TRABALHO - Cabeamento Estruturado

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TRABALHO 
DE 
CABEAMENTO
Tema: Resumo de meios guiados
Componentes: 
Turno:		Turma:		
Sumário
Cabo par trançado
Cabo fibra óptica
Cabo coaxial
CABO PAR TRANÇADO
o cabo par trançado surgiu com a necessidade de se ter cabos mais flexíveis e com maior velocidade de transmissão, ele vem substituindo os cabos coaxiais desde o início da década de 90. hoje em dia é muito raro alguém ainda utilizar cabos coaxiais em novas instalações de rede, apesar do custo adicional decorrente da utilização de hubs e outros concentradores. o custo do cabo é mais baixo, e a instalação é mais simples. 
o nome “par trançado” é muito conveniente, pois estes cabos são constituídos justamente por 4 pares de cabos entrelaçados. os cabos coaxiais usam uma malha de metal que protege o cabo de dados contra interferências externas; os cabos de par trançado por sua vez, usam um tipo de proteção mais sutil: o entrelaçamento dos cabos cria um campo eletromagnético que oferece uma razoável proteção contra interferências externas.
existem basicamente dois tipos de cabo par trançad os cabos sem blindagem chamados de utp (unshieldedtwistedpair) e os blindados conhecidos como stp (shieldedtwistedpair). a única diferença entre eles é que os cabos blindados além de contarem com a proteção do entrelaçamento dos fios, possuem uma blindagem externa (assim como os cabos coaxiais), sendo mais adequados a ambientes com fortes fontes de interferências, como grandes motores elétricos e estações de rádio que estejam muito próximas. outras fontes menores de interferências são as lâmpadas fluorescentes (principalmente lâmpadas cansadas que ficam piscando), cabos elétricos quando colocados lado a lado com os cabos de rede e mesmo telefones celulares muito próximos dos cabos.
na realidade o par trançado sem blindagem possui uma ótima proteção contra ruídos, só que usando uma técnica de cancelamento e não através de uma blindagem. através dessa técnica, as informações circulam repetidas em dois fios, sendo que no segundo fio a informação possui a polaridade invertida. todo fio produz um campo eletromagnético ao seu redor quando um dado é transmitido. se esse campo for forte o suficiente, ele irá corromper os dados que estejam circulando no fio ao lado (isto é, gera ruído). em inglês esse problema é conhecido como cross-talk.
a direção desse campo eletromagnético depende do sentido da corrente que esta circulando no fio, isto é, se é positiva ou então negativa. no esquema usado pelo par trançado, como cada par transmite a mesma informação só que com a polaridade invertida, cada fio gera um campo eletromagnético de mesma intensidade mas em sentido contrario. com isso, o campo eletromagnético gerado por um dos fios é anulado pelo campo eletromagnético gerado pelo outro fio.
além disso, como a informação é transmitida duplicada, o receptor pode facilmente verificar se ela chegou ou não corrompida. tudo o que circulaem um dos fios deve existir no outro fio com intensidade igual, só que com a polaridade invertida. com isso, aquilo que for diferente nos dois sinais é ruído e o receptor tem como facilmente identificá-lo e eliminá-lo.
quanto maior for o nível de interferência, menor será o desempenho da rede, menor será a distância que poderá ser usada entre os micros e mais vantajosa será a instalação de cabos blindados. em ambientes normais, porém os cabos sem blindagem costumam funcionar bem.
existem no total, 5 categorias de cabos de par trançado. em todas as categorias a distância máxima permitida é de 100 metros. o que muda é a taxa máxima de transferência de dados e o nível de imunidade a interferências. os cabos de categoria 5 que tem a grande vantagem sobre os outros 4 que é a taxa de transferência que pode chegar até 100 mbps, e são praticamente os únicos que ainda podem ser encontrados à venda, masem caso de dúvida basta checas as inscrições no cabo, entre elas está a categoria do cabo, como na foto abaixo.
a utilização do cabo de par trançado tem suas vantagens e desvantagens, vejamos as principais:
vantagens
preço. mesma com a obrigação da utilização de outros equipamentos na rede, a relação custo beneficia se torna positiva.
flexibilidade. como ele é bastante flexível, ele pode ser facilmente passado por dentro de conduítes embutidos em paredes.
facilidade. a facilidade com que se pode adquirir os cabos, pois em qualquer loja de informática existe esse cabo para venda, ou até mesmo para o próprio usuário confeccionar os cabos.
velocidade. atualmente esse cabo trabalha com uma taxa de transferência de 100 mbps.
desvantagens
comprimento. sua principal desvantagem é o limite de comprimento do cabo que é de aproximadamente 100 por trecho.
interferência. a sua baixa imunidade à interferência eletromagnética, sendo fator preocupante em ambientes industriais.
no cabo de par trançado tradicional existem quatro pares de fio. dois deles não são utilizados pois os outros dois pares, um é utilizado para a transmissão de dados (td) e outro para a recepção de dados (rd). entre os fios de números 1 e 2 (chamados de td+ e td– ) a placa envia o sinal de transmissão de dados, e entre os fios de números 3 e 6 (chamados de rd+ e rd– ) a placa recebe os dados. nos hubs e switches, os papéis desses pinos são invertidos. a transmissão é feita pelos pinos 3 e 6, e a recepção é feita pelos pinos 1 e 2. em outras palavras, o transmissor da placa de rede é ligado no receptor do hub ou switch, e vice-versa.
um cuidado importante a ser tomado é que sistemas de telefonia utilizam cabos do tipo par trançado, só que este tipo de cabo não serve para redes locais.
Categorias:
• Os cabos UTP foram padronizados pelas normas da EIA
/TIA-568 
(A/B) e são divididos em 7 categorias, levando em c
onta o nível de 
segurança e a bitola do fio, onde os números maiore
s indicam fios 
com diâmetros menores, veja abaixo um resumo simpli
ficado dos 
cabos UTP.
Categoria do cabo 1 (CAT1):
Consiste em um cabo blindado com 
dois pares trançados compostos por fios 26 AWG. São
utilizados por 
equipamentos de telecomunicação e rádio. Foi usado 
nas primeiras 
redes Token-ring mas não é aconselhável para uma re
de par 
trançado.
Categoria do cabo 2 (CAT2):
É formado por pares de fios 
blindados (para voz) e pares de fios não blindados (para 
dados). Também foi projetado para antigas redes token r
ing
E ARCnet chegando a velocidade de 4 Mbps.
Categoria do cabo 3 (CAT3):
É um cabo não blindado (UTP) 
usado para dados de até 10Mbits com a capacidade de banda 
de até 16 MHz. Foi muito usado nas redes Ethernet criada
s 
nos anos noventa (10BASET). Ele ainda pode ser usado par
a
VOIP, rede de telefonia e redes de comunicação 10BASET
e
100BASET4.
Categoria do cabo 4 (CAT4):
É um cabo par trançado 
não blindado (UTP) que pode ser utilizado para transmi
tir
dados a uma freqüência de até 20 MHz e dados a 20 
Mbps. Foi usado em redes que podem atuar com taxa de 
transmissão de até 20Mbps como tokenring, 10BASET e 
100BASET4. Não é mais utilizado pois foi substituído 
pelos cabos CAT5 e CAT5e.
Categoria do cabo 5 (CAT5): 
usado em redes fast-ethernet 
emfreqüências de até 100 MHz com uma taxa de 100 Mbps.
Categoria do cabo 5e (CAT5e):
é uma melhoria da categoria 5. 
Pode ser usado para freqüências até 125 MHz 
em redes 
1000BASE-T gigabit ethernet
. Ela foi criada com a nova revisão 
da norma EIA/TIA-568-B.
Categoria do cabo 5e (CAT5e):
é uma melhoria da categoria 5. 
Pode ser usado para freqüências até 125 MHz 
em redes 
1000BASE-T gigabit ethernet
. Ela foi criada com a nova revisão 
da norma EIA/TIA-568-B.
Categoria do cabo 6 (CAT6):
definido pela norma ANSI 
EIA/TIA-568-B-2.1 possui bitola 24 AWG e banda 
passante de até 250 MHz e pode ser usado em redes 
gigabit ethernet a velocidade de 1.000 Mbps.
Categoria 7 (CAT7):
foi criado para permitir a criação de 
rede 10 gigabit Ethernet de 100m usando fio de cobre
(apesar de atualmente esse tipo de rede esteja send
o
usado pela rede CAT6).
A especificação 
CAT 7
existe mas ainda não está 
oficialmente definida/fechada (ISO/IEC 11801) 
• O grande "foco" do CAT 7 será na "blindagem" contra 
interferências e ruídos externos. 
Cabo Fibra Óptico
Uma fibra óptica é composta basicamente de material dielétrico (em geral, sílica ou plástico), segundo uma longa estrutura cilíndrica, transparente e flexível, de dimensões microscópicas comparáveis às de um fio de cabelo.
A estrutura cilíndrica básica da fibra óptica é formada por uma região central, chamada de núcleo, envolta por uma camada, também de material dielétrico, chamada casca. A secção em corte transversal mais usual do núcleo é a circular.
A composição da fibra óptica, com material de índice de refração ligeiramente inferior ao do núcleo, oferece condições à propagação de energia luminosa através do seu núcleo. A fibra óptica propaga luz por reflexões sucessivas.
A capacidade de transmissão de uma fibra óptica é função do seu comprimento, da sua geometria e do seu perfil de índices de refração. Existem duas classes principais de fibras: monomodo e multimodo.
A atenuação em fibras ópticas é causada por múltiplas fontes. Nelas existem regiões espectrais onde a atenuação é mínima. 
Monomodo: Este tipo de fibra possuem dimensões muito pequenas, mas possuem uma capacidade de transmissão superior às fibras multimodo.
Multimodo: Este tipo de fibra possuem vários modos de propagação e de acordo com o perfil da variação de índices de refração da casca com relação ao núcleo, classificam-se em: índice degrau e índice gradual.
índice degrau: O tipo de perfil de índices e as suas dimensões relativa simplicidade quanto à fabricação e facilidades operacionais; apresenta, porém, uma capacidade de transmissão bastante limitada.
índice gradual: Com uma complexidade média na fabricação e dimensões moderadas que implicam uma conectividade relativamente simples; apresenta uma capacidade de transmissão alta.
Vantagens das Fibras Ópticas
As fibras ópticas, devido as suas características, apresentam algumas vantagens em relação aos suportes físicos de transmissão convencionais, tais como o par trançado e o cabo coaxial. Estas são as seguintes:
perdas de transmissão baixa e banda passante grande: Com sistemas de cabos de fibra óptica, mais dados podem ser enviados sobre distâncias mais longas, desse modo se diminui o número de fios e se reduz o número de repetidores necessários nessa extensão. Esta redução no equipamento e componentes diminui o custo do sistema e a complexidade.
pequeno tamanho e peso: A enorme redução do tamanho dos cabos, provida pelas fibras ópticas, permite avaliar o problema de espaço e de congestionamento de dutos nos subsolos das grandes cidades e em grandes edifícios comerciais. O efeito combinado do tamanho e peso reduzido faz das fibras ópticas o meio de transmissão ideal em aviões, navios, satélites, etc. Além disso, os cabos ópticos oferecem vantagens quanto ao armazenamento, transporte, manuseio e instalação em relação aos cabos metálicos de resistência e durabilidade equivalentes.
imunidade a interferências: Devido ao fato das fibras ópticas serem compostas de material dielétrico, elas não sofrem interferências eletromagnéticas. Elas também asseguram imunidade a pulsos eletromagnéticos, que é de interesse particular em aplicações militares.
isolação elétrica: Como a fibra óptica é constituída de vidro ou plástico, que é um isolador elétrico, não há necessidade de se preocupar com aterramento e problemas de interface de equipamento.
segurança do sinal: As fibras ópticas não irradiam significativamente a luz propagada, implicando em um alto grau de segurança para a informação transportada. Isso torna a fibra importante em aplicações bancárias, redes de computadores e sistemas militares.
matéria-prima abundante: Como as fibras ópticas são compostas por sílica (material abundante e não muito caro), sua despesa aumenta no processo requerido para fazer vidros ultra-puros desse material.
As fibras ópticas tem sido uma alternativa superior aos satélites em sistemas de transmissão a longa distância caracterizada por um grande tráfego ponto-a-ponto. 
Desvantagens das Fibras Ópticas
O uso das fibras ópticas também possuem algumas desvantagens em relação aos suportes de transmissão convencionais:
fragilidade das fibras ópticas sem encapsulamento: O manuseio de uma fibra óptica sem encapsulamento é bem mais delicado que no caso dos suportes metálicos. É preciso ter muito cuidado com as fibras ópticas, pois elas quebram com facilidade.
dificuldade de conexões das fibras ópticas: As pequenas dimensões das fibras ópticas exigem procedimentos e dispositivos de alta precisão na realização das conexões e junções.
acopladores tipo T com perdas muito grandes: É muito difícil se obter acopladores de derivação tipo T para fibras ópticas com baixo nível de perdas, o que dificulta a utilização de fibras ópticas em sistemas multiponto.
impossibilidade de alimentação remota de repetidores: Os sistemas com fibras ópticas requerem alimentação elétrica independente para cada repetidor, não sendo possível a alimentação remota através do próprio meio de transmissão.
falta de padronização dos componentes ópticos: A relativa imaturidade e o contínuo avanço tecnológico não tem facilitado o estabelecimento de padrões para os componentes de sistemas de transmissão por fibras ópticas.
Instalação
Em razão das dimensões envolvidas, a instalação de fibras ópticas exige o uso de técnicas sofisticadas e de muita precisão, a fim de limitar as perdas de acoplamento. A junção ponto-a-ponto de dois ou mais segmentos de fibra óptica pode ser realizada de modo permanente através de emendas ou por meio de conectores mecânicos de precisão. A junção multiponto utiliza-se de acopladores de diversos tipos.
Aplicações
Os sistemas de transmissão por fibras ópticas podem ser classificados segundo algumas características básicas. Estas características estão associadas às aplicações dos sistemas ou à especificidade de alguma técnica, configuração ou dispositivo utilizado pelo sistema. Tipos de sistemas:
sistemas de comunicação: As fibras ópticas são aplicadas a vários sistemas de comunicação, tais como:
Rede Telefônica: serviços de tronco de telefonia, interligando centrais de tráfego interurbano e interligação de centrais telefônicas urbanas.
Rede Digital de Serviços Integrados (RDSI): rede local de assinantes, isto é, a rede física interligando os assinantes à central telefônica local.
Cabos Submarinos: sistemas de transmissão em cabos submarinos.
Televisão por Cabo (CATV): transmissão de sinais de vídeo através de fibas ópticas.
Sistema de Energia e Transporte: distribuição de energia elétrica e sistema de transmissão ferroviário.
Redes Locais de Computadores: aplicações em sistemas de longa distância e locais. Na busca de padrões a fim de facilitar a conectividade e minimizar os custos de aquisição e implantação com fibras ópticas, foi desenvolvido o FDDI.
sistemas sensores: Nestes tipos de sistemas, a fibra é utilizada como sensor de estímulos externos, tais como a temperatura, a pressão, o campo magnético, a rotação, etc. Vários tipos de sensores com fibras ópticas já estão disponíveis comercialmente. Mercados orientados ao desenvolvimento desse tipo de sistema são:
Aplicações industriais: sistemas de telemetria e supervisão em controle de processos.
Aplicações médicas: sistemas de monitoração interna ao corpo humano e instrumentação cirúrgica.
Automóveis: monitoração do funcionamento do motor e acessórios.
aplicações militares: As aplicações militares de fibras ópticas incluem, desde sistemas de comunicação de voz e dados a baixa velocidade, onde as fibras ópticas simplesmente substituem suportes metálicos convencionais, até aplicações envolvendo sistemas de navegação e controle de mísseis ou torpedos guiados por cabo.
Cabo Coaxial
O cabo coaxial foi o primeiro cabo disponívelno mercado, e era até a alguns anos atrás o meio de transmissão mais moderno que existia em termos de transporte de bits, embora ainda hoje seja usado para a mesma finalidade.
Um cabo coaxial consiste em um fio de cobre rígido que forma o núcleo, envolto por um material isolante que por sua vez é envolto em um condutor cilíndrico, frequentemente na forma de uma malha entrelaçada. O condutor externo é coberto por uma capa plástica protetora, que evita o fenômeno da indução, causada por interferências elétricas ou magnéticas externas.
Os cabos coaxiais são utilizados em várias aplicações, desde áudio até linhas de transmissão de alta frequência. A sua velocidade é bastante alta em decorrência da tolerância a ruídos em virtude da malha de proteção existentes nos cabos, podendo atingir velocidade máxima de transmissão de 20 Mb/s.
O cabo coaxial foi inventado pelo engenheiro e matemático Inglês Oliver Heaviside, que patenteou o projeto em 1880.
 Características
O cabo coaxial mantém uma capacidade constante e baixa, independente do seu comprimento, o que lhe permite suportar velocidades da ordem de megabits/segundo, sem a necessidade de regeneração do sinal e sem distorções ou ecos.
A forma de construção do cabo coaxial lhe oferece uma boa combinação de alta banda passante e excelente imunidade a ruídos e, por isso, eram o meio de transmissão mais usado em redes locais.
A figura abaixo mostra os componentes utilizados nas conexões com cabos Thin Ethernet. Os conectores ”T” são acoplados ao conector BNC da placa de rede, e nele são conectados os cabos que ligam o PC aos seus vizinhos. O terminador deve ser ligado no último conector “T” da cadeia.
. 
 
 Vantagens e Desvantagens
Algumas vantagens do cabo coaxial: baixos custos de implementação, topologia simples de implementar, resistência à ruídos e interferências.
Algumas desvantagens do cabo coaxial: distâncias limitadas, baixo nível de segurança, dificuldade em fazer grandes mudanças na topologia da rede           
 Classificação
Dois tipos de cabo coaxial são bastante utilizados:
Coaxial fino (Thin Ethernet - 10Base2)
Coaxial grosso (Thick Ethernet - 10Base5)
Existem cabos com impedância de 50 Ohms, 93 Ohms, 95 Ohms, 100 Ohms. Descreveremos a seguir as características físicas e dimensionais de alguns cabos existentes no mercado de acordo com a sua impedância citadas acima.
	Impedância
	Referência
	Aplicação
	50 Ohms
	RG-58 (Cheapernet) Expancel
	sistemas VHF/UHF
	
	RG-58 (Cheapernet)
	rede Ethernet, com cabo coaxial  fino
	
	RG-08 (Ethernet)
	rede Ethernet, com cabo coaxial grosso
	
	RG-213
	sistemas VHF/UHF, informática, telefonia
	
	RG-62 A/U
	terminais de computadores, teleinformática (uso interno)
	93 Ohms
	RG E-62
	terminais de computadores, teleinformática (uso externo)
	95 Ohms
	Multicoaxial 20 Condutores
	conexão de terminais de computadores à controladora, CPD na conexão de módulos digitais
	100 Ohms
	Twinaxial 20 AWG x 1P
	terminais de computadores AS400(IBM)
Cabo Coaxial Fino (10Base2)
O cabo coaxial fino, também conhecido como cabo coaxial banda base ou 10Base2, é o meio mais utilizado em redes locais. A topologia mais utilizada é a topologia em barra.O método de acesso ao meio usado em cabos coaxiais finos é o detecção de portadora, com detecção de colisão.Sua instalação é facilitada devido ao fato de que o cabo coaxial fino é mais maleável.Possui maior imunidade a ruídos eletromagnéticos de baixa frequência, pois sofre menos reflexões, devido às capacitâncias introduzidas na ligação das estações do cabo, do que o cabo grosso. 
	Características Técnicas
	Impedância
	50 Ohms
	Tamanho máximo de segmento
	185m
	Tamanho mínimo de segmento
	0,5m
	Número máximo de segmentos
	5
	Tamanho máximo total
	925m
	Tamanho máximo sem repetidores
	300m
	Capacidade
	30 equipamentos/segmento
	Acesso ao meio
	CSMA/CD
	Taxas de transmissão de dados
	1 a 50 Mbps (depende do tamanho do cabo)
	Modo de transmissão
	Half-Duplex - Código Manchester
	Transmissão
	por pulsos de corrente contínua
	Imunidade EMI/RFI
	50 dB
	Conector
	conector T
 
Cabo Coaxial Grosso
 
O cabo coaxial grosso, também conhecido como cabo coaxial de banda larga ou 10Base5 ou "Mangueira de jardim amarela", é utilizado para transmissão analógico.Em redes locais, a banda é dividida em dois canais ou caminhos: caminho de transmissão (Inbound) e, caminho de recepção (Outbound).É muito utilizado para aplicações em redes locais com integração de serviços de dados, voz e imagens.Necessita de amplificadores analógicos periódicos, que transmitem o sinal num único sentido, assim, um computador que envia um pacote não será capaz de alcançar os computadores a montante dele se houver um amplificador entre eles. Para solucionar este problema foram criados os sistemas com cabo único e com cabo duplo. No cabo duplo, toda transmissão é feita no cabo 1 e toda recepção ocorre no cabo 2. No cabo único, é alocado bandas diferentes de frequência para comunicação, entrando e saindo por um único cabo.
Sua instalação requer prática e pessoal especializado.   
	Características Técnicas
	Impedância
	75 Ohms
	Atenuação
	em 500m de cabo não exceder 8,5dB medido a 10MHz ou 6,0dB           medido a 5MHz
	Velocidade de propagação
	0,77c (c = velocidade da luz no vácuo)
	Tamanho máximo segmento
	500m
	Tamanho mínimo de segmento
	2,5m
	Número máximo de segmentos
	5
	Tamanho máximo total
	2500m
	Tamanho máximo recomendado
	múltiplos de 23,4-70,2 ou 117m
	Capacidade
	1500 canais com 1 ou mais equipamentos por canal
	Acesso ao meio
	FDM
	Taxas de transmissão de dados
	100 a 150 Mbps (depende do tamanho do cabo)
	Modo de transmissão
	Full-Duplex
	Transmissão
	por variação em sinal de frequência de rádio
	Imunidade EMI/RFI
	85 dB
	Conector
	tipoderivador Vampiro e utiliza transceptores (detecta a portadora elétrica do cabo)
 
Montagem de cabos Thin Ethernet
Atualmente não se montam redes usando cabos coaxiais, já que caíram em desuso. Mas é possível que se precise dar manutenção nessas redes, o que inclui a confecção de cabos. Se esta operação é feita de forma esporádica, pode-se encomendar cabos sob medida em lojas especializadas. Como também esses cabos podem ser montados. O material necessário e as ferramentas são encontrados em lojas especializadas em equipamentos e suprimentos para redes.
A figura abaixo mostra duas ferramentas necessárias à montagem de cabos coaxiais. A primeira serve para desencapar o cabo, e a outra é um alicate crimpador, usado para fixar o conector no cabo.
	
	 
Ferramentas usadas na montagem de cabos coaxiais.
O conector BNC é vendido desmontado, como mostra a figura a seguir. Um pino central deve ser fixado no condutor mais interno do cabo. A parte maior do conector fará contato com a blindagem externa. Uma peça metálica adicional firmará o cabo no conector.
	
	 
 
 
Peças que formam um conector BNC.
 
Corte o cabo e introduza-o no anel metálico. A seguir desencape o cabo como mostra a figura abaixo, usando a ferramenta apropriada. Note que o cabo coaxial RG58 é formado por quatro camadas, de dentro para fora:
Condutor intero
Isolador plástico
Malha condutora externa
Capa plástica
	
	 
Desencapando o cabo.
 
Observe que o tubo metálico externo, a esta altura já posicionado no cabo, ficará sobre a sua capa plástica externa. Já a extremidade do conector BNC, mostrada na figura a seguir, deverá ficar sob a malha condutora do cabo.
	
	 
Conector BNC e tubo metálico externo.
 
 
Corte o excesso da malha externa e junte o tubo metálico ao conector. Use o alicate crimpador para prender este tubo ao conector.
Nas lojas que vendem o material para a construção desses cabos, podemos ainda encontrar uma jaqueta plástica externa para o conector, como no cabo que vemos na  próxima figura. Esta jaqueta deve ser encaixada no cabo antes da montagemdo conector. Depois que o conector está fixado ao cabo, juntamos a jaqueta com o conector, dando maior rigidez e um acabamento profissional.
	
	 
 
Cabo coaxial pronto.