Fibra ótica cabeamento estruturado

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Fibra ótica cabeamento estruturado

  1. 1. CABEAMENTO ESTRUTURADO<br />ADEMAR FELIPE FEY<br />ANDERSON ZARDO<br />ANGELO ROMANI<br />JADER CARON DOS SANTOS<br />ROBERTO BRAGAGNOLO<br />PAR TRANÇADO E FIBRA ÓTICA NO CABEAMENTO ESTRUTURADO<br />CAXIAS DO SUL<br />MAIO 2010<br />ANDERSON ZARDO<br />ANGELO ROMANI<br />JADER CARON DOS SANTOS<br />ROBERTO BRAGAGNOLO<br />VISÃO GERAL SOBRE PAR TRANÇADO E FIBRA ÓTICA NO CABEAMENTO ESTRUTURADO<br />FTEC – FACULDADE DE TECNOLOGIA<br />CABEAMENTO ESTRUTURADO<br />ADEMAR FELIPE FEY<br />CAXIAS DO SUL<br />MAIO 2010<br />Sumário TOC o "1-3" h z u 1.Introdução PAGEREF _Toc260774928 h 22.O que é Cabeamento Estruturado PAGEREF _Toc260774929 h 23.Par Trançado PAGEREF _Toc260774930 h 34.Contexto e Função PAGEREF _Toc260774931 h 45.Fibra óptica PAGEREF _Toc260774932 h 66.Contexto e Função PAGEREF _Toc260774933 h 77.Conclusão PAGEREF _Toc260774934 h 108.Bibliografia PAGEREF _Toc260774935 h 11<br />Introdução<br />Cada ano que passa novas tecnologias vão surgindo, aplicações que rodam nas empresas, seja um simples ERP ou um próprio file server que é acessado de qualquer parte do mundo requer uma grande atenção para o funcionamento adequado de todas as instâncias necessárias para mantê-lo rodando. <br />De forma alguma podemos nos esquecer do que faz com que estas informações circulem dentro da empresa de setor em setor, de andar em andar, de prédio até prédio. O cabeamento físico responsável por esta transmissão deve estar de acordo com as exigências que cada dia vão surgindo e também deve seguir as normas especificadas como “boas práticas na instalação” para que seu desempenho seja garantido.<br />Veremos uma breve descrição de onde devemos aplicar os meios de transmissão mais importantes atualmente em uma LAN, o cabo par trançado e o de fibra óptica. Mostraremos suas principais funções e características técnicas, onde aplica-los para usufruir de seu máximo desempenho.<br />O que é Cabeamento Estruturado<br />O Cabeamento Estruturado é uma infraestrutura de telecomunicações de um prédio ou campus que consiste de um número de pequenos elementos padronizados chamados de subsistemas.<br />O sistema de cabeamento estruturado se divide em seis subsistemas:<br />Facilidades de Entrada (Entrance Facilities) são onde o prédio interfaceia com o mundo externo.<br />Salas de Equipamentos (Equipment Rooms) hospeda os equipamentos que servem os usuários dentro do prédio.<br />Salas de Telecomunicações (Telecommunications Rooms) hospeda os equipamentos de telecomunicações que conectam os sub-sistemas de backbone com o de cabeamento horizontal.<br />Cabeamento do Backbone (HYPERLINK "http://en.wikipedia.org/wiki/Backbone_Cabling" o "Backbone Cabling"Backbone Cabling) conecta os subsistemas de Facilidades de Entrada, Salas de Equipamentos e Salas de Telecomunicações entre si. <br />Cabeamento Horizontal (Horizontal Cabling) conecta as salas de Telecomunicações a uma tomada individual num andar (do prédio).<br />Área de Trabalho (Work-Area Components) conecta os equipamentos do usuário final até as tomadas do sistema de cabeamento horizontal.<br /> O cabeamento é muito importante se você deseja uma rede trabalhando adequadamente com o mínimo de problemas e perda de largura de banda. Existem certas regras que nunca devem ser quebradas quando você está tentando projetar uma rede de computadores – de outra maneira você deverá ter problemas quando tentar se comunicar. Nós temos visto redes que sofrem enormes problemas porque o projeto inicial da rede não foi feito adequadamente.<br />Par Trançado<br />Também conhecido como UTP (Unshield Twisted Pair ou Par Trançado Não-blindado), é um cabo maleável, permeável a ruídos e interferências, mas fácil de instalar. É composto por pares de fios isolados uns dos outros e trançados juntos dentro de um revestimento. A trança proporciona uma blindagem ineficaz em ambientes de intensa radiação elétrica, mas que funciona perfeitamente na maioria dos casos.<br />1527810top<br />Contexto e Função<br />Dentro do cabeamento estruturado, mais especificamente no cabeamento horizontal o Cabo UTP: cabo constituído por fios metálicos trançado aos pares com 4 pares de fios bitola 24 AWG e impedância de 100 ohms, em conformidade com o padrão EIA 568A categoria 5e (enhanced), categoria 6 e 6A é o tipo de cabo mais utilizado nas instalações no cenário atual.<br />Como a maior parcela dos custos de instalação de uma rede local corresponde ao sistema de cabeamento horizontal,onde se encaixa o par trançado, e o mesmo deverá suportar uma larga faixa de aplicações, recomenda-se o emprego de materiais de excelente qualidade e de desempenho superior (Cat 5e, 6 ou 7). <br />Os cabos de par trançado vêm 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, o mais comum é apenas reparar ou expandir redes que já existem. Mais adiante teremos um comparativo entre os dois tipos de cabos. <br />O nome “par trançado” é muito conveniente, pois estes cabos são constituídos justamente por 4 pares de cabos entrelaçados. Veja que 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. <br />Além dos cabos sem blindagem (como o da foto) conhecidos como UTP (Unshielded Twisted Pair), existem os cabos blindados conhecidos como STP (Shielded Twisted Pair). 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.<br />Par trançado x Coaxial: Disse anteriormente que cada uma destas categorias de cabos possui algumas vantagens e desvantagens. Na verdade, o coaxial possui bem mais desvantagens do que vantagens em relação aos cabos de par trançado, o que explica o fato dos cabos coaxiais serem cada vez mais raros. Numa comparação direta entre os dois tipos de cabos teremos:<br />Distância máxima: o cabo coaxial permite uma distância máxima entre os pontos de até 185 metros, enquanto os cabos de par trançado permitem apenas 100 metros.<br />Resistência a interferências: Os cabos de par trançado sem blindagem são muito mais sensíveis à interferências do que os cabos coaxiais, mas os cabos blindados por sua vez apresentam uma resistência equivalente ou até superior. <br />Mau contato: Usando cabo coaxial, a tendência a ter problemas na rede é muito maior, pois este tipo de cabo costuma ser mais suscetível a mau contato do que os cabos de par trançado. Outra desvantagem é que usando o coaxial, quando temos problemas de mau contato no conector de uma das estações, a rede toda cai, pois as duas “metades” não contam com terminadores nas duas extremidades. Para complicar, você terá que checar PC por PC até encontrar o conector com problemas, imagine fazer isso numa rede com 20 micros... <br />Usando par trançado, por outro lado, apenas o micro problemático ficaria isolado da rede, pois todos os PCs estão ligados ao hub e não uns aos outros. Bastaria então verificar qual é o PC conectado à entrada do Hub onde a luz está apagada e substituir o cabo. Este já é uma argumento forte o suficiente para explicar a predominância das redes com cabo de par trançado. <br />Custo: Os cabos coaxiais são mais caros que os cabos de par trançado sem blindagem, mas normalmente são mais baratos que os cabos blindado. Por outro lado, usando cabos coaxiais você não precisará de um hub. Atualmente já existem hubs de 8 portas por menos de 100 reais, não é mais um artigo caro como no passado. <br />Velocidade máxima: Se você pretende montar uma rede que permita o tráfego de dados a 100 mbps, então a única opção é usar cabos de par trançado categoria 5, pois os cabos coaxiais são limitados apenas 10 mbps. Atualmente é complicado até mesmo encontrar placas de rede com conectores para cabo coaxial, pois apenas as placas antigas, ISA de 10 megabits possuem os dois tipos de conector. As placas PCI 10/100 possuem apenas o conector para cabo de par trançado. <br />Fibra óptica<br />A fibra óptica é um filamento de vidro, que também pode ser de material produzido com polímero, que tem alta capacidade de transmitir os raios de luz. Ela foi inventada pelo físico indiano Narinder Singh Kapany.<br />Contexto e Função<br />A utilização da fibra no cabeamento aplica-se principalmente na parte vertical, ou no cabeamento tronco, que preferencialmente é constituído por um dos seguintes meios de transmissão:<br />• Cabo de fibra óptica com no mínimo 4 fibras multimodo 62.5/125 micrômetros em conformidade com o padrão EIA 492-AAAA. <br />• Cabo de fibra óptica com no mínimo 4 fibras monomodo em conformidade com o padrão EIA 492-BAAA.<br />Os cabos de fibra óptica utilizam o fenômeno da refração interna total para transmitir feixes de luz a longas distâncias. Um núcleo de vidro muito fino, feito de sílica com alto grau de pureza é envolvido por uma camada (também de sílica) com índice de refração mais baixo, chamada de cladding, o que faz com que a luz transmitida pelo núcleo de fibra seja refletida pelas paredes internas do cabo. Com isso, apesar de ser transparente, a fibra é capaz de conduzir a luz por longas distâncias, com um índice de perda muito pequeno.<br />Embora a sílica seja um material abundante, os cabos de fibra óptica são caros devido ao complicado processo de fabricação, assim como no caso dos processadores, que são produzidos a partir do silício. A diferença entre sílica e silício é que o silício é o elemento Si puro, enquanto a sílica é composta por dióxido de silício, composto por um átomo de silício e dois de oxigênio. O silício é cinza escuro e obstrui a passagem da luz, enquanto a sílica é transparente. <br />O núcleo e o cladding são os dois componentes funcionais da fibra óptica. Eles formam um conjunto muito fino (com cerca de 125 microns, ou seja, pouco mais de um décimo de um milímetro) e frágil, que é recoberto por uma camada mais espessa de um material protetor, que tem a finalidade de fortalecer o cabo e atenuar impactos chamado de coating, ou buffer. O cabo resultante é então protegido por uma malha de fibras protetoras, composta de fibras de kevlar (que têm a função de evitar que o cabo seja danificado ou partido quando puxado) e por uma nova cobertura plástica, chamada de jacket, ou jaqueta, que sela o cabo.<br />Cabos destinados a redes locais tipicamente contêm um único fio de fibra, mas cabos destinados a links de longa distância e ao uso na área de telecomunicações contêm vários fios, que compartilham as fibras de kevlar e a cobertura externa.<br />Como os fios de fibra são muito finos, é possível incluir um grande volume deles em um cabo de tamanho modesto, o que é uma grande vantagem sobre os fios de cobre. Como a capacidade de transmissão de cada fio de fibra é bem maior que a de cada fio de cobre e eles precisam de um volume muito menor de circuitos de apoio, como repetidores, usar fibra em links de longa distância acaba saindo mais barato. Outra vantagem é que os cabos de fibra são imunes a interferência eletromagnética, já que transmitem luz e não sinais elétricos, o que permite que sejam usados mesmo em ambientes onde o uso de fios de cobre é problemático. <br />Como criar links de longa distância cavando valas ou usando cabos submarinos é muito caro, é normal que seja usado um volume de cabos muito maior que o necessário. Os cabos adicionais são chamados de fibra escura (dark fiber), não por causa da cor, mas pelo fato de não serem usados. Eles ficam disponíveis para expansões futuras e para substituição de cabos rompidos ou danificados. Quando ouvir falar em padrões "para fibras escuras", tenha em mente que são justamente padrões de transmissão adaptados para uso de fibras antigas ou de mais baixa qualidade, que estão disponíveis como sobras de instalações anteriores. <br />A transmissão de dados usando sinais luminosos oferece desafios, já que os circuitos eletrônicos utilizam eletricidade e não luz. Para solucionar o problema, é utilizado um transmissor óptico, que converte o sinal elétrico no sinal luminoso enviado através da fibra e um receptor, que faz o processo inverso. O transmissor utiliza uma fonte de luz, combinada com uma lente, que concentra o sinal luminoso, aumentando a percentagem que é efetivamente transmitida pelo cabo. Do outro lado, é usado um receptor ótico, que amplifica o sinal recebido e o transforma novamente nos sinais elétricos que são processados. <br />Para reduzir a atenuação, não é utilizada luz visível, mas sim luz infravermelha, com comprimentos de onda de 850 a 1550 nanômetros, de acordo com o padrão de rede usado. Antigamente, eram utilizados LEDs nos transmissores, já que eles são uma tecnologia mais barata, mas com a introdução dos padrões Gigabit e 10 Gigabit eles foram quase que inteiramente substituídos por laseres, que oferecem um chaveamento mais rápido, suportando, assim, a velocidade de transmissão exigida pelos novos padrões de rede. <br />Existem padrões de fibra óptica para uso em redes Ethernet desde as redes de 10 megabits. Antigamente, o uso de fibra óptica em redes Ethernet era bastante raro, mas com o lançamento dos padrões de 10 gigabits a utilização vem crescendo, com os links de fibra sendo usados sobretudo para criar backbones e links de longa distância.<br />Existem dois tipos de cabos de fibra óptica, os multimodo ou MMF (multimode fibre) e os monomodo ou SMF (singlemode fibre). As fibras monomodo possuem um núcleo muito mais fino, de 8 a 10 mícrons de diâmetro, enquanto as multimodo utilizam núcleos mais espessos, tipicamente com 62.5 microns.<br />As fibras multimodo são mais baratas e o núcleo mais espesso demanda uma precisão menor nas conexões, o que torna a instalação mais simples, mas, em compensação, a atenuação do sinal luminoso é muito maior. <br />Isso acontece porque o pequeno diâmetro do núcleo das fibras monomodo faz com que a luz se concentre em um único feixe, que percorre todo o cabo com um número relativamente pequeno de reflexões. O núcleo mais espesso das fibras multimodo, por sua vez, favorece a divisão do sinal em vários feixes separados, que ricocheteiam dentro do cabo em pontos diferentes, aumentando brutalmente a perda durante a transmissão.<br />Para efeito de comparação, as fibras multimodo permitem um alcance de até 550 metros no Gigabit Ethernet e 300 metros no 10 Gigabit, enquanto as fibras monomodo podem atingir até 80 km no padrão 10 Gigabit. Esta brutal diferença faz com que as fibras multimodo sejam utilizadas apenas em conexões de curta distância, já que sairia muito mais caro usar cabos multimodo e repetidores do que usar um único cabo monomodo de um ponto ao outro.<br />Conclusão<br />Acreditava-se que a Fibra Ótica fosse substituir completamente os cabos de cobre, notadamente os de par trançado. Porém, com o constante aumento da taxa de transmissão do cabo UTP proporcionada por novos métodos de fabricação, essas duas tecnologias tornaram-se complementares. Usamos a fibra quando queremos fazer backbones (cabeamento vertical) interligando unidades ou departamentos, e também para transmissão à longa distância, enquanto o par trançado é usado no cabeamento horizontal, ou seja, usado para ligar estações de trabalho e diversos outros equipamentos.<br />Bibliografia<br />PADUA, Fabiano de. Apostila de Cabeamento Estruturado. Disponível em:<br /><http://www.pdfqueen.com/html/aHR0cDovL3d3dy5nZXRlYy5jZWZldG10LmJyL35mYWJpYW5vL1RlbGVjb21fSDI5LzY4MDI5X0Fwb3N0aWxhX0NhYmVhbWVudG9fRXN0cnV0dXJhZG8ucGRm> Acesso em 02 mai. 2010.<br />Definição de Cabo par trançado. Disponível em:<br /><http://dicionario.babylon.com/cabo_par_tran%C3%A7ado/> Acesso em 21 abr. 2010.<br />Cabo par Trançado. Disponível em:<br /><http://www.gdhpress.com.br/hmc/leia/index.php?p=cap13-9> Acesso em: 22 abr. 2010.<br />SILVA, Marco Aurélio da. Fibra Óptica. Disponível em:<br /><http://www.brasilescola.com/fisica/fibra-optica.htm> Acesso em: 01 mai. 2010.<br />Fibra Óptica. Disponível em:<br /><http://www.gdhpress.com.br/hmc/leia/index.php?p=cap13-10> Acesso em: 01 mai. 2010.<br />

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