Resumo sobre Cabeamento de Redes

Cabeamento de Redes

Antes de se detalhar sobre cabeamento de redes, necessário se faz, definir o que é um cabo. Cabo em sua definição mais genérica é algo que conduz sinais entre nós de rede e de uma forma geral, a palavra fio se refere a fios de cobre individuais contidos em uma cobertura formada por um cabo.

Cabos

Os principais tipos de cabos estão descritos abaixo:

Cabo coaxial

Consiste em um condutor de cobre central (um fio sólido ou torcido é a melhor opção para redes), uma camada de isolamento flexível, uma blindagem com uma malha ou trança metálica e uma cobertura externa.  O termo “coaxial” surgiu porque a malha de blindagem e o condutor central têm o mesmo eixo.

A malha externa do cabo coaxial forma metade do circuito elétrico, além de funcionar como uma blindagem para o condutor interno.  Portanto, ela deve estabelecer uma sólida conexão elétrica em ambas as extremidades do cabo.

O cabo coaxial tem uma importante função nas arquiteturas de rede ARCnet e Ethernet, mas não é utilizado em redes token-ring.

Par Trançado

É composto por pares de fios, sendo que cada par é isolado do outro e todos são trançados juntos dentro de uma cobertura externa.  Não há blindagem física no cabo UTP, ele obtém sua proteção do efeito de cancelamento dos pares de fios trançados.  O efeito de cancelamento mútuo reduz a diafonia entre os pares de fios e diminui o nível de interferência eletromagnética de radiofrequência.  Os projetistas de rede variam o número de tranças nos fios contidos em cada cabo, a fim de reduzir o acoplamento elétrico e a diafonia entre os pares. O cabo UTP se baseia unicamente no efeito de cancelamento para reduzir a absorção e a radiação de energia elétrica.  Eles podem ser usados com as três principais arquiteturas de rede (ARCnet, Ethernet e token-ring).

Par trançado blindado (STP): estes cabos combinam as técnicas de blindagem e cancelamento.  Os cabos STP projetados para redes têm dois tipos.  O STP mais simples é chamado blindado de 100 ohms, pois tem uma impedância de 100 ohms e contém uma blindagem formada por uma folha de cobre ao redor de todos os seus fios.  No entanto, o formato mais comum de STP, é conhecido como STP de 150 ohms devido a sua impedância de 150 ohms, não só o cabo todo é blindado para reduzir a interferência eletromagnética e a interferência de radiofreqüência, como cada par de fios trançados é separado um do outro por uma blindagem, o que diminui a diafonia.  Além disso, cada par é trançado para que os efeitos do cancelamento sejam aproveitados ao máximo.  Ao contrário do que acontece com os cabos coaxiais, a blindagem nos STPs de 150 ohms não faz parte do caminho percorrido pelo sinal, mas é aterrada nas duas extremidades.  

Os cabos STPs de 150 ohms são mais utilizados em redes de esquema token-ring da IBM, já os de 100 ohms na maioria das vezes são utilizados em instalações Ethernet.

Fibra Ótica

Estes cabos transportam luz, enquanto os de cobre transportam elétrons.  Possuem imunidade total contra diafonia e contra interferências eletromagnéticas e de radiofrequência.  A falta de ruídos internos e externos significa que os sinais têm uma alcance maior e se movem mais rápido, o que proporciona uma velocidade e uma distância  maiores do que as obtidas com cabos de cobre.  Como não transporta eletricidade, a fibra é o meio mais adequado para conectar prédios com diferentes aterramentos elétricos.  Além disso, os cabos de fibra não atraem raios como cabos de cobre. 

Cada metade do cabo de fibra ótica é composta de camadas de material.  Na parte externa, uma cobertura plástica deve obedecer às normas de construção do prédio e aos códigos de proteção contra incêndio para que o cabo inteiro fique protegido.  Sob a cobertura, uma camada de fibras Kevlar, sob as fibras outra camada de plástico, denominada capa.  Quando projetados para entrarem em contato com o solo devem conter fios de aço inoxidável ou de outro material que proporcione maior robustez.  Todos estes materiais protegem o fio de fibra de vidro, que é tão fino quanto um fio de cabelo.

Padrões

Os padrões para os cabos são especificados por organizações que desenvolvem códigos de engenharia civil e de proteção contra incêndio dentro e fora dos Estados Unidos, como o IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers), a EIA/TIA (Electronic Industries Association/Telecommunications Industtry Association), a UL (Underwriters Laboratories) e entidades governamentais de vários níveis, que emitem especificações para os materiais utilizados em cabos e para sua instalação.

A EIA/TIA é um órgão norte-americano com um longo histórico no estabelecimento de padrões para sistemas de comunicações. A EIA/TIA atacou o problema de especificação de cabos de rede local começando pelo modelo Anixter de nível 5, mas passou a chamar as divisões de “categorias”, em vez de níveis.  A Amp e outras empresas trabalharam na EIA/TIA para expandir o modelo, de modo a abranger outras categorias de produtos, inclusive cabos coaxiais e de fibra ótica.  O resultado é o padrão EIA/TIA 568 para fios de telecomunicação em prédios comerciais. Este padrão está mudando seu nome para SP-2840.  Este padrão descreve as especificações de desempenho do cabo e sua instalação, deixando espaço para que o projetista utilize outras opções e expanda o sistema.

Este padrão sofre constantemente modificações, mas suas principais especificações de desempenho são:

categoria 1: de forma geral um cabo desta categoria é um fio não trançado AWG 22 ou 24, com grandes variações de valores de impedância e atenuação, esta categoria não é recomendada  para dados e velocidades de sinalização superiores a 1 megabit por segundo.

categoria 2: essa categoria de cabo é igual à especificação de cabo de nível 2 da Anixter, e é derivada da especificação de cabo tipo 3 da IBM.  Esse cabo utiliza fios de pares trançados AWG  22 ou 24.  Pode ser utilizado com uma largura de banda máxima de 1 Mhz, mas não é testado em relação à  paradiafonia. Pode ser usado para conexões de computador IBM 3270 e AS /400 e com o Apple Local Talk.

categoria 3: categoria esta, correspondente à especificação de nível 3 da Anixter e geralmente é o nível de qualidade mais baixo que poderá ser permitido em novas instalações, utiliza fios de pares trançados sólidos AWG 24.  Fio este que apresenta impedância típica de 100 ohms e é testado para atenuação e paradiafonia a 16  Mhz, útil para transmissões de dados a velocidade de até 16 megabits por segundo, esse fio é o padrão mais baixo que poderá ser utilizado para instalações 10Base-T e é suficiente para redes Token_Ring de 4 megabits.

-categoria 4: igual ao cabo de nível 4 da Anixter, este cabo pode ter fios de pares trançados sólidos AWG 22 ou 24 e possui impedância de 100 ohms, e é testado para uma largura de banda de 20 Mhz.  Os cabos dessa categoria são formalmente classificados para uma velocidade de sinalização de 20 Mhz.  Portanto, eles representam uma boa opção caso você pretenda utilizar um esquema Token-Ring de 16 megabits por segundo em fios de pares trançados sem blindagem.  O cabo da categoria 4 também funciona bem com instalações 10Base-T.

categoria 5: esta especificação é a recomendada para todas as novas instalações.  Trata-se de um cabo de fios de pares trançados sem blindagem AWG 22 ou 24 com uma impedância de 100 ohms.  Testado para uma largura de banda de 100 Mhz, esse cabo é capaz de transportar uma sinalização de dados a 100 megabits por segundo sob determinadas condições. O cabo desta categoria é um meio de alta qualidade cada vez mais usado em aplicações voltadas para a transmissão de imagens e dados em grandes velocidades.

A UL (Underwriters Laboratories) possui padrões de segurança para caos semelhantes aos utilizados pelo NEC.  O UL 444 é o padrão de segurança para cabos de comunicação, já o UL 13 é o padrão de segurança para cabos de circuito com limitações  de energia elétrica.  Os cabos de rede podem ser classificados nas duas categorias.  A UL testa e avalia amostras de cabos e, em seguida, depois de  conceder uma aprovação preliminar, conduz testes e inspeções.  Essa fase de testes e acompanhamento torna a marca de aprovação da UL um símbolo valioso para os compradores.  O LAN Certication Program da UL lida além de testar a segurança, testa  o desempenho.  A UL adotou o padrão de desempenho do EIA/TIA 568 e alguns aspectos do modelo de desempenho de cabo Anixter, apesar de lidar com fios de pares trançados com ou sem blindagem  e o padrão EIA/TIA 568 se concentra nos fios sem blindagem.  Os níveis de classificação lidam com desempenho e segurança.  Portanto os produtos que recebem a aprovação da UL também atendem às especificações  mP, CM ou CL do NEC e ao padrão EIA/TIA de uma determinada categoria.