Tipos de Cabeamento de Redes. Cabo Coaxial Par Trançado Fibras Ópticas. Cabo Coaxial

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1 Tipos de Cabeamento de Redes Cabo Coaxial Par Trançado Fibras Ópticas Cabo Coaxial Introdução O cabo coaxial foi o primeiro cabo disponível no mercado, e era até a alguns anos atrás o meio de transmissão mais moderno que existia em termos de transporte de bits, embora ainda hoje seja usado para a mesma finalidade. Um cabo coaxial consiste em um fio de cobre rígido que forma o núcleo, envolto por um material isolante que por sua vez é envolto em um condutor cilíndrico, freqüentemente na forma de uma malha entrelaçada. O condutor externo é coberto por uma capa plástica protetora, que evita o fenômeno da indução, causada por interferências elétricas ou magnéticas externas. Características O cabo coaxial mantém uma capacidade constante e baixa, independente do seu comprimento, o que lhe permite suportar velocidades da ordem de megabits/segundo, sem a necessidade de regeneração do sinal e sem distorções ou ecos. A forma de construção do cabo coaxial lhe oferece uma boa combinação de alta banda passante e excelente imunidade a ruídos e, por isso, eram o meio de transmissão mais usado em redes locais. A figura abaixo mostra os componentes utilizados nas conexões com cabos Thin Ethernet. Os conectores T são acoplados ao conector BNC da placa de rede, e nele são conectados os cabos que ligam o PC aos seus vizinhos. O terminador deve ser ligado no último conector T da cadeia.. Vantagens e Desvantagens Algumas vantagens do cabo coaxial: baixos custos de implementação, topologia simples de implementar, resistência à ruídos e interferências. Algumas desvantagens do cabo coaxial: distâncias limitadas, baixo nível de segurança, dificuldade em fazer grandes mudanças na topologia da rede. Classificação 1/27

2 Dois tipos de cabo coaxial são bastante utilizados: Coaxial fino (Thin Ethernet - 10Base2) Coaxial grosso (Thick Ethernet - 10Base5) Existem cabos com impedância de 50 Ohms, 93 Ohms, 95 Ohms, 100 Ohms. Descreveremos a seguir as características físicas e dimensionais de alguns cabos existentes no mercado de acordo com a sua impedância citadas acima. Impedância Referência Aplicação RG- 58 (Cheapernet) Expancel sistemas VHF/UHF RG- 58 (Cheapernet) rede Ethernet, com cabo coaxial fino rede Ethernet, com cabo coaxial RG- 08 (Ethernet) 50 Ohms grosso RG- 213 sistemas VHF/UHF, informática, telefonia RG-62 A/U terminais de computadores, teleinformática (uso interno) 93 Ohms RG E-62 terminais de computadores, teleinformática (uso externo) conexão de terminais de 95 Ohms Multicoaxial 20 Condutores computadores à controladora, CPD na conexão de módulos digitais 100 Ohms Twinaxial 20 AWG x 1P terminais de computadores AS400(IBM) Cabo Coaxial Fino (10Base2) O cabo coaxial fino, também conhecido como cabo coaxial banda base ou 10Base2, é o meio mais utilizado em redes locais. A topologia mais utilizada é a topologia em barra. O método de acesso ao meio usado em cabos coaxiais finos é o detecção de portadora, com detecção de colisão. Sua instalação é facilitada devido ao fato de que o cabo coaxial fino é mais maleável. Possui maior imunidade a ruídos eletromagnéticos de baixa freqüência, pois sofre menos reflexões, devido às capacitâncias introduzidas na ligação das estações do cabo, do que o cabo grosso. Características Técnicas Impedância 50 Ohms 2/27

3 Tamanho máximo de segmento 185m Tamanho mínimo de segmento 0,5m Número máximo de segmentos 5 Tamanho máximo total 925m Tamanho máximo sem repetidores 300m Capacidade 30 equipamentos/segmento Acesso ao meio CSMA/CD Taxas de transmissão de dados 1 a 50 Mbps (depende do tamanho do cabo) Modo de transmissão Half- Duplex - Código Manchester Transmissão por pulsos de corrente contínua Imunidade EMI/RFI 50 db Conector conector T Cabo Coaxial Grosso O cabo coaxial grosso, também conhecido como cabo coaxial de banda larga ou 10Base5 ou "Mangueira de jardim amarela", é utilizado para transmissão analógico. Em redes locais, a banda é dividida em dois canais ou caminhos: caminho de transmissão (Inbound) e, caminho de recepção (Outbound). É muito utilizado para aplicações em redes locais com integração de serviços de dados, voz e imagens. Necessita de amplificadores analógicos periódicos, que transmitem o sinal num único sentido, assim, um computador que envia um pacote não será capaz de alcançar os computadores a montante dele se houver um amplificador entre eles. Para solucionar este problema foram criados os sistemas com cabo único e com cabo duplo. No cabo duplo, toda transmissão é feita no cabo 1 e toda recepção ocorre no cabo 2. No cabo único, é alocado bandas diferentes de frequência para comunicação, entrando e saindo por um único cabo. Sua instalação requer prática e pessoal especializado. Características Técnicas Impedância 75 Ohms em 500m de cabo não exceder 8,5dB medido a 10MHz ou 6,0dB Atenuação medido a 5MHz Velocidade de propagação 0,77c (c = velocidade da luz no vácuo) Tamanho máximo segmento 500m Tamanho mínimo de segmento 2,5m Número máximo de segmentos 5 Tamanho máximo total 2500m Tamanho máximo múltiplos de 23,4-70,2 ou 117m recomendado 3/27

4 múltiplos de 23,4-70,2 ou 117m recomendado Capacidade 1500 canais com 1 ou mais equipamentos por canal Acesso ao meio FDM Taxas de transmissão de 100 a 150 Mbps (depende do tamanho do cabo) dados Modo de transmissão Full- Duplex Transmissão por variação em sinal de frequência de rádio Imunidade EMI/RFI 85 db Conector tipo derivador Vampiro e utiliza transceptores (detecta a portadora elétrica do cabo) Montagem de cabos Thin Ethernet Atualmente não se montam redes usando cabos coaxiais, já que caíram em desuso. Mas é possível que se precise dar manutenção nessas redes, o que inclui a confecção de cabos. Se esta operação é feita de forma esporádica, pode- se encomendar cabos sob medida em lojas especializadas. Como também esses cabos podem ser montados. O material necessário e as ferramentas são encontrados em lojas especializadas em equipamentos e suprimentos para redes. A figura abaixo mostra duas ferramentas necessárias à montagem de cabos coaxiais. A primeira serve para desencapar o cabo, e a outra é um alicate crimpador, usado para fixar o conector no cabo. Ferramentas usadas na montagem de cabos coaxiais. O conector BNC é vendido desmontado, como mostra a figura a seguir. Um pino central deve ser fixado no condutor mais interno do cabo. A parte maior do conector fará contato com a blindagem externa. Uma peça metálica adicional firmará o cabo no conector. Peças que formam um conector BNC. 4/27

5 Corte o cabo e introduza- o no anel metálico. A seguir desencape o cabo como mostra a figura abaixo, usando a ferramenta apropriada. Note que o cabo coaxial RG58 é formado por quatro camadas, de dentro para fora: Condutor intero Isolador plástico Malha condutora externa Capa plástica Desencapando o cabo. Observe que o tubo metálico externo, a esta altura já posicionado no cabo, ficará sobre a sua capa plástica externa. Já a extremidade do conector BNC, mostrada na figura a seguir, deverá ficar sob a malha condutora do cabo. Conector BNC e tubo metálico externo. Corte o excesso da malha externa e junte o tubo metálico ao conector. Use o alicate crimpador para prender este tubo ao conector. Nas lojas que vendem o material para a construção desses cabos, podemos ainda encontrar uma jaqueta plástica externa para o conector, como no cabo que vemos na próxima figura. Esta jaqueta deve ser encaixada no cabo antes da montagem do conector. Depois que o conector está fixado ao cabo, juntamos a jaqueta com o conector, dando maior rigidez e um acabamento profissional. Cabo coaxial pronto...:: home :: topo :: cabo coaxial ::. Par Trançado 5/27

6 Introdução Há alguns anos a rede feita com cabo de par trançado vem substituindo as redes construídas com cabos coaxiais de 50 Ohms devido principalmente a facilidade de manutenção, pois com o cabo coaxial é muito trabalhoso achar um defeito, pois, se houver um mau contato ou qualquer problema com as conexões em algum ponto da rede o problema se refletirá em todas as maquinas da rede, o que não acontece em uma rede de par trançado. O cabo par trançado surgiu com a necessidade de se ter cabos mais flexíveis e com maior velocidade e de transmissão. Características Este cabo consiste em um par de fios elétricos de cobre ou aço recoberto de cobre (aumenta a resistência à tração). Os fios são recobertos de uma camada isolante, geralmente de plástico, e entrelaçados em forma de trança (de onde surgiu o seu nome). Este entrelaçamento é feito para se evitar a interferência eletromagnética entre cabos vizinhos e para aumentar a sua resistência. O conector utilizado é o RJ-45. Sua transmissão pode ser tanto analógica quanto digital. Na transmissão analógica, para o qual foi originalmente construído, é necessário um amplificador a cada 5 ou 6 km. Na transmissão digital, um repetidor é necessário a cada 2 ou 3 km. Além do uso em redes de computadores, o cabo par trançado é muito utilizado em telefonia, ligando aparelhos telefônicos a centrais ou a um centro de comutação privado (PABX), ele é usado em ligações com multiplexação de 24 ou 30 canais, com uma banda de passagem de 268 ou 312 khz. Dados digitais são transmitidos usando- se modems de até 9600bps em PKS e multiplexação, com banda agregada de 230 kbps. Também é utilizado em transmissões digitais, como na interligação de centrais telefônicas com PCM de 24 ou 30 canais e taxa agregada de 1,5 ou 2 Mbps. Vantagens e Desvantagens Tem como vantagem se atingir maior taxa de transferência podendo trabalhar não somente a 10 Mbps, mas também a 100 Mbps (Fast Ethernet) ou até 1000 Mbps (1 Gigabite Ethernet). Sua desvantagem consiste no fato de ser suscetível à interferência e ao ruído, inclusive "cross- talk" de fiações adjacentes, mas para se solucionar estes problemas foram desenvolvidos dois tipos de cabo par trançado: o par trançado sem blindagem (UTP) e o par trançado com blindagem (STP). Tipos de Cabo Par Trançado Como vimos anteriormente, existem dois tipos básicos de cabos par trançado: UTP - Unshielded Twisted Pair - Par trançado sem blindagem. Este é sem duvida o cabo mais utilizado em redes de computadoes, pois, é de fácil manuseio, instalação e permite maiores taxas de transmissão em relação aos cabos coaxiais. STP - Shielded Twisted Pair - Par trançado com blindagem. O cabo blindado STP é muito pouco utilizado sendo basicamente necessários em ambientes com grande nível de interferência eletromagnética. Podem ser encontrados com blindagem simples ou com blindagem par a par. Deve- se dar preferência a sistemas com cabos de fibra ótica em ambientes com agressivos ruídos eletromagnéticos, pois estas são imune a qualquer tipo de ruído eletromagnético, ou quando se desejam grandes distâncias ou altas velocidades de transmissão. Categorias Os UTPs são divididos em 5 categorias, levando em conta o nível de segurança e a bitola do fio, onde os números maiores indicam fios com diâmetros menores. 6/27

7 Categoria 1 : sistema de telefonia; Categoria 2 : UTP tipo 3 definido pela IBM. Baixa transmissão. Categoria 3 : transmissão de até 16 Mhz. Utilização típica em até 10 Mbps. Categoria 4 : transmissão de até 20 Mhz. Utilização típica em até 16Mbps. Categoria 5 : transmissão de até 100 Mhz. Utilização típica em até 100Mbps. Padrões de Conectorização Conectorização T568A (Strainght Through) para 10BaseT e 100BaseT cor pino função cor 1 + TD Vd/Br 2 - TD Verde 3 + RD Lr/Br 4 N/Utilizado Azul 5 N/Utilizado Az/Br 6 - RD Laranja 7 N/Utilizado Mr/Br 8 N/Utilizado Marrom Esquema de ligação sem cruzamento algum (Strainght Through) conforme norma EIA/TIA 568A "Este é o esquema de ligação mais utilizado em todo o mundo" Conectorização T568B (Half Cross) para 10BaseT e 100BaseT cor pino função cor 1 + TD Lr/Br 2 - TD Laranja 3 + RD Vd/Br 4 N/Utilizado Azul 5 N/Utilizado Az/Br 6 - RD Verde 7 N/Utilizado Mr/Br 8 N/Utilizado Marrom Esquema de ligação com cruzamento parcial de T568A (Half Cross) conforme norma EIA/TIA 568A Conectorização T568A (Strainght Through) para 1000BaseT (Gigabit Ethernet) cor pino função cor 1 +BI_DA Vd/Br 2 - BI_DA Verde 3 +BI_DB Lr/Br 7/27

8 4 +BI_DC Azul 5 - BI_DC Az/Br 6 - BI_DBLaranja 7 +BI_DD Mr/Br - 8 BI_DD Marrom Esquema de ligação conforme norma EIA/TIA 568A para 1000BaseT, a codificação das cores é a mesma, modificando- se somente os sinais e que neste tipo de ligação se utiliza todos os pinos de ligação para os sinais (full duplex) Conectorização Cross Over (Cruzamento Total) T568A para 1000BaseT (Gigabit Ethernet) cor pino função cor 1 +BI_DA Lr/Br 2 - BI_DA Laranja 3 +BI_DB Vd/Br 4 +BI_DC Mr/Br 5 - BI_DC Marrom 6 - BI_DBVerde 7 +BI_DD Azul 8 - BI_DD Az/Br Cabo UTP O cabo UTP é um dos meios físicos mais utilizados nas redes modernas, apesar do custo adicional decorrente da utilização de hubs e outros concentradores. O custo do cabo é mais baixo, e a instalação é mais simples. Basta ligar cada um dos computadores ao hub ou switch. Cada computador utiliza um cabo com conectores RJ- 45 em suas extremidades. As conexões são simples porque são independentes. Para adicionar um novo computador à rede, basta fazer a sua ligação ao hub, sem a necessidade de remanejar cabos de outros computadores. Cabo UTP com conectores RJ /27

9 Cabos de rede podem ser comprados prontos, com diversas medidas. É prático usar cabos prontos quando seu uso é externo, ou seja, não embutido na parede. São os casos dos cabos que ligam o computador ao hub ou tomada, e também dos inúmeros cabos que interligam os equipamentos de rede nos racks, como mostraremos mais adiante. Conectores RJ- 45. A figura acima mostra um conector RJ- 45 na extremidade de um cabo de par trançado. Para quem vai utilizar apenas alguns poucos cabos, vale a pena comprá- los prontos. Muitas lojas montam esses cabos sob medida. Para quem vai precisar de muitos cabos, ou para quem vai trabalhar com instalação e manutenção de redes, vale a pena ter os recursos necessários para construir cabos. Devem ser comprados os conectores RJ- 45, cabos, um alicate para fixação do conector e um testador de cabos. Cabo UTP com seus quatro pares trançados. A figura anterior mostra a extremidade de um cabo UTP usado em redes, já desencapada e com seus quatro pares à mostra. Um desses pares tem um fio azul escuro, trançado com um outro fio que pode ser azul claro ou então, branco com listras azuis. Da mesma forma, um par tem um fio laranja trançado com um fio branco com listras laranjas, um fio verde trançado com um fio branco com listras verdes e um fio marrom trançado com um fio branco com listras marrons. Dependendo do cabo, os fios brancos listrados citados podem apresentar as cores laranja claro, verde claro e marrom claro, respectivamente. Note que apesar das extremidades dos oito fios desencapadas, visto acima, com a parte de cobre à mostra, não desencapamos essas extremidades quando montamos um cabo de rede. O conector RJ- 45 tem contatos cortantes que penetram na cobertura plástica e atingem o condutor interno, fazendo o contato. A figura a seguir mostra em detalhes os conectores RJ- 45, bem como a numeração dos seus contatos. Apesar do conector RJ- 45 ter oito fios, as conexões por rede Ethernet usam apenas quatro fios. Entre os fios de números 1 e 2 (chamados de TD+ e TD ) a placa envia o sinal de transmissão de dados, e entre os fios de números 3 e 6 (chamados de RD+ e RD ) a placa recebe os dados. Nos hubs e switches, os papéis desses pinos são invertidos. A transmissão é feita pelos pinos 3 e 6, e a recepção é feita pelos pinos 1 e 2. Em outras palavras, o transmissor da placa de rede é ligado no receptor do hub ou switch, e vice- versa. Conectores RJ /27

10 Para quem faz instalações de redes com freqüência, é conveniente adquirir testadores de cabos, como os que vemos na figura abaixo. Lojas especializadas em equipamentos para redes fornecem cabos, conectores, o alicate e os testadores de cabos, além de vários outros equipamentos. Os testadores mostrados na próxima figura formam uma dupla, e são vendidos juntos. Para testar um cabo, conectamos em cada um dos testadores, uma extremidade do cabo. Pressionamos o botão ON/OFF e observamos os LEDs indicados no testador menor. Os quatro LEDs deverão acender seqüencialmente, indicando que cada um dos quatro pares está firme e com contato perfeito. Testadores de cabos. Um hub. A figura logo acima mostra um hub, um dos equipamentos que ligam os computadores em redes que utilizam par trançado. Existem hubs padrão Ethernet (10 Mbits/s) e Fast Ethernet (100 Mbits/s). Existem ainda os modelos duais, que permitem conexões com velocidades diferentes na mesma rede (10 Mbits/s e 100 Mbits/s). A maioria dos modelos hoje à venda são duais. Podemos encontrar hubs com conexões para 4, 6, 8, 12, 16, 24 ou 32 computadores. Os hubs e outros tipos de concentradores possuem em geral uma porta adicional chamada Uplink. Esta porta é usada para conectar os hubs (ou outros concentradores) entre si. Observe na figura anterior que a porta 8 tem uma indicada uma ligação com a porta adicional, que é o Uplink. Na verdade o Uplink é uma repetição desta porta (no nosso exemplo, da porta 8). Não é permitido fazer conexões simultâneas em ambas as portas. No hub do nosso exemplo, se a porta Uplink for usada, a porta 8 deve ficar sem conexão. Mais adiante mostraremos como são feitas as ligações com o uso da porta Uplink. Detalhe da conexão dos cabos no hub. 10/27

11 Se você precisa implementar uma rede em que alguns computadores utilizam placas de 10 Mbits/s (computadores antigos) e outros utilizam placas de 100 Mbits/s, tome cuidado com o tipo de hub que vai adquirir. Existem modelos mais simples que, ao detectarem que existe pelo menos uma placa operando a 10 Mbits/s, obrigam todas as placas de 100 Mbits/s a reduzirem sua velocidade para 10 Mbits/s. Existem modelos de melhor qualidade que dividem as conexões em dois barramentos, um para cada velocidade. Desta forma, dois computadores equipados com placas de 100 Mbits/s poderão trocar dados nesta velocidade. Apenas quando um dos computadores envolvidos na comunicação utiliza placa de 10 Mbits/s esta velocidade será utilizada. Montagem de cabos UTP/RJ-45 Para montar cabos de rede com par trançado e conectores RJ- 45, é preciso utilizar um alicate apropriado, como o que vemos a seguir. Este alicate é encontrado em lojas especializadas em acessórios para redes, e é normalmente chamado de alicate crimpador ou alicate de crimpagem. Existe também um modelo que é usado para conectores RJ- 11, que têm 4 contatos e são usados para conexões telefônicas. Alicate para fixação de conectores RJ- 45. Este alicate possui duas lâminas e uma fenda para o conector. A lâmina indicada com (1) é usada para cortar o fio. A lâmina (2) serve para desencapar a extremidade do cabo, deixando os quatro pares expostos. A fenda central serve para prender o cabo no conector. O alicate em detalhes. (1): Lâmina para corte do fio (2): Lâmina para desencapar o fio (3): Fenda para crimpar o conector 11/27

12 São as seguintes as etapas da montagem do cabo: 1º Use a lâmina (1) para cortar o cabo no tamanho necessário Desencapando a cobertura externa e expondo os quatro pares do cabo. 2º Use a lâmina (2) para desencapar o cabo, retirando cerca de 2 cm da capa plástica. É preciso alguma prática para fazer a operação corretamente. A lâmina deve cortar superficialmente a capa plástica, porém sem atingir os fios. Depois de fazer um leve corte, puxe o cabo para que a parte plástica seja retirada. Desencapando a extremidade do cabo. 3º Você identificará quatro pares de fios: a) Verde / Branco-verde b) Laranja / Branco- laranja c) Azul / Branco-azul d) Marrom / Branco- marrom OBS.: Branco- verde significa fio branco com listras verdes. Em alguns cabos este fio é verde claro, ao invés de branco listrado de verde. O mesmo se aplica aos outros três pares, com as respectivas cores. 4º Procure separar os pares na ordem indicada no item 3. O par laranja / branco- laranja deverá ser desmembrado. O fio branco- laranja ficará depois do par verde/branco- verde. Depois virá o par azul/branco- azul. Depois virá o fio laranja, e finalmente o par marrom/branco- marrom. Desenrole agora os pares e coloque os fios na seguinte ordem, da esquerda para a direita: Branco- verde Verde Branco- laranja Azul Branco- azul Laranja Branco- marrom Marrom A operação completa é mostrada na figura abaixo. Procure posicionar os pares de modo que já fiquem 12/27

13 A operação completa é mostrada na figura abaixo. Procure posicionar os pares de modo que já fiquem dispostos na sua configuração definitiva, sem que seja preciso fazer grandes torções nos pares. Colocando os fios na ordem correta. 5º Use a lâmina (1) do alicate para aparar as extremidades dos 8 fios, de modo que fiquem todos com o mesmo comprimento. O comprimento total da parte desencapada deverá ser de cerca de 1,5 cm. 6º Introduza cuidadosamente os 8 fios dentro do conector RJ- 45. Cada um dos oito fios deve entrar totalmente no conector. Observe o ponto até onde deve chegar a capa plástica externa do cabo. Depois de fazer o encaixe, confira se os 8 fios estão na ordem correta. Encaixando o cabo no conector RJ º Agora falta apenas crimpar o conector. Introduza o conector na fenda apropriada existente no alicate e aperte- o. Nesta operação duas coisas acontecerão. Os oito contatos metálicos existente no conector irão morder os 8 fios correspondentes, fazendo os contatos elétricos. Ao mesmo tempo, uma parte do conector irá prender com força a parte do cabo que está com a capa plástica externa. O cabo ficará definitivamente fixo no conector. Finalmente use o testador de cabos para verificar se o mesmo está em perfeitas condições. Esteja preparado, pois a experiência mostra que para chegar à perfeição é preciso muita prática, e até lá é comum estragar muitos conectores. Para minimizar os estragos, faça a crimpagem apenas quando perceber que os oito fios chegaram até o final do conector. Não fixe o conector se perceber que alguns fios estão parcialmente encaixados. Se isso acontecer, tente empurrar mais os fios para que encaixem até o fim. Se não conseguir, retire o cabo do conector, realinhe os oito fios e faça o encaixe novamente. Olhando atentamente, observamos que alguns dos fios não ficaram totalmente encaixados. Protetor de borracha para o conector RJ-45 Nas lojas que vendem material para a montagem de cabos de rede, você encontrará também protetores de borracha, como os que vemos logo abaixo. Esses protetores estão disponíveis em várias cores, e é altamente recomendável usá- los. 13/27

14 altamente recomendável usá- los. Protetores de borracha para os conectores RJ- 45. O uso desses protetores plásticos traz vários benefícios: Facilita a identificação do cabo, com o uso de cores diferentes Mantém o conector mais limpo Aumenta a durabilidade do conector nas operações de encaixe e desencaixe Dá ao cabo um acabamento profissional Montar um cabo de rede com esses protetores é fácil. Cada protetor deve ser instalado no cabo antes do respectivo conector RJ- 45. Depois que o conector é instalado, ajuste o protetor ao conector. Cabos com protetores de borracha. Testando o cabo Testar um cabo é relativamente fácil utilizando os testadores disponíveis no mercado. Normalmente esses testadores são compostos de duas unidades independentes. A vantagem disso é que o cabo pode ser testado no próprio local onde fica instalado, muitas vezes com as extremidades localizadas em recintos diferentes. Chamemos os dois componentes do nosso kit de testador e terminador. Uma das extremidades do cabo deve ser ligada ao testador, no qual pressionamos o botão ON/OFF. O terminador deve ser levado até o local onde está a outra extremidade do cabo, e nele encaixamos o outro conector RJ- 45. Testando um cabo com dois conectores RJ /27

15 Uma vez estando pressionado o botão ON/OFF no testador, um LED irá piscar. No terminador, quatro LEDs piscarão em seqüência, indicando que cada um dos quatro pares está corretamente ligado. Observe que este testador não é capaz de distinguir ligações erradas quando são feitas de forma idêntica nas duas extremidades. Por exemplo, se os fios azul e verde forem ligados em posições invertidas em ambas as extremidades do cabo, o terminador apresentará os LEDs piscando na seqüência normal. Cabe ao usuário ou técnico que monta o cabo, conferir se os fios em cada conector estão ligados nas posições corretas. Montagem e teste de conectores RJ-45 fêmea na parede Ao montar uma rede em uma pequena sala, os cabos são muitas vezes passados ao longo da parede, fixados no rodapé. Muitas vezes os cabos vão de uma sala a outra, totalmente à vista. Apesar do aspecto deste tipo de instalação ser ruim, funciona bem. Apenas devemos evitar passar cabos de rede próximos à fiação da rede elétrica. As instalações são entretanto mais organizadas quando os cabos de rede passam dentro de conduítes próprios, por dentro das paredes. Nunca passe cabos de rede por conduítes que já sejam usados pela fiação da rede elétrica. Esses conduítes são instalados na parede durante uma obra anterior à instalação da rede e dos computadores. É preciso quebrar a parede, passar os conduítes e instalar as caixas de tomadas, cimentar, fazer o acabamento e pintar. Tomada de rede embutida na parede. Existem alternativas para este tipo de instalação. Em muitas empresas é usado um piso falso. Basta levantar as placas e passar os cabos sob o piso. Se não for o caso, podemos deixar o cabeamento de rede externo mas usar canaletas para proteger os cabos e dar um acabamento melhor. Nos pontos onde serão feitas as conexões, usamos caixas externas com tomadas de rede. Tomadas de rede em caixas externas. Tanto na tomada embutida como na externa encontramos conectores RJ- 45 fêmea. O cabo da rede deve ser ligado internamente a esses conectores e fixado com a ajuda de uma ferramenta de inserção 15/27

16 ser ligado internamente a esses conectores e fixado com a ajuda de uma ferramenta de inserção apropriada. Na figura abaixo vemos o aspecto do interior do conector RJ- 45 fêmea. OBS.: O conector RJ- 45 macho também é chamado de plug RJ- 45. O conector RJ- 45 fêmea também é chamado de jack RJ-45. Detalhes de conectores RJ- 45 fêmea. A seguir é mostrada a ferramenta usada na fixação do cabo neste conector. Trata-se de uma ferramenta de impacto. Uma peça chamada blade (lâmina) faz simultaneamente o corte do excesso de fio e a fixação no conector. Tanto os conectores quanto esta ferramenta são encontrados nas lojas especializadas em suprimentos para redes. Ferramenta para fixação do cabo no conector RJ- 45 fêmea. Para montar este conector, siga o seguinte roteiro: 1º Use um alicate crimpador para desencapar cerca de 3 cm do plástico que envolve o cabo. Ordem das logações dos fios no conector. 16/27

17 2º Encaixe cada um dos fios nas posições corretas. Em caso de dúvida, use a indicação das cores existente no próprio conector. Os fios devem ser totalmente encaixados nas fendas do conector, como vemos em detalhe na figura abaixo. Detalhe do encaixe dos fios no conector. 3º Para cada uma das 8 posições do conector, posicione a lâmina da ferramenta de inserção. A lâmina tem uma extremidade cortante que deverá eliminar o excesso de fio. Cuidado para não orientar a parte cortante na posição invertida. A parte cortante deve ficar orientada para o lado externo do conector. Aperte a lâmina firmemente no sentido do conector. A lâmina fará um impacto, e fixará o fio no conector, ao mesmo tempo em que cortará o seu excesso. Fixando os fios por impacto e cortando o seu excesso. 17/27

18 4º Uma vez pronto o conector, devemos testá- lo. A seção completa de cabo terá conectores RJ- 45 fêmea em suas duas extremidades. Conecte nesses pontos dois pequenos cabos com conectores RJ- 45 macho, previamente testados. Use então o mesmo procedimento usado nos testes de cabos de par trançado, já mostrado neste capítulo. 5º Depois que os conectores forem montados e testados, podem ser encaixados no painel frontal, conhecido como espelho. Finalmente este espelho deve ser aparafusado na caixa, e a instalação estará pronta. Fixe o conector no espelho e aparafuse o espelho na parede. Note que ao lado do espelho onde estão dois conectores RJ- 45, existe um espelho com tomadas elétricas. Lembre- se que a fiação de rede e a fiação elétrica não devem compartilhar a mesma tubulação, mas você pode passar os fios de rede em tubulações telefônicas. O tipo de caixa e espelho usados na figura anterior são conhecidos no comércio como 4x4 (a caixa interna é um quadrado com quatro polegadas de lado). Também são comuns as caixas e espelho 4x2. Usar uma caixa maior tem a vantagem de permitir mais facilmente a instalação de novas conexões, bastando trocar o espelho. Os produtores de tomadas e espelhos oferecem linhas de espelhos, tomadas e interruptores modulares com excelente apresentação. Entre esses módulos encontramos conectores RJ- 11 para telefones e conectores RJ- 45 para redes. Cabo crossed (crossover) É possível ligar dois computadores em rede utilizando par trançado, sem utilizar um hub. Para isso é preciso usar um cabo trançado (crossed ou crossover). Este cabo possui plugs RJ- 45 em suas extremidades, porém é feita uma inversão nos pares de transmissão e recepção. Para isso, um plug RJ- 45 é montado da forma padrão. O outro deve ser montado de acordo com o diagrama abaixo: Ligações em um dos conectores do cabo crossed. 18/27

19 cabo crossed. O funcionamento deste cabo é baseado nas inversões dos sinais TD e RD (transmissão e recepção): TD+ e TD- do primeiro conector ligados em RD+ e RD- do segundo conector RD+ e RD- do primeiro conector ligados em TD+ e TD- do segundo conector O método de teste deste tipo de cabo é o mesmo para cabos comuns. A única diferença é que a seqüência de acendimento dos LEDs será alterada. Ao invés dos LEDs acenderem na ordem 1 o, 2 o, 3 o, 4 o, acenderão na ordem 2 o, 1 o, 3 o, 4 o. Lembre-se que neste cabo, apenas um dos conectores deve ter as conexões feitas invertidas. O outro conector deve ter as conexões normais...:: home :: topo :: par trançado ::. Fibras Ópticas Introdução Em 1966, num comunicado dirigido à Bristish Association for the Advancement of Science, os pesquisadores K. C. Kao e G. A. Hockham da Inglaterra propuseram o uso de fibras de vidro, e luz, em lugar de eletricidade e condutores de cobre na transmissão de mensagens telefônicas. A fibra óptica é um filamento de vidro, material dielétrico, constituído de duas partes principais : o núcleo, por onde se propaga a luz, e a casca que serve para manter a luz confinada no núcleo. Cada um destes elementos, núcleo e casca, possuem índices de refração diferentes fazendo com que a luz percorra o núcleo refletindo na fronteira com a casca. Transmissão Para criarmos um sistema de comunicação através de fibras ópticas, precisamos de alguns elementos além da fibra tais como receptores e Transmissores, que transformam o sinal elétrico em luminoso, e vice versa. A comunicação se estabelece da seguinte forma: O equipamento, hub ou estação de trabalho, envia uma mensagem codificada através de um pulso elétrico ao emissor que converte em pulso luminoso, este pulso luminoso percorre a fibra até atingir seu destino, onde encontra um receptor que recebe e converte novamente em pulso elétrico para que o outro equipamento possa interpretar a mensagem. Os emissores e receptores geralmente ficam alojados em equipamentos tais como hubs ópticos, placas ópticas e tranceivers. Os transmissores ópticos são responsáveis pela conversão dos sinais elétricos em sinais ópticos que serão transportados pela fibra. As fontes luminosas usadas são : LEDs (Light Emitting Diodes) : utiliza o processo de fotogeração por recombinação espontânea. Os cabos com este tipo de transmissão são mais baratos, além de serem mais adaptáveis à temperatura ambiente e de terem um ciclo de vida maior. LDs (Laser Diodes) : utiliza o processo de geração estimulada da luz. Os cabos com este tipo de transmissão são mais eficientes em potência devido a sua espessura reduzida. 19/27

20 transmissão são mais eficientes em potência devido a sua espessura reduzida. A largura de banda deste meio é potencialmente muito alta, podendo chegar a 5Ghz, e tende a ser limitada pela taxa de modulação máxima da fonte luminosa. Para os LEDs estas taxas variam entre 20 e 150 Mbps, taxas mais altas são possíveis usando LDs. Os receptores ópticos ou fotodetectores são responsáveis pela conversão dos sinais ópticos em elétricos. Devem operar com sucesso até nos menores níveis de potência ópticas possíveis, convertendo o sinal com o mínimo de distorção e ruído para garantir o maior alcance possível. Os fotodetectores mais utilizados são : PIN : este tipo de receptor é mais barato, além de serem mais adaptáveis à temperatura ambiente e de terem um ciclo de vida maior. AFD : este tipo de receptor apresenta um custo maior do o PIN, além de apresentar uma sensibilidade e uma relação sinal/ruído muito melhor que o PIN. Vantagens Banda passante alta: a transmissão óptica tem uma grande capacidade de transmitir informação em termos de largura de banda, a transmissão por freqüências de onda de luz é muito grande no espectro electromagnético, dado que a largura de banda é dependente da extensão da freqüência. Perdas de transmissão baixa: o poder do sinal luminoso é apenas reduzido ligeiramente após a propagação de grandes distâncias; Pequeno tamanho e peso: resolvem o problema de espaço e de congestionamento de dutos no subsolo das grandes cidades e em grandes edifícios comercias. É o meio de transmissão ideal em aviões, navios e satélites; Imunidade a interferências: não sofrem interferências eletromagnéticas, pois são compostas de material dielétrico, e asseguram imunidade à pulsos eletromagnéticos; Isolação elétrica : não há necessidade de se preocupar com aterramento e problemas de interface de equipamento, uma vez que é constituída de vidro ou plástico, que são isolantes elétricos; Matéria- prima abundante: é constituída por sílica, material abundante e não muito caro. Sua despesa aumenta no processo requerido para fazer vidros ultra-puros desse material; Desvantagens Fragilidade das fibras ópticas sem encapsulamento: deve- se tomar muito cuidado ao manusear- se uma fibra óptica, pois elas quebram facilmente; Dificuldade de conexões das fibras ópticas: por ser de pequena dimensão, exigem procedimentos e dispositivos de alta precisão na realização de conexões e emendas; Acopladores tipo T com perdas muito grandes: essas perdas dificultam a utilização da fibra óptica em sistemas multiponto; Impossibilidade de alimentação remota de repetidores: requer alimentação elétrica independente para cada repetidor, não sendo possível a alimentação remota através do próprio meio de transmissão; Falta de padronização dos componentes ópticos: o contínuo avanço tecnológico e a relativa imaturidade não tem facilitado o estabelecimento de padrões. Aplicações Redes de telecomunicações; Conexões de redes locais LANs e WANs; Redes de comunicações em ferrovias e metrôs; Redes para controle de distribuição de energia elétrica; 20/27

21 Redes para controle de distribuição de energia elétrica; Redes de transmissão de dados; Redes de distribuição de sinais de radiodifusão e televisão; Redes de estúdios, cabos de câmeras de televisão; Redes industrias, em monitoração e controle de processos; Interligação de circuitos dentro de equipamentos; Aplicação de controle em geral como em fábricas e maquinários ; Em veículos motorizados, aeronaves, trens e navios. Podemos encontrar três tipos de fibra óptica : Tipos de Fibras Ópticas Multimodo com índice degrau: este tipo de fibra foi o primeiro a surgir e é o tipo mais simples. Constituise de um único tipo de vidro para compor o núcleo, ou seja, com índice de refração constante. Possui capacidade de transmissão limitada basicamente pela dispersão modal (interferência entre pulsos consecutivos, onde ocorre o espalhamento dos "modos" no decorrer do percurso) que reflete os diferentes tempos de propagação da onda luminosa. São utilizadas em transmissão de dados à curta distância e em iluminações. O desempenho desta fibra não passa de 15 a 25 MHz. Multimodo com índice gradual: este tipo de fibra é composto por vidros especiais com diferentes valores de índice de refração, os quais tem o objetivo de diminuir as diferenças de tempos de propagação da luz no núcleo, devido aos vários caminhos possíveis que a luz pode tomar no interior da fibra, diminuindo a dispersão do impulso e aumentando a largura de banda da fibra. Possui taxas de transmissão igual a multimodo com índice degrau, entretanto são menos sensíveis à dispersão modal. Este tipo de fibra representa uma boa relação custo benefício para aplicações em redes locais, ela possibilita backbones de até 2 km sem repetição, opera com emissores do tipo LED, o que diminui consideravelmente o custo dos equipamentos envolvidos. 21/27

22 Monomodo degrau : a luz percorre a fibra em um só "modo", evitando assim os vários caminhos de propagação da luz no núcleo, consequentemente diminuindo a dispersão do impulso luminoso. A principal característica desta fibra é a pequena dimensão do núcleo. Atualmente possuem grande importância em sistemas telefônicos. Pode atingir taxas de transmissão na ordem de 1 GHz. Quanto ao tipo de sinal suportado, tanto fibras multimodo quanto monomodo operam com sinais de dados, voz e imagem. Tipos de emendas Normalmente tem-se ema idéia apenas da fibra ligando uma ponta a outra da Rede, o que na maioria das vezes não é verdade. É muito comum encontrarmos emendas durante o trajeto que a fibra faz. Em vista disto estaremos descrevendo as características e aplicações dos principais processos de Emendas Ópticas. Emenda Óptica por Fusão das Fibras Como o próprio nome diz, este processo consiste em fundir uma fibra com uma outra fibra. Para que ocorra a fusão das fibras é necessária a utilização de uma Máquina de Emenda Óptica na qual duas fibras são alinhadas frente a frente mantendo- se uma pequena distância entre as mesmas. No local onde existe esta pequena distância, encontram- se de forma perpendicular com as fibras, dois "pólos" também alinhados frente a frente um com o outro. Faz-se passar energia elétrica de um pólo para o outro e devido à distância que existe entre os mesmos são formados arcos voltáicos, os quais aquecem as fibras até temperaturas altíssimas e provocam a fusão entre as mesmas. Além da Máquina de Emenda Óptica, são necessários também um Decapador de Fibra Óptica, utilizado para remover o revestimento da fibra sem danificá- la, e um clivador de fibra óptica utilizado para "cortar" as fibras num ângulo o mais reto possível para que as fibras estejam perfeitamente alinhadas na hora da fusão. O processo de Emenda Óptica por Fusão exige um custo alto nos equipamentos para a sua operação, entretanto agiliza as instalações e garante uma grande confiabilidade no sistema. Emenda Óptica Mecânica Este processo consiste em alinhar duas fibras com a utilização de um tipo de "luva" especialmente desenvolvida para tal finalidade, que mantém estas fibras posicionadas frente a frente, sem uni- las definitivamente. Para que seja possível a execução deste tipo de processo é necessário a aquisição de alguns materiais, dentre eles, um Kit de Ferramentas para Emenda Mecânica, as "luvas", e um Clivador de fibra óptica de precisão para cortar num ângulo o mais reto possível, para que as fibras estejam perfeitamente alinhadas na hora do fechamento da luva. O custo de investimento em materiais para a operação deste tipo de processo é relativamente reduzido, sendo a sua instalação relativamente fácil, obtendo- se com isso um tempo reduzido durante a instalação e uma grande facilidade de locomoção visto que os materiais são portáteis. Emenda Óptica por Acoplamento de Conectores 22/27

23 Emenda Óptica por Acoplamento de Conectores Este processo no alinhamento de duas fibras, em cada fibra é colocado um conector óptico e estes dois conectores são encaixados em um acoplador óptico para que se torne possível o alinhamento das fibras sem uni- las definitivamente. Para que este processo seja possível é necessária a aquisição de alguns produtos, dentre eles, um Kit de ferramentas para conectorização de fibras ópticas, conectores ópticos e acopladores ópticos. O custo de investimento em materiais para a operação deste tipo de processo é bem reduzido, sendo a sua instalação um pouco mais trabalhosa do que nos processos anteriores, em vista disso destina- se um tempo maior para que se efetue a instalação. Exemplos de Cabos e Conectores O custo do metro de cabo de fibra óptica não é elevado em comparação com os cabos convencionais. Entretanto seus conectores são bastante caros, assim como a mão de obra necessária para a sua montagem. Um cabo de fibra óptica custa entre 100 e 400 dólares, dependendo do comprimento. Um curso de especialização em montagem de cabos de fibras ópticas custa cerca de 1000 dólares, e é ministrado pelos fabricantes dos cabos e conectores. A montagem desses conectores, além de um curso de especialização, requer instrumentos especiais, como microscópios, ferramentas especiais para corte e polimento, medidores e outros aparelhos sofisticados. Devido ao seu elevado custo, os cabos de fibras ópticas são usados apenas quando é necessário atingir distâncias maiores, para operar com taxas de transmissão mais altas, em ambientes com muita interferência eletromagnética e quando é necessária proteção contra descargas atmosféricas. Estrutura interna de um cabo de fibra óptica. A figura acima mostra a estrutura interna de um cabo de fibra óptica. A fibra propriamente dita forma o núcleo. Sua espessura é menor que a de um fio de cabelo. A maioria dos cabos de fibra óptica usados em redes têm fibras com espessura de 50 ou 62,5 microns. Cabos especiais chamados monomodo têm fibras de 8 o ou 10 microns (lembrando que 1 micron equivale a 1 milésimo do milímetro). O núcleo é revestido por uma camada também de vidro, chamada casca. O vidro usado na construção do núcleo tem um elevadíssimo grau de pureza, que é medida em partes por bilhão. Um revestimento de acrilato, uma espécie de plástico, forma a camada mais externa do cabo. Vários desses cabos elementares são reunidos formando cabos múltiplos. Os cabos óticos usados em redes de computadores têm até 48 pares de fibras. Cabos usados em telefonia possuem até 280 pares de fibras. Exemplos de cabos de fibras ópticas (2 e 4 fibras). 23/27

24 A figura acima mostra a estrutura interna de um cabo com múltiplas fibras óticas. As fibras são reunidas aos pares em cabos com cerca de 0,85 mm de diâmetro. Um ou vários desses cabos duplos são envolvidos por fios de aramida, que são fibras que dão maior resistência ao cabo, evitando o seu esticamento. O conjunto dos cabos duplos e dos fios de aramida são envolvidos por uma capa plástica externa. O grande segredo da fibra óptica é a pureza do vidro utilizado. Este vidro é formado por processos químicos especiais que envolvem vaporização e deposição. Também é notável o seu processo de fabricação. O vidro é derretido em um forno com um orifício inferior, até que ocorre a formação de uma gota. Esta gota é puxada e descartada, e forma- se um pequeno filete que é esticado até a espessura desejada. A espessura é controlada por um processo computadorizado, e mantida no valor desejado. A seguir são aplicados a casca de vidro e o revestimento de acrilato. Como já visto, as fibras são divididas em duas categorias: monomodo e multimodo. A fibras monomodo são usadas em telefonia e em aplicações que exigem longas linhas, com vários quilômetros. Sua espessura é de 8 a 10 microns e nela trafega um feixe de laser, sem sofrer reflexão nas paredes. As fibras multimodo são mais baratas. Têm espessura de 50 ou 62,5 microns e alcance de até 2 km (alguns tipos chegam a apenas algumas centenas de metros). Este tipo de fibra é usado em redes locais. O feixe de luz sofre várias reflexões ao longo das paredes internas da fibra, ocasionando um espalhamento do sinal, o que a torna inadequada para distâncias maiores que 2 km. Por outro lado, permite usar fontes de luz mais baratas, como LEDs. São produzidas em cabos com 2, 4, 6, 8, 10, 12 ou mais pares de fibras. O cabo mais simples possui um par de fibras, sendo que cada uma transporta a luz em uma direção. Cabo com conectores ST. Você encontrará vários tipos de conectores usados nos cabos de fibra óptica. Um deles é o conector ST, mostrado no cabo da figura acima. Note que em cada extremidade existem dois conectores, um usado na transmissão e outro na recepção. Observe que nas extremidades dos conectores existem protetores plásticos, que devem ser retirados quando o cabo for acoplado ao conector da placa de rede, hub, switch ou outros equipamentos. Os protetores plásticos mantém as extremidades da fibra livre de choques mecânicos, poeira e sujeira em geral. Outro tipo de conector utilizado é o SC. Trata-se de um conector duplo, cujo encaixe é feito de forma simultânea para o canal de transmissão e o de recepção. Cabo com conectores SC. 24/27

25 A figura abaixo mostra outro tipo de conector bastante comum, o MTRJ. Também é um conector duplo, ou sejam realiza a conexão de duas fibras, uma para transmissão e outra para a recepção. Cabo de fibra óptica com conectores MTRJ. Muitos dispositivos, como placas de rede, hubs e switches possuem conexões diretas para cabos de fibras óticas, utilizando um dos padrões de conectores aqui citados. Ainda assim, qualquer conexão de rede baseada em cabos convencionais (ex: RJ- 45 ou coaxial) pode ser convertida para cabos óticos, usando pequenos dispositivos chamados conversores de mídia (figura a seguir). Normalmente esses conversores podem ser montados em racks, e qualquer cabo elétrico de rede pode ser convertido para cabos óticos. Existem conversores entre RJ-45 e ST, RJ-45 e ST, RJ-45 e MTRJ, RJ-45 e VF-45, etc. Conversor de UTP para fibra ótica. Para conectar dois equipamentos em rede que já possuam conexões para cabos óticos, porém com conectores diferentes, podemos utilizar cabos híbridos, ou seja, com conectores diferentes em cada extremidade (figura abaixo). Existem cabos híbridos SC/ST, SC/MTRJ, ST/VF- 45, etc. Cabo híbrido SC/ST. 25/27

26 Nunca olhe diretamente o feixe de luz que sai de um cabo de fibra ótica. A alta intensidade da luz pode causar danos irreversíveis à visão, inclusive cegueira. Alguns conectores possuem proteção, mas não é bom facilitar. Algumas placas de rede possuem conexão direta para cabos de fibras ópticas. A placa mostrada na figura a seguir tem dois conectores tipo SC. É mais fácil encontrar placas para fibras óticas nos padrões Gigabit Ethernet e 10- Gigabit Ethernet. Placa de rede com conectores para fibras óticas. A figura abaixo mostra alguns exemplos de conexões utilizando cabos ópticos. Os três switches mostrados possuem conexões ópticas no padrão 100Base- FX. Alguns computadores desta rede usam placas de rede com conexão para fibras ópticas, nos padrões 100Base- FX. Dois desses computadores usam placas de rede comuns (100Base- T), e por isso utilizam conversores de mídia (media converters), acoplando as fibras ópticas à placa de rede comum. 26/27

27 Rede usando cabos de fibra óptica...:: home :: topo :: fibras ópticas ::. 27/27