Cabeamento Estruturado Residencial e Industrial

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Cabeamento
Aula 6 - Cabeamento estruturado residencial,
predial e industrial
INTRODUÇÃO
Para complementar o estudo da última aula, veremos normas e detalhes dos cabeamentos predial e industrial, com
destaque para as vantagens da implantação das normas internacionais.
Finalizaremos citando a necessidade do afastamento do cabeamento metálico das redes de energia elétrica.
OBJETIVOS
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Explicar técnicas de cabeamento estruturado residencial, predial e industrial;
Reconhecer a importância de um projeto de cabeamento;
Identi�car riscos para instalação em cabeamento lógico e elétrico;
Listar os tipos de interferências eletromagnéticas.
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NORMAS E PADRONIZAÇÃO
As normas e padrões são um guia da metodologia com acréscimo de ferramentas, técnicas, regras, etc. que vão
conduzir o projeto até sua conclusão.
A adesão aos padrões pode proporcionar uma série de vantagens, tanto para administradores da rede quanto para
usuários, facilitando desde o planejamento das ações de manutenção (corretiva, preventiva ou preditiva) até o
acompanhamento de várias atividades simultâneas.
A Norma Internacional EIA/TIA 568 de�ne recomendações para o cabeamento em edifícios comerciais e industriais.
No Brasil a norma existente, baseada na primeira, é a NBR 14565, que trata do cabeamento estruturado em redes de
telecomunicações.
BENEFÍCIOS DA PADRONIZAÇÃO
Fonte: naihei / Shutterstock e a-image / Shutterstock
Principais normas do cabeamento estruturado
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EIA/TIA 568
A Electronic Industries Association (EIA) foi criada em 1918 com a �nalidade de coordenar e
formalizar as normas e padrões americanos.
Em 1988, foi criada a Telecommunications Industry Association, agregando as atribuições sobre os
padrões de telecomunicações.
Em 1991, foi emitida a primeira norma relativa aos cabos para telecomunicações em prédios
comerciais, chamada de EIA/TIA 568.
Após ser reconhecida pela ANSI (American National Standards), ela passou a chamar-se
ANSI/EIA/TIA 568.
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Normas ISO/IEC
A ISO (International Standards Organization), junto com a IEC (International Electrotechnical
Comission), criou o padrão de cabeamento genérico para instalações do cliente, denominada ISO/IEC
11801.
Esse padrão, como o EIA/TIA 568, classi�ca os links com base em seu desempenho, chamando cada
um de classe de cabeamento.
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Normas UL
A UL (Underwriters Laboratories) é tradicionalmente uma entidade certi�cadora de padrões de
segurança em diversas áreas.
A UL testa e avalia o desempenho de cabos através de testes e inspeções. Suas classi�cações
servem de base para estabelecer parâmetros de desempenho de todos os tipos de cabos.
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Norma Brasileira NBR 14565
Até o início dos anos 1990, as redes brasileiras possuíam apenas as Normas ANSI/EIA/TIA 568-A
como referência.
Em 1994, foi criada pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) a Norma 14565, que
de�ne os procedimentos básicos do cabeamento estruturado.
A Norma se aplica a prédios comerciais em um mesmo terreno, envolvendo:
• Pontos de telecomunicações;
• Áreas de trabalho;
• Armários de telecomunicações;
• Salas de equipamentos;
• Salas de entrada da edi�cação.
CABEAMENTO RESIDENCIAL
Fonte da Imagem: Jakub Krechowicz / Shutterstock
Existe a necessidade de se implantar um cabeamento genérico de telecomunicações e de sinais de controle que
permitam o funcionamento dos equipamentos adequadamente.
Para que uma rede seja implantada de forma a atender aos requisitos desses sistemas, é necessário o planejamento
prévio, através da execução de projeto por pessoal especializado.
Da mesma forma, é crucial o emprego de mão de obra quali�cada para a instalação e o teste dessa rede.
Uma solução de cabeamento residencial, baseado na norma ANSI/TIA/EIA 570A (glossário), é composta por diversos
componentes, que juntos, formam os canais de transmissão e conexão, necessários para a formação de uma rede de
cabos de alta performance, de acordo com os graus atribuídos em cada projeto.
Para de�nirmos o grau de um sistema de cabeamento residencial, necessitamos ter, com clareza, as reais e
verdadeiras aplicações para o ambiente, sempre consultando os futuros usuários.
Esses parâmetros nos permitirão de�nir o número de canais e o desempenho mínimo do sistema.
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PROJETO DE CABEAMENTO RESIDENCIAL
Pinheiro (2003) de�ne as 4 necessidades básicas dos ocupantes de uma edi�cação residencial:
A partir desses parâmetros são de�nidos os serviços a serem disponibilizados.
As normas de cabeamento estruturado residencial organizam os meios que proporcionarão o suporte multimídia para
as “casas inteligentes” (“smarthouses”).
Fonte: Moredesign / Shutterstock, Artizarus / Shutterstock, In-Finity / Shutterstock
MEIOS FÍSICOS DO CABEAMENTO RESIDENCIAL
Fonte da Imagem: Fibonacci / Shutterstock
O sistema residencial deve permitir a integração de diferentes mídias com funcionamento especí�co em uma mesma
estrutura.
Para um cabeamento residencial, temos os seguintes objetivos:
• Construir uma estrutura para a comunicação e o controle de diversos fabricantes;
• Permitir a integração de novos equipamentos sem impacto na estrutura existente;
• Empregar padrões que permitam requisitos atuais e futuros;
• Racionalizar o uso de dispositivos de controle;
• Fornecer documentação detalhada para permitir expansões e manutenção futuras.
PROBLEMAS ENCONTRADOS EM PROJETOS DE “SMARTHOUSE”
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Fonte da Imagem: Levente Naghi / Shutterstock
Alguns dos maiores problemas encontrados em projetos de “smarthouse” se localizam em imóveis mais antigos, pois
as passagens para o cabeamento, atendem, quando muito, apenas aos cabos de telefonia �xa.
Em inúmeras situações, nos deparamos com construções que oferecem enorme di�culdade ou impossibilidade para
lanças novos dutos destinados a abrigar o cabeamento.
Nas construções mais recentes, que seguem as normas ABNT, já há uma estrutura mínima que abrange telefonia e
cabos para TV.
Os dutos existem mesmo que não possuam as dimensões e abrangência adequadas para todo o projeto.
Não esqueça de que os cabos de energia devem ser separados dos cabos de dados, telefonia, TV e controle.
QUATRO NECESSIDADES DOS OCUPANTES DE UMA EDIFICAÇÃO
RESIDENCIAL
O projeto deve levar em consideração o desempenho desejado dos sistemas multimídia e os alcances para os diversos
pontos (glossário).
Ao selecionar um novo dispositivo, devemos considerar o tipo de cabo utilizado (glossário).
Por exemplo, uma câmera de vigilância que seja classi�cada com IP Cam terá provavelmente uma interface RJ 45 ou
Wi� e vai integrar-se ao sistema com muito maior facilidade do que outra que empregue cabos e concentradores
proprietários.
Alguns fabricantes oferecem conversores de mídia que permitem a interconexão ou extensão de cabos proprietários
com cabos de par trançado.
Entre eles, podemos citar o extensor para cabos HDMI. São dois conversores, um junto à fonte da imagem e outro junto
à TV ou projetor, entre eles um cabo de par trançado, permitindo a ligação a até 70m.
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Fonte: Sentavio / Shutterstock
Dica
, É recomendável o emprego de racks e de painéis de distribuição como uma forma de centralizaras
terminações, facilitando, assim, a manutenção, o gerenciamento e a expansão.
SEGURANÇAS LÓGICA E FÍSICA NO CABEAMENTO RESIDENCIAL
Fonte da Imagem: Arcady / Shutterstock
Os cabos de baixa tensão (cabeamento lógico) devem:
• Ficar afastados dos cabos de energia (em circunstâncias especiais, a Norma EIA/TIA-569 A permite o
compartilhamento de um duto entre um cabo de energia de, no máximo, 20A e outro de par trançado blindado);
• Os cabos lógicos devem �car afastados de fontes de interferência como motores;
• Deve existir aterramento para toda a rede elétrica;
• Recomenda-se que a rede elétrica seja exclusiva para os produtos da rede;
• Em áreas sujeitas a raios, é altamente desejável a instalação de para-raios.
CABEAMENTO PREDIAL E INDUSTRIAL
A evolução dos serviços oferecidos pela rede forçou a ampliação da capacidade dos canais e da infraestrutura de rede.
Os pro�ssionais de infraestrutura realizam constante busca para soluções que atendam às novas e crescentes
demandas com melhor relação custo-benefício.
Estas soluções passam pela seleção do cabeamento estruturado.
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DIFICULDADES DE IMPLANTAÇÃO
A principal premissa de um projeto estruturado é a integração de diversos sistemas heterogêneos que devem atender
às organizações.
Esses sistemas heterogêneos, utilizados na estrutura predial e industrial, por vezes são sistemas proprietários, cujos
canais e conectores não são padronizados e possuem requisitos técnicos que limitam sua integração à rede
estruturada.
Em uma rede industrial, é comum a necessidade de um sistema de dados integrado a sensores (glossário) e atuadores
(glossário) de automação (glossário). O problema, no entanto, aparece nos canais e interfaces incompatíveis.
Há tendência de que novos produtos possam ser integrados a redes ethernet com par trançado, mas ainda precisamos
conviver com muitos sistemas proprietários. Por isso, recomenda-se que a seleção de dispositivos leve em
consideração a facilidade de integração com a infraestrutura tradicional.
Imagine um sistema de sensores para leitura de impressões digitais associada a atuadores para abertura seletiva de
portas. Por melhor que possa parecer, é totalmente inconcebível que esse sistema não se integre a um banco de dados
de pessoas e que sinalize as que tenham ou não permissão de acessar os ambientes físicos.
BENEFÍCIOS
Os projetos de rede estruturada nos ambientes predial e industrial seguem as normas internacionais e objetivam
oferecer a infraestrutura necessária para a convergência de diversos serviços.
Entre as vantagens da rede estruturada estão:
Uma rede estruturada pode proporcionar cerca de 60% de economia, quando considerados:
Fonte: hywards / Shutterstock
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• Os custos de implantação (maiores na rede estruturada);
• Os custos de manutenção e operação (extremamente maior na rede não estruturada).
Devemos considerar ainda que, com a rede estrutura, a ocorrência de necessidade de manutenção �ca muito reduzida.
Fonte: vasabii / Shutterstock
Observe, abaixo, os sistemas abrangidos pelos sistemas de cabeamento estruturado predial e industrial
Sistemas de telecomunicações
O cabeamento deve proporcionar largura de banda e alcance compatíveis com as
aplicações em produção. Deve ainda considerar a expansão física e o aumento de demanda
em relação ao desempenho da rede.
Quanto maior for a importância de um serviço, maior é a preocupação com a interrupção
destes serviços.
É comum necessitarmos duplicar equipamentos e prever a redundância de canais.
O sistema estruturado oferece meios que permitem adaptação a novas tecnologias sem
grandes mudanças na sua infraestrutura, arquitetura ou topologia.
Sistemas de telefonia e computação
As redes de telefonia devem ser contempladas com o máximo de capacidade nas redes
estruturadas.
Os cabos de par trançado são a base dos sistemas de dados e de telefonia, assim, é
plenamente possível otimizar o uso dos cabos para as duas �nalidades.
Recomenda-se o uso de conectores RJ-11 para os ramais telefônicos, em substituição às
antigas tomadas quadradas de 4 pinos chatos.
Há ainda a tendência da implantação de telefonia digital nos canais de dados, chamada de
Telefonia IP ou VoIP. Essa solução pode reduzir os custos nas contas de telefone em
organizações onde haja intensa necessidade de comunicação de voz entre setores que já
estejam interligados pelos canais de dados.
Essa solução deve ser bem avaliada quando as ligações de voz tiverem maior intensidade
para as linhas públicas das concessionárias, pois não haverá redução de tarifas e seus
canais de dados terão que compartilhar sua banda com os canais de voz.
Sistemas de som e imagem
Sistemas de som e TV normalmente utilizam cabos especí�cos.
Quando os integramos à rede estruturada, podemos manter os cabos proprietários ou
buscar soluções para compatibilidade.
Na aula anterior, citamos os limites de frequência suportados por cada cabo de par
trançado, mas devemos ainda veri�car os limites de corrente suportados antes de buscar
soluções de integração.
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Em qualquer dos casos, o controle de distribuição deve ser feito junto aos painéis de
distribuição do cabeamento estruturado.
Sistemas de segurança e vigilância
Esses sistemas buscam o controle patrimonial (acessos não autorizados) e a integridade
das instalações (vigilância contra incêndios e alagamentos, por exemplo).
Os sistemas de vigilância são montados com base em:
• Sensores - que detectam os eventos;
• Sistemas de alarme - que chamam a atenção de pessoas ou acionam automaticamente
atuadores que agem contra o evento detectado.
Uma invasão de uma sala, por exemplo, pode travar as portas impedindo a circulação e
enviando mensagem aos responsáveis pela segurança física.
Sistemas de energia
Muitos sistemas de energia são controlados por sinais digitais.
O monitoramento desses sistemas deve ser capaz de coletar dados e transferi-los até as
centrais de controle. Isso permite controlar o consumo de maneira e�caz, realizando tarefas
como apagar as luzes e desligar a refrigeração ambiente quando não houver nenhuma
pessoa no local.
A rede estruturada deve permitir desde a coleta de dados nos sensores até a ação nos
atuadores nos quadros de energia, utilizando basicamente cabos de par trançado.
Sistemas de detecção de incêndios
Esses sistemas podem ser implementados com sensores de fumaça, gás e temperatura e,
ainda, por câmeras para detecção de fogo ou aumento de temperatura fora do normal.
Os sensores são normalmente distribuídos nas áreas onde há maior probabilidade de
ocorrerem esses eventos. Uma cozinha industrial apresenta maior risco de incêndio do que
um banheiro, por exemplo.
Nesses sistemas podemos inserir atuadores que liguem remotamente sistemas de combate
a incêndio, como jatos de água ou extintores.
Sistemas desse tipo tendem, atualmente, a ser fabricados com conexões prontas para redes
ethernet com par trançado, o que facilita muito a sua instalação, manutenção e operação.
Sistemas de controle ambiental
Os sistemas de controle ambiental administram itens de conforto, como equipamentos de
ventilação, refrigeração e aquecimento de ambientes prediais e industriais.
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Os sensores de temperatura e umidade e os atuadores para controle dos aparelhos
usualmente são de muito baixa tensão e podem ser implementados em cabos de par
trançado.
Outros sistemas, como circulação de pessoas e controle de elevadores, podem ser
integrados a esse sistema.
Existem diversos sistemas autônomos que podem realizar o controle ambiental, mas é
desejável que estejam integrados a sistemasde controle centralizados através da rede
estruturada.
Sistemas de iluminação
Os sistemas de iluminação podem ser integrados aos sistemas de controle de energia
dentro de um plano de otimização de consumo de energia.
Por exemplo, instalações que tenham iluminação solar e salas em que não haja nenhuma
pessoa podem ter parte ou todas as lâmpadas desligadas ou, pelo menos, a corrente
reduzida.
Esses sistemas podem, ainda, ser complementados por sensores de presença que acendam
as lâmpadas, ao serem acionados pelo movimento no ambiente, e desliguem
automaticamente depois do tempo determinado.
Detalhes especí�cos da infraestrutura predial e industrial
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Área de trabalho
Nas instalações prediais, a Norma EIA/TIA 569-A recomenda a densidade de, no mínimo, 1 ponto de
rede a cada 10 m .
Na prática, dependendo do tipo de instalação, essa densidade pode ser muito maior.
Por serem áreas com muitos sensores e atuadores com funções diversas (como controle de
máquinas, sensores ambientais, câmeras e outros os pontos de rede), a densidade deve considerar
locais incomuns, como pisos, tetos, proximidade de janelas e até dentro de tubos e dutos de ar.
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Percursos horizontais
Todos os percursos, como calhas e dutos, podem necessitar de adaptações para funcionar em
ambientes difíceis.
Instalações industriais, onde se trabalhe com alta tensão, podem exigir a instalação de �bras óticas,
mesmo em curtas distâncias, e reduzida exigência de banda de dados.
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Sala de telecomunicações
É um ponto que exige atenção, pois é onde se interligam os cabeamentos horizontal e vertical.
A Norma EIA/TIA 569-A recomenda a instalação de uma sala de telecomunicações por andar e salas
adicionais para cada 1000 m .
Essa Norma de�ne, ainda, que as dimensões mínimas das salas de telecomunicações devam ser:
Área atendida 1000 m² - a dimensão da sala deve ser 3,0 X 3,0
Área atendida 800 m² - a dimensão da sala deve ser 3,0 X 2,8
Área atendida 500 m² - a dimensão da sala deve ser 3,0 X 2,2
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Percursos verticais
São os que apoiam o cabeamento de ligação entre as salas de telecomunicações com as salas de
equipamentos ou de entrada.
Esses percursos devem receber atenção especial em relação à segurança física e às interferências
externas.
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Sala de equipamentos
É onde se localizam os ativos da rede.
Deve ser localizada em local central e de fácil acesso, mas deve possuir rígidas normas de seleção de
pessoas autorizadas a entrar no ambiente.
As dimensões recomendadas pela Norma EIA/TIA 569-A são:
Para estações de trabalho até 100 – área mínima de 14 m²
Para estações de trabalho de 101 a 400 – área mínima de 37 m²
Para estações de trabalho de 401 a 800 – área mínima de 74 m²
Para estações de trabalho de 801 a 1200 – área mínima de 111 m²
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Entrada de telecomunicações
É espaço dedicado às ligações entre o prédio e as redes externas.
A Norma prevê que haja espaço necessário para a instalação e operação que facilite os trabalhos,
pois essas áreas abrigam equipamentos de diversas origem e tipos, como:
• Terminadores óticos;
• Caixas de terminação do backbone;
• Antenas;
• Blocos de proteção das linhas telefônicas.
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Separação das redes elétrica e cabeamento
A Norma EIA/TIA 569A de�ne padrões para afastamento entre as redes lógicas e a rede elétrica,
tomando como referência uma rede de 240V e 20A.
Para evitar interferência, as distâncias mínimas são:
• 1,2m para motores e transformadores;
• 0,3m para conduítes e cabos de distribuição de energia;
• 0,12m para lâmpadas �uorescentes.
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Separação das redes elétrica e cabeamento
Em áreas sujeitas a interferências, recomenda-se ainda o uso de cabos par trançado blindados e que
se dê preferência a cruzar o cabo de dados com o elétrico em vez de seguir em paralelo.
Em ambientes industriais, deve ser dada atenção a essa parte do planejamento por conta da
existência de muitas fontes de interferência.
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Glossário
REDES LOCAIS
Veja os objetivos da EIA/TIA 568:
• Implementar um padrão genérico de cabos baseado em sua função e requisitos e não em um
fabricante;
• Estruturar um sistema interno e externo nos prédios;
• Estabelecer critérios de desempenho no cabeamento.
Benefícios da Norma EIA/TIA
A Norma EIA/TIA oferece premissas que permitem:
• Ter uma previsão da longevidade para o cabeamento;
• Que a implementação da rede independa de marca ou fabricante;
• Que a instalação da rede possa anteceder à ocupação de um prédio.
NORMA 14565
A Norma NBR 14565 de�ne os seguintes pontos:
• Área de trabalho - pontos onde �cam as tomadas para os equipamentos dos usuários;
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• Armário de telecomunicações - espaço entre os caminhos primário e secundário;
• Distribuidor intermediário - interliga os cabos primários do primeiro ao segundo nível;
• Distribuidor secundário - interliga cabos primários aos cabos secundários;
• Sala de equipamentos - abriga os equipamentos ativos da rede;
• Ponto de consolidação dos cabos - ponto de concentração das terminações dos cabos secundários.
A NBR 14565 se refere ao backbone como cabeamento primário e ao cabeamento horizontal como
cabeamento secundário.
ANSI/TIA/EIA 570A
A ANSI/TIA/EIA 570A (Residential Telecommunications Cabling Standard, 1999), de origem norte-
americana, é a Norma dominante no Brasil que trata do assunto de cabeamento residencial. A Norma
de�ne padrões e referências para o correto dimensionamento de um cabeamento residencial.
DIVERSOS PONTOS
Veja um resumo dos principais tipos de equipamentos atendidos:
• Telefones e interfones;
• TV a cabo e antenas receptoras de TV;
• Sistemas de segurança (câmeras, alarmes e sensores de presença);
• Conexões à internet;
• Automação residencial (abertura e travamento de portas, controle de lâmpadas etc.);
• Controle ambiental;
• Detecção de incêndio;
• Controle de ar-condicionado;
• Som ambiente;
• Outros (alguns ainda não inventados).
TIPOS DE CABOS
A maior parte dos projetos contempla o uso de:
Cabos de par trançado - que servem para os dados, telefonia e conexão de periféricos;
Para a seleção dos cabos de par trançado há um dado importante que se relaciona ao tráfego de
dados e ao uso desses cabos com outra �nalidade. Para os cabos não blindados (UTP), temos os
limites de:
• Cat 5 – 100 MHz nos 4 pares;
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• Cat 6 – 250 MHz nos 4 pares;
• Cat 6 A – 500 MHz nos 4 pares;
• Cat 7 – 600 MHz nos 4 pares.
Cabos coaxiais - para conexões de TV e TV a cabo;
Fibras óticas – usadas em algumas situações;
Cabos proprietários – encontrados em determinados equipamentos.
SENSORES
São dispositivos que detectam ações e eventos e os convertem em sinais elétricos. Podemos citar
como exemplos os sensores de presença, de luminosidade, de som e de temperatura.
ATUADORES
São dispositivos eletromecânicos capazes de receber uma carga elétrica de baixa intensidade e ativar
sistemas elétricos ou mecânicos de maior capacidade. São exemplos de atuadores os relés e
dispositivos de abertura de portões (um sensor recebe um sinal do controle remoto e o atuador
comanda a ligação do motor de abertura do portão).
AUTOMAÇÃO
Refere-se ao uso de máquinas que realizam tarefas diversas. Em infraestrutura, refere-se ao controle
remoto de máquinas, desde ligar e desligar uma lâmpada até o controle de máquinas complexas
como uma aeronave.
ATIVOS DA REDE
Observe alguns exemplos de ativos de uma rede:
• Servidores;
• Centrais telefônicas;
• Switches;• Roteadores;
• Modems;
• Centrais de alarme;
• CFTV.