apostila cat 5e x cat 6 panduit
DESCRIPTION
Cabeamento EstruturadoTRANSCRIPT
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O cabeamento como base para
Gigabit Ethernet
David David TakashiTakashi Otaki, RCDDOtaki, RCDD
DataComm DataComm Sales Sales ManagerManager
www.panduit.com.br
Panduit BrasilPanduit Brasil
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Agenda
Introduo Como surgiu?
IEEE 802.3z IEEE 802.3ab
O que estabelece a TSB-95?
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Gigabit Ethernet
10Base10Base--TT
Token RingToken Ring
100Base100Base--TT
FDDIFDDI
155 ATM155 ATM
Gigabit EthernetGigabit Ethernet
??????
As redes As redes evoluem e evoluem e
continuro a evoluir continuro a evoluir enquanto se enquanto se incrementem os incrementem os requerimentos de requerimentos de velocidade.velocidade.
10 10 Gigabit EthernetGigabit Ethernet
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Gigabit Ethernet
Necessidades do mercado As aplicaes de rede incluem:
modelos de alta resoluo em 3D;
vdeo em tempo real;
servios de publicaes / editorao digital
As aplicaes das verticais incluem: internet/intranet;
data warehousing; solues com Fast Ethernet at o escritrio.
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Gigabit Ethernet
Histria: 11/95 se forma grupo de trabalho no IEEE para se
pesquisar velocidades mais altas
7/96 se estabelece o grupo de trabalho IEEE 802.3z Se definem especificaes para meios de transmisso em
cobre e fibra ptica
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Gigabit Ethernet
Nvel de confiana para o Usurio Final
Completamente compatvel com a base instalada de 10 e 100 Mbps Ethernet
Custo inicial razovel e com pouca necessidade de treinamento adicional para usurios de Ethernet
Informao do Informao do Gigabit Ethernet AllianceGigabit Ethernet Alliance
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Gigabit Ethernet
Mas, realmente Ethernet? Segue utilizando o mesmo protocolo CSMA/CD
(Carrier Sense Multiple Access with Collision).
Segue utilizando o mesmo formato.
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Gigabit Ethernet
Status
1000Base-T: Publicado em Maro/99
1000Base-SX/LX/CX: Publicado em Junho/98
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Migrao Futura
Passos:
1. Melhorar as conexes switch a switch Mudanas dos enlaces para1000 Mbps entre switches de
100 /1000
2. Melhorar as conexes entre servidores e switches. Se obtem acesso de alta velocidade em aplicaes e
servidores de arquivos
3. Melhorar a conexo vertical de Fast Ethernet switcheado Unir e trocar os enlaces dos switches Fast Ethernet ao
repetidor ou switch Gigabit Ethernet
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Migrao Futura
4. Melhorar uma conexo vertical com FDDI compartilhado Instalar pontos de Gigabit Ethernet aos switches FDDI ou
switches/roteadores Ethernet-a-FDDI e unir-los a um switch principal Gigabit Ethernet
5. Melhorar o rendimento de grupos de trabalho Instalar placas de rede (NICs) Gigabit Ethernet para o
enlace com switches e repetidores Gigabit Ethernet
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IEEE 802.3z
802.3z inclue especificaes para:
MAC (Controle de Acesso de Meios)
Regras de topologa
GMII (Interface Independente de Meios Gigabit)
Trs interfaces de camada fsica utilizando uma codificao comum:1000BASE-SX, 1000BASE-LX e 1000BASE-CX.
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1000Base-SX/LX
O objetivo atender a TSB-72. Requer-se uma capacidade de 300 metros
Utiliza tecnologa de Fibre Channel em circuitosde codificao e decodificao Codificao 8B/10. Tecnologa disponvel, comprovada e eficiente.
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TIA/EIA TSB-72TIA/EIA TSBTIA/EIA TSB--7272
BackboneBackboneCableCable
Horizontal CableHorizontal Cable90m90m
CentralizedCentralizedCrossCross--ConnectConnectERER
TCTC WAWA
Backbone + Horizontal CableBackbone + Horizontal Cable+ Patch Cords + Patch Cords
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1000Base-SX
Lances horizontais e verticais muito curtos.
Curto comprimento de onda (850nm).
Cabo de Fibra Multimodo. 50/125um ou 62.5/125um.
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1000Base-LX
O Gigabit Ethernet demasiadamente rpido para LEDs e requere a utilizao de lasers ou de VCSELs (Vertical Cavity Surface Emitting Lasers). Rendimento de Laser a custos de LED.
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Preocupaes com a Fibra Multimodo
As primeiras provas mostram um problemadenominado Atraso de Modo Diferencial (DMD -Differential Mode Delay).
Efeito produzido ao injetar um feixe de laser diretamente no centro do ncleo de uma fibra multimodo. Pela construo estrutural do ncleo, o feixe pode se dividir
em vrios modos.
Causa jitter ou deslocamento de fase...
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Preocupaes com a FibraMultimodo
A distoro central muda a velocidade de alguns modos, aumentando a dilatao do pulso(semelhante ao efeito de disperso modal).
Cria deslocamento de fase e as vezes o receptor pode chegar a captar dois pulsos separadamente O reconhecimento de dados se perde.
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Soluo para distncia em Fibra Multimodo para 1000Base-SX
Deslocamento Condicionado Desloca-se o transmissor do centro do ncleo da
fibra Pode faz-lo por meio de transceivers ou por meio
de cordes especiais que proporcionem o mesmo efeito.
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Distncias para Fibra Multimodo 1000Base-SX
Dimetro do Ncleo
Largura de Banda Modal
Distncia Mxima
(um) (MHz-km) (metros)62.5* 160 22062.5** 200 27550** 400 50050** 500 550
**ConformeConforme a EIA/TIA 568a EIA/TIA 568--AA**Incluso proposta para **Incluso proposta para EIA/TIA 568EIA/TIA 568--BB
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1000Base-LX
Distncias maiores utilizando fontes laser. Comprimento de onda a 1300nm.
Cabeamento de fibra tanto em monomodo como em multimodo.
Pesquisam se os VCSELs para LX
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Distncias para Fibra com 1000Base-LX
Tipo de
Dimetro do Ncleo
Largura de Banda
Distncia Mxima
Fibra (um) (MHz-km) (metros)
MM 62.5* 500 550MM 50** 400 550MM 50** 500 550SM 10 n/a 5000
**ConformeConforme a EIA/TIA 568a EIA/TIA 568--AA**Incluso proposta para **Incluso proposta para EIA/TIA 568EIA/TIA 568--BB
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Restrio de Perda em GigaBitEthernet
Antes:
Certificao da atenuao entre 5 a 10 dB Gigabit Ethernet:
Budget de perda menor: To baixo como 2.35 dB.
Mais restrito.
Atenuao mxima por conector 1.5dB.
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Perdas em Gigabit EthernetPadro
Dimetro (microns)
Distncia (metros)
Atenuao(dB)
1000Base-Sx 62.5 220* 2.3862.5 275** 2.6050 500 3.3750 550*** 3.56
1000Base-Lx 62.5 550 2.3550 550 2.3550 550 2.359 5000 4.37
* A EIA/TIA 568-A especifica 160/500 MHz*km para fibra multimodo** A ISO/IEC 11801 especifica 200/500 MHz*km para fibra multimodo*** A especificao para Fibre Channel 500/500 MHz*km para fibra de 50 microns e
se prope para a ISO/IEC 11801.
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Gigabit Ethernet sobre Cabo Blindado
1000Base-CX Projetado para enlaces curtos entre equipamentos
dentro de salas de telecomunicaes ou de equipamentos
25 metros de cabo blindado balanceado de 150 ohm (especial-TIPO 1 IBM )
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Objetivo IEEE 802.3ab
Suportar CSMA/CD (protocolo de acesso ao meio).
Suportar transferncia de dados em half e full-duplex a 1000Mbps.
Suportar at 100m de cabo UTP de 4 pares.
Manter um BER (taxa de erros de bit) de 10-10 ou melhor
Cumprir ou exceder requerimientos de FCC Classe A.
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Gigabit Ethernet sobre UTP 1000Base-T
250 Mbits/sec por par transmitindo em ambas as direes simultaneamente (Full-Duplex)
Codificao de sinal PAM 5
Definido at 100 metros.
Utiliza processamento digital para cancelar Perda de Retorno e Paradiafonia (NEXT), e Telediafonia (FEXT)
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Esquema de Transmisso
Cada par transmite e recebe ao Cada par transmite e recebe ao mesmo tempo (mesmo tempo (FullFull--DupexDupex))
11
22
33
44
11
22
33
44
TX/RXTX/RX
Extremo Extremo PrximoPrximo
Extremo Extremo RemotoRemoto
Tec
no
log
ia D
SP
Tec
no
log
ia D
SP
TX/RXTX/RX
TX/RXTX/RX
TX/RXTX/RX Tecn
olo
gia
DS
PT
ecn
olo
gia
DS
P TX/RXTX/RX
TX/RXTX/RX
TX/RXTX/RX
TX/RXTX/RX
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Esquema de Transmisso por Par
HBRIDO
HBRIDO
Tx
TxRx
Rx
250Mb/s 250Mb/s
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Hbridos Magnticos
Os circuitos hbridos so utilizados para permitir transmisses bidirecionais sobre o par de cabos ao filtrar o sinal transmitido no receptor (eco).
Isolam eletricamente o cabo do equipamento de rede.
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Hbridos Magnticos
O resduo do sinal transmitido do hbrido e a perda de retorno requerem de um sistema de cancelamento por par para remover o eco do sinal de transmisso.
HBRIDO
Tx
Rx
ECO
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Uso de DSPs
Esta tecnologia se conhece como DSP -Processamento de Digital de Sinais ou filtros adaptaveis.
Os DSPs so utilizados para administrar os problemas de:
Intereferncia Intersmbolo, por ECO e Diafona (NEXT e FEXT)
Assegurar um BER (Taxa de Erros de Bits) de 10-10.
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Esquema de Transmisso
Transmite 125 Mbaud/seg sobre cada par. Largura de banda de 125 MHz
2 Bits por smbolo (Codif. PAM-5)
125 Mbd/s x 2 bits/bd x 4 prs =
1000 Mbps !!!!
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Codificao PAM 5 Utiliza 5 nveis
Designados -2,-1,0,1,2 (-1V, -0.5V, 0V, 0.5V e 1V)
Se os smbolos -1 e +1 no so utilizados e um canal utilizado nicamente para transmitir, a sinalizao permite a implementao de velocidades 100/1000 Mbps (Auto-Negociao)
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Espectro 1000Base-T
Atravs de uma tcnica conhecida como pulse shaping ou filtro combinado com PAM-5, o espectro do sinal transmitido de 1000BASE-T essencialmente idntico ao espectro de 100BASE-TX
Gigabit Ethernet Alliance, 1000Base-T, Whitepaper, 1997
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Espectro 1000Base-T
0
-80
-60
-40
-20
50 100 150 [MHz]
[dB]
100Base-Tx
1000Base-T
Robert Breyer, Switched, Fast, & Gigabit Ethernet,Macmillan Technical Publishing.
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Espectro 1000Base-T
Enquanto que a energia entre 100 e 125 MHz no essencial para a operao da rede (finalmente funciona), tem um efeito significativo no rendimento no BER do sistema
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BER para Gigabit Ethernet
O BER mximo para Gigabit Ethernet de 10-10 , ou seja, um erro de bit em cada 10 milhes de bits transmitidos (um error para cada 10 segundos).
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BER para Gigabit Ethernet
IEEE declara que sistemas de cabeamento estruturado que cumpram com o padro Cat.5 ou superiores acoplados a componentes eletrnicos adequados, provero um BER de 10-10 ou melhor .
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Re-transmisses O protocolo CSMA/CD determina se os dados foram
transmitidos adequadamente.
Se existir um problema , os dados devem ser retransmitidos.
Os problemas podem ser originados devido: Ao Cabeamento Estruturado
Electrnica Trfego.
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Re-transmisses
Os problemas na eletrnica no podem ser resolvidos com Cabeamento.
Causas comuns de erros de transmisso so devidas emisso eletromagntica ambiental (EMI), eletrnica, ao desenho do cabo, s prticas de instalao, etc.
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Soluo...
Melhor balanceamento do sistema para imunidade e maior margem
Melhorar a estrada
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Requerimentos 1000Base-T
1000Base-TEspecificaes do Cabo
NEXTAtenuao
Atraso de PropagaoDiferna de Atraso
ELFEXT (e PS)Perda de Retorno
EIA/TIA 568-ANEXT
Atenuao
EIA/TIA 568-A-1Atraso de Prop.
Difera de Atraso
EIA/TIA TSB-95ELFEXT (e PS)Perda de RetornoTestes em Campo
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Comparao dos Requerimentos de Enlace de Canal a 100 Metros
Parmetro Cat 5 Cat 5E Cat 6 1000Base-TNEXT loss 27,1 30 39,9 27,1PS NEXT loss N/A 27,1 37,1 22,3PS ACR N/A 3,1 15,9 N/AELFEXT loss 17,0 17,4 23,3 17,0PS ELFEXT loss 14,4 14,4 20,3 14,4R Loss 8,0 10,0 12,0 8,0Attenuation 24,0 24,0 21,3 24,0Delay (ns/100m) 538 538 538 570Delay Skew (ns/100m) 45 45 45 50
A tabela mostra valores a 100A tabela mostra valores a 100 MHzMHz
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Gigabit Ethernet sobre UTP 1000Base-T
A meta do IEEE 802.3ab que 1000Base-T funcione sobre sistemas Categoria 5 normais mais ou menos
Se recomenda uma re-certificao das instalaes Categoria 5 j instaladas
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Especificaes para novas instalaes
O rendimento recomendado se compara ao addendum Categora 5 E
A utilizao de Categoria 6 representa uma maior margem e um risco menor
Maior margem, maior confiabilidade!
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TSB-95: Cumprimento Mnimo para Categora 5
Oferece caractersticas novas e completaspara Categora 5
Para que? Para prover ao IEEE 802.3 com um rendimento
antecipado para instalaes Cat. 5 Necessria para a implantao de 1000Base-T
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TSB-95 Requerimentos de Rendimento Instalado
Enlace Bsico e Canal Oferecer largura de banda par a par de 100 MHz Recomenda testes de: Perda de Retorno,
ELFEXT, PS-ELFEXT, Atraso de Propagao Inclue procedimentos de testes em campo
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Restries
Os cabos UTP de 25 pares para lanamentos verticais no esto suportados. Problemas de Cross-Talk (diafona)
1000BASE-T est destinado para lanamentos horizontales
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Recomendaes TSB-95 e GEA
O que fazer quando a re-certificao no passa? 1. Remover pontos de consolidao
Se forem necessrios, troc-los por conexes Cat. 5 melhorados
2. Remover as conexes cruzadas e troc-las por interconexes
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Recomendaes TSB-95 e GEA
3. Trocar o conector na rea de trabalho por Cat. 5E
4. Trocar o conector no TC por Cat. 5E
5. Trocar os patch cords por Cat. 5E para corrigir problemas de Perda de Retorno em baixas frequncias (< 20 MHz)
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Concluso
Segundo a TSB-95 e GEA: Solues Cat 5, Cat 5E ou Cat 6 adequadamente
instaladas e testadas provero menos de 10-10
Erros de Bits.
Portanto: 100% Throughput
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Outra concluso...
Que se passou com PS-NEXT?
Pode se garantir que o cabeamento Cat. 5 instalado atue melhor que os modelos de disenho (laboratrio) da tecnologia 1000BASE-T?
Quem possue equipamento 1000Base-T no mercado?
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Obrigado!Obrigado!
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David Takashi Otaki, RCDD
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