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Tecnologia

Fundamentos de Rede e Cabeamento Estruturado

Cabeamento Estruturado


• A importância do cabeamento

• Cabeamento para redes pequenas x cabeamento para grandes redes– dificuldades– complexidade


• Um cabeamento estruturado é baseado em segmentos de cabos entre dois pontos que são instalados de acordo com as especificações publicadas nas normas de cabeamento estruturado


• Vantagens de construir um cabeamento de acordo com as normas:– confiabilidade– gerenciamento– flexibilidade


• Um sistema de cabeamento baseado nos padrões e normas e utilizando componentes de alta qualidade permite que a rede trabalhe sempre em seu limite, alem de tornar os serviços estáveis para os usuários finais


• Cabeamento é a infra-estrutura básica de uma rede– cabeamento = fundação de um edifício

• A qualidade da rede está diretamente relacionada à qualidade de seu cabeamento

• A Engenharia de Cabling é a área responsável pelo projeto e implementação do cabeamento estruturado, tendo como compromissos básicos:

• Garantia de disponibilidade dos recursos da rede;

• Garantia de desempenho da rede, ou seja, que cada aplicação tenha um tempo de resposta satisfatório.


• garantia de disponibilidade seria utilizar recursos de infra-estrutura que tenham alto MTBF – Mean Time Between Failure – e baixo MTTR – Mean Time To Repair.


• garantia de desempenho seria permitir um tempo de resposta aceitável das transações, utilizando para isso recursos de infra-estrutura compatíveis com a velocidade de rede necessária para as aplicações.

• Outro fator determinante e a segmentação da rede, que pode ser feita utilizando-se como base o mapeamento do perfil de tráfego


Cabeamento estruturado x não-estruturado

Estruturado Não Estruturado

Passagem de cabos por dutospróprios

Passagem de cabos utilizando ainfra-estrutura telefônica

Definição de padrão paradistribuição de áreas de trabalho noespaço disponível na planta daempresa e lançamento de cabos paratodos os pontos mapeados

Passagem de cabos apenas para asworkstations existentes

Previsão de crescimento Sem previsão de crescimento



Utiliza equipamentos de manobra,como patch panels e blocos

P Não utiliza equipamentos demanobra, como patch panels oublocos

Defin Provável utilização de obrascivis

Raramente utiliza obras civis

A utilização dos dutos de passagemficam dentro do definido pelasnormas

A utilização dos dutos de passageme total e, geralmente, tais dutos setornam insuficientes

Alto custo inicial Baixo custo inicial



Baixo custo de operação P Alto custo de operação

Alta flexibilidade Baixa flexibilidade

Documentação adequada econfiável, com utilização de umpadrão de identificação único econsistente em todos os elementosde cabling

Pouca ou nenhuma documentação

Fácil de administrar Difícil administração

Cabeamento não-estruturado

Cabeamento estruturado

Normas e Recomendações


• não encontraremos nenhuma indicação de como construir o cabeamento nos padrões do protocolo Ethernet, pois os padrões de cabeamento são diferentes e estão fora do escopo do protocolo Ethernet

• As normas para cabeamento estruturado são basicamente geradas pela ANSI/EIA/TIA e pela ISO


• A ISO – International Organisation for Standardization – e uma entidade mundialmente reconhecida na geração de padrões e normas voltadas para diversas áreas e órgãos. A ISO, estão ligados diversos outros órgãos, como a IEEE e o ITU-T. A norma da ISO que trata de cabling e a ISO-11801 (http://www.iso.org).


• O American National Standard Institute (ANSI), Eletronic Industries Association (EIA) e a Telecommunication Industries Association (TIA) são organizações que geram padrões para diversas áreas, assim como a ISO, porem mais voltadas para o mercado Americano

• As normas da ANSI/EIA/TIA são amplamente utilizadas no mundo, por serem independentes de fabricante, e também são as mais utilizadas no Brasil

• A mais recente versão das especificações de cabeamento estruturado é chamada de ANSI/EIA/TIA-568-A Commercial Building Telecommunications Cabling Standard


• O objetivo da norma ANSI/EIA/TIA é fornecer um sistema de cabeamento de uso geral e independente de fornecedor, que pode ser utilizado para dados, voz e vídeo

• Antes da criação das normas ANSI/EIA/TIA, não havia um guia ou padrão independente de fabricante que poderia ser utilizado



• Nos anos 80, os sistemas de cabeamento eram projetados principalmente para suportar telefones e incluíam somente cabos de par trancado para transporte de voz analógica

• Se desejássemos transportar dados, deveríamos instalar um sistema de cabeamento proprietário de algum fabricante de computador, como, por exemplo, a rede Token Ring da IBM.


• Necessitava passar vários cabos proprietários para suportar os diversos equipamentos utilizados na rede.

• Cada fabricante utilizava cabos e conectores incompatíveis com os demais.

• cada vendedor tinha uma visão diferente de como deveria ser o sistema de cabeamento


• As normas da ANSI/EIA/TIA criram uma única origem de especificações e recomendações para sistemas de cabeamento estruturados,

• Atualmente os fabricantes seguem essa mesma origem


• A norma ANSI/EIA/TIA-568-A define, por exemplo, os requisitos de componentes, distancias de segmentos de cabos e configurações físicas, funcionais e mecânicas das tomadas e conectores

• Podemos projetar sistemas de cabeamento estruturado utilizando componentes de diversos fabricantes e suportando alem de dados, voz e vídeo.

ANSI/EIA/TIA-568-A

ANSI/EIA/TIA-568-A

• Primeira versão em 1995, atualizada em 1998 e 1999

• Define um padrão para sistemas de cabeamento para edifícios comerciais que suportam redes de dados, voz e vídeo

• Define os critérios técnicos e de desempenho para o cabeamento

ANSI/EIA/TIA-568-A

• A principal atualização feita em 1999 diz respeito aos requisitos de desempenho do padrão de cabeamento categoria 5E

• o cabeamento para edifícios comerciais deve fornecer o seguinte:– Sistema global de telecomunicações para ambientes

empresarias;

– Meio de comunicação, definição de topologia física, pontos de conexão e meio de administração;

– Liberdade de escolha e independência de fornecedores;

– Produtos de telecomunicações para uso em ambientes empresarias;

ANSI/EIA/TIA-568-A

• o cabeamento para edifícios comerciais deve fornecer o seguinte:– Meio de comunicação, definição de topologia

física, pontos de conexão e meio de administração;

– Liberdade de escolha e independência de fornecedores;

– Produtos de telecomunicações para uso em ambientes empresarias;

ANSI/EIA/TIA-568-A

• Categorias UTP definidas:

Categoria Máxima taxade

transmissão

Freqüência Aplicação

1 Ate 1 Mbps 1MHz Voz analogize, ISDNBasic Rate

2 4 Mbps 16 MHz Token-Ring (4Mbps)

3 16Mbps 20MHz Token-Ring (4 e16Mbps) e Ethernet(10Mbps)

4 10Mbps 20MHz Token-Ring (16Mbps)e Ethernet (10 Mbps),porem não foi muitoutilizado

ANSI/EIA/TIA-568-A


transmissão


5 100Mbps

1000Mbps (4pares)

100MHz FastEthernet (100Mbps).Atualmente não e maissuportado pois foisubstituído pelo Cat5E

5E 1000Mbps 250MHz FastEthernet 100Mbps

155Mbps ATM

Gigabit Ethernet

6 1000Mbps 400MHz Gigabit Ethernet. Alta Bandade rede para as aplicações eé o cabeamento de redemais utilizado em novasinstalações.

ANSI/EIA/TIA-568-A


transmissão


6E 10000Mbps Ate 625 MHz 10Gigabit Ethernet(10Gbase-T)

7 (ISOClasse F,ainda nãooficial)

10000Mbps De 600 a 700MHz

Vídeo sob demanda

Teleradiologia

Sistemas blindados

Topologia Hierárquica

Topologia hierárquica

Sala de Equipamentos


Armário de Telecomuni-

cacoes

Armario de Telecomuni-

cacoes


cacoes


cacoes


cacoes

Area de Trabalho

Área de Trabalho

Área de Trabalho

Area de Trabalho

Area de Trabalho

Área de Trabalho

Area de Trabalho

Area de Trabalho

Cabeamento Horizontal

Cabeamento Vertical (Backbone)

Componentes do sistema de Cabeamento estruturado

Instalações de Entrada

Instalações de Entrada

• fronteira entre a rede externa e a rede interna de uma empresa

• instalados os componentes de rede necessários para que as operadoras de telecomunicações fornecem os serviços de dados e voz

• se definir o ponto de demarcação (Demarcation Point)

Área de Trabalho

Área de Trabalho

• Local no qual são instalados as tomadas, espelhos, cabos e conectores necessários para fornecer serviços de dados, voz e imagem para o usuário final

• São usados patch cords para a conexão de equipamentos

• comprimento máximo do patch cord e de 3 metros e tal cabo tem os mesmos conectores e pinagens em ambas as extremidades

Área de Trabalho

• Patch cords não devem ser manualmente “fabricados”

• Para cada work área, devemos lançar pelo menos dois pontos de serviço de telecomunicações

• Mínimo 10 metros quadrados de área útil

Cabeamento horizontal

• Porção do sistema de cabeamento que se estende do outlet/conector de telecomunicações da área de trabalho ate a conexão cruzada horizontal (cross connect horizontal)

• Link básico

• Comprimento máximo: 90 metros


• Esse cabeamento deve ser manobrado o mínimo possível após a instalação

• Deve suportar múltiplos serviços

• Se o cabeamento utilizado é de cobre, deve-se evitar passá-lo em locais sujeitos à interferências eletromagnéticas


• Cabos permitidos:• cabos UTP – Unshield Twisted Pair – de quatro pares

(100 Ohm), • ScTP – Screened Twisted Pair – de quatro pares (100

Ohm), • ScTP de dois pares (150 Ohm), • um par de fibra ótica multimodo (62.5/125 microns)• cabo coaxial de 50 Ohm (porém este não é mais

recomendado pela norma para utilização em novas instalações).


• O comprimento total do cabeamento horizontal, incluindo o link básico e os patch cords, não pode ser superior a 100 metros

• Chamamos de canal o link básico e os patch cords utilizados no armário de telecomunicações e na área de trabalho


• . As especificações da norma IEEE 802.3 para segmentos Ethernet são baseadas no canal e não somente no link básico


• Locais planejados para acomodar todos os equipamentos ativos e passivos de telecomunicações que deverão atender a todo o prédio ou campus

• Também chamado de armário principal

• Os Armários de Telecomunicações são interligados a Sala de Equipamentos através do cabeamento vertical


• Aos Armários de Telecomunicações são conectadas todas as áreas de trabalho através do cabeamento horizontal

• Assim, de forma indireta, todas as áreas de trabalho estão interconectadas a Sala de Equipamentos


As salas devem ter espaço para que os técnicos possam trabalhar nos equipamentos;

Nestas salas podem coexistir uma porção das Instalações de Entrada, bem como do Armário de Telecomunicações para o andar;


• Essa sala deve ser flexível para acomodar aplicações atuais e futuras, permitindo o aumento da quantidade de equipamentos, sem grande impacto nos serviços

Armários de Telecomunicações


• locais destinados a proverem serviços a um pavimento e não a todo um edifício, como as salas de equipamentos

• interconecta o cabeamento vertical ao cabeamento horizontal do pavimento, utilizando-se de equipamentos de conexão adequados, como patch panels e blocos.


• Local para realização da manobra horizontal (os tipos de manobras serão explicados mais adiante), permitindo uma rápida mudança de pontos de telecomunicações no pavimento;

• Pode ser utilizado para ponto de interligação intermediária entre diversas partes do sistema de cabeamento estruturado;


• Devem ter acesso restrito e controlado, pois abrigam equipamentos de telecomunicações, hardwares de conexão e cabos.

Manobras e Conexões

Manobras e conexões

• conexão é a forma pela qual são interligados os diversos componentes de um sistema de cabeamento.

• Ha dois tipos de conexões:

– manobra (cross connection) e

– interconexão (interconnection).


• Interconexões ocorrem quando conexões simples são feitas ao cabeamento vertical ou horizontal, por exemplo, quando conectamos um par de fibra ótica

• Manobras são mudanças nas conexões entre cabos e hardwares de conexão com o objetivo de se alterar um ou mais pontos de telecomunicações, sem ter que agir sobre o cabeamento horizontal ou a área de trabalho do usuário

• Há três tipos de manobras: – manobra principal (Main Cross connect), – manobra intermediária (Intermediate cross

connect) e– manobra horizontal (Horizontal Cross

connect).


• A manobra principal é aquela realizada na sala de equipamentos que lida com cabos de entrada e de cabeamento vertical. Este tipo de manobra afeta todo o sistema de cabeamento estruturado.


• A manobra intermediária é aquela realizada entre a manobra principal e a manobra horizontal sobre o cabeamento vertical.


• A manobra horizontal é aquela realizada sobre o cabeamento horizontal e afeta somente uma parte (geralmente um pavimento) do cabeamento estruturado. Esta manobra e geralmente feita nos armários de telecomunicações.


Cabeamento Vertical

Cabeamento vertical

• Por onde passa o maior tráfego da rede e por onde esse tráfego e distribuído

• Cabeamento vertical tem como função fornecer interconexão entre os Armários de Telecomunicações, Sala de equipamentos e Instalações de Entrada

• Backbone da rede

Cabeamento vertical

• Utilizar cabos atuais que permitam alta velocidade de transmissão, pois por esse cabeamento passara um grande quantidade de tráfego;

• Definição do local de passagem desses cabos, geralmente utiliza-se shafts existentes para tal fim nos edifícios;

Cabeamento vertical

• Hardwares de conexão de boa qualidade para finalizar todo o cabeamento;

• Planejado para ter uma vida útil de 3 a 10 anos

Cabeamento vertical

• Cabos reconhecidos pela norma:– par trancado não-blindado (UTP – Unshielded

Twisted Pair), – Par trancado Laminado (ScTP – Screened

Twisted Pair), – Par trancado blindado (STP – Shielded

Twisted Pair), – Fibra ótica multimodo 62.5/125 microns, – Fibra ótica monomodo 8-9/125 microns.

Topologia hierárquica



Armário de Telecomuni-

cacoes


cacoes


cacoes


cacoes


cacoes

Area de Trabalho

Área de Trabalho

Área de Trabalho

Area de Trabalho

Area de Trabalho

Área de Trabalho

Area de Trabalho

Area de Trabalho


Cabeamento Vertical (Backbone)

Interconexão de vários edifícios

Interconexão de edifícios

ER e EF ER

ER

Operadoras

Principal

Cabeamento de Backboneinter-edifícios

Equipamentos de Conexão

Equipamentos de conexão

• Todo componente do sistema de cabeamento responsável por conectar cabos ou fibras pode ser considerado equipamento de conexão

• Equipamentos ativos

• Equipamentos passivos

Hub

• Ponto central em uma rede com topologia estrela

• Barramento centralizado, tendo portanto uma topologia física em estrela e uma topologia lógica em barramento

• Quando um sinal chega em uma porta do hub, esse equipamento regenera e amplifica o sinal e o retransmite para todas as outras portas

Hub

• meio físico compartilhado

• barramento lógico internamente e funciona da mesma forma que um barramento físico

Hub

Barramento físico = meio compartilhado HubBarramento Lógico = meio compartilhado

Switch

• Equipamento fisicamente similar ao Hub, mas funcionalmente diferente

• Centro de uma rede local com topologia física estrela

• Switch segmenta a rede em vários domínios de colisão diferentes

• Não retransmite o sinal recebido em uma porta para todas as outras

Switch

Hub

Único domínio de colisão

Switch

Cada porta é um domínio decolisão

Conectores e Tomadas

Conectores e Tomadas

• Para cada meio de transmissão é padronizada sua conectorização, especificando características:– físicas, – mecânicas, – funcionais, – MTBF e– MTTR

Conectores cabos coaxiais

• Tipo N


• Tipo BNC


• Tipo F

Conectores cabos TP

• RJ-45

Conectores cabos TP

• Tomada modular

Conectores óticos

• Conector ST

Conectores óticos

• Conector SC

Blocos de Conexão

Blocos de conexão

• A utilização de blocos nasceu com a telefonia

• Blocos utilizados em cabeamento estruturado diferem totalmente dos blocos de telefonia

• Blocos são instalados em placas de madeira compensada fixados na parede ou em suportes diretamente no rack de telecomunicações

• Bloco BLI

Blocos de conexão

• Bloco 110

Blocos de conexão

• Bloco Krone LSA

Blocos de conexão

Patch Panel

Patch Panel

• Equipamento passivo

• Ponto central em uma topologia estrela

• Os cabos que vem das áreas de trabalho (cabeamento horizontal) são conectorizados no patch panel e, utilizando patch cords, conectamos as áreas de trabalho aos equipamentos ativos

Patch Panel

Transceiver

Transceiver

• Pequenos equipamentos que têm a função de transformar um tipo de interface em outro, por exemplo, de AUI para RJ-45

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