Categoria 4: Permite transmissões de até 20 Mhz. Usado para redes Token Ring de 16 Mbps. Atualmente não é mais usado Categoria 5: Permite transmissões de até 100 MHz, podendo ser usado por redes operando até 1 Gbps (Gigabit Ethernet), embora a categoria 5e tenha sido

4 especificada com parâmetros mais apertados de paradiafonia (NEXT), para melhor comportar a 1Gbps. Foi substituído pela categoria 5e e atualmente não é mais usado Categoria5e: Idêntico ao cabo categoria 5 porém com especificações mais apertadas para a paradiafonia (NEXT), para comportar melhor transmissões de 1 Gbps (Gigabit Ethernet). Atualmente todos os cabos categoria 5 são na verdade 5e (pois oficialmente a categoria 5 não existe mais, sendo substituída pela categoria 5e) Categoria 6: Permite transmissões de até 250 Mhz. Como possui especificações ainda mais apertadas para a paradiafonia (NEXT), alguns Data Centers preferem o uso deste cabo em vez de cabos categoria 5e, para garantir um menor nível de interferência eletromagnética e com isso, uma possível maior taxa de transferência prática Equivalências Como já foi citado anteriormente, as categorias de cabos são designadas devido algumas de suas características. Na figura 2 podemos visualizar a equivalência entre elas. Tabela 1 Comparativo de Equivalências Cat 5e vs. Cat6 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 [Projeto Redes 2010]. 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

5 retransmissões de pacotes, proporcionando uma maior confiabilidade e estabilidade para a rede. Outro fato que deve ser considerado é que 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) na Categoria 6 são compatíveis com os da Categoria 5e, fazendo com que os projetistas escolham a Categoria 6, substituindo as redes Categoria 5e. Outro detalhe é que um cabo Cat5e suporta até 1gbps de transmissão de dados, cada um de seus pares trançados podem trabalhar no máximo em transmissão e recepção de até 250mbps, caso trabalhem na condição de Tx/Rx e seus receptores suportem a mesma condição, mas ele trabalha geralmente na taxa de 100mbps. Uma de suas melhores características é a maleabilidade que este cabo possui como vemos na figura 3, facilitando a instalação. É um bom cabo em relação custo x benefício devido ao seu custo ser relativamente baixo. Figura 3 Cabo Categoria 5e O Cat6 trabalha com a taxa de 1gbps onde dois de seus pares trabalham como receptores (Rx) e outros dois pares trabalham com transmissores (Tx), cada par trançado do Cat6 tem capacidade de taxa de 500mbps, ou seja, 500mbps x 2 para recepção e 500mbps x 2 para transmissão. O Cat6 requer eletrônica simples para cada receptor em cada extremidade, ele possui um conduíte interno (como vemos na figura 4) o que tira um pouco sua maleabilidade, é um cabo com maior diâmetro assim dificultando instalações quando muitos cabos são utilizados.

6 Figura 4 Cabo Categoria 6com conduíte interno 4. Cabeamento Partindo das perspectivas visando o futuro, é sempre bom escolher instalar o melhor tipo de cabeamento disponível, por isso deve-se analisar os custos da instalação ou reestruturação. Algumas das vantagens de se utilizar tecnologias de cabeamento mais avançadas são evidentes: Compatíveis com novos equipamentos e melhor desempenho. Sendo assim foi realizado uma pesquisa de mercado, visando verificar o custo de cada item utilizado no projeto. Figura 5 Tabela de Comparativo de valores. Analisando a tabela de comparativo de valores (figura 5) nota-se que a maioria dos equipamentos, não tem a mesma diferença de valores conforme o volume da mudança. Estamos migrando de uma rede 100 Mbps para uma rede Gigabit (1000 Mbps), ou seja 10 vezes mais e esta diferença não é correspondida nos valor dos equipamentos que chega em torno de 57%.

7 5. Medições Foi realizado teste antes e depois da alteração da estrutura, para poder comprovar o as diferenças de velocidades na rede. Estes dados foram adquiridos através da ferramenta IPERF/JPERF [IPERF 2010]. O hardware utilizado nos testes foram computadores com uma estrutura mais confiável e robusta para uma melhor confiabilidade no resultado. Tanto no teste com velocidade 100 Mbps quanto na já modificada estrutura com Gbit, foi utilizado dois servidores HP Proliant ML 110 G6, com processador Xeon 2,40 GHz, 8 Gb de RAM e placa de rede on board Pci Express Gbit. Vale lembrar que na rede 100 Mbps foi utilizado cabos categoria 5e e nos teste com Gbit foi utilizado cabos categoria 6. Houve também teste com cópias simples de arquivos pela rede através de estações de trabalho e notebooks com placas PCI Gbit e PCI Express On Board. No primeiro teste foi utilizado a ferramenta IPERF com a seguinte sintaxe: iperf s no servidor e iperf c na estação (Figura 6) onde chegamos a velocidade de 94,5 Mbps. Figura 6 Teste na estrutura Cat 5e 100 Mbits. Utilizando-se dos mesmos equipamentos e ferramentas, mas já com a rede reestruturada, foi realizada uma segunda medição (figura 7), onde chegamos a uma velocidade de 977 Mbits (0,97 Gbit). Figura 7 Teste na estrutura Cat 6 1Gbit.

8 Também foram realizados testes com o JPERF [IPERF 2010], (Iperf com visualização gráfica). Foi utilizado a sintaxe iperf -c P 1 -i1 -p fg -t99 (Figura 8). Figura 8 Neste teste podemos ver a rede a 0,98 Gbits. Já nas cópias comum de Windows para Windows, com um hardware mais limitado obtivemos um resultado abaixo do esperado, mas superior ao de 100 Mbps (Figura 9). Figura 9 Cópia de estação para estação (hardware on board PCI).

9 6. Certificação Certificação de cabeamento de redes é em geral uma garantia concedida por uma empresa ou fabricante de produtos relacionados a redes (Furukawa e AMP) a projetos de infra estrutura de redes que envolvam a transmissão de dados Como proceder para alcançar a Certificação O projeto deve atender as especificações de projetos de cabeamento como a Norma Brasileira [ISO/ABNT 14565], esta forma recomenda os procedimentos que devem ser tomados para se conseguir uma maior confiabilidade nas comunicações dentro da empresa. Geralmente as empresas que irão conceder a certificação participam do projeto na condição de parceiro/fornecedor. Obrigatoriamente, tem que se adquirir todos os equipamentos de rede e cabos recomendados por ela, para que ela homologue o funcionamento destes. Será necessária após a implementação do projeto a certificação, neste processo o fabricante ou parceiro ou em alguns casos o profissional que pode certificar irá realizar uma análise total ou por amostragem dos pontos de rede, esta análise em geral ocorre com equipamento Fluke de Alto Desempenho onde se mede diversas informações, como Throughput, atenuação do sinal, perda de pacotes, gargalos, etc. Tudo o que pode atrapalhar a transmissão dos dados pela rede Custo da certificação De acordo com o preço praticado no mercado, o valor do custo da certificação de cada ponto de rede gira em torno de 70 a 100% do valor final de cada ponto de rede, Dependendo do parceiro, fornecedor ou fabricante Vantagem Imagine que sua empresa atua na área Industrial, Logística ou Call Center, onde basicamente quase todas as informações passam pela rede, seja no tráfego interno seja no relacionamento com os clientes, associe a isto diversos serviços, como impressoras, servidores, segurança da informação entre outros. Havendo uma confiabilidade irrestrita na rede, isola-se um possível problema e se aumenta o ganho de desempenho de trabalho nas operações via rede. Isto é, qualquer problema que houver "Não será na rede!", e se porventura for na rede, a empresa o fabricante se responsabiliza em refazer o ponto com problema. Abaixo na figura 10 vemos um exemplo de resultado de certificação num cabeamento categoria 6, onde o teste chega a 250 MHz.

10 Figura 10 de resultado de certificação de um ponto lógico (Cat6). 7. Conclusão Após todos os processos realizados, de alteração, finalização, certificação e testes na rede lógica, é possível concluir que, SIM, é válida a migração de Categoria 5e para Categoria 6. Entretanto ao utilizar certas ferramentas, vi que não deveria me focar somente nos cabos e conectores, mas também nos ativos de rede, principalmente nas interfaces das estações e servidores. Devido a esta falta de atenção, não obtive resultados satisfatórios em todos os teste (vide figura 9). Após a reestruturação a rede encontra-se em perfeito funcionamento e com um rendimento superior ao esperado (Figura 11).

11 Figura 11 Resultado final da modificação. 8. Referências JPERF (2010). Página oficial do jperf. Disponíıvel em: <http://iperf.sourceforge.net/>. Acesso em: out 2010 Projeto redes( 2010). Página oficial do jperf. Disponível em: <http://iperf.sourceforge.net/>. Acesso em: out Torres, G. (2009). Redes de Computadores. Nova Terra Trulove, J. (2006). Lan Wiring. McGraw Hill. Pinheiro, J. M. S. (2003). Guia Completo de Cabeamento de Redes. Elsevier.

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