Introdução
a Tecnologia de Redes Estruturadas
indice
1.Componentes de uma rede
2.Cabeação de rede
3.Equipamentos de rede
4.Sistema operacional
5.Estações de trabalho
6.Periféricos
7.O Cabling e as
normas EIA/TIA (Cabeação Estruturada)
8.Projeto de Cabeação UTP
9.Acessórios para redes de cabos UTP
10.Conectores para redes de cabos UTP
11.Tomadas e espelhos
12.Patch panels
13.Blocos 110
14.Patch cables
15.Cabos de Fibras Ópticas
16.Emendas Ópticas
17.Conectores Ópticos
18.Acessórios Ópticos
19.Acessórios para gerenciamento
da Rede
20.Segurança de produtos (As
normas UL/CSA)
21.Topologias de Redes
1 - Componentes de uma rede
Primeiramente faremos um breve descritivo sobre os principais componentes de uma rede.
Nos capitulos subsequentes detalharemos os pertinentes a este informativo.
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2 - Cabeação de rede
Os computadores nas redes modernas podem se comunicar em diferentes sistemas tais como:
Sistemas de cabeação metálicas,
sistemas ópticos ou mesmo através da propagação de ondas eletromagnéticas.
Na verdade, pode-se combinar todas essas técnicas em uma rede para suprir as necessidades
ou aproveitar o que já
estiver instalado.
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3 - Equipamentos de rede
Para que as informações sejam compartilhadas em uma rede, são necessários
equipamentos como: placas de rede, hubs,
transceivers, bridges, routers, etc.
que tem a finalidade de interpretar os sinais digitais processados na rede e,
encaminhá-los ao seu destino obedecendo-se
os padrões e protocolos.
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4 - Sistema operacional
O sistema operacional de uma rede (NOS - Network Operating System) consiste em uma
família de programas que são
executados em computadores interligados em uma rede.
Alguns programas oferecem o recurso de compartilhar arquivos, impressoras e outros
dispositivos através da rede mas, a principal
função do sistema operacional de uma rede, é a administração lógica da rede.
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5 - Estações de trabalho
Todos os usuários tem acesso a uma rede através de Estações de trabalho que são,
geralmente, microcomputadores equipados
com uma placa adaptadora para interface com a rede.
Uma Estação de trabalho nada mais é do que um equipamento ligado a rede pelo qual,
qualquer usuário pode acessá-la.
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6 - Periféricos
São considerados periféricos de uma rede os equipamentos secundários que
complementam o sistema de hardware de uma rede.
Por exemplo: impressoras, modems e plotters.
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7 - O Cabling e as
normas EIA TIA (Cabeação Estrutuada)
Há algum tempo atrás, os fabricantes e projetistas de sistemas de comunicação,
desenvolviam produtos sem padrão em comum,
ou seja, cada fabricante tinha seu próprio sistema de cabeação. Durante esse período,
qualquer nova geração de computador,
precisava de um sistema específico e especializado de cabos para a conexão aos
usuários. Quando um sistema tornava-se
obsoleto, era substituído por outro mais moderno que necessitava de cabeação diferente
e, em muitos casos, os cabos velhos eram
abandonados ou retirados.
A partir da década de 80, com a introdução de padrões internacionais para redes de
computadores, os fabricantes de sistemas de
cabeação passaram a produzi-los sob normas definidas internacionalmente.
Mesmo assim, não se podia impedir os muitos problemas causados pela exigência de
mão-de-obra especializada para sua
instalação e manutenção.
A partir de 1988, os primeiros sistemas de cabeação integrando sistemas de voz, vídeo e
dados foram lançados comercialmente,
lançando no mercado o conceito de Sistema de Cabeação Estruturada.
-Definição
A definição de Rede Estruturada baseia-se na disposição de uma rede de cabos
integrando os serviços de voz, dados e imagem
que, facilmente pode ser redirecionada no sentido de prover um caminho de comunicação
entre quaisquer pontos desta rede.
Numa rede projetada seguindo este conceito, as necessidades de todos os usuários podem
ser atendidas com facilidade e
flexibilidade.
-Normas Básicas
Uma Rede Estruturada deve fornecer um nível garantido de performance para o sistema;
Uma Rede Estruturada deve permitir ampliações ou alterações sem perda de
flexibilidade;
A cabeação estruturada permite mudanças rápidas dos serviços para cada usuário (voz,
fax, vídeo ou dados);
A cabeação estruturada é dividida em sete níveis. São eles:
-Work Area;
-Horizontal Cabling;
-Backbone Cabling;
-Telecommunications Closets
-Equipment Rooms;
-Entrance Facilities;
-Administration.
A cabeação estruturada deve atender os mais variados padrões de redes como por exemplo:
10BaseT Ethernet, 100BaseT, 4 e
16Mbps Token Ring, 100 BASE VG, CDDI e ATM.
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8 - Projeto de Cabeação UTP
Quando falamos em projeto de rede estruturada em cabeação UTP estamos falando em uma
grande quantidade de informações
que deverá ser conhecida pelo projetista da rede, para que se possa adequar às
necessidades do cliente e ás suas aplicações.
Descreveremos à seguir, as principais informações que devem ser conhecidas com
relação ao meio físico na hora de se projetar
uma rede em cabeação UTP.
-Meio Físico
Compreende essencialmente os cabos que irão ser utilizados para cumprir esta função
que, neste caso, são os cabos UTP. Dentre
os cabos UTP é necessário escolher o tipo que apresente a melhor relação
custo/benefício para uma determinada aplicação.
Na maior parte das aplicações de uma cabeação de uma rede estruturada os cabos são
utilizados para a interligação das estações
de trabalho com os equipamentos concentradores da rede (Hubs) e, em menor escala, na
cabeação de Backbones também.
A partir de 1 991, com primeira edição da norma EIA/TIA 568, os sistemas de cabeação
passaram a ser classificados em
categorias que caracterizam a performance do meio físico e acessórios de acordo com
intervalos de frequências.
-Categoria 3
Essa categoria se aplica a sistemas de cabeação baseados em cabos de par trançado com
impedância característica de 100 ohms.
As características de comunicação deste sistema são especificadas para frequências de
até 16MHz.
-Categoria 4
Esta categoria especifica a mesma descrição acima para frequências de até 20MHz.
-Categoria 5
Esta categoria especifica a mesma descrição anterior para frequências de até 100MHz.
-Características Elétricas
As características elétricas estão diretamente relacionadas com a performance dos cabos
UTP pois, a comunicação de sinais irá
depender, basicamente, dos parâmetros elétricos dos cabos. Onde os principais
parâmetros são:
-Impedância
É definida como sendo a soma de todas as resistencias, indutâncias e capacitâncias
inerentes nos cabos. A medida desse
parâmetro é denominada impedância caracteristica. É baseada em uma linha de
transmissão de comprimento infinito. No caso dos
cabos UTP, o valor da impedância caracteristica deve estar em torno de 100 ohms + ou -
15% em uma faixa de frequências que
variam de 64 KHz até 100MHz.
-Atenuação: é definida como sendo a diferença da potência de entrada no cabo e a
potência de saída, isto é, significa a perda do
sinal no interior do cabo. A atenuação é medida em decibéis (dB) e quanto menor for o
valor da atenuação, melhor será a
performance do cabo. A norma EIA/TIA especifica a atenuação para os cabos UTP em
diferentes frequências que variam de
64KHz até 100MHz.
-Paradiafonia (next)
E definida como sendo o parâmetro que mede o nível de interferência entre os pares de
condutores de um mesmo cabo. A
paradiafonia é medida em decíbéis (dB), sendo que a EIA/TlA-568 definiu valores
mínimos para determinadas frequências que
variam de 64 KHz até 100 MHz, isto é, os valores de paradiafonia medidos no cabo devem
atender á estes valores mínimos.
-Características Construtivas
As características construtivas dos cabos determinam os níveis de pertormance, ou seja,
as categorias dos cabos UTP.
Basicamente, as características principais são:
- A bitola dos condutores dos cabos deve ser de 24 AWG isolado com materiais
termoplásticos.
- Os condutores devem estar trançados em pares no total de 4 pares em passos de binagem
pré-determinados.
- Os condutores devem obedecer a codificação de cores.
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9 - Acessórios para redes de cabos UTP
Para a instalação de uma rede estruturada, além dos cabos, são necessários os
acessórios que complementam a instalação. Estes
acessórios podem abranger uma lista de materiais que, dependendo do grau de complexidade
da rede á ser instalada, poderá ser
simples ou bastante complexa. Em uma rede de cabeação estruturada é necessário que a
mesma apresente características
flexíveis, principalmente no que diz respeito ás mudanças diversas que ocorrem
frequentemente com qualquer rede e também
suporte às inovações tecnológicas à que as redes estão sujeitas. Em relação á
categoria da rede, para que a mesma atenda às
exigências das normas EIA/TIA categoria 5, não só os cabos, mas todos os acessórios
deverão ser categoria 5.
À seguir, apresentaremos as principais características de todos os acessórios
aplicáveis na instalação de redes estruturadas.
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10 - Conectores
Nas redes de cabos UTP, a norma EIA/TIA padronizou o conector RJ-45 para a
conectorização de cabos UTP. São conectores
que apresentam uma extrema facilidade, tempo reduzido na conectorização e
confiabílidade, sendo que estes fatores influem
diretamente no custo e na qualidade de uma instalação. Os conectores estão divididos em
2 tipos, macho (plug) e fêmea (jack)
O conector RJ-45 macho possui um padrão único no mercado, no que diz respeito ao
tamanho, formato e em sua maior parte
material, pois, existem vários fabricantes deste tipo de conector, portanto todos devem
obedecer a um padrão para que qualquer
conector RJ-45 macho de qualquer fabricante seja compatível com qualquer conector RJ-45
fêmea de qualquer fabricante.
Já o conector RJ-45 fêmea pode sofrer algumas alterações com relação a sua parte
externa.
Para a conectorização do cabo UTP, a norma EIA/TIA 568 A determina a pinagem e
configuração. Esta norma é necessária
para haja uma padronização no mercado. Contudo, existem, no mercado, duas
padronizações para a pinagem categoria 5, o padrão
568 A e 568 B, que diferem apenas nas cores de dois pares de condutores dos cabos UTP. A
tabela abaixo demonstra a
diferença entre os dois padrões de pinagem no conector RJ-45 plug:
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11 - Tomadas e Espelhos
Para a acomodação e fixação dos conectores RJ-45 fêmea descritos anteriormente,
são necessários os acessórios
de terminação que, no caso, sâo as tomadas e espelhos para redes estruturadas, os
quais, fazem parte da lista de
acessórios obrigatórios que compõem uma instalação.
-As tomadas são caixas moldadas em plástico e salientes que acomodam e fixam os
conectores RJ-45 fêmea que,
geralmente, são utilizadas em locais onde as condições oferecidas pelo ambiente não
são apropriadas para a
instalação de uma infra-estrutura embutida. Por exemplo, locais onde são utilizadas
canaletas aparentes para a
instalação de cabos a instalação de tomadas seria a mais apropriada, além de
proporcionar um bom acabamento.
-Já, com relação aos espelhos, estes possuem a mesma função das tomadas, ou seja,
também são utilizados para
a acomodação e fixação dos conectores RJ-45 fêmea e, ao contrário das tomadas, estes
são utilizados em
instalações que oferaçam uma infra-estrutura embutida, onde estes espelhos possam ser
fixados em caixas de
embutir de tamanho padronizado. Com relação ao tamanho e formato, os espelhos possuem
dimensões que
atendem aos padrões 4 x 2 e 4 x 4, hoje muito utilizado no mercado.
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12 - Patch Panels
Patch Panels são painéis de conexão utilizados para a manobra de interligação
entre os pontos da rede e os
equipamentos concentradores de rede. É constituído, de um painel frontal onde estão
localizados os conectores
RJ-45 fêmea e de uma parte traseira onde estão localizados os conectores que são do
tipo 110 IDC. Os cabos de
par trançado que chegam dos pontos de rede são conectorizados nesses conectores e, nos
conectores RJ-45
fêmea são ligados os cabos pré-conectorizados com conectores RJ-45 macho (patch
cables). Os cabos
denominados patch cables fazem a ligação entre o concentrador e o painel (Patch Panel).
O Patch Panel tem a função de uma interface flexível, ou seja, através dele é
possível alterar-se o lay-out lógico dos
pontos da rede. Além disso, os patch panels, juntamente com as tomadas providas de
conectores RJ-45 fêmea,
proporcionam à rede uma grande flexibilidade em termos de deslocamento de pontos e
eventuais extensões da
localização de pontos. Por exemplo, através dos patch panels e tomadas é possível
conectar-se os cabos
pré-conectorizados aos equipamentos com o comprimento necessário, isto desde que o
comprimento total do lance
esteja dentro do permitido pela norma EIA/TIA. Portanto, verificamos que as tomadas e os
patch panels são
acessórios importantíssimos de uma cabeação estruturada.
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13 - Blocos 110
São blocos de distribuição de cabos, ou seja, neste bloco sâo conectorizados cabos
muítipares, onde derivam-se
para as estações e são constituídos de uma base que possui um bloco com terminais para
conectores do tipo 110
IDC e dos próprios conectores 110 IDC. Os cabos multipares são conectados nos terminais
do bloco. Os condutores
do cabo são fixados aos conectores 110 IDC, que possuem lâminas que fazem a fixação
(contato elétrico) dos
condutores através do encaixe dos conectores com o bloco e, na outra extremidade dos
conectores, são
conectorizados os cabos de par trançado de dístribuiçâo (4 pares).
Os blocos de conexão são muito utilizados quando há a necessidade de interligar-se as
estações da rede, cujos os
cabos são os UTP Cat.5 4 pares, com equipamentos e/ou acessórios de rede que aceitam
interligação apenas com
cabos multipares (25 pares). Dependendo de cada situação, os blocos de conexão são
acessórios indispensáveis
para a instalação de uma rede com cabeação estruturada.
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14 - Patch Cables
Utilizados na interligação entre os patch panels, citados anteriormente, e os
concentradores de rede. Os patch cables
proporcionam uma flexibilidade de alterações lógicas de lay out dos pontos de rede.
Basicamente são constituídos de
um cabo UTP Cat.5 - 4 pares provido de 2 conectores RJ-45 macho conectorizados nas
extremidades do cabo, O
comprimento dos patch cables dependerá de cada aplicação, mas a norma impõe limites.
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15-Cabos de Fibras Ópticas
A reunião de várias fibras ópticas revestidas de materiais que proporcionam
resistência mecânica e proteção contra
intempéries denomina-se cabo óptico. Em nenhuma aplicação as fibras ópticas podem ser
utilizadas sem uma
proteção adequada, ou seja, em todas as aplicações são utilizados os cabos ópticos.
Além disso, os cabos ópticos
proporcionam uma facilidade maior de manuseio na instalação, sem o risco de danificar as
fibras. Existem vários
tipos de cabos ópticos voltados para várias aplicações. Descreveremos a seguir, os
tipos, suas características
principais e onde são mais utilizadas.
-Loose
-Os cabos ópticos que possuem esta configuração apresentam as fibras ópticas soltas
acondicionadas no interior de
um tubo plástico, que proporcionam a primeira proteção às fibras ópticas. No interior
destes tubos plásticos,
geralmente e acrescentada geleia sintética de petróleo, que proporciona um melhor
preenchimento do tubo e,
principalmente, uma grande proteção das fibras ópticas contra umidade e choques
mecânicos. Além deste tubo, é
introduzido um elemento de tração que, juntamente com o tubo, recebe o revestimento
final. Este tipo de cabo é
bastante utilizado em instalações externas aéreas e subterrâneas e principalmente, em
sistemas de comunicação a
longas distâncias.
-Tight
-Nos cabos ópticos do tipo tight as fibras ópticas recebem um revestimento primário de
acrilato e acima dele, outro
revestimento de material plástico (revestimento secundário) que irá proporcionar uma
proteção maior para as fibras.
Cada fibra óptica com revestimento secundário é denominado de elemento óptico. Os
elementos ópticos são
reunidos em torno de um elemento de tração que, juntos recebem o revestimento final
resultando no cabo óptico do
tipo tight Este cabo foi um dos primeiros a serem utilizados nas redes de telefonia,
contudo, atualmente, estes cabos
estão sendo utilizados em poucas aplicações onde as suas características demonstram
ser bastante favoráveis,
como instalações internas de curtas distâncias e onde se faz necessária a
conectorização.
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16 - Emendas Ópticas
Além de especificar estes parâmetros, a norma especifica ainda que a atenuação
máxima de emendas por fusão ou
mecânica não pode exceder o valor de 0,3 dB.
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17 - Conectores Ópticos
Quanto aos conectores ópticos, a norma recomenda o uso de conectores do tipo SC, sendo
que a atenuação por
inserção deve ser inferior à 0,75 dB por conecção e a perda por retorno deve ser
acima de 20 dB para fibras
multimodo e 26 dB para fibras monomodo. Os conectores devem ter uma vida útil de 1000
operações no mínimo,
sem alterar suas características de performance.
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18 - Acessórios Ópticos
Para a instalação de uma rede estruturada, além dos cabos, são necessários os
acessórios que complementam a
instalação. Estes acessórios podem abranger uma lista de materiais que, dependendo do
grau de complexidade da
rede a ser instalada, poderá ser simples ou bastante complexa. Em uma rede de cabeação
estruturada é necessário
que a mesma apresente características flexiveis, principalmente no que diz respeito ás
mudanças diversas que
ocorrem frequentemente com qualquer rede e também suporte às inovações tecnológicas
á que as redes estão
sujeitas.
-Bloqueio Óptico
-Este acessório tem a função de acomodar e protoger emendas ópticas de fibras de cabos
Ópticos.
-DIO (Distribuidor Interno Óptico)
-Acessório óptico que representa uma solução completa em termos de proteção,
acomodação e distribuição das
fibras e das emendas de um cabo óptico,proporcionando o que há de mais moderno em
terminações ópticas de uma
rede com cabeação estruturada.
-Cordões Opticos
-São cabos simplex ou duplex do tipo tight, dotados de conectores ópticos com
comprimentos definidos.
-Os cordões se aplicam á interligação entre os equipamentos e entre equipamentos e
acessórios ópticos, por
exemplo, o distribuidor óptico.
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19 - Acessórios para Gerenciamento
da Rede
Desde que em uma rede estrutura existem equipamentos concentradores, devem também
existir os cabos de
interligação entre estes equipamentos e os acessórios. Normalmente estes equipamentos e
estes cabos
encontram-se instalados em um único local. Para que se obtenha uma rede com a cabeação
organizada e
estruturada, faz-se necessário componentes para comporta-los e acomoda-los
convenientemente. Estes
componentes além de proporcionarem uma proteção adequada, também garantem uma maior
flexibilidade para que
os mesmos possam ser manuseados e/ou trocados sem qualquer tipo de problema.
Estes componentes compreendem racks, brackets e acessórios de suporte que ofereçam as
mínimas condições de
acomodação e proteção. No ambiente de rede, à medida que a importância da mesma
cresce torna-se
extremamente necessário o uso de acessórios que ofereçam o mínimo de proteção
necessária aos equipamentos
(servidores. hubs, routers, etc), dispositivos e acessórios (patch panels, blocos de
distribuição). Além disso, a outra
parte da cabeação, ou seja, os cabos e acessórios que interligam os pontos de rede,
também devem receber uma
proteção, ou seja, uma infra-estrutura adequada.
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20 - Segurança de Produtos (As
Normas UL/CSA)
A UL (Underwriters Laboratories) é uma entidade particular certificadora de produtos
com relação á segurança que,
através de décadas de existência possuí hoje um nome respeitado certificando diversos
produtos de várias áreas
Hoje a UL também testa produtos de acordo com as diferentes normas existentes e
necessidades técnicas dos
clientes. No caso de redes estruturadas, a UL certifica produtos de acordo com a norma
EIA/TIA.
-A Evolução das Normas
-Os comites de padrões continuam se reunindo. Constantemente, eles fazem propostas e
publicam as principais
atualizações. As novas tecnologias, juntamente com o desejo das empresas de encontrar um
mercado para novos
produtos, farão pressão para que haja evolução nos padrões de cabeação de redes.
Além disso, outros órgáos que
especificam padrões, poderão seguir o caminho da EIA/TIA e da UL/CSA.
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21 - Topologias de Redes
Entende-se por topologia de rede a forma pela qual os componentes estão dispostos e
interligados entre si. Existem
várias configurações de redes, cada qual apresentando suas vantagens e desvantagens. As
topologías mais
encontradas no mercado são:
-Anel
-Uma rede em anel usa os cabos para conectar as estações em forma de um laço (sendo
necessária a junção física
do cabo do inicio da rede com o fim da mesma), o sinal é transmitido de estação a
estação até atingir seu destino. O
tráfego das informações pela rede caminha em um único ou ambos os sentidos do anel.
-Barramento
-Na topologia em forma de barramento, todas as estações de trabalho estão conectadas a
um cabo central
(chamado de barramento). O sinal é transmitido e permanece disponivel no barramento até
que a estação de destino
possa captá-lo.
-Estrela
-Uma rede em estrela compreende varias estações conectadas entre si através de cabos e
equipamentos
centralizadores ou concentradores da rede, os quais, realizam o controle do sistema. Neste
caso, o sinal
obrigatoriamente passa pelo concentrador e segue para a estação destinatária,
Atualmente, este tipo de topologia é a
mais utilizada no mercado devido às suas vantagens.
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