TIPOS DE CABEAMENTO
Professor Victor Sotero
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Meios Físicos para Redes (Cabeamento)
Prof. Victor Sotero
Visão Geral
• Cabos de cobre são usados em quase todas as redes locais.
• Estão disponíveis diferentes tipos de cabos de cobre, cada tipo tem suas vantagens e desvantagens.
• Uma seleção cuidadosa de cabeamento é a chave para uma operação eficiente de redes.
• Haja visto que o cobre transporta informações usando corrente elétrica.
Visão Geral (continuação)
• A conectividade física permitiu um aumento na produtividade tornando possível o compartilhamento de impressoras, servidores e software.
• Os sistemas de redes tradicionais exigem que as estações de trabalho permaneçam estacionárias permitindo movimentação apenas dentro dos limites dos meios e da área de escritórios.
Visão Geral (Continuação)
• A apresentação de tecnologia sem fio elimina essas restrições e oferece uma portabilidade verdadeira ao mundo da computação.
• Atualmente, a tecnologia sem fio não fornece transferências a alta velocidade, segurança ou confiabilidade no tempo de atividade nas redes cabeadas.
• Portanto, a flexibilidade da tecnologia sem fio justifica o sacrifício.
Meios de cobre:
• Especificação de cabos :
Meios de cobre:
• Questionamentos que devem ser feitos antes de iniciar um projeto de redes :
• Quais são as velocidades para transmissão de dados que podem ser alcançadas quando se usa um determinado tipo de cabo?
Questionamento :
• A velocidade da transmissão de bits através do cabo é extremamente importante ?
• A velocidade da transmissão depende do tipo do meio fisico usado ?
Questionamento:
• Qual é a distância que um sinal pode percorrer através de um certo tipo de cabo antes que a atenuação desse sinal se torne um problema?
Meios de cobre (cabos)
• Tipos mais comuns :
• Coaxial de 50 e 75 Ohms;
• Par Trançado(UTP, FTP e STP);
• Fibra óptica(monomodo e multimodo);
Principal Características :
• Os cabos coaxiais se dividem em :• Cabo coaxial fino (Thin Ethernet, 50 Ohms);• Cabo coaxial grosso (Thick Ethernet, 75
Ohms).• Taxa de transmissão : de 10 a 50 Mbps(Thin
Ethernet);
Cabo Coaxial 50 Ohms
Cabo coaxial fino :
Cabo coaxial fino :
• Principais características :• Apenas um camada de malha e blindagem;• Tamanho máximo do segmento (distância da
rede) : 185 Metros;• Tamanho mínimo do segmento : 0,45 Metros;
Cabo coaxial fino :
• Número máximo de segmentos : 5;• Tamanho máximo total com repetidores : 925
Metros;• Capacidade por segmento : 30 Hosts;• Operava apenas em Half-Duplex;• Mais sensível a ruidos, atenuação e latência.
Cabo coaxial grosso (Thick Ethernet, 75 Ohms)
Cabo coaxial grosso (Thick Ethernet, 75 Ohms)
• Principais características :• Duas malhas e duas lâminas metálicas;• Maior resistência mecânica;• Trabalha em dois :caminhos : Transmissão
(Inbound), e Recepção (OutBound);• Primeiro cabo a transmitir a 100 Mbps (2 canais de
50Mbps).
Cabo coaxial grosso (Thick Ethernet, 75 Ohms)
• Era o cabo mais utilizado para a conexão de redes em ambientes industriais, devido a sua maior resistência mecânica e maior resistência á ruídos, atenuação, diafonia e latência.
BNC - Bayonet Neill and Concelman
• Conector BNC para cabos coaxiais (ponta de cabo).
BNC - Bayonet Neill and Concelman
• Conector BNC para cabos coaxiais (conector ponto-a-ponto).
Cabos Par Trançado (STP, FTP e UTP):
• Cabos STP (Shielded Twisted Pair);• O cabo de par trançado blindado (STP)
combina as técnicas de blindagem, cancelamento e trançamento de fios;
• Cada par de fios é envolvido por uma malha metálica, e todos os pares são blindados juntos.
Cabos STP, FTP e UTP
• Cabos FTP (Foiled Twisted Pair);• O cabo de par trançado blindado (FTP)
combina as técnicas de blindagem, cancelamento e trançamento de fios;
• Cada par de fios é envolvido por uma malha metálica.
CABOS FTP:
• Esquema de construção :
Cabo STP:
Cabos STP e FTP
• o STP e FTP reduz o ruído elétrico dentro dos cabos;• Os ruídos externos são também conhecidos como – EMI(Interferência Eletromagnética);– RFI(Interferência por Freqüência de Rádio);
• Reduz também a DIAFONIA ou CROSSTALK.
CABOS UTP (Unshielded Twisted Pair )
• Cabos de rede de par trançado sem blindagem;
• É um meio de fio de quatro pares usado em uma variedade de redes;
• Cada um dos 8 fios individuais de cobre no cabo UTP é coberto por material isolante;
CABOS UTP (Unshielded Twisted Pair )
• Esse tipo de cabo usa apenas o efeito de cancelamento, produzido pelos pares de fios trançados para limitar a degradação do sinal causada por EMI e RFI.
CABOS UTP (Unshielded Twisted Pair )
• O cabo de par trançado não blindado tem muitas vantagens.
• Ele é fácil de ser instalado e mais barato que outros tipos de meios de rede.
• Aliás, o UTP custa menos por metro do que qualquer outro tipo de cabeamento de redes locais.
CABOS UTP (Unshielded Twisted Pair )
• Modelo de construção :
CABOS UTP (Unshielded Twisted Pair )
• Vantagens :– Baixo custo;– Fácil manutenção;– Diâmetro reduzido;– Utilizado em vários tipos de rede;– Encontrado em quase todos os locais
especializados em equipamentos de rede e/ou informática.
CABOS UTP (Unshielded Twisted Pair )
• Desvantagens :• Muito mais propenso a ruídos externos e
interferências externas EMI e RFI.• Não tem muita resistência física (não se pode
puxar demais o cabo).• Mais susceptível á latência, diafonia,
atenuação e ruídos; • Distância máxima: 100 Mts.
Cabos UTP (Unshielded Twisted Pair )
• Existem cabos de CAT1 até CAT7. • Como os cabos cat 5 são suficientes tanto para redes
de 100 quanto de 1000 megabits, eles são os mais comuns e mais baratos;
• Geralmente custam em torno de 1 real o metro. • Os cabos CAT5 (comuns atualmente) seguem um
padrão um pouco mais restrito, por isso dê preferência a eles na hora de comprar.
Categorias de Cabos de Par trançado:
• Categoria 1: Utilizado em instalações telefônicas, porém inadequado para transmissão de dados.
• Sem blindagem, apenas uma capa de plástico protegendo os fios de cobre, contém apenas 2 pares.
Categorias de Cabos de Par trançado:
• Categoria 2: Outro tipo de cabo obsoleto. Permite transmissão de dados a até 2.5 megabits e era usado nas antigas redes Arcnet e thickNet (AUI).
• Sem blindagem, apenas uma capa de plástico protegendo os fios de cobre também apenas 2 pares de fios.
Categorias de Cabos de Par trançado:
• Categoria 3: Era o cabo de par trançado sem blindagem mais usado em redes há uma década.
• Pode se estender por até 100 metros e permite transmissão de dados a até 10 Mbps.
• A principal diferença do cabo de categoria 3 para os obsoletos cabos de categoria 1 e 2 é o entrançamento dos pares de cabos.
Categoria 3:• Enquanto nos cabos 1 e 2 não existe um padrão definido.• Cada par de cabos tem um número diferente de tranças por metro, o que
atenua as interferências entre os pares de cabos.
• Praticamente não existe a possibilidade de dois pares de cabos terem exatamente a mesma disposição de tranças.
• A partir do cabo CAT3 começou-se a utilizar os cabos com 4 pares de fios.
Categorias de Cabos de Par trançado:
• Categoria 4: Cabos com uma qualidade um pouco melhor que os cabos de categoria 3.
• Este tipo de cabo foi muito usado em redes Token Ring de 16 megabits.
• Em teoria podem ser usados também em redes Ethernet de 100 megabits, mas na prática isso é incomum, simplesmente porque estes cabos não são mais fabricados
Categorias de Cabos de Par trançado:
• Categoria 5: Este é o tipo de cabo de par trançado usado atualmente, que existe tanto em versão blindada quanto em versão sem blindagem, a mais comum.
• A grande vantagem sobre esta categoria de cabo sobre as anteriores é a taxa de transferência: eles podem ser usados tanto em redes de 100 megabits, quanto em redes de 1 gigabit
Categorias de Cabos de Par trançado:
• Categoria 6: Utiliza cabos de 4 pares, semelhantes aos cabos de categoria 5.
• Este padrão não está completamente estabelecido, mas o objetivo é usa-lo (assim como os 5e) nas redes Gigabit Ethernet.
• A diferença entre o o CAT5 e o CAT6 é a qualidade.
Categorias de Cabos de Par trançado:
• Categoria 7: Os cabos cat 7 também utilizam 4 pares de fios, porém utilizam conectores mais sofisticados e são muito mais caros.
• Tanto a freqüência máxima suportada, quanto a atenuação de sinal são melhores que nos cabos categoria 6.
• Está em desenvolvimento um padrão de 10 Gigabit Ethernet que utilizará cabos de categoria 6 e 7.
• Cabos CAT5 e conector RJ45.
Por que o cabo UTP, o STP e o FTP são trançados?
• Os cabos de categoria 3 (assim como os de categoria 4 e 5) possuem pelo menos 24 tranças por metro e por isso são muito mais resistentes a ruídos externos.
• O trançamento faz o chamado cancelamento dos campo magnéticos gerados pelos pares.
• Quando um par envia e outro recebe, os campo magnéticos positivos e negativos se anulam com as tranças do cabo.
DIAFONIA ou CROSSTALK:
• A diafonia ocorre quando um sinal transmitido em um fio interfere ou até mesmo corrompe o sinal que está sendo transmitido no fio adjacente.
• Fisicamente falando, isto ocorre porque quando um dado está sendo transmitido em um fio, ele gera um campo eletromagnético ao seu redor, e um fio posicionado dentro deste campo eletromagnético funciona como uma antena, capturando o sinal e, assim, modificando o sinal que estava sendo transmitido por este fio.
Como a diafonia interfere no desempenho da rede ?
• A diafonia oriunda do meio físico (cabos) que embaralham o fluxo de sinais elétricos dentro do meio físico.
Ruído:
• O ruído é caracterizado pela interferência de meios externos á rede, ou seja podem ser oriundos de geradores (interferência eletromagnética EMI, fios elétricos etc..) ou pode ainda ser de gerado por fontes de rádio freqüência RFI.
Lembrete:
• Sempre que forem lançados cabos de rede deve-se tomar muito cuidado com os fatores externos que podem comprometer o desempenho da rede.
• O ruído é causado por fontes externas, a diafonia ou crosstalk é causada por meios internos (cabos despadronizados, crimpagem incorreta, emendas, entre outros....
O que pode causar interferência eletromagnética em uma rede ?
• Fontes de Luz Fluorescente;• Motores Elétricos;• Motores de combustão;• Fontes de energia elétrica;• Fontes Magnéticas (eletroimãs)• Antenas de TV, AM/FM e telefonia.• Indutância Elétrica;• Fontes de Raios X;• Fontes de Raios Gama;• Fontes de Raios Ultravioleta.
O que pode ser feito para evitar estes problemas?
• Evitar ao máximo expor cabos de rede ás fontes eletromagnéticas;
• Se necessário expor, usar cabos blindados se necessário.• Sempre, identifique as canaletas que se encontram os
cabos de rede;• Alertar as demais pessoas (eletricistas) sobre o problema
do ruído e como evitá-lo;• Sempre supervisionar o trabalho de lançamento de cabos;
LATÊNCIA:
• A latência pode ser dita como o atraso na troca de mensagens de ida e volta, ou seja, tanto o envio como a confirmação do recebimento do pacote tem de ser semelhantes) quando ocorre uma diferença entre ambos, podemos dizer que está ocorrendo a LATÊNCIA.
Latência:
• As causas de latência ou atraso em uma rede podem ser várias :
• Placa de rede defeituosa;• Segmento de cabo muito longo;• Cabo de má qualidade;• Excesso de ruídos externos;• Diafonia;• Concentrador (HUB ou SWITCH) com porta
defeituosa.
LATÊNCIA:
• Quando ocorre muita latência na rede, ocorre também colisões de pacotes, devido a solicitação de reenvio por parte dos hosts.
Interferência por meios da luz:
• Lâmpadas fluorescente também geram interferência nas redes, deve-se observar quan for feito um cabeamento para não passar perto de lâmpadas.
Crimpando os cabos :
• Ao crimpar os cabos de rede, o primeiro passo é descascar os cabos, tomando cuidado para não ferir os fios internos que são frágeis.
• Eles são enrolados em quatro pares que por sua vez são diferenciados por cores.
• Um par é laranja, outro é azul, outro é verde e o último é marrom.
• Um dos cabos de cada par tem uma cor sólida e o outro é malhado, misturando a cor e o pontos de branco.
• É pelas cores que diferenciamos os 8 fios.
Crimpando Cabos :• O segundo passo é destrançar os cabos, deixando-os
soltos. • É preciso organizá-los numa certa ordem para colocá-
los dentro do conector e é meio complicado fazer isso se eles estiverem grudados entre si .
• É preferível descascar um pedaço grande do cabo, uns 6 centímetros para poder organizar os cabos com mais facilidade e depois cortar o excesso, deixando apenas os 2 centímetros que entrarão dentro do conector.
• O próprio alicate de crimpagem inclui uma guilhotina para cortar os cabos, mas você pode usar uma tesoura se preferir.
Padrões de Cabos :
• Existem 2 padrões de crimpagem de cabos:
• O padrão EIA/TIA 568A; • O padrão EIA/TIA 568B;
• EIA significa - Electronic Industries Alliance;• TIA significa Telecommunications Industries
Association.
O padrão EIA/TIA 568A:
• É o padrão utilizado nas Américas, a seqüência dos fios neste padrão é a seguinte :
• 1- Branco com Verde2- Verde3- Branco com Laranja4- Azul5- Branco com Azul6- Laranja7- Branco com Marrom8- Marrom
O padrão EIA/TIA 568B:
• É o padrão utilizado pelo restante do mundo principalmente Europa e Ásia, a seqüência dos fios neste padrão é a seguinte :
• 1- Branco com Laranja2- Laranja3- Branco com Verde4- Azul5- Branco com Azul6- Verde7- Branco com Marrom8- Marrom
Tipos de Cabos:
• Cabo Direto;
• Cabo CrossOver;
• Cabo RollOver.
Cabo Direto ou Straight-Thru
• As duas pontas do cabo usam o padrão EIA/TIA 568A ou EIA/TIA 568B;
• AS DUAS PONTAS são iguais;
• São utilizados para ligar os hosts aos concentradores (Hub´s e switches).
Cabo Direto :
• Transferência e recebimento pelos pares :
Cabo Cruzado ou Cross Over
• Uma ponta do cabo usa o padrão EIA/TIA 568A e a outra usa o EIA/TIA 568B;
• AS DUAS PONTAS são diferentes;• São utilizados para cascatear hub´s e switches, usado
para conectar roteadores e hosts.• Podemos montar uma rede com 2 hosts sem
nenhum concentrador, apenas usamos um cabo cruzado.
Cabo Cruzado:
• Transferência e recebimento pelos pares :
Cabos Cruzados :
• Utilização :
Cabo RollOver:
• Desenvolvido pela Cisco Systens, este padrão é utilizado apenas para interligar equipamentos Cisco, não sendo utilizável para uma instalação comum de rede.
Cabo RollOver :
• O cabo rollover é construído da seguinte maneira :• Uma ponta :– 1 – Branco-Laranja;– 2 – Laranja;– 3 – Branco-Verde;– 4 – Azul;– 5 – Branco-Azul;– 6 – Verde;– 7 – Branco-Marrom;– 8 – Marrom;– Ou seja o padrão EIA 568B;
Cabo RollOver :• A outra ponta do cabo rollover é construído da
seguinte maneira :– 1 – Branco-Marrom;– 2 – Marrom;– 3 – Verde;– 4 – Branco-Azul;– 5 – Azul;– 6 – Branco-Verde;– 7 – Laranja;– 8 – Branco-Laranja;– Ou seja exatamente o contrário do padrão EIA 568B;
Introdução a Redes de Computadores 67