Faculdade Pitágoras Prof. Fabrício Lana Pessoa professor.fabriciolana@gmail.com Cabeamento...

Faculdade Pitágoras

Prof. Fabrício Lana Pessoaprofessor.fabriciolana@gmail.com

Cabeamento Estruturado

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Meios de Transmissão.• A informação, em sua forma analógica ou digital, com modulação ou

codificação pode ser transmitida em meios guiados ou sem fio.

• Sem fio– Rádio– Microondas– Satélites

•Meios Guiados–Par Trançado–Cabo Coaxial–Fibra Óptica

PVO MNS EBT, a “caminhonete do vovô”.

Meios Guiados / Cabeamento

• Os meios guiados diferem-se entre si com relação ao modo de propagação dos sinais, banda passante, atenuação, imunidade ao ruído, custo, disponibilidade e confiabilidade– Ex: Fibra ( Propagação, Banda Passante, disponibilidade-

sílica)Coaxial (Imunidade ao ruído )Par trançado ( Maior confiabilidade em relação ao coaxial)

• São o elo mais fraco de uma rede

Cabeamento• Sob a ação de elementos externos, o sinal presente no

cabeamento pode se degradar sob o efeito de interferências externas.

• Os tipos mais comuns de ruído são aqueles causados por: EMI( interferência eletromagnética) e RFI (Interferência de Rádio Frequência)

• Fontes de EMI– Descargas atmosféricas, – Circuitos e cabos elétricos – Lâmpadas fluorescentes. – Relés, comutadores

Cabeamento• Fontes de EFI

– motores elétricos – fonte de alimentação de alguns equipamentos

• Contramedidas:– Blindagem dos cabos– Aterramento elétrico

• Medida de susceptibilidade eletromagnética

Cabo Coaxial• Foi a mídia utilizada inicialmente nas redes

locais

• Vantagens sobre o par trançado:– Oferece maior imunidade ao ruído e fuga

eletromagnética– Permite também a transmissão a distâncias

relativamente longas sem distorção e sem necessidade de regenerar o sinal

- Permite o uso de redes multi-canal (broadband).- Mais barato que o par traçado blindado.

Cabo Coaxial

Cabo Coaxial

• Desvantagens– Por não ser flexível o suficiente, quebra e

apresenta mau contato com facilidade.– Mais rígido, pode dificultar a manipulação

através de canaletas– Mau contato ou rompimento do cabo pode

paralisar toda a rede (topologia tipicamente de barramento)

Cabo Coaxial Fino• Também conhecido como cabo coaxial em

Banda Base ou Thin Ethernet ou 10base2.• Mais maleável e menos susceptível a

reflexões do sinal• Maior imunidade a ruídos eletromag. de

baixa freq.

Conexão tipo T

Utiliza a especificação RG-58 A/U Cada segmento da rede pode ter, no máximo, 185 metros Cada segmento pode ter, no máximo, 30 nós Distância mínima de 0,5 m entre cada nó da rede Utilizado com conector BNC

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Conexão tipo T

Como vimos, o cabo coaxial fino possui um limite de 185 metros de comprimento. É possível aumentar o comprimento da rede através de um dispositivo chamado repetidor .

Cabo Coaxial Fino

Terminações em cabos coaxiais

SMAConector F Conector T

Conector Barril

Cabo Coaxial Grosso• Também conhecido como cabo coaxial de banda larga,

Thick Ethernet, ou 10Base5• Blindagem dupla, ao contrário do cabo coaxial fino, que

possui apenas uma blindagem. É por esse motivo que esse tipo de cabo é grosso.

• Menos flexivel.Difícil passagem por conduítes.• Utilizado antigamente para backbones de redes.

Atualmente quase em desuso nas redes Ethernet. Maior aplicação em ambientes industriais, de controle de processo que necessitam de maior proteção a ruídos.

Cabo Coaxial Grosso• A transmissão ocorre normalmente utilizando um cabo para tx e outro para rx ou em um

único cabo utilizando-se frequências diferentes para tx e rx.• Utilizado no padrão 10Base5 – Ethernet Grosso

10base5 – yelow cable Banda Base50 ohmsTopologia em barramento Taxa de 10 Mbps Seg Max. 500 metros / 2,5 metros/transciver Caro Rígido, difícil de passar

O conector vampiro é ligado a um transceptor (transceiver), que por sua vez é ligado à placa de rede do micro através de um cabo que pode ter até 15 metros.

MAU (Media Acess UNIT)

Cabo Coaxial Grosso

2,5 metros

Este cabo, faz a conexão entre o transciver e a porta AUI (Attachement Unit Interface ou DIXA (Digital Intel Xerox).

Cabo Coaxial Grosso

Conector fêmea de 15 pinos

• Padrão 10broad36– Variante banda larga do 10base5

– Vantagem: Alcance maior e transmissão de múltiplos sinais em diferentes freqüências

– Desvantagens: Equipamentos possuem maior custo, devido a etapa de RF.

10Base5 10broad36Taxa 10 Mbps 10 Mbps

Max Seg 3600 - 3750

Transmissão Banda BaseBanda Larga ( uníco cabo com

duas freq TX e RX) ou dois cabosImpedância 50 ohms 75 ohmsAplicação CATV

Cabo Coaxial Fino x Grosso

Cabo Coaxial Fino Coaxial GrossoEspecificação RG-58 A/U RG -9 A/UImpedância característica 50 ohms 75 ohmsTamanho máximo do segmento 185 metros 500 metrosTamanho mínimo do segmento 0,5 metros 2,5 metrosNuméro máximo de segmentos 4 4Tamanho máximo total com repetidores 925 metros 2500 metrosTransmissão Banda Base / Manchester Digital/AnalógicaAcesso ao meio CSMA/CD CSMA_CD/ FDMTipo Half Duplex HALF/ Full Duplex

RG59 – Antena de TV

RG6 - CATV

Cabeamento Estruturado Cabo Coaxial

Utilizamos cabos coaxiais para :

Sistemas circuito interno de tv (coaxial fino)

Rádios / Antenas (coaxial fino e grosso)

Equipamentos hospitalares (coaxial fino e grosso)

Estações de tv

Sistemas de telefonia digital (Pabx interface E1)

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• Vantagens sobre o par trançado:

– Oferece maior imunidade ao ruído e fuga eletromagnética

– Permite também a transmissão a distâncias relativamente longas sem distorção e sem necessidade de regenerar o sinal

- Permite o uso de redes multi-canal (broadband).

- Mais barato que o par trançado blindado.

Cabo Coaxial

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Cabo Coaxial

• Desvantagens

– Por não ser flexível o suficiente, quebra e apresenta mau contato com facilidade.

– Mais rígido, pode dificultar a manipulação através de canaletas

– Mau contato ou rompimento do cabo pode paralisar toda a rede (topologia tipicamente de barramento)

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Par trançado• Utilizado pela maioria das redes atualmente.• Utilizado tipicamente em redes com transmissão do

tipo banda base a velocidades de 10Mbps, 100Mbps e 1Gbps, mas também pode ser utilizado para transmissões analógicas( telefonia)

• Pode ser do tipo: UTP ou STP

Cabos UTP (Unshilelded)

• Utilizado nas redes de telefonia e para comunicação de dados

• Não possui blindagem

• Vantagens:– Mais barato, – Flexível, fácil instalação.– Facilidade de manutenção especialmente quando utilizado em

redes estruturadas– Suporta velocidades de até 1 Gbps– Adição de nova máquina não para a rede

• Desvantagens– limite do comprimento (100 metros)– baixa imunidade contra interferências eletromagnéticas (EMI) (Para a maioria dos ambientes atuais não são tão significativas )

Par Trançado

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O trançamento dos pares, diminui a interferência (cross-talk) entre o sinal que trafega em cada um dos fios.

Todavia, como o cabo em si, não possui blindagem externa, esta sujeito a interferências eletromagnéticas externas.

- TD

+ TD

Par trançado

Cancelamento provocado pela transsagem dos cabos

Dentro de um dos pares, Tx por exemplo, cada um dos fios leva o sinal com polaridade contrária em relação ao outro, para forçar o cancelamento do campo magnético gerado pelo fio vizinho e evitar os problemas de cross talk, conforme ilustrado na figura a seguir

• Como o cabo não possui blindagem, devem-se observar algumas recomendações sobre o compartilhamento de dutos entre cabos de rede e elétricos.

• A norma ANSI/EIA/TIA-569-A estabelece critérios para o compartilhamento de dutos entre cabos de rede e elétricos

– Tensão de alimentação inferior a 480V;– Canaletas com divisão física para a rede lógica e

elétrica;– A corrente nominal do cabeamento não deve ser

superior a 20A

Cabos UTP (Unshilelded)

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– Distânciamento mínimo das fontes de EMI.

Cabos UTP (Unshilded)

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Cabos UTP Pinagem

As normas foram desenvolvidas com o intuito de padronizar as instalações.

Imagine se cada instalador resolvesse seguir sua própria sequência de cores?

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Par trançado

Função dos pinos no Padrão 10baseT

Pino Cor Função1 Branco com verde +TD2 Verde - TD3 Branco com laranja + RD4 Azul Não Usado5 Branco com azul Não Usado6 Laranja - RD7 Branco com marrom Não usado

8 Marrom Não usadoCabo Cross- Over

RJ – 45 Macho / Fêmea

Rj- 45

Rj- 45 / Blindado

Rj- 45 Fêmea

Cabo UTP normal e Cross Over

O cabo crimpado com a mesma disposição de fios em ambos os lados do cabo é chamado de cabo "reto", ou straight. Este é o tipo "normal" de cabo, usado para ligar os micros ao switch ou ao roteador da rede.

Existe ainda um outro tipo de cabo, chamado de "cross-over" (também chamado de cabo cross, ou cabo cruzado), que permite ligar diretamente dois micros, sem precisar do hub ou switch.

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No cabo cruzado, a posição dos fios é diferente nos dois conectores, de forma que o par usado para enviar dados (TX) seja ligado na posição de recepção (RX) do segundo micro e vice-versa. De um dos lados a pinagem é a mesma de um cabo de rede normal, enquanto no outro a posição dos pares verde e laranja são trocados. Daí vem o nome cross-over, que significa, literalmente, "cruzado na ponta":

Esquema dos contatos de envio e recepção em um cabo cross-over

Cabo CROSS funcionamento

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• Os Hubs já fazem um cross conect internamente em suas portas tradicionais. Assim, não é necessário utilizar um cabo cross na ligação de um micro com um hub

Transmissão

Recepção

Micro Hub

TX

RX

Cabo pino-a-pinoCabo Direto

Cross-Over Interno

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Conexão Micro a HUB

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• Os hubs também possuem uma porta chamada de up-link, utilizada para conectar um hub a outro hub (cascateamento). Essa porta não possui um cross interno.

Assim, temos que para conectar hub a hub devemos utilizar:

–Cabo direto de um porta tradicional com a up-link–Cabo cross entre duas portas tradicionais ou duas up-link

Conexão entre a HUBs

Up-Link

Resumo

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A

B

CROSS CROSSDIRETO DIRETO

• Trabalhando com switches, não há que se preocupar se o cabo é do tipo cross ou direto.

• Estes equipamentos possuem uma função chamada auto MDI/MDIX, que detecta e ajusta a conexão ao tipo de cabo utilizado.

• Não confundir auto MDI/MDIX com auto-sense, que é a capacidade do switch de ajustar a velocidade da conexão .

Conexão com Switches

Categorias: cabos par trançado

• Existem cabos de cat 1 até cat 7.• Como os cabos cat 5E são

suficientes tanto para redes de 100 quanto de 1000 megabits, eles são os mais comuns e mais baratos, mas os cabos cat 6 e cat 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 304.8 metros):

Cat 5E

Para a velocidade de 1Gbps, é necessária a utilização dos quatro pares do cabo.

Cada um dos quatro pares deve suportar uma taxa efetiva de 250Mbps em cada direção e simultaneamente (full-duplex), até uma distância de 100m.

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Os cabos Cat5E são suficientes para as redes 100BASE-TX e 1000BASE-T (1Gigabit/s).

Categoria 6• Os cabos de categoria 6 possuem banda passante ainda maior que os cabos

Cat 5E. Por isso, cada um dos pares pode trabalhar com velocidades ainda mais altas. Assim, os cabos de categoria 6 podem operar com o padrão 1000baseTx, onde cada um dos pares transporta até 500Mbps, conforme ilustrado na figura abaixo.

Além de serem usados em substituição dos cabos cat 5 e 5e, eles podem ser usados em redes 10G, mas nesse caso o alcance é de apenas 55 metros

Para permitir o uso de cabos de até 100 metros em redes 10G (10GBASE-T) 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.

Categoria 6 A

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Cabo cat 6a, com o espaçador interno e comparação entre a espessura do mesmo volume de cabos cat 5e e cat 6a

Uma das medidas 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:

CAT 6 A Desvantagens

É importante notar que existe também diferenças de qualidade entre os conectores RJ-45 destinados a cabos categoria 5 e os cabos cat 6 e cat 6a, de forma que é importante checar as especificações na hora da compra.

Embora visualmente os conectores parecem os mesmos, os materiais empregados e a forma como são instaladas as redes CAT 6A são diferentes. Em geral os equipamentos são bem mais caros.

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Categoria 6 A

Categorias dos cabos UTP

Categoria Impedância Banda passante Velocidade Aplicações1 150 ohms n/d n/d Telefonia analógia2 100 ohms até 1 Mhz 1Mbps Dados a baixa velocidade

3 100 ohms até 16 Mhz

4Mbps10Mbps

100Mbps

Token Ring (4Mbps)10BaseT

100BaseT44 100 ohms até 20 Mhz 16 Mbps Token Ring (16 Mbps)

5 / 5 E 100 ohms 100 / 125 Mhz100Mbps

1Gbps100BaseTX (2pares)1000BaseT (4Pares)

6 100 ohms até 250 Mhz 1Gbps Gigabit e 10 Gigabit

Cabos STP (Par trançado com Blindagem, Shielded)

• Par trançado com malha blindada para conferir maior imunidade às interferências eletromagnéticas externas e blindagem interna envolvendo cada par trançado para reduzir a diafonia.

• Blindagem não faz parte do sinal. Deve ser aterrada.

• Dois tipos (100 e 150 ohms150 ohms)

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Cabos STP Vantagens /desvantagens

• Um cabo STP geralmente possui os pares trançados blindados, e pode alcançar uma largura de banda de 300Mhz em 100 metros de cabos.

• É utilizado em ambientes com grande nível de interferência eletromagnética.

• Essa blindagem deve ser aterrada nas pontas

• Devido a blindagem o peso e volume do cabo aumentam dificultando a instalação e aumentando o custo.

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Principais ferramentas

Fibra Optica• Histórico

– 1830 –Grand Bell e o “telefonte de luz solar” (alcance de 200km)

– 1870 - Transmissão de luz em um jato fino de água– 1958 – Invenção do laser. Tx a longas distâncias– 1976 –Primeiro grande sistema de comunicação óptica

na Inglaterra. Um enlace de 1,4 km distribuia sinais de tv a cabo para 34000 assinantes.

– 1988 – Primeiro cabo intercontinental EUA Europa 7500km

Fibra Optica

• Meio de transmissão, normalmente constituído de material plástico ou vidro, que transmite dados na faixa de frequência do sinal infravermelho.

• Uma vidraça feita com esse vidro poderia ter até 1 km de espessura e ser perfeitamente transparente.

• Sem limite de velocidade. Limite prático 10 Gbps. Testes em laboratório já atingiram a taxa de 100G. Alcatel 25 Tbps.

• Alcance 50km, sem repetidoras.

• Em redes locais o tamanho do segmento varia de 550 a 5000 metros dependendo do padrão.

Padrão Tamanho Max Seg10 Base F 2000

100Base-FX 20001000Base-SX 5501000Base-Lx 5000

.Distância..... ...Largura de Banda... ...Canais de Voz...Fibra 50km  2,5 Gbit/s 32000

Fibra Optica

Utilização de Cabos Fibra óptica FO

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Fibra Optica

Transmissores e receptores ópticos

Transmissores• LED • Diodo LASER

Receptores• fotodiodos( fotoionização )• fotodetectores

Tipos de Fibra

Fibra Multimodo• Multimodo

– Vários feixes de luz em diferentes comprimentos de onda e diferentes ângulos de incidência

– Mutimodo Índice Degrau • Reflexão Total• Mudança brusca, em degrau, no índice de refração do núcleo

na fronteira com a casca• Fabricação mais simples, baixa banda passante, maior

atenuação

– Multimodo Índice Gradual• Mudança Gradativa e Contínua do índice de refração

MultimodoCARACTERÍSTICAS

•Baixo custo, quando comparado a outros tipos de Fibra, não só da Fibra em si, mas também dos materiais agregados, como conectores, componentes eletrônicos e, outros.

•O Núcleo sendo de grande diâmetro torna mais fácil o alinhamento, que é o caso de emendas, conectores, etc.

Monomodo

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Multimodo x MonomodoMultimodo Monomodo

Fonte LED ou Laser LaserAtenuação Alta BaixaVelocidade Baixa AltaDistância Curta Alta

Custo Baixo AltoSensibilidadea Temperatura

Baixa Alta

Durabilidade Alta Menor

Video- Princípios, conectores, fusão

Fibra Optica

Vídeo Fabricação

Perdas no Cabeamento Optico• São ocasionadas tipicamente por atenuação e dispersão dos

sinal

• Causas:– Absorção do sinal– Espalhamento– Deformações mecâncias (Irradiação devido as curvaturas)– Atenuações em emendas e conectores

• Perdas por acoplamento no início e no final da fibra

Conectores

Vídeo fabricação conector_Montaje_de_conector_ST

Vantagens da Fibra

• Maior largura de banda que os fios de cobre• Repetidores a cada 50 km• Imune a EMI e RFI• Imune a corrosão• Fina e leve• Isolamento elétrico entre transmissor e receptor• Desvantagem: interfaces mais caras, fragilidade,

dificuldade de conexão.

Normas relacionadas a FO

• IEC 60793-1 e -2 Fibras ópticas (contendo várias seções)• IEC 60794-1, -2, e -3 Cabos de fibra óptica• O ITU-T (antes CCITT) publica outras normas, tais como:• G.650 Definição e Métodos de teste para parâmetro relevantes de fibras

monomodo,• G.651 Características de fibras multimodo de índice gradual com 50/125 μm ,• G.652 Características de cabo de fibra monomodo,• G.653 Características de cabo de fibra monomodo com dispersão deslocada,• G.654 Características de cabo de fibra monomodo de 1550 nm com perda

minimizada