SUMÁRIO 1. AULAS 4 E 5 CONFECÇÃO DE CABOS PARTE 1 E 2:... 2

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1 SUMÁRIO 1. AULAS 4 E 5 CONFECÇÃO DE CABOS PARTE 1 E 2: Introdução Norma EIA/TIA A B Teste dos cabos Categoria de Cabos Conectores Tipos de cabos blindados FTP STP SSTP Stranded Padrão 1000BASE-T Gigabit Ethernet... 12

2 2 1. AULAS 4 E 5 CONFECÇÃO DE CABOS PARTE 1 E 2: 1.1 Introdução Apesar de essas duas aulas serem totalmente práticas, é importante conhecermos as técnicas corretas de se montar cabos de rede. Montaremos os cabos nas duas normas vigentes no Brasil para cabos de par trançado sem blindagem e com blindagem para velocidades até 100 Mbps, faremos o teste dos cabos, conheceremos a categoria dos cabos, conectores e restrições de cabos CAT5 para velocidades de 1 Gbps. Não vou detalhar aqui o passo-a-passo de montagem do cabo, pois isso será feito em sala de aula. Enfim, vamos ao que interessa. 1.2 Norma EIA/TIA 568 Essa norma define formas de montagem para cabos UTP (sem blindagem) e STP (com blindagem). Praticaremos a montagem nos dois modos. Essa norma também define uma ordem de fios que devem ser colocados no conector. Vejamos abaixo: A Eis a ordem dos fios no conector RJ-45 macho na norma 568A. 1. Branco-Verde; 2. Verde; 3. Branco-Laranja; 4. Azul; 5. Branco-Azul; 6. Laranja; 7. Branco-Marrom; 8. Marrom Algumas marcas de cabos mostram o branco-verde como verde claro, o branco-azul como azul claro e etc, mas não importa, a seqüência numérica é a mesma. Veja uma imagem do cabo pronto na posição exata da ordem de

3 colocação dos fios. Repare que a aba do conector fica para baixo quando estamos posicionando os fios no conector. O pino 1 é o que inicia a sequencia, que no exemplo é o Branco-Laranja: 1 3 ATENÇÃO: É EXTREMAMENTE IMPORTANTE OBSERVAR A POSIÇÃO EXATA DO CONECTOR, POIS SE CRIMPAR DO LADO CONTRÁRIO, INVERTERÁ A ORDEM DOS FIOS E A COMUNICAÇÃO NÃO ACONTECERÁ B Eis a ordem dos fios no conector RJ-45 macho na norma 568B.

4 4 1. Branco Laranja; 2. Laranja; 3. Branco-Verde; 4. Azul; 5. Branco-Azul; 6. Verde; 7. Branco-Marrom; 8. Marrom; Veja abaixo uma imagem do cabo já encaixado no conector na norma acima: Teste dos cabos Para testar os cabos na norma 568A ou 568B, considerando que nas pontas dos cabos não houve mistura das normas, devemos fazer o seguinte. Encaixe uma das pontas no testador principal, e a outra ponta no testador remoto, conforme demonstração do professor. Os LEDS de cada parte do testador deverão acender na mesma ordem, conforme abaixo. Para as duas normas, os cabos irão acender na mesma ordem. O cabo nesse padrão é também chamado de Cabo Direto. Testador principal: Testador remoto: Se você pretende ligar em rede apenas dois micros, deve-se usar a norma 568A em uma ponta e a 568B na outra. Esse tipo de cabo recebe o nome de Cabo Crossover, e é usado somente para ligar micro à micro e switch à switch. Não o use para ligar micros à switch, nem roteador. Para isso use o cabo em modo direto, de preferência com a norma 568B em ambas as pontas. Veja a sequencia de LEDS do testador para o cabo crossover: Testador principal: Testador remoto: Observe que, no testador remoto, os pinos 1 e 3 trocam de lugar com o 2 e 6. Isso é necessário porque na verdade, a comunicação em 10/100 Mbps acontece apenas nos pinos 1, 2, 3 e 6 do cabo de rede, os demais não são usados para dados. Em redes 1000 Mbps a inversão será total, como mostrarei mais à frente. Como num espelho, um está

5 invertido em relação ao outro e por isso deve-se inverter os cabos em uma ponta para que a comunicação entre dois micros aconteça. Agora preste atenção: se for usar dois micros em 100 Mbps, que é geralmente a velocidade mais usada, o cabo crossover seguirá o padrão acima. Se depois decidir usá-los em 1 Gbps, o cabo crossover deverá ser alterado ou substituído porque esse padrão usa todos os 8 fios na mesma ordem para estabelecer a comunicação Categoria de Cabos Antes de montarmos um projeto lógico de uma rede de computadores, devemos ter informações sobre o tipo de cabo que será usado porque isso influi no desempenho da rede e até mesmo pode gerar incompatibilidades, caso escolha o tipo errado. Existem cabos de categoria 1 até a categoria 7. Como os cabos categoria 5 são suficientes tanto para redes de 100 quanto de 1000 Megabits, eles são os mais comuns e mais baratos, mas os cabos categoria 6 e categoria 6a estão se popularizando e devem substituí-los ao longo dos próximos anos. Os cabos são vendidos originalmente em caixas de 300 metros, ou 1000 pés (que equivale a metros): Os cabos de par trançados são compostos por 4 pares de fios de cobre que, como o nome sugere, são trançados entre si. Este sistema cria uma barreira eletromagnética, protegendo as transmissões de interferências externas, sem a necessidade de usar uma camada de blindagem. Este sistema sutil de proteção contrasta com a "força bruta" usada nos cabos coaxiais, onde o condutor central é protegido de interferências externas por uma malha metálica. Para evitar que os sinais de um cabo interfiram com os dos vizinhos, cada par de cabos utiliza um padrão de entrançamento diferente, com um número diferente de tranças por metro, como você pode ver na foto a seguir: O número de tranças do par Branco-verde e Verde é diferente do número de tranças do par Branco-marrom e Marrom.

6 Em todas as categorias, a distância máxima permitida é de 100 metros (com exceção das redes 10G com cabos categoria 6, onde a distância máxima cai para apenas 55 metros). O que muda é a freqüência e, conseqüentemente, a taxa máxima de transferência de dados suportada pelo cabo, além do nível de imunidade a interferências externas. Vamos então a uma descrição das categorias de cabos de par trançado existentes: Categoria 1 e 2 Estas duas categorias de cabos não são mais reconhecidas pela TIA (Telecommunications Industry Association), que é a responsável pela definição dos padrões de cabos. Elas foram usadas no passado em instalações telefônicas, mas não são adequadas para uso em redes Ethernet. 6 Categoria 3 Este foi o primeiro padrão de cabos de par trançado desenvolvido especialmente para uso em redes. O padrão é certificado para sinalização de até 16 MHz, o que permitiu seu uso no padrão 10BASE-T, que é o padrão de redes Ethernet de 10 megabits para cabos de par trançado. Categoria 4 Esta categoria de cabos tem uma qualidade um pouco superior e é certificada para sinalização de até 20 MHz. Eles foram usados em redes Token Ring de 16 megabits e também podiam ser utilizados em redes Ethernet em substituição aos cabos de categoria 3. Assim como as categorias 1 e 2, a categoria 4 não é mais reconhecida pela TIA e os cabos não são mais fabricados, ao contrário dos cabos de categoria 3, que continuam sendo usados em instalações telefônicas. Categoria 5 Os cabos de categoria 5 são o requisito mínimo para redes 100BASE-TX e 1000BASE-T, que são, respectivamente, os padrões de rede de 100 e 1000 megabits usados atualmente. Os cabos categoria 5 seguem padrões de fabricação muito mais estritos e suportam freqüências de até 100 MHz, o que representa um grande salto em relação aos cabos categoria 3. Apesar disso, é muito raro encontrar cabos categoria 5 à venda atualmente, pois eles foram substituídos pelos cabos categoria 5e (o "e" vem de "enhanced"), uma versão aperfeiçoada do padrão, com normas mais estritas, desenvolvidas de forma a reduzir a interferência entre os cabos e a perda de sinal, o que ajuda em cabos mais longos, perto dos 100 metros permitidos. É fácil descobrir qual é a categoria dos cabos, pois a informação vem decalcada no próprio cabo, como na foto: Cabo categoria 5E, certificado para o padrão EIA-568-B Os cabos 5e são os mais comuns atualmente, mas eles estão em processo de substituição pelos cabos categoria 6 e categoria 6a, que podem ser usados em redes de 10 gigabits. Categoria 6 Esta categoria de cabos foi originalmente desenvolvida para ser usada no padrão Gigabit Ethernet, mas com o desenvolvimento do padrão para cabos categoria 5 sua adoção acabou sendo retardada, já que, embora os cabos categoria 6 ofereçam uma qualidade superior, o alcance continua sendo de apenas 100 metros, de forma que, embora a melhor qualidade dos cabos categoria 6 seja sempre desejável, acaba não existindo muito ganho na prática. Os cabos categoria 6 utilizam especificações ainda mais estritas que os de categoria 5e e suportam

7 freqüências de até 250 MHz. Além de serem usados em substituição dos cabos categoria 5 e 5e, eles podem ser usados em redes 10G, mas nesse caso o alcance é de apenas 55 metros. 7 Para permitir o uso de cabos de até 100 metros em redes 10G foi criada uma nova categoria de cabos, a categoria 6a ("a" de "augmented", ou ampliado). Eles suportam freqüências de até 500 MHz e utilizam um conjunto de medidas para reduzir a perda de sinal e tornar o cabo mais resistente a interferências. Uma das medidas para reduzir o crosstalk (interferências entre os pares de cabos) na categoria 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, como na foto abaixo: Cabo categoria 6a, com espaçador interno e comparação entre a espessura do mesmo volume de cabos categoria 5e e categoria 6a 1.5 Conectores É importante notar que existem também diferenças de qualidade entre os conectores RJ-45 destinados a cabos categoria 5 e os cabos categoria 6 e categoria 6a, de forma que é importante checar as especificações na hora da compra. Aqui temos um conector RJ-45 categoria 5 ao lado de um categoria 6. Vendo os dois lado a lado é possível notar pequenas diferenças, a principal delas é que no conector categoria 5 os 8 fios do cabo ficam lado a lado, formando uma linha reta, enquanto no conector categoria 6 eles são dispostos em zig-zag, uma medida para reduzir o crosstalk e a perda de sinal no conector:

8 8 Conector RJ-45 CAT5. As vias internas são retas. Conector RJ-45 CAT6. As vias internas são cruzadas. Embora o formato e a aparência seja a mesma, os conectores RJ-45 destinados a cabos categoria 6 e categoria 6a utilizam novos materiais, suportam freqüências mais altas e introduzem muito menos ruído no sinal. Utilizando conectores RJ-45 categoria 5, seu cabeamento é considerado categoria 5, mesmo que sejam utilizados cabos categoria 6 ou 6a. O mesmo se aplica a outros componentes do cabeamento, como Patch-Panels, tomadas, Keystone Jacks (os conectores fêmea usados em tomadas de parede) e assim por diante. Componentes categoria 6 em diante costumam trazer a categoria decalcada (uma forma de os fabricantes diferenciarem seus produtos, já que componentes categoria 6 e 6a são mais caros), como nestes Keystone Jacks onde podemos ver o "CATEGORIA 6" escrito em baixo relevo: Keystone Jacks categoria 6 Existem também os cabos categoria 7, que podem vir a ser usados no padrão de 100 gigabits, que está em estágio inicial de desenvolvimento. Cabos de padrões superiores podem ser usados em substituição de cabos dos padrões antigos, além de trazerem a possibilidade de serem aproveitados nos padrões de rede seguintes. Entretanto, investir em cabos de um padrão superior ao que você precisa nem sempre é uma boa idéia, já que cabos de padrões recém-introduzidos são mais caros e difíceis de encontrar. Além disso, não existe garantia de que os cabos usados serão mesmo suportados dentro do próximo padrão de redes até que ele esteja efetivamente concluído.

9 Há também a questão da blindagem, que não tem relação direta com a categoria do cabo. Os cabos sem blindagem são mais baratos, mais flexíveis e mais fáceis de crimpar e por isso são de longe os mais populares, mas os cabos blindados podem prestar bons serviços em ambientes com forte interferência eletromagnética, como grandes motores elétricos ou grandes antenas de transmissão muito próximas. 9 Outras fontes menores de interferências são as lâmpadas fluorescentes (principalmente lâmpadas cansadas, que ficam piscando), cabos elétricos, quando colocados lado a lado com os cabos de rede, e até mesmo telefones celulares muito próximos dos cabos. Este tipo de interferência não chega a interromper o funcionamento da rede, mas pode causar perda de pacotes. No final de cada frame Ethernet são incluídos 32 bits que permitem verificar a sua integridade. Ao receber cada frame, a estação verifica se a soma dos bits bate com o valor desses bits adicionados. Sempre que a soma der errado, ela solicita a retransmissão do pacote, o que é repetido indefinidamente, até que ela receba uma cópia intacta. Sobre este sistema de verificação feito pelas placas de rede (nível 2 do modelo OSI) ainda temos a verificação feita pelo protocolo TCP (nível 4), que age de forma similar, verificando a integridade dos pacotes e solicitando retransmissão dos pacotes danificados. Esta dupla verificação garante uma confiabilidade muito boa. Mesmo em uma rede bem cabeada, frames retransmitidos são uma ocorrência normal, já que nenhum cabeamento é perfeito, mas um grande volume deles é um indício de que algo está errado. Quanto mais intensa a interferência, maior será o volume de frames corrompidos e de retransmissões e pior será o desempenho da rede, tornando mais vantajoso o uso de cabos blindados. 1.6 Tipos de cabos blindados Os cabos sem blindagem são chamados de UTP (Unshielded Twisted Pair, que significa, literalmente, "cabo de par trançado sem blindagem"). Os cabos blindados, por sua vez, se dividem em três categorias: FTP, STP e SSTP FTP Os cabos FTP (Foiled Twisted Pair) são os que utilizam a blindagem mais simples. Neles, uma fina folha de aço ou de liga de alumínio envolve todos os pares do cabo, protegendo-os contra interferências externas, mas sem fazer nada com relação ao crosstalk, ou seja, a interferência entre os pares de cabos:

10 STP Os cabos STP (Shielded Twisted Pair) vão um pouco além, usando uma blindagem individual para cada par de cabos. Isso reduz o crosstalk e melhora a tolerância do cabo com relação à distância, o que pode ser usado em situações onde for necessário crimpar cabos fora do padrão, com mais de 100 metros: Cabo STP SSTP Finalmente, temos os cabos SSTP (Screened Shielded Twisted Pair), também chamados de SFTP (Screened Foiled Twisted Pair), que combinam a blindagem individual para cada par de cabos com uma segunda blindagem externa, envolvendo todos os pares, o que torna os cabos especialmente resistentes a interferências externas. Eles são mais adequados a ambientes com fortes fontes de interferências: Cabo SSTP Para melhores resultados, os cabos blindados devem ser combinados com conectores RJ-45 blindados. Eles incluem uma proteção metálica que protege a parte destrançada do cabo que vai dentro do conector, evitando que ela se torne o elo mais fraco da cadeia: Conectores RJ-45 blindados Quanto maior for o nível de interferência, mais vantajosa será a instalação de cabos blindados. Entretanto, em ambientes normais os cabos sem blindagem funcionam perfeitamente bem. Justamente por isso, os cabos blindados são pouco usados.

11 Stranded Concluindo, existem também cabos de rede com fios sólidos e também cabos Stranded (de várias fibras, também chamados de patch), onde os 8 fios internos são compostos por fios mais finos. Os cabos sólidos são os mais comuns e são os recomendados para uso geral, pois oferecem uma menor atenuação do sinal (cerca de 20% menos, considerando dois cabos de qualidade similar): Visão interna de um cabo sólido e de um cabo stranded A única vantagem dos cabos Stranded é que o uso de múltiplos fios torna os cabos mais flexíveis, o que faz com que sejam muitas vezes preferidos para cabos de interconexão curtos (patch cords), usados para ligar os PCs à tomadas de parede ou ligar o switch ao patch panel. Dentro do padrão, os cabos de rede crimpados com cabos stranded não devem ter mais de 10 metros. Você pode usar um cabo sólido de até 90 metros até a tomada e um cabo stranded de mais 10 metros até o micro, mas não pode fazer um único cabo stranded de 100 metros. Embora seja um detalhe pouco conhecido, existiram conectores RJ-45 próprios para cabos stranded, onde as facascontato internas tinham a ponta arredondada. Estes conectores não funcionavam muito bem com cabos sólidos (o formato da faca-contato tornava o contato deficiente). Tínhamos então conectores específicos para cabos sólidos, que utilizavam facas-contato com três lâminas. Estes dois tipos foram logo substituídos pelos conectores atuais, onde as facas-contato são pontiagudas, de forma a funcionarem bem com os dois tipos de cabos. Os conectores RJ45 com este tipo de contato (que são praticamente os únicos usados atualmente) são também chamados de conectores universais: Detalhe da faca-contato de um conector RJ-45

12 Padrão 1000BASE-T Gigabit Ethernet Inicialmente, a especificação 1000BASE-T foi escrita para operar sobre cabeamento UTP categoria 5. Mas pelo fato deles não serem muito resistentes e a Norma EIA/TIA 568 não recomendar o uso dessa categoria, para operar em 1 Gbps é recomendável pelo menos os cabos CAT5e, preferencialmente o blindado, CAT6 ou o uso de fibra óptica. Antes de instalar ou mudar um cabeamento existente para o padrão Gigabit, algumas coisas devem ser consideradas. Entre os benefícios, é a tecnologia mais viável, caso a rede possua menos de 100 metros, pois ela utiliza os mesmos cabos par-trançado categoria 5e que as redes de 100 Mbps atuais com o mesmo padrão da ordem de fios. Além de não necessitar a compra de cabos, não são necessários ajustes maiores para suportar esta tecnologia, e com a utilização de switches compatíveis a essa tecnologia, podem ser combinados nós (computadores) de 10, 100 e 1000 megabits, sem que os mais lentos atrapalhem no desempenho dos mais rápidos. Finalizando, se o fator financeiro pesar num projeto de rede em que precise usar a tecnologia 1000BASE-T, deve-se ao menos respeitar o limite do cabo de 25 metros do nó ao switch e evitar ao máximo fontes próximas de energia elétrica. Se possível, use também cabos CAT6 com conectores apropriados. Em Projetos de Redes de Computadores, vamos testar logicamente estas soluções. Chegamos ao final de mais uma aula. O texto ficou um pouco maior do que se imaginava, mas temos informações muito importantes que servirão não somente para montar cabos, mas também na hora de decidir o que usar num projeto. Sempre leiam e releiam os textos e até a próxima aula.