Cabeamento Estruturado

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Introdução
Edifícios, casas e prédios são construídos tendo em mente várias décadas de uso, senão séculos, como demonstram igrejas, pontes e palácios na Europa. O projeto arquitetônico pode ficar desatualizado e o uso da edificação pode mudar com o tempo (escolas transformadas em bibliotecas, casas transformadas em escritórios), mas a edificação em si deve resistir à passagem dos anos sem que precise ser reconstruída continuamente.
A estrutura elétrica, entretanto, nem sempre vislumbra estas várias décadas de uso, especialmente a de comunicação. Isto quando a edificação não é antiga a ponto de possuir apenas uma estrutura elétrica mínima, com basicamente pontos de iluminação. Mesmo que o material usado na estrutura da instalação elétrica preveja vários anos de vida útil, o projeto da instalação em si raramente prevê modificação de uso da edificação, adição de maior número de equipamentos elétricos, ou mesmo adição de equipamentos elétricos que ainda nem existem. O que se vê, então, comumente, são dificuldades em instalar novas linhas de telefone em uma residência ou escritório, ou um aparelho de televisão em um recinto onde não havia, um aparelho de fax, um ponto de conexão à Internet. Frequentemente essas operações necessitam de uma reforma para ampliação do cabeamento, passando por quebra de paredes e pisos, pintura e troca de cabeamento já existente, gerando custo e transtorno.
Por outro lado, vários sistemas de comunicação diferentes exigem vários sistemas de cabeamento diferentes e dedicados. Fios telefônicos para voz, cabos coaxiais para tv, cabos multi-vias para dados.
O cabeamento estruturado propõe-se a resolver esses contratempos, provendo padrões para os cabos e conexões, de modo que, com a adição de equipamento adicional, possam suportar todos ou praticamente todos os diferentes tipos de sistema de comunicação hoje em uso, numa mesma instalação.
Definição e Características
Cabeamento estruturado é um cabeamento de baixa corrente e tensão para uso integrado em comunicações de voz, dados, controles prediais e imagem, preparado de tal maneira que atende aos mais diversos tipos e layouts de instalação, por um longo período de tempo, sem exigir modificações físicas da infra-estrutura. A ideia é que este cabeamento proporcione ao usuário uma tomada universal, onde ele possa conectar diferentes aplicações como computador, telefone, fax, rede local, TV a cabo, sensores, alarme, etc. Isto se contrapõe ao conceito de cabeamento dedicado, onde cada aplicação tem seu tipo de cabo e instalação. Assim, sinal de tv requer cabos coaxiais de 75 ohms e conectores e painéis específicos; o sistema de telefonia requer fios apropriados, tomadas e painéis de blocos específicos; redes de computadores usam ainda cabos multi-vias dedicados. Isso resulta em diversos padrões proprietários ou não de cabos, topologias, conectores, padrões de ligações, etc. O conceito de cabeamento estruturado surge como resposta com o intuito de padronizar o cabeamento instalado em edifícios comerciais ou residenciais, independente das aplicações a serem usadas nos mesmos.
O cabeamento estruturado provavelmente originou-se de sistemas telefônicos comerciais, onde o usuário constantemente mudava sua posição física no interior de uma edificação. Projetou-se um cabeamento de modo a existir uma rede horizontal fixa, ligada a uma central de distribuição, onde cada ponto podia ser ativado ou desativado facilmente. Um ponto de tomada podia ser rapidamente alternado ou deslocado por meio de uma troca de ligações. O sistema evoluiu para que diversos tipos de redes pudessem ser interligados, mantendo o cabeamento horizontal e tornando as tomadas de uso múltiplo.
A solução do cabeamento estruturado prevê a instalação de um cabo e um tipo de conector padrão, e equipamentos adicionais para suporte a diferentes tipos de sistemas. Isto é conhecido como Cabeamento Genérico.
Para assegurar flexibilidade, é de interesse que este cabeamento genérico esteja instalado e pronto para uso em todos os locais possíveis em um determinado local ou edificação. Isso permite, por exemplo, a expansão ou mudança de um departamento em um escritório para outras dependências com o mínimo de transtorno e custo. Esta tática é conhecida em inglês como Flood Wiring, e que consiste no espalhamento de conexões por todo o recinto (cerca de duas conexões por cada 3 m2 de recinto).
De modo a permitir que diferentes tomadas possam ser usadas para sistemas distintos, um painel especial conhecido como Patch Panel é utilizado.
Estes três atributos: Cabeamento Genérico, Flood Wiring e Patch Panels são as características essenciais de um sistema de cabeamento estruturado.
A Série de Normas ANSI/TIA 568
A série de normas ANSI/TIA 568 recebeu ao longo de sua vida útil dezenas de adendos, além de outros boletins e atualizações necessárias. É também um requisito da ANSI, que as normas desenvolvidas por seus comitês sejam revisadas em um período de 5 anos. Por estas razões e para desenvolver documentos mais completos e de consulta mais simples, a nova série de normas ANSI/TIA 568-C foi desenvolvida com o objetivo de substituir a série ANSI/TIA 568-B.
A série de normas ANSI/TIA 568-C é constituída pelos seguintes documentos:
ANSI/TIA 568-C.0: Cabeamento de telecomunicações genérico.
ANSI/TIA 568-C.1: Cabeamento de telecomunicações para edifícios comerciais.
ANSI/TIA 568-C.2: Cabeamento de telecomunicações em par balanceado.
ANSI/TIA 568-C.3: Cabeamento de telecomunicações em fibra óptica.
ANSI/TIA 568-C.0
É a parte da norma que define um cabeamento genérico. Uma das mudanças mais importantes é a nova nomenclatura adotada, mais próxima da nomenclatura adotada pela ISO.
Um exemplo de uso da topologia e nomenclatura adotadas é no projeto de um sistema de cabeamento estruturado para um aeroporto. Usando a estrutura genérica, será possível projetar e instalar um sistema de cabeamento estruturado, seguindo as normas, mesmo que alguns elementos não estejam presentes (por exemplo, áreas de trabalho podem não existir em determinadas regiões do aeroporto).
Esta norma cobre os seguintes aspectos:
Estrutura de cabeamento.
Escolhas dos meios físicos e comprimentos permitidos.
Requisitos de instalação:
Raio de curvatura mínimo.
Foça de tração.
Terminação do cabo.
Aterramento.
Requisitos e instrumentos de testes.
Cabeamento para edifícios multi-usuários.
Classificações ambientais.
ANSI/TIA 568-C.1
A ANSI/TIA 568-C.1 define, dentre outras coisas, as características dos sub-sistemas (estudaremos estes sub-sistemas de maneira mais aprofundada durante o curso), destacando:
Infraestrutura de Entrada: 
Projeto e proteção elétrica.
Conexões com o cabeamento de planta externa.
Sala de Equipamentos:
Projeto e práticas de cabeamento.
Sala de Telecomunicações:
Projeto e conexões.
Cabeamento óptico centralizado.
Cabeamento de Backbone:
Topologia e comprimento dos cabos.
Cabeamento Horizontal:
Cabeamento reconhecido.
Topologia e comprimento dos cabos.
Área de trabalho:
Patch Cords.
Cabeamento para escritórios abertos.
Instalação e administração.
ANSI/TIA 568-C.2
A ANSI/TIA 568-C.2 cobre os aspectos relativos ao cabeamento em par balanceado e seus componentes:
Requisitos mecânicos.
Canais, patch cords e conectores.
Códigos de cores e padrões de terminação.
Desempenho e confiabilidade.
Parâmetros elétricos.
Requisitos e procedimentos de testes.
Instalações em altas temperaturas.
ANSI/TIA 568-C.3
A ANSI/TIA 568-C.3 cobre os aspectos relativos ao cabeamento óptico. Está mais atualizada e em fase com as práticas, metodologias e componentes usados em instalações reais. Principais aspectos:
Cabos de fibra óptica.
Cabos de uso interno e externo.
Especificações de comprimento de onda, atenuação, etc.
Conectores e adaptadores.
Características mecânicas e ambientais.
Sub-Sistemas Cabeamento Estruturado
A norma ANSI/EIA/TIA 568-B dividiu o sistema de cabeamento estruturado em seis subsistemas, os quais, para um melhor entendimento, mostraremos a seguir umabreve abordagem: 
Cabeamento Horizontal (Horizontal Cabling - CH): Compreendido pelas conexões da sala de telecomunicações (TR) até a área de trabalho (WA). Estes cabos formam um conjunto permanente e são denominados cabos secundários.
Cabeamento Backbone (Backbone Distribution – BD ou CV): O Backbone ou Rede Primária é o subsistema do cabeamento estruturado que tem a função de prover as interconexões entre as salas de telecomunicações, salas de equipamentos e a sala de entrada de serviços de telecom. Também chamado de Cabeamento Vertical.
Área de Trabalho (Work Area): Local físico onde o usuário trabalha com os equipamentos de comunicação. O nível é construído pelos PCs, telefones, etc., cabos de ligação e eventuais adaptadores.
Sala de Telecomunicações (Telecommunications Room – TR): É o espaço destinado para a acomodação de equipamentos, terminação e manobras de cabos. É o ponto de conexão entre o cabeamento backbone e o cabeamento horizontal.
Sala de Equipamentos (Equipment Room - ER): Local onde são abrigados os principais equipamentos ativos da rede, como PABX, servidores, switches, hubs, roteadores, etc. Nesse local, costuma-se instalar o principal painel de manobras ou main cross-connect, composto de patch panels, blocos 110 ou distribuidores ópticos.
Entrada do Edifício (Entrance Facility – EF): ponto onde é realizado a interface entre o cabeamento externo e o interno da edificação para os serviços disponibilizados.
Entrada do Edifício (Entrance Facility - EF)
A Sala de Entrada de Serviços de Telecom é o subsistema que compreende os cabos, hardwares de conexão, dispositivos de proteção e qualquer equipamento necessário para conectar as facilidades da planta externa com o cabeamento do edifício. Estes componentes podem ser utilizados pelos provedores de acesso (ex.: empresas que fornecem os serviços de telecomunicações, CATV, etc.) e os serviços de rede privada do cliente.
As principais funções da Sala de Entrada de Serviços de Telecom são:
Acomodar o ponto de demarcação entre os serviços dos provedores de acesso e os serviços de rede privada do cliente.
Alojar os dispositivos de proteção elétrica utilizados em cabos telefônicos, antenas, etc (ex.: os cabos telefônicos possuem pares metálicos, os quais são condutores em casos de descarga elétrica).
Armazenar as conexões feitas entre os cabos de planta externa e os cabos requeridos para utilização em ambientes internos do edifício (ex.: em plantas externas utiliza-se normalmente cabos ópticos do tipo “loose” que possuem uma geleia a base de petróleo, a qual propaga chama. De acordo com o NEC – National Electrical Code este tipo de cabo não pode percorrer mais do que os primeiros 15 metros do edifício, obrigando-se a terminar o mesmo em um hardware de conexão e converter para um cabo do tipo “tight” sem geleia ou utilizar um eletroduto metálico para acomodar o cabo).
Acomodar diversos tipos de serviços a serem interligados com o cabeamento do edifício, tais como: servidores de acesso, redes locais (LANs), PABX, WANs, sistemas de segurança e incêndio, CATV, CCTV, entre outros.
Acondicionar o sistema de aterramento do cabeamento de telecomunicações.
A entrada dos cabos no edifício pode ser:
Subterrânea: Através de dutos instalados sob o piso.
Enterrada: Nesse caso os cabos são diretamente enterrados em valas abertas por processo manual ou mecânico e logo após recobertos.
Aérea: O cabo vem de um poste próximo ao edifício e é preso à fachada através de ancoramento.
É preciso deixar claro que no projeto, ao considerar a entrada de um serviço, deverão ser obedecidos os padrões e critérios impostos pela companhia local responsável pelo fornecimento do serviço.
Sala de Equipamento (Equipament Room – ER)
A Sala de Equipamentos é o subsistema que oferece um espaço centralizado com ambiente controlado e apropriado para a operação dos grandes equipamentos de telecomunicações e redes, que são essenciais para as atividades diárias dos usuários do edifício. A sala de equipamentos é destinada a servir o próprio edifício, assim como interligar os outros edifícios do mesmo campus, sendo conectada com as infra-estruturas dos Backbones interno e externo do edifício. Na fase de projeto da sala de equipamentos, deve-se levar em consideração alguns tópicos extremamente importantes, tais como:
A sala de equipamentos deve possuir um espaço de trabalho destinado aos profissionais de telecomunicações do edifício.
É construída de acordo com requerimentos de acesso restrito, devido à natureza, o custo, o tamanho e a complexidade dos equipamentos envolvidos.
Em alguns casos a sala de equipamentos acomoda a sala de entrada de serviços de telecom (ex.:Backbone de Campus e/ou provedores de acesso) ou serve como a sala de telecomunicações do andar.
Deve ser planejada levando-se em consideração as futuras expansões do local.
Deve ser posicionada bem distante das fontes de interferência eletromagnética (EMI).
A sala de equipamentos deve ser alocada a uma certa distância de qualquer local que esteja sujeito as seguintes condições: infiltração de água, vapor, fumaça, umidade, calor (ex.: raios solares) e qualquer outro local com condições ambientais adversas.
A sala de equipamentos deve possuir um sistema de ar-condicionado que funcione perfeitamente durante 24 horas por dia e 365 dias por ano, mantendo uma temperatura de 18ºC à 24ºC e umidade relativa de 30% a 55%. 
O teto da sala de equipamentos deve possuir uma altura mínima de 2,6 metros acima do piso acabado.
As portas devem possuir um tamanho mínimo de 0,91 mts. (L) x 2,00 mts. (A). Visto que muitas vezes são acomodados grandes equipamentos de telecom na sala de equipamentos, recomenda-se a utilização de uma porta dupla com 1,80 mts. (L) x 2,30 mts. (A).
O ambiente deve possuir uma boa iluminação (mínima de 500 lux, medido a 1 metro acima do piso acabado).
Suas dimensões devem levar em conta a quantidade de áreas de trabalho utilizadas, mas nunca menor que 14 m2. Na tabela abaixo vemos o espaço da sala de equipamentos em relação ao número de áreas de trabalho de acordo com a norma ANSI/TIA/EIA 569-A:
	Áreas de Trabalho
	Tamanho (m2)
	Até 100
	14
	101 a 400
	37
	401 a 800
	74
	801 a 1200
	111
Cabeamento Backbone (Cabeamento Vertical – CV)
O Backbone ou Cabeamento Vertical é o sub-sistema do cabeamento estruturado que tem a função de prover as interconexões entre as salas de telecomunicações, salas de equipamentos e a sala de entrada de serviços de telecom. Este subsistema compreende os cabos do backbone, as conexões intermediárias e principal, os hardwares de terminação e os patch-cords e jumpers usados na conexão feita entre os backbones. O subsistema inclui também o cabeamento utilizado para interligar os edifícios, chamado “Backbone de Campus”. 
Algumas considerações devem ser feitas em relação ao backbone:
Distância máxima de 90 metros quando utilizados cabos metálicos;
Evitar a instalação próxima a fontes de EMI e RFI (Radio Frequence Interference);
Evitar a utilização de cabos multipares;
Não devem localizar-se na coluna dos elevadores.
Deverá se dispor de um duto de 4" mais dois dutos adicionais para crescimento ou reserva;
Devem estar devidamente equipados com bloqueios contra fogo.
Na hora de projetar-se um backbone, deveremos tomar o cuidado de fazer uma análise rigorosa das necessidades futuras (cabeamento do Backbone deve ser projetado para suportar as necessidades dos usuários do edifício por um período mínimo de 10 anos) para que não incorramos ao erro de especificar um backbone que não suporte aplicações a longo prazo. Por essa razão é comum a utilização de fibras ópticas, pelo fato delas possuírem uma largura de banda superior aos cabos metálicos, fazendo com que a aceitação a futuras expansões e atualizações tecnológicas seja maior.
Sala de Telecomunicações (Telecommunications Room – TR)
A Sala de Telecomunicações é o subsistema que proporciona diversa funções para o sistema de cabeamento. A sua principal função é acomodar terminação docabeamento horizontal e dos cabos do Backbone em hardwares compatíveis. A conexão cruzada dessas terminações, utilizando-se patch cords e jumpers, permite flexibilidade ao sistema de cabeamento quando são fornecidos diversos tipos de serviços de telecomunicações aos conectores dos usuários. Além disso, a sala de telecomunicações oferece um ambiente adequado e seguro para acomodar os equipamentos de telecomunicações e o hardware de conexão, proporcionando uma excelente administração do sistema de cabeamento. 
Na fase de projeto da sala de telecomunicações, deve-se levar em consideração alguns tópicos muito importantes, tais como:
Para minimizar o comprimento dos cabos horizontais, deve-se alocar a sala de telecomunicações o mais próximo possível do centro do andar.
Em edifícios com diversos andares, deve-se posicionar as salas de telecomunicações verticalmente.
A sala de telecomunicações deve ser alocada distante de locais com ameaça de inundação (ex.: prumadas hidráulicas, banheiros, cozinhas, etc.).
Deve-se prever espaços para expansões;
Deverá possuir um barramento de aterramento;
Deve possuir controle de temperatura se houverem equipamentos ativos;
Deverão existirem pontos de energia elétrica em circuito próprio (quando utilizados equipamentos ativos);
Deve atender no máximo 1000 m² de área;
Devem ser utilizados sistemas corta fogo, para evitar a propagação de incêndio.
Utilização de pisos emborrachados e anti-estáticos.
As normas de cabeamento estruturado permitem que sejam feitos dois tipos de conexão, conforme abaixo:
Interconexão: Uma interconexão é a ligação entre os painéis concentradores do cabeamento horizontal e os elementos ativos. Nesse caso, os elementos ativos são conectados diretamente ao backbone.
Conexão Cruzada: Uma conexão cruzada é a ligação entre os painéis que concentram o cabeamento proveniente das áreas de trabalho e do backbone.
Os requerimentos do tamanho mínimo da sala de telecomunicações são baseados na distribuição dos serviços de telecom, levando-se em consideração uma área de trabalho a cada 10 m2 de espaço utilizável do andar, conforme pode ser observado na tabela abaixo:
	Áreas a ser atendida (m2)
	Dimensões TR
	Até 500
	3.0 m x 2.2 m
	Até 800
	3.0 m x 2.8 m
	Até 1000
	3.0 m x 3.4 m
Cabeamento Horizontal (Horizontal Cabling – CH)
O Cabeamento Horizontal ou Rede Secundária é o subsistema do cabeamento estruturado que inclui os cabos horizontais, os conectores da área de trabalho, os hardwares de terminação e os patch-cords localizados na sala de telecomunicações, abrangendo também os pontos de consolidação e as MUTOAs (Tomadas Multi-Usuários de Telecomunicações), caso sejam utilizados em projeto.
O Cabeamento Horizontal deve ser implementado em topologia estrela, sendo que cada conector da área de trabalho deve ser conectado ao hardware de terminação da sala de telecomunicações via o cabo horizontal, o qual deve possuir uma distância máxima de 90 metros. Além disso, a somatória dos patch-cords a serem utilizados na área de trabalho e na sala de telecomunicações não pode exceder 10 metros, totalizando um “canal” de 100 metros. A norma permite, no máximo, quatro conexões no cabeamento horizontal.
Os cabos recomendados a serem utilizados no Cabeamento Horizontal são:
Cabos UTP e STP de 4 pares.
Cabos Ópticos Multimodo.
Para o cabeamento horizontal, somente serão aceitos cabos com condutores sólidos devido a sua menor perda em relação aos flexíveis.
Abaixo estão citadas algumas considerações a serem observadas em relação ao cabeamento horizontal:
O cabeamento horizontal é constituído de um ponto de telecomunicações, da terminação mecânica e dos cabos de conexão;
Cada posição do painel de distribuição corresponde somente a um único conector na área de trabalho;
É proibido o uso de emendas;
Os cabos devem ser terminados em painéis dentro da mesma categoria dos cabos ou maior;
Os cabos não devem localizar-se próximos a fontes de EMI e RFI;
Área de Trabalho (Work Area – WA)
A Área de Trabalho é o espaço do edifício onde o usuário normalmente exerce o seu trabalho e interage com os seus equipamentos de telecomunicações. Este subsistema inclui os patch-cords que fazem a conexão entre os conectores da área de trabalho e os equipamentos dos usuários. É importante que a Área de Trabalho seja bem projetada para acomodar as necessidades dos usuários e dos seus equipamentos. Dentre estes equipamentos podemos incluir, além de outros, os seguintes:
Telefones.
Modems.
Fax.
Câmeras de Vídeo.
Computadores.
Impressoras.
Na fase de projeto do cabeamento estruturado, deve-se levar em consideração no mínimo uma área de trabalho a cada 10 m2 do espaço utilizável do edifício. Muitos profissionais têm especificado uma área de trabalho a cada 5 m2, com o objetivo de proporcionar maior flexibilidade ao local e menor probabilidade de futuras instalações, com a empresa em operação. 
Normalmente os projetos levam em consideração as aplicações de voz e dados e, em vista disso, devem ser utilizados no mínimo 2 conectores em cada área de trabalho. Geralmente os profissionais especificam 3 conectores em seus projetos, prevendo aplicações futuras ou reserva.
A área de trabalho é o único elemento de um sistema de cabeamento estruturado no qual o usuário pode interagir realizando alterações.
Benefícios
Pode-se citar alguns benefícios proporcionados pela utilização de cabeamento estruturado, em lugar de cabeamento convencional:
Flexibilidade: permite mudanças de layout e aplicações, sem necessidade de mudar o cabeamento.
Facilidade de Administração: as mudanças de aplicações, manutenção e expansão são feitas por simples trocas de patch-cords ou instalação de poucos equipamentos adicionais.
Vida Útil: o cabeamento tipicamente possui a maior expectativa de vida numa rede, em torno de 15 anos. O cabeamento estruturado permite a maximização dessa vida útil, utilizando-se do mesmo cabo para transportar várias tecnologias de comunicação ao mesmo tempo, e também prevê a implementação de tecnologias futuras, diferentes das utilizadas no período da instalação.
Controle de Falhas: Falhas em determinados ramos do cabeamento não afetam o restante da instalação.
Custo e Retorno sobre Investimento (ROI – Return of Investment): O Sistema de Cabeamento Estruturado consiste em cerca de 2 a 5% do investimento na confecção de uma rede. Levando em conta a vida útil do sistema, este certamente sobreviverá aos demais componentes dos serviços providos, além de requerer poucas atualizações com o passar do tempo. Ou seja, é um investimento de prazo de vida muito longo, o que o torna vantajoso.
Administração
Não poderíamos ser rigorosos em tantos critérios e não falarmos na administração do cabeamento. A administração tem como objetivo prover um esquema uniforme que independe do tipo de aplicação utilizada, com isto garantirá flexibilidade e facilidade na operação do sistema instalado.
A administração é baseada em três conceitos, sendo eles:
Identificadores: São um número ou conjunto de caracteres relacionados com cada elemento dentro da infra-estrutura de telecomunicações. Cada identificador relacionado a um elemento da infra-estrutura deve ser único.
Etiquetas: São elementos físicos onde os identificadores são aplicados. Podem ser auto-adesivas ou anilhas. Devem estar fixadas no elemento a ser administrado.
Registros: São uma coleção de informações relacionadas com um elemento específico da infra-estrutura. Os registros são elementos em que todas as informações dos identificadores estão armazenadas.
No que se refere ao projeto (desenhos e demais documentações), é necessário a elaboração do projeto executivo para dar início à obra e, depois de executadas todas as instalações, faz-se necessário a elaboração do As-Built (projeto final contendo todas as alterações feitas, além dos registros, relatórios de certificação dos pontos, etc.). Este procedimento força o projetista e o instalador a fornecerem uma documentação atualizada evitando inconvenientes. Dessaforma, o As-Built é utilizado para ilustrar a infra-estrutura e o projeto proposto para ela. Os desenhos de instalação documentam a infra-estrutura a ser instalada.
Os desenhos mais importantes são os que documentam todos os dutos e espaços tão bem quanto o sistema de cabeamento.