apostila - cabeamento - estruturado

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Sistema de Cabeamento Estruturado

Edson Ahlert UNIVATES

1 - O que é um Sistema de Cabeamento Estruturado?

É um sistema de cabeamento cuja infra-estrutura é flexível e suporta a utilização de diversos tipos de aplicações tais como: dados, voz, imagem e controles prediais, ou ainda mais formalmente, um sistema de cabeamento estruturado é um conjunto de produtos de conectividade usados de acordo com normas específicas e internacionais com características próprias, que destacamos: - Arquitetura aberta

- Disposição física e meio de transmissão padronizados

- Conformidade a padrões internacionais

- Suporte a diversos padrões de aplicações, dados, voz, imagem, etc.

- Suporte a diversos padrões de transmissão, cabo metálico, fibra óptica, radio, etc.

- Assegurar expansão, sem prejuízo da instalação existente.

- Permitir migração para tecnologias emergentes.

O conceito de Rede Estruturada se baseia na disposição de uma rede de cabos, integrando os serviços de voz e dados, imagem e sinais de controle, que facilmente pode ser redirecionada no sentido de prover um caminho de transmissão entre quaisquer pontos desta rede. Numa rede projetada seguindo este conceito as necessidades de todos os usuários podem ser obtidas com facilidade e flexibilidade.

Características:

Um Sistema de Cabeamento Estruturado tem como característica básica ser um sistema multimídia, isto é, proporciona o acesso a vários sistemas de comunicação tais como voz, dados, imagens, sinais de controle através de um único sistema de cabeamento conforme a seguir:

2 - Um pouco de história do Sistema de Cabeamento

Estruturado.

Com o grande crescimento da demanda de sistemas de aplicação como: dados, vídeo voz, controles, etc, empresas passaram a estabelecer padrões proprietários de cabeamento para a implantação destes sistemas, resultando numa ampla diversidade de topologias, tipos de cabos, conectores, padrões de ligação, etc.

O conceito de Sistema de Cabeamento Estruturado surgiu como resposta a este avanço das telecomunicações com o objetivo de criar uma padronização do cabeamento instalado dentro de edifícios comerciais e residenciais independente das aplicações a serem utilizadas no mesmo.

Para podermos compreender melhor o assunto vamos fazer uma analogia com um sistema elétrico de um edifício ou residência, no qual o cabeamento instalado proporciona ao usuário a possibilidade de utilizar diversos aparelhos elétricos tais como rádio, televisor, secador de cabelos, entre outros; bastando para tanto, que o cabo de alimentação destes equipamentos seja "plugado" na tomada que se encontra na parede ou piso do local.

Da mesma maneira, o Sistema de Cabeamento Estruturado proporciona ao usuário a possibilidade de utilização de um computador, um telefone, uma câmera de vídeo, um alto falante, um sensor de temperatura, presença, etc.. De maneira simples e organizada, bastando para isso “plugar” o equipamento, como no sistema elétrico, em uma tomada (outlet) e fazer a manobra do cabo correspondente àquele ponto, no “armário de telecomunicação” e ou “sala de equipamentos”.

3 - O porquê da padronização do Sistema de Cabeamento Estruturado.

A padronização foi à forma de atender aos diversos padrões de redes locais, telefonia e outras aplicações (independente do fabricante ou do tipo de equipamento) o conceito de Sistema de Cabeamento Estruturado agrega outros benefícios importantes:

- Solucionam problemas tais como crescimento populacional (o dimensionamento dos pontos de um Sistema de Cabeamento Estruturado é baseado na área em m2 do local a ser cabeado ao invés do número de usuários).

- Alteração de layout dos usuários (em média 25% dos funcionários sofrem mudanças dentro da empresa no prazo de um ano).

- Evolução de tecnologias emergentes rumo a aplicações com taxas de transmissão maiores.

- Minimização de falhas nos cabos ou nas conexões, entre outros.

Reconhecendo a necessidade de padronizar o Sistema de Cabeamento Estruturado diversos profissionais, fabricantes, consultores e usuários reuniram-se sob a orientação de organizações como ISO/IEC, TIA/EIA, CSA, ANSI, BICSI e outras para desenvolver normas que garantissem a implementação do conceito do mesmo.

As normas mais comuns são:

- ANSI/TIA/EIA-568-A/B (Sistema de Cabeamento) prevê todos os conceitos citados anteriormente e é complementada por outras normas.

- ANSI/TIA/EIA-569-A (Infra-estrutura utilizada principalmente por engenheiros civis e arquitetos).

- ANSI/EIA/TIA-570-A (Cabeamento pequenos Escritórios e Residência SOHO).

- ANSI/TIA/EIA-606 (Administração e Identificação).

- ANSI/TIA/EIA-607 (Aterramento em Telecomunicações). Além de alguns TSBs (Telecommunications Systems Bulletin):

- TSB67 (Testes realizados em campo no cabeamento UTP). - TSB72 (Cabeamento óptico centralizado).

- TSB75 (Práticas do cabeamento por zonas - Zone Wiring).

- TSB95 (Diretrizes adicionais da performance de transmissão do cabeamento UTP 4P Cat. 5).

No Brasil a norma oficial é a NBR 14565 da ABNT baseada na EIA/TIA 568-A, recentemente alterada (novembro/ dezembro de 2006) passando ser baseada na EIA/TIA 568B.

4 - Por que usar Sistema de Cabeamento Estruturado?

Nos dias de hoje as empresas levam em conta a utilização deste tipo de sistema pelas vantagens que o mesmo apresenta em relação aos cabeamentos tradicionais, onde as aplicações são atendidas por cabeamentos dedicados, (ex: um para dados e outro para voz), principalmente se as vantagens forem levadas em conta com o passar do tempo. É importante lembrarmos que o cabeamento possui a maior expectativa de vida numa rede (em torno de 15 anos). Percebemos que um mesmo cabeamento irá suportar a troca de alguns hardwares e vários softwares. Além disso, existem fabricantes do mercado que proporcionam uma garantia aos seus produtos superior aos 15 anos.

De acordo com pesquisas realizadas nos últimos anos os problemas de gerenciamento da camada física contabilizam mais de 50% dos problemas de rede e o Sistema de Cabeamento Estruturado consiste apenas de 2 a 5% do investimento na rede.

Se levarmos em conta o investimento inicial realizado em um Sistema de Cabeamento

Estruturado e notarmos que o mesmo sobreviverá aos demais componentes da rede além de requerer pouquíssimas atualizações com o passar do tempo, notamos que o mesmo fornece um retorno do investimento (ROI) excepcional.

Em vista dos fatores apresentados anteriormente, percebemos que a escolha de um Sistema de

Cabeamento Estruturado é uma decisão muito importante pois, influenciará a performance de toda a rede, assim como a confiabilidade da mesma.

A utilização de um Sistema de Cabeamento Estruturado proporciona entre outras as seguintes vantagens:

• Facilidade de mudanças de layout.

• Pronto atendimento às demandas de comunicação dos usuários

• Diminuição nos custos de mão de obra e montagem de infra-estrutura

• Maior confiabilidade no sistema de cabeamento

• Facilidade no acesso e processamento de informações

• Integração de sistemas de controle através do cabeamento

• Um único cabeamento para diversas aplicações

5 - Estrutura do Sistema de Cabeamento Estruturado.

ANSI/TIA/EIA-569formam os elementos descritos a seguir:

Com o intuito de melhorar o entendimento do conceito, as normas ANSI/TIA/EIA-568-A/B dividiu a estrutura do Sistema de Cabeamento Estruturado em elementos principais, que em conjunto com a questão da administração e infra-estrutura abordada nas normas ANSI/TIA/EIA-606 e 1. Cabeamento Secundário (Cabling Horizontal). 2. Cabeamento Principal (Backbone Cabling). 3. Área de Trabalho (Work Area). 4. Armários de Telecomunicações (Telecommunications Closets - AT). 5. Salas de Equipamentos (Equipament Room - SEQ). 6. Facilidades de Entrada (Entrance Facilities). 7. Certificação. 8. Infra-estrutura (Encaminhamento dos cabos). 9. Documentação da instalação. 10. Cabos utilizados.

A prioridade destas normas é prover as especificações do projeto e direção para todas as instalações do prédio relacionadas aos sistemas de cabeamento de telecomunicações e componentes. Estes padrões identificam e endereçam seis componentes proeminentes da infra-estrutura do prédio: facilidade de entrada, sala(s) de equipamentos, rotas principais (de backbone), armários de telecomunicações, rotas secundarias (horizontais) e áreas de trabalho.

5.1 - Cabeamento Secundário (Horizontal)

O cabeamento secundário é composto pelo cabo (“basic link fêmea” / fêmea) ou seguimento de cabos (“chanel” macho / macho) que liga a Area de Serviço (Work Area) ao Armário de Telecomunicação (Telecommunications Closets). É usado o cabo metálico UTP (Unshielded Twisted Pair) também conhecido por par trançado, constituído por fios metálicos trançado aos pares com 4 pares de fios bitola 2 ou 24 AWG e impedância característica de 100 ohms (A oposição que a corrente elétrica sofre ao atravessar um resistor é denominada resistência; para indutor e capacitor dizemos reatância. Chamamos impedância a soma dos efeitos de resistência mais reatância, ou seja, impedância é a oposição total que a corrente sofre ao circular num circuito, sendo medida em Ohm), em conformidade com o padrão ANSI/TIA/EIA-568-A/B categoria 5E ou superior. Também pode ser usado cabo de fibra óptica, com no mínimo 2 fibras multímodo 62,5/125 micrômetros em conformidade com o padrão EIA 492-A.

Como a maior parcela dos custos de instalação de uma rede local corresponde ao sistema de cabeamento secundário, e o mesmo deverá suportar uma larga faixa de aplicações, recomenda-se o emprego de cabos metálicos, quando possível.

5.1.1 - Diretrizes gerais de projeto

O sistema de distribuição secundário precisa satisfazer aos requerimentos atuais e facilitar a manutenção e recolocação. Também se deve considerar instalações futuras de equipamentos e modificação de serviços.

Após a instalação, o cabeamento secundário normalmente é menos acessível que outros tipos de cabeamento. O cabeamento secundário está sujeito a maior parte da atividade do edifício, aproximadamente 90%. Considerar a diversidade de possíveis serviços e aplicações a serem usadas.

5.1.2 - Componentes do cabeamento secundário

A figura ilustra os componentes que integram um sistema de cabeamento secundário. Em seguida, descreveremos cada um desses elementos com maiores detalhes...

5.1.2.1 – Cordão Adaptador usado no rack (Patch Cord)

É também chamado de patch cord, consiste de um cordão de cabo UTP, de categoria 5e (enhanced) ou superior, composto de fios ultraflexíveis (fios retorcidos) com conectores RJ45 macho nas extremidades. Sua função é interligar, no rack, dois painéis de conexão ou um painel e um equipamento ativo, facilitando as manobras de manutenção ou de alterações de configuração.

A montagem dos pinos deve obedecer à codificação de pinagem T568-A/B. Os componentes (cabo e conectores) devem atender à especificação da TIA/EIA 568-B. A distância máxima prevista para um cabo adaptador é de 5 metros.

Pode-se adotar uma codificação de cores na capa externa do cabo prevendo uma diferenciação visual para as várias funções/ aplicações existente, por exemplo:

-Dados ( pinagem direta): cor da capa externa verde.

-Dados (pinagem cruzada): cor da capa externa vermelho.

-Voz (Telefone): cor da capa externa amarelo.

-Vídeo ( P&B e Colorido): cor da capa externa violeta.

Cordões Adaptadores (Pach Cords)

5.1.2.2 – Cordão Adaptador usado nas Estações (Patch Cord)

Consiste de um cordão de cabo com características elétricas idênticas ao cabo UTP categoria 5e ou superior, composto de fios ultraflexíveis (fios retorcidos) com conectores RJ45 macho nas extremidades, projetado para interligar a estação até a tomada na Área de Trabalho. A montagem dos pinos deve obedecer à codificação T568-A/B, também era chamado de patch cord.

Os componentes (cabo e conectores) devem atender à especificação da norma TIA/EIA 568-B, a distância máxima prevista para um cabo de estação é de 5 metros.

Recomenda-se utilizar a cor cinza ou branca para a capa externa.

5.1.2.3 - Painel de Distribuição Principal e secundário

Vista frontal e traseira de um Painel de Conexão (Pach Panel)

Ou patch panel, poderá ser composto pelo agrupamento de 24 conectores RJ45 fêmea na dimensão de 1 UA (unidade de altura) e instalação em gabinetes (racks) de 19 polegadas; a montagem dos pinos deverá obedecer à codificação de pinagem T568-A/B. As tomadas instaladas no painel deverão atender à especificação da TIA/EIA 568-B. O sistema de terminação do cabo UTP normalmente é do tipo IDC (Insulation Displacement Contact).

Cabo de par trançado UTP

Cabo de par-trançado com 4 pares, constituídos por fios sólidos bitola de 2 ou 24 AWG e impedância característica de 100 ohms. A especificação mínima de desempenho para esse cabo deverá ser compatível com a TIA/EIA 568-B Categoria 5E ou superior. Para instalações novas, recomenda-se a utilização de cabos Categoria 6. Adota-se normalmente como padrão a capa externa do cabo na cor azul.

5.1.2.5 - Ponto de Telecomunicação (Outlet)

Também conhecido por tomada de estação, trata-se de um sub-sistema composto por um espelho com previsão para instalação de, no mínimo, duas tomadas RJ45/8 vias fêmea.

Uma tomada pode ser associada com voz e a outra com dados. A primeira tomada será um cabo UTP 4 pares 100Ω, categoria 5e (enhanced) ou superior.

A segunda tomada pode ser suportada por uma das seguintes mídias:

-cabo UTP 4 pares 100Ω, categoria 6 (recomendado) -cabo óptico 2 fibras, 62,5/125µm

A conectorização deverá obedecer à codificação de pinagem T568-A/B. A montagem do espelho e demais componentes deverá ser acessível pela Área de Trabalho. O espelho deverá possuir previsão para instalação de etiqueta de identificação.

Recomenda-se que seja integrada a esse subsistema, uma caixa de superfície 5 x 3 polegadas em substituição às tradicionais caixas 4 x 2 polegadas encontradas no mercado, pois ela foi desenvolvida para atender aos requisitos técnicos de manter os cabos dentro dos parâmetros de curvatura mínima e de espaço para sobras, embora seja desenvolvida por algum fabricante, portanto mais cara do que os tradicionais conduletes.

Devemos ter 2 pontos de tomada a cada 10 m², estes pontos podem ser juntos ou não, é claro que fica mais econômico e prático juntá-los em uma única caixa.

Normalmente, os fabricantes de componentes para sistemas de cabeamento estruturado oferecem esses produtos em conjunto ou isolados, possibilitando uma instalação uniforme e com excelente acabamento.

O comprimento máximo de um segmento secundário, isto é, à distância entre o equipamento ativo instalado no Armário de Telecomunicações e a estação de trabalho (“chanel”) é de 100 metros. A norma TIA/EIA 568-B define as distâncias máximas do cabeamento horizontal independente do meio físico considerando duas parcelas desse subsistema:

O comprimento máximo de um cabo secundário será de 90 metros. Essa distância deve ser medida do ponto de conexão mecânica no Armário de Telecomunicações, centro de distribuição dos cabos, até o ponto de telecomunicações na Área de Trabalho (“basic link”);

Os 10 metros de comprimento restantes são permitidos para os cordões adaptadores para estação e rack, que é de 5 metros cada.

5.2 - Cabeamento Principal (Vertical, Backbone Cabling).

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