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- Fundamentos -

Os Canais Constítuidos

por Cabos Metálicos

Cabos Metálicos ??

As linhas ou canais de transmissão são descritos por

parâmetros de rede distribuídos, tais como resistência,

indutância, capacitância e condutância por unidade de

comprimento. Esses quatro parâmetros são chamados

de principais.

Conceitos

Cabos Metálicos ??

Os parâmetros de rede variam com a geometria dos

condutores e propriedades dielétricas dos materiais que

os revestem.

Nos cabos de pares trançados UTP, as torções têm a

finalidade de cancelar o fluxo mútuo, de modo que a

indutância-série pode ser reduzida a níveis irrelevantes,

porém, na prática, para altas freqüências, deve-se levar

em consideração os valores, mesmo que bastante

baixos, desse parâmetro.

Conceitos

Um cabo metálico pode ser representado

matematicamente por um modelo “ T ”, que descreve

um arranjo de resistência, indutância, capacitância e

condutância distribuídas por unidade de comprimento.

T T T T T T

Inicio da linha Final da linha

Cabos Metálicos ?? Conceitos

Cabos Metálicos ?? Perturbações que Afetam o Canal

de Comunicações

O canal de comunicações está sujeito a diversos

fenômenos que podem levar a algum tipo de

degradação do sinal transmitido.

São classificadas em dois tipos gerais, que são:

Distorções sistemáticas

ocorrem quando determinadas condições aparecem no

canal.

Distorções aleatórias

ocorrem sem previsão tendo que ser tratada por

métodos estatísticos.

Cabos Metálicos ?? Distorções Sistemáticas

Distorção de Retardo (delay distortion)

Num canal normalmente a fase do sinal não varia de

forma linear com a freqüência, fazendo com que as

diversas componentes de freqüência cheguem em

tempos diferentes, havendo assim um retardo.


Distorção de Atenuação

Ocorre devido a atenuação seletiva em relação às

componentes de freqüência do sinal, que o meio

realiza. Então poderemos ter uma atenuação

demasiada de altas ou baixas freqüências o que

causará deformações no sinal.

Distorção harmônica

É uma distorção não-linear, que ocorre quando o sinal

passa em estágios de amplificação, onde o ponto de

operação foi mal projetado ou a intensidade de

entrada foi excessiva.


Distorção Característica

Esta distorção se caracteriza pelo alongamento dos

pulsos e é causada por limitações de largura de banda

ou interferência intersimbólica.


Distorção Característica

Apresenta o efeito de alongar os pulso de nível “1” e

encurtar os de nível “2”, simultaneamente (distorção

positiva) ou vice-versa (distorção negativa).

Cabos Metálicos ?? Distorções Aleatórias

Ruído

Os ruídos são perturbações elétricas aleatórias que

ocorrem ao longo da transmissão.

Dois tipos são considerados:

Ruído térmico - é devido ao movimento dos elétrons e

está sempre presente nos meios de comunicações,

sendo proporcional à temperatura e à banda

passante.


Ruído

Ruído térmico


Ruído

Ruído impulsivo – são perturbações esporádicas que

ocorrem num canal de comunicações, são repentinas

e podem ter causas diversas como descargas

atmosféricas, explosões solares, ignições de

automóveis, linhas de transmissão elétrica,

proximidade a motores elétricos, reatores de

lâmpadas fluorescentes.


Diafonia (Crosstalk)

Ocorre quando dois ou mais sinais distintos, em

meios de transmissão próximos, começam a interferir

entre si.

Eco

É a reflexão de parte do sinal transmitido devido às

variações de impedância das linhas de transmissão.

Agitação de Fase (Phase Jitter) Consiste na variação instantânea da fase do sinal

transmitido, que ocorre nos momentos onde este passa

pelo valor zero, bastante crítica nos sistemas que operam

com modulação em fase.


Phase Hit

Gain Hit

Drop Out

São mudanças repentinas na fase de um sinal,

normalmente causadas pelo mau alinhamento do

canal multiplexado.

São variações bruscas na amplitude do sinal.

É a perda por um curto intervalo de tempo da portadora

de um sinal de dados.

Cabos Metálicos ?? Interferências Eltromagnéticas

EMI (Eletromagnetic Interference) - é a interferência

eletro-magnética que gera sinais indesejados nos

dispositivos, equipamentos ou sistemas.

EMC (Eletromagnetic Compatibility) - é a habilidade

de um determinado equipamento ou sistema, dentro

de um ambiente com ondas eletromagnéticas,

funcionar corretamente.

• Transmissores de rádio;

• Transceivers portáteis;

• Linhas de força;

• Radares;

• Telefone celulares;

• Ignições de motores;

• Raios;

• Descargas eletrostáticas;

• Motores elétricos.


Principais fontes:

• Radiação;

• Condução;

• Acoplamento Indutivo;

• Acoplamento capacitivo.


Responsáveis pela condução da interferência:

Cabos Metálicos ?? Parâmetros Elétricos

Resistência Elétrica

A resistência em corrente contínua de um condutor é

importante, pois é esse parâmetro que limita a corrente

elétrica que pode percorre-lo. É também um

componente da impedância, que é um fator para a

determinação da atenuação dos sinais transmitidos

por um par de condutores, em sistemas de

comunicação de dados em redes locais.


Efeito Pelicular

Baixas

Frequências

Altas

Frequências

Secção reta do condutor

Um sinal elétrico é composto por diversas freqüências

diferentes, quando este passa por um condutor

metálico , o campo elétrico não consegue penetrar

todo o diâmetro do condutor, trafegando mais próximo

da superfície.

Com a redução da

seção reta temos o

aumento da resistência.


Efeito Pelicular

Freqüência Profundidade Penetrada

Bitola em AWG Diâmetro Porcentagem Utilizada

20 kHz .0184 in. 24 .024 in (0,51mm). 100%

4.2 MHz .0127 in. 24 .024 in (0,51mm). 100%

25 MHz .00527 in. 24 .024 in (0,51mm). 68,5%

135 MHz .00225 in. 24 .024 in (0,51mm). 33,9%

750 MHz .000953 in. 24 .024 in (0,51mm). 15,25%


Indutância

Geralmente fornecido pelo fabricante, é fator determinante no cálculo do NEXT (aumentando com a freqüência), e diretamente afetada por

dobras ou estrangulamento nos cabos.

Capacitância mútua

Praticamente independe da freqüência, diminuindo com o aumento da mesma devido ao efeito pelicular.


Condutância

Impedância Característica

Característica elétrica que varia com o isolante

(polietileno) e seu pigmento utilizado. O parâmetro

condutância apresenta valores baixos para serem

considerados.

Expressa a contribuição das resistências, indutâncias,

capacitâncias e condutâncias distribuídas ao longo do

condutor, e medida em campo por meio de cable

scanners. A qualidade de construção do cabo, é

principal determinante no valor da impedância do

mesmo.


Atenuação

Perda de potência do sinal transmitido - quanto maior a freqüência do sinal pior é o caso (efeito skin ).


Velocidade de propagação (NVP)

Definida como sendo a velocidade de propagação do

sinal pelo cabo expressa como uma % da velocidade

da luz. Normalmente com valores nominais em torno

de 68% à 72% (varia com fabricantes).

Atraso de propagação

Tempo gasto para que um sinal emitido numa

extremidade alcance o receptor na outra (medido

em ns).

Referenciada em normas ISO/IEC e EIA/TIA


Skew delay

Atraso de propagação relativo.

• O isolante afeta as características de transmissão

dos condutores do cabo.

– Cabos com dois tipos de isolantes: com “teflon” ou

sem (polietileno);

– A medição do Skew Delay serve para se identificar

se mesmo com a utilização do teflon, os pares de

condutores apresentam características diferentes

de transmissão e se atendem as especificações

normalizadas.


Skew delay

PARES

SKEW DELAY



• Interferência mútua entre sinais que trafegam em

condutores próximos dentro de um mesmo cabo;

• Efeito perceptível em altas freqüências;

• Crítico em LAN´s com UTP´s, pois temos sinais

digitais em alta freqüência;

• Diminuição do efeito por utilização de transmissão

balanceada (transformadores de acoplamento no

transmissor e no receptor que executam uma

diferença de tensão entre um par de fios).



Transmissão balanceada




Powersun Next

O método de teste de crosstalk definido pelas normas

é a medição desse parâmetro para as seis

combinações possíveis entre os quatro pares em cabo

UTP, ou seja, o método mede o acoplamento para cada

combinação de pares encontrada no cabo.

O valor de diafonia para um cabo representa a pior

diafonia medida entre dois pares.

O método de medição considera que apenas dois pares

do cabo são usados simultaneamente em um sistema

de comunicação de dados.


Par-a-Par

P1-P2 P2-P1

P1-P3 P3-P1

P1-P4 P4-P1

P2-P3 P3-P2

P2-P4 P4-P2

P3-P4 P4-P3

POWER SUM

P1 = P2+P3+P4

P2 = P1+P3+P4

P3 = P1+P2+P4

P4 = P1+P2+P3

Powersun Next


Perda de retorno (return loss)

Reflexões causadas por anomalias na impedância

característica ao longo de um segmento de cabo.

Conectorizações nas extremidades (machos) mal feita,

pode gerar o “jitter” ou atrasos não uniformes. O teste de

perda de retorno mede a diferença entre amplitude do sinal

de teste e a amplitude das reflexões deste sinal pelo cabo.

Transmitter Receiver


ACR (Attenuation Crosstalk Ratio)

Importante parâmetro a ser medido que expressa relação

entre a Atenuação e o NEXT .

– A EIA/TIA 568 B não estabelece critérios de medição

para este parâmetro;

– A ISO/IEC especifica no mínimo 4 dB para freqüência

de 100 MHz (classe D);

– Quanto maior o valor de ACR, melhor é a característica

de transmissão do meio (menor BER);

– ACR de 16dB para 100 MHz (Furukawa).


ACR (Attenuation Crosstalk Ratio)


ELFEXT (Equal Level Far End Crosstalk)

Inicialmente vamos definir FEXT (Far End Crosstalk)

como a medida da interferência provocada por um

sinal, ao trafegar em um cabo de par trançado, nos

pares adjacentes. Porém o sinal interferente é medido

na outra extremidade do cabo (Far End). Agora o

ELFEXT é razão entre o sinal atenuado, na outra

extremidade, com o FEXT medido na mesma.


ELFEXT (Equal Level Far End Crosstalk)


PS-ELFEXT (Equal Level Far End Crosstalk)

Infra-estrutura Cabos UTP

Interferência entre sinais de um par do cabo e sinais

que trafegam num par do cabo adjacente.


Alien Crosstalk

Padrão utilizado Pares aplicados Freq. Máxima Efeitos considerados

10 base-T 2 10 MHz NEXT100 base-T4 4 15 MHz NEXT e FEXT100 base-TX 2 80 MHz NEXT

100 VG AnyLAN 4 15 MHz NEXT e FEXTATM-155 2 100 MHz NEXT

1000 base-T 4 100 MHz NEXT, FEXT e ELFEXT


Parâmetros importantes

Cabos Metálicos ?? Megahertz X Megabits

Cabos Metálicos ?? Tipos de Cabos Metálicos

• UTP- Unshielded Twisted Pair;

• FTP - Foiled Twisted Pair;

• ScTP - Screnned Twisted Pair;

• STP - Shielded Twisted Pair.

O par trançado consiste em dois fios de cobre isolados,

que são trançados entre si para produzir um efeito de

cancelamento de correntes, o que protege o par de

interferências externas.

Cabos Metálicos ?? Cabos de Par Trançado

Cabos Metálicos ?? UTP- Unshielded Twisted Pair

4 Pares 25 Pares

Cabos Metálicos ?? Código de cores para cabos de 4 pares

Par 1

Par 2

Par 3

Par 4

FTP-Foiled Twisted Pair

Foiled

Cabos Metálicos ??

Cat. 5e

Cat. 6

STP - Shielded Twisted Pair Blindagem

Individual

2 Pares Blindagem

Geral

Cabos Metálicos ??

Diâmetro dos Fios

AWG Diâmetro em mm

19 0.91

22 0.64

23 0.57

24 0.51

26 0.41

Cabos Metálicos ??

Cabos Coaxiais

Cabos Metálicos ??

Categoria e Normas

de Cabeamento

Metálico

Histórico das Padronizações

de Cabeamento

CATEGORIA DE CABLING

SUPORTE A APLICAÇÃO

ANO DA PADRONIZAÇÃO

Categoria 3 Voz, 10 Base - T 1991

Categoria 4 Token Ring 16 Mbps 1993

Categoria 5 100 Base - TX

(Fast Ethernet) 1994

Categoria 5e 1000 Base - T *

(Gigabit Ethernet)

Categoria 6 Gigabit com eletrônica simplificada e vídeo até

canal 28

Categoria 7 Aplicações com vídeo

CATV (600 a 1000 MHz)

2001

2002

TIA/EIA-568-B.2-1

2002

ISO 11801 - 2ª Edição

CLASSE F

Categoria 5e - GigaBit Ethernet

Parâmetros que garantem a aplicação GigaBit Ethernet:

PSNEXT;

RL ou Return Loss;

FEXT;

ELFEXT;

PSELFEXT;

Tempo de propagação;

Delay Skew;

Maiores margens nos valores para Next, Fext e RL.

Categoria 5e - GigaBit Ethernet

Cat 5 Cat 5e

Faixa de frequência 1 – 100 MHz 1–100 MHz

Propagation Delay Não especif. Especificado

Delay Skew Não especif. Especificado

Atenuação Especificado Mesmo da Cat 5

NEXT Especificado Mesmo da Cat 5

PSNEXT Não especif. Não especif.

ELFEXT Não especif. Especificado

PS ELFEXT Não especif. Especificado

Return Loss Não especif. Especificado

Aprovada e publicada em 2002 a ANSI/TIA/EIA-568-B.2 –

“Transmission Performance Specifications for 4-Pair

100 Ohm Category 6 Cabling”

Categoria 6

É uma opção de alta performance que permite suporte

para aplicações como voz tradicional (telefone

analógico ou digital), VoIP, Ethernet (10Base-T),

Fast Ethernet (100Base-TX) e Gigabit Ethernet a 4 pares

(1000Base-T), com melhor performance em relação a

Categoria 5e.

Permite ainda suporte para aplicações a 10Gbps sem

investimentos adicionaisna infra-estrutura existente.

Os sistemas Categoria 6 foram projetados para

atender basicamente os seguintes objetivos:

• Manter relação custo x benefício dos sistemas UTP,

com facilidade de instalação e operação.

• Garantir a interoperabilidade com os sistemas

Categoria 5e;

• Proporcionar infra-estrutura com capacidade para

serviços futuros (redes de próxima geração).

Categoria 6

Qual é a Diferença entre as Categorias?

As Categorias de Sistemas de

Cabeamento

Categoria 3 - 16 MHz - aplicações em VOZ e 10 Mbps; Categoria 4 - 20 MHz - Token Ring - 20 Mbps;

Categoria 5 - 100 MHz - aplicações em 100 e 155 Mbps;

Categoria 5e - 100 MHz - aplicações em 1000 Mbps;

Categoria 6 - 250 MHz - Aplicações Emergentes

(ANSI/TIA/EIA 568-B.2-1)

• Principais alterações no cabo UTP:

– Projeto

• Passos de binagem, materiais (dimensional).

– Processos de Manufatura (equipamentos)

• Simetria, menores tolerâncias, controles.

O Que Mudou?

• Frequência: 250 MHz;

• Bitola do cobre: Perda de Inserção;

• Espessura do Isolamento: Balanceamento de impedância e do condutor;

• Trançado dos Pares: Noise (NEXT / PSNEXT / ELFEXT / PSELFEXT);

• Separação dos Pares: Noise (NEXT / PSNEXT / ELFEXT / PSELFEXT);

• Equipamentos: Controle da concentricidade do Isolamento, consistência do posicionamento dos pares, etc..

• Aparato de Testes: Testes em altas frequências e parâmetros adicionais de teste (ELFEXT, RL, etc).

O Design do cabo foi ajustado para que os requisitos do

padrão fosse atingido.

Design dos Cabos

Capa Externa

Espaçador

Par Binado

Design dos Cabos

Divisor

estrela

Código

de cores

Design dos Cabos

Binagem dos Condutores

• Trançados mais firmes melhoram a imunidade a ruídos do cabo. Há um

aumento nos valores de NEXT e PSNEXT.

• Há uma grande diferença na binagem (torcimento) por polegada da

Categoria 5e em relação à Cat 6.

Cat-5e

Cat-6

TIA cat5 TIA 568-A (out 95)

100 MHz

TIA cat5e TIA 568-B (maio 01)

100 MHz

TIA cat6 TIA 568-B.2-1 (jun 02)

250 MHz

ATENUATION (IL) The lower the number, better Cable 22.0 dB 22.0 dB 19.8 dB Connector 0.4 dB 0.4 dB 0.2 dB Channel 24.0 dB 24.0 dB 21.3 dB NEXT The higher the number, better Cable 32.3 dB 35.3 dB 44.3 dB Connector 40.0 dB 43.0 dB 54.0 dB Channel 27.1 dB 30.1 dB 39.9 dB ELFEXT The higher the number, better Cable Not specified 23.8 dB 27.8 dB Connector Not specified 35.1 dB 43.1 dB Channel Not specified 17.4 dB 23.3 dB RETURN LOSS The higher the number, better Cable 16.0 dB 20.1 dB 20.1 dB Connector 14.0 dB 20.0 dB 24.0 dB Channel 8.0 dB 10.0 dB 12.0 dB

Características para Cat. 5, 5e e 6

Cabo UTP Fast-Lan 6 CAT. 6 - 4 pares

• Atende norma ANSI/TIA/EIA 568-B.2-1;

• Aplicação em cabeamento horizontal ou

secundário, conexão entre o armario de

telecomunicações e a área de trabalho;

• Para trafego de voz, dados e imagem;

• Capa externa em PVC, na opção CM;

Performance elétrica

estável até 600MHz

Soluções em cabeamento

Blindado para proteção extra

contra ingresso e egresso de

EMI (Indução eletromagnética)

e RFI (interferência por

Rádio frequência)

Solução Blindada Categoria 6

Cabo UTP Fast-Lan CAT. 6e - 4 pares

O cabo Fast-Lan Enhanced Categoria 6e foi projetado

para apresentar características superiores de

desempenho excedendo aos requisitos de

performance previstos na Norma ANSI/TIA/EIA-568-

B.2-1 garantidos até a freqüência de 550MHz

mantendo as características estáveis até 600 Mhz. O

cabo apresenta um PSACR positivo além de 350MHz o

que se traduz em uma largura de banda disponível

maior.

Cabeamento horizontal e secundário, em sistemas que

requeiram grande margem de segurança sobre as

especificações normalizadas para garantia de suporte

às futuras aplicações incluindo:

•IEEE 802.3: 1000BASE-T (Gigabit Ethernet), 100BASE-TX,

10BASE-T;

•1000BASE-TX (ANSI/TIA/EIA-854);

•155Mbps ATM;

•TP-PMD , ANSI X3T9.5, 100 Mbps;

•10BASE-T , IEEE802.3, 10 Mbps;

•TOKEN RING, IEEE802.5 , 4/16 Mbps.

Aplicações:


Atende às Normas e Certificações:

•ANSI/TIA/EIA-568-B.2-1, ETL/UL Verified;

•ISO/IEC 11801 Ed. 2.0 UL Verified;

•Certificado homologação ANATEL :1145-04-0256;

•UL type CMR (UL 1666), UL type CM (1581-Vertical

tray Section 1160): E160837;

•NBR 14703 – Cabos de Telemática de 100Ohms para

Redes Internas (Revisão Nov/2004);

•NBR 14705 – Classificação dos cabos Internos para

Telecomunicações quanto ao comportamento frente à

chama.


FAST-LAN CAT 6 & CAT 6e

Características Construtivas

Embalagem

R-I-B (reel-in-a-box) Reelex Tipo de Embalagem

305 305 Comprimento do Cabo em caixa (m)

45 42 Peso nominal do Cabo (kg/km)

6,5 6,0 Diâmetro externo do cabo (mm)

4,5 3,4 Diâmetro do Elemento Central (mm)

0,59 0,56 Diâmetro nominal do cobre (mm)

Fast-Lan Cat 6e Fast-Lan Cat 6 Tipo do Cabo

Características de Flamabilidade

Os cabos metálicos podem ser classificados quanto a sua

retardância a chama, como segue:

CMX = Instalações residenciais com pouca concentração de

cabos e nem fluxo de ar forçado. A área descoberta não deve

ser superior a 3m (instalações residenciais).

CM = Aplicação genérica para instalações horizontais em

instalações com alta ocupação, em locais com fluxo de ar

forçado.

CMR (riser) = Indicados para instalações verticais em “shafts”

prediais ou instalações que ultrapassem mais de um andar, em

locais sem fluxo de ar forçado.

CMP (plenum) = Para aplicação horizontal em locais (fechados,

confinados) com ou sem fluxo de ar forçado.

CABOS “LEAD FREE” Atende a política ambiental – RoHS (Restriction of the use of certain

hazardous substances) que banem o uso de materiais: Chumbo; Cádmio;

Cromo hexavalente; Mercúrio; PBB (Polibrominados bifenilos) e PBDE

(Éteres difenílicos polibromados)

CABOS “LSZH”

Além dos elementos listados na RoHS, têm a classificação como LSZH

(Low smoke zero halogen ).

São cabos que apresentam baixa emissão de fumaça e sem a presença

de halogênios (por ex. cloro, bromo) em sua queima.

PRODUTOS: MULTI-LAN CAT 5e, FAST-LAN CAT 6/6e, PATCH CABLES

CAT 5e/6

MERCADOS PROPULSORES: JAPÃO, UNIÃO EUROPÉIA e EUA

(Costa Oeste)

Cabos LSZH e LEAD FREE

Existem entidades que, além dos testes em produtos, também

certificam e auditam regularmente os fabricantes quanto a

uniformidade e confiabilidade dos processos de produção,

assim como coletam, aleatoriamente, amostras no mercado

para confirmação dos valores obtidos nos testes destes

mesmos produtos.

Normas de Segurança e Testes

Os laboratórios de maior conceito nesta área são:

– UL: Underwriters Laboratories, entidade privada americana -

http://www.ul.com/

– ITS: Intertek Testing Services, entidade privada americana -

http://www.etlsemko.com/

– CSA: Canadian Standard Association, entidade privada canadense -

http://www.csa-international.org/

– ANATEL: Agência Nacional de Telecomunicações, entidade

governamental brasileira - http://www.anatel.gov.br/


A FURUKAWA participa há vários anos de processos de testes

e de certificações da UL e ETL. Os produtos da linha FCS são

testados pela UL quanto à segurança e conformidade, assim

como a unidade industrial de Curitiba recebeu sua certificação

em 1995 e vem recebendo trimestralmente os auditores da UL.

Além da UL, os produtos Furukawa também são enviados para

teste da ETL. Estes cuidados significam importantes benefícios

aos usuários dos produtos FCS:

Efetividade das especificações

Efetividade das aplicações

Efetividade de desempenho


As organizações NEC e CEC apresentam normas de construção que

devem ser observadas, com a finalidade de assegurar a segurança

dentro do edifício.

O principal papel da FCC na indústria de cabos são as

especificações de conectores (Parte 68). Esta fornece padrões

uniformes para proteção contra danos à rede telefônica, causados

pela conexão de equipamento terminal e pela fiação correspondente.

A Parte 15 dita os regulamentos sobre interferência eletromagnética

(EMI) e interferência de radio freqüência (RFI) causadas por

equipamentos de computação ou de comunicação.


Vale ainda atentar sobre as certificações dos produtos, cada

designação é definida de acordo com o tipo de avaliação realizada

para certificar o produto, conforme abaixo:

Listed: Define os requisitos de segurança (materiais,

flamabilidade) em relação às Normas Internacionais (UL, IEC).

Verified: Define o desempenho do produto em relação às

características de transmissão especificadas, classificando-o

em Categorias (5e, 6).

Channel: Assegura que determinada combinação de

produtos (cabos, conectores, acessórios) cumpre com os

requisitos normativos para a Categoria avaliada.


A revisão da norma EIA/TIA 568-B

Principais tópicos inseridos na revisão:

- Níveis de performance para Cat. 5e, Cat. 6 e Cat. 6e;

- Fibras Multimodo 50/125;

- Conectores ópticos alternativos (SFF);

- Eliminação da categoria 5;

- Reconhecimento da categoria 5e como a menor

especificação de desempenho para o cabeamento.

O documento TIA 568 B1, substituiu os boletins TSB 67, 72, 75 e 95

e os adendos 1,2,3,4 e 5

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