CABEAMENTO ESTRUTURADO Arquitetura - Padrão Ethernet IEEE 802.3

Transcrição

1 Arquitetura - Padrão Ethernet IEEE IFES Campus Serra Prof. Claudio Junca claudiocjunca@gmail.com

2 Padrão Ethernet - Evolução O padrão ETHERNET surgiu com 1972 nos laboratórios da Xerox com Robert Metcalfe. Com uma rede onde todas as estações compartilhavam do mesmo meio de transmissão, um cabo coaxial, a configurações utilizada para esta conexão foi a de barramento e utilizava uma taxa de transmissão de 2,94Mbps. No inicio de tudo este padrão era chamada de Network Alto Alhoa e logo mais tarde denominado ETHERNET.

3 Padrão Ethernet - Evolução Rascunho da primeira rede Ethernet

4 Padrão Ethernet Modos de Transmissão O modo de transmissão é uma característica importante do padrão ethernet, podendo ser: Simplex: durante todo o tempo apenas uma estação transmite, a transmissão é feita unilateralmente; Half-duplex: cada estação transmite ou recebe informações, não acontecendo transmissão simultânea; Full-duplex: cada estação transmite e/ou recebe,podendo ocorrer transmissões simultâneas.

5 Padrão Ethernet Modos de Transmissão Transmissão Simplex Transmissor Transmissor Transmissão Half-Duplex Transmissor/ Receptor Transmissor/ Receptor Transmissão Full-Duplex Transmissor/ Receptor Transmissor/ Receptor Diagrama dos modos de transmissão

6 Padrão Ethernet Evolução

7 CABO PAR TRANÇADO UTP - CATEGORIAS Categoria 1 cabos de fios não trançado com capacidade de 1Mbps para dados; Categoria 2 permite comunicação até 1 Mbps para voz e dados; Categoria 3 permite comunicação até 16 Mbps; Categoria 4 permite comunicação até 20 Mbps; Categoria 5 permite comunicação até 100 Mbps; Categoria 5e- melhoria das características do material utilizado na categoria 5; Categoria 6 permite comunicação de 1 a 10 Gbps

8 Entende-se por rede interna estruturada aquela que é projetada de modo a prover uma infraestrutura que permita evolução e flexibilidade para serviços de telecomunicações, sejam de voz, dados, imagens, sonorização, controle de iluminação, sensores de fumaça, controle de acesso, sistema de segurança, controles ambientais (ar-condicionado e ventilação) e considerando-se a quantidade e complexidade destes sistemas, é imprescindível a implementação de um sistema que satisfaça às necessidades iniciais e futuras em telecomunicações e que garanta a possibilidade de reconfiguração ou mudanças imediatas, sem a necessidade de obras civis adicionais

9 História CABEAMENTO ESTRUTURADO No final dos anos 80, as companhias dos setores de telecomunicações e informática estavam preocupadas com a falta de uma padronização para os sistemas de fiação de telecomunicações em edifícios e campus. Em 1991, a associação EIA/TIA (Electronic Industries Association / Telecommunications Industry Association) propôs a primeira versão de uma norma de padronização de fios e cabos para telecomunicações em prédios comerciais, denominada de EIA/TIA-568 cujo objetivo básico era: Implementar um padrão genérico de cabeação de telecomunicações a ser seguido por fornecedores diferentes; Estruturar um sistema de cabeação intra e inter predial, com produtos de fornecedores distintos; Estabelecer critérios técnicos de desempenho para sistemas distintos de cabeação.

10 Subsistema de Cabeamento Estruturado Cabeamento Horizontal (Interliga os equipamentos no mesmo andar do edifício ); Cabeamento Vertical - Backbone (interliga os Armários de Telecomunicações entre os andares do edifício Geralmente são utilizadas FIBRAS OPTICAS); Área de Trabalho (Computadores, aparelhos telefônicos, cabos adaptadores); Armário de Telecomunicações (Aloja equipamentos internos); Sala de Equipamento (Abriga equipamentos de telecomunicações); Entrada de Facilidades (Conexão da Cabeação Externa e Interna ).

11 Equipamentos Envolvidos e Termos Utilizados Placa de Rede Barramento Conector da Placa Padrão de Rede Velocidade de transmissão Repetidores HUB Pontes (Bridges) Roteadores (Routers) Switch

12 Subsistemas Norma EIA/TIA 1. Subsistema Cabeamento Horizontal 2. Subsistema Cabeamento Vertical 3. Área de Trabalho 4. Armário de Telecomunicações 5. Sala de Equipamentos 6. Sala de Entrada de Telecomunicações 7. Rede Pública 7 6

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14 Organizações de padronização

15 Organizações de padronização

16 Normas e Padrões aplicáveis ANSI/TIA/EIA-568-B.1 - Requerimentos Gerais do CE. ANSI/TIA/EIA-568-B.2 - Componentes UTP do CE. ANSI/TIA/EIA-568-B Componentes UTP Categoria 6. ANSI/TIA/EIA-568-B.3 - Componentes Ópticos do CE. ANSI/EIA/TIA-569A - Caminhos e Espaços do CE. ANSI/TIA/EIA-606A - Administração e Identificação do CE. ANSI/TIA/EIA Aterramento do CE. ANSI/TIA/EIA Base-TX sobre UTP Cat.6. ANSI/TIA/EIA Sistemas de Automação sobre CE. ANSI/TIA/EIA 568 A ANSI/TIA/EIA 568 B

17 Área de Trabalho Local ocupado pelo usuário, onde são necessários pontos de saída para conexão dos equipamentos de trabalho (telefone, computador, sensor de automação, câmera, TV, saída de som...) Neste local são colocadas as tomadas padrão RJ45 e os cabos adaptadores entre o equipamento e a tomada adapter cables (patch cords) Cada ponto de saída deve ter, no mínimo, duas tomadas RJ45

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19 CROSS-CONNECT PRINCIPAL Backbone Backbone Sala de Telecomunicações Sala de Telecomunicações Cross-connect Intermediário Backbone Sala de Telecomunicações Sala de Telecomunicações

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21 Normas para cabeamento estruturado ANSI / EIA / TIA 568 Norma para cabeamento de edifícios comerciais. Junho 1991 Primeiro documento sobre normas de cabeamento em telecomunicações

22 Normas para cabeamento estruturado ANSI / EIA / TIA 568B Primeira Revisão da norma para cabeamento em edifícios comerciais Inclui tomadas internas, conexão entre prédios e cabeamento em campus Outubro 1995

23 Normas para cabeamento estruturado

24 Crimpagem de Conector RJ-45 Normas 568A e 568B

25 Cabeamento Horizontal Conjunto de cabos que liga as tomadas até os painéis distribuidores colocados no Armário de Telecomunicações O formato de distribuição é do tipo estrela O cabeamento horizontal é formado por Tubulações, eletrocalhas, leitos e demais acessórios para suporte dos cabos Cabos UTP/STP Cabos de fibra ótica Fiber to the desk Pouco usual ainda

26 Cabeamento Horizontal

27 Armário de telecomunicações Local onde são colocados os painéis distribuidores bem como equipamentos Neste local é feita a conexão cruzada (cross-conection) entre painéis distribuidores e os equipamentos O armário de telecomunicações é uma das extremidades do cabeamento horizontal Pode ser uma sala, um armário, ou mesmo um gabinete fechado (rack) padrão 19, dependendo do tamanho do edifício O armário de telecomunicações faz a integração entre o cabeamento horizontal e o vertical

28 Armário de telecomunicações Os painéis distribuidores de cabos metálicos podem ser de dois tipos Patch panel 19 com portas RJ45 Blocos distribuidores tipo IDC 110 Nos patch panel s cada porta representa uma tomada de um ponto de saída Nos blocos o cabo que liga à tomada do ponto de saída é aberto em 4 pares

29 Armário de telecomunicações Os patch panel s utilizam o padrão RJ45, o que os torna mais fáceis de usar, pois as portas são idênticas às tomadas e às saídas dos hubs Os blocos são menores e mais compactos que os patch panel s Utilizam o padrão IDC 110 para conexão, e cada par é acessível individualmente, pela parte frontal do bloco Devido à separação dos pares, o bloco facilita as diversas aplicações, tais como telefonia, TV, som ambiente, etc.

30 Armário de telecomunicações - Equipamentos

31 Armário de telecomunicações - Equipamentos

32 Armário de telecomunicações

33 Armário de telecomunicações Componentes: Equipamentos ativos (hubs, switchs, multiplexadores, etc) Painéis distribuidores: patch panel, bloco 110 IDC e distribuidor interno óptico (DIO) Cordões de manobra (patch cords) de cobre (cabos UTP) ou em fibra ótica Distribuidores óticos Suportes para painéis e equipamentos (racks)

34 Armário de telecomunicações

35 Cabeamento Vertical É o cabeamento que interliga os diversos Armários de Telecomunicações entre si, a Sala de Equipamentos e desta até a Entrada do edifício Em instalações industriais ou em campus, o Cabeamento Vertical interliga os diversos prédios É também chamado de backbone e sua topologia é estrela Componentes Cabos tipo UTP de 25 pares (em instalações internas) Cabos de fibra ótica (em instalações internas e externas) Tubulações subterrâneas, leitos para cabos, eletrocalhas, estruturas aéreas, etc.

36 Cabeamento Vertical

37 Sala de Equipamentos Na Sala de Equipamentos estão colocados os equipamentos principais de uma rede, ou os de maior complexidade A partir da Sala de Equipamentos é feito o controle e gerenciamento das instalações de comunicação de uma instalação Componentes Equipamentos ativos principais - hubs, switches, multiplexadores, etc. Painéis distribuidores de cobre e de fibra, bem como suportes tipo rack Servidores Central PABX Centrais de TV e de som Centrais de controle e automação

38 Sala de Equipamentos

39 Entrada da Edificação Ponto de acesso de comunicação externa da edificação Meio pelo qual chegam e saem as informações da instalação Fazem parte da entrada os acessos de telefonia vindos da concessionária, acessos de televisão, cabos de fibra óptica externos, entradas de rádio digital, etc. Faz parte da entrada uma área mínima em parede ou uma sala para instalação dos equipamentos e acessórios de montagem

40 Entrada da Edificação

41 Integração de sistemas

42 Cabeamento Tanto o cabeamento horizontal quanto o vertical podem utilizar cabos metálicos ou de fibra ótica Quando utiliza-se fibra ótica da sala de equipamentos até a área de trabalho diz-se que o cabeamento é do tipo fiber to the desk Hoje a fibra é pouco utilizada no cabeamento horizontal devido as altas taxas de transmissão dos cabos metálicos e devido ao custo dos equipamentos com portas para fibra A fibra ótica é bastante utilizada no cabeamento vertical e nos locais com grandes distâncias ou com problemas de EMI

43 Cabeamento Metálico A norma EIA/TIA 568 classificou os sistemas de cabeamento estruturado em categorias A categoria caracteriza a performance do meio físico e acessórios de acordo com os seguintes intervalos de frequências Categoria 3: cabo par trançado com impedância característica de 100 ohms, para frequência de até 16 MHz Categoria 4: idem até 20 MHz Categoria 5: idem até 100 MHz Categoria 6: idem até 250 MHz

44 Limites e performance A norma EIA/TIA 568 definiu o comprimento máximo do cabeamento horizontal, entre a tomada e o painel do Armário de Telecomunicações, em 90 metros (link básico) Incluindo patch cords, o comprimento é de 100 metros (link de canal)

45 Limites e performance

46 Fibras ópticas Os cabos de fibra óptica são divididos em dois tipos, conforme o modo de transmissão em seu interior multimodo (62,5 / 125 mm) monomodo (9 / 125 mm) O uso de fibras ópticas exige painéis distribuidores especiais, colocados nos Armários de Telecomunicações e Salas de Equipamentos Cuidados especiais são exigidos para a instalação de fibras óticas O principal deles é: pessoal capacitado e experiente

47 Fibras ópticas Com a evolução da tecnologia os tradicionais cabos metálicos estão aos poucos sendo substituídos por cabos de fibra óptica, mas isso tendo a demorar um pouco mais tendo em vista ser uma tecnologia recente e não muito acessível em face ao seu custo de implementação e manutenção. É um filamento de vidro que também pode ser produzida com polímero (plástico sintético) por ter alta capacidade de transmitir os raios da luz. Foi inventada pelo físico indiano Narinder Singh Kapany A transmissão é realizada no núcleo central do vidro e segue o principio da REFLEXÃO REFLEXÃO é a propagação da luz em um determinado meio, que atinge uma superfície e retorna para o meio que estava se propagando. A transmissão de informações pela fibra óptica ocorre através de um aparelho especial denominado INFODUTO, que possui um FOTOEMISSOR que faz a conversão da luz em sinais elétricos, sonoro ou até mesmo luminoso.

48 Fibras ópticas Vantagens: Tem maior capacidade para transportar informações A matéria prima para fabricação (SÍLICA) é mais abundante na natureza que os metais Não sofrem interferências elétricas nem magnéticas É mais difícil seu grampeamento Comunicação mais confiável (imune a falhas) Ao contrario dos fios metálicos não enferrujam, não oxidam, não sofrem com a ação de agentes químicos

49 Fibras ópticas

50 Fibras ópticas Composição É basicamente composta por três componentes: Núcleo: O núcleo é um fino filamento de vidro ou plástico, medido em micra (1μm = 0,000001m), por onde passa a luz. Casca: Camada que reveste o núcleo. Por possuir índice de refração menor que o núcleo, ela impede que a luz seja refratada, permitindo assim que a luz chegue ao dispositivo receptor. Revestimento: Camada de plástico que envolve o núcleo e a casca, protegendo-os contra choques mecânicos e excesso de curvatura.

51 Fibras ópticas

52 Fibras ópticas Tipos Existem dois tipos de fibra óptica. Essas categorias definem a forma como a luz se propaga no interior do núcleo. Multimodo Monomodo.

53 Fibras ópticas Tipos Multimodo: Nas fibras multimodo (MM) a luz é conduzida em vários modos de propagação, ou seja, a luz percorre o interior da fibra óptica por diversos caminhos. As dimensões mais comuns são as fibras com núcleo de 50μm e 62,5μm, ambas com 125μm de casca.

54 Fibras ópticas Tipos Monomodo: Nas fibras monomodo (SM), a luz possui apenas um modo de propagação, ou seja, a luz percorre o interior do núcleo por apenas um caminho. As dimensões do núcleo variam entre 8μm a 10μm, e a casca com 125μm. A fibra monomodo mais utilizada é a de 9μm.

55 Fibras ópticas - Conectores

56 Fibras ópticas Cordões Ópticos

57 Projeto Parte fundamental de qualquer iniciativa que se pretende bem realizada e de sucesso. Em Cabeamento Estruturado o projeto determina os custos de uma instalação Determina exatamente o que se quer e o que não se quer, numa etapa onde os gastos ainda são muito baixos Deve ser feito por especialistas

58 Documentação É a parte complementar do projeto Deve ser feita durante o processo da instalação Compreende toda a identificação dos cabos, conectores e painéis distribuidores Com todas as identificações feitas, um desenho final das instalações apresenta uma planta detalhada do sistema Fechando o pacote, deve ser feita a Certificação de cada ponto, com equipamento bidirecional atestando a qualidade de cada link