Redes de Computadores Curso de Eng. Informática
Curso de Eng. de Electrónica e Computadores
Trabalho de Laboratório Nº1
Cablagem estruturada
Redes de Computadores Trabalho nº 1
2
1 Introdução
Vivemos em plena segunda revolução industrial, ao contrário da primeira, feita com base em
maquinaria pesada cuja força motriz era no início o vapor e em seguida os derivados de petróleo,
esta segunda revolução industrial é baseada na informação, na movimentação e processamento de
quantidades maciças de informação.
O que tornou possível esta revolução foi a conjugação de duas tecnologias: Computadores e
Telecomunicações. Os computadores permitem o processamento de quantidades de informação
cada vez maiores enquanto os sistemas de telecomunicações permitem o seu transporte a uma escala
global com velocidades de transmissão cada vez maiores.
A rápida diminuição dos custos dos computadores aliada ao aumento das suas capacidades de
processamento levou ao aparecimento de um grande número de meios informáticos. O grande
número de meios informáticos leva a uma grande dispersão da informação e a uma grande
necessidade de movimentação da informação.
2 Cablagem estruturada
As redes locais são sistemas que permitem a troca de informação e a partilha de meios informáticos
em distâncias normalmente inferiores a 1 Km. Para a realização de redes locais são utilizados
sistemas de cablagem normalizadas denominada cablagem estruturada. Esta cablagem é baseada na
norma ISO/IEC 11801 – Generic Cabling for Costumer Premises Cabling.
A norma define ISO/IEC 11801 define a estrutura de um sistema de cablagem, um conjunto de
especificações e recomendações sobre o tipo de cablagem a usar, comprimentos máximos. Também
são definidas sete tipos de aplicações em função da largura de banda necessária.
Tabela 1 – Classes de aplicações ISO/IEC 11801
Classe Capacidade Aplicação
A 100 KHz Voz B 1 MHz Dados de baixo débito C 16 MHz Dados de médio débito D 100 MHz Dados de alto débito E 200 MHz Dados de alto débito F 600 MHz Dados de muito alto débito
Óptica > 600 MHz Débitos acima das capacidades da cablagem de cobre
Redes de Computadores Trabalho nº 1
3
O tipo de cabo recomendado depende da distância e da velocidade de transmissão. Para distâncias
que necessitem de comprimentos de cabo inferiores a 90 metros utiliza-se normalmente cablagem
de cobre. Para distâncias maiores ou para velocidades de transmissão acima das suportadas pela
cablagem de cobre, utilizam-se fibras ópticas.
2.1 Cabos de pares entrançados
Nas cablagens estruturadas em cobre os sinais eléctricos são transmitidos com o recurso a pares de
condutores de cobre enrolados em torno de si próprios de modo a formarem uma trança. Colocando
vários pares entrançados dentro de um isolamento comum obtém-se um cabo de pares entrançados.
Os pares entrançados tendem a ter uma grande atenuação e a serem bastantes sensíveis ao ruído
quando colocados perto de fontes de campos electromagnéticos fortes. Devido ao efeito pelicular, a
condução nos fios de cobre faz-se tanto mais à superfície quanto mais alta for a frequência do sinal,
logo a área útil do condutor diminui tendo como consequência o aumento da sua resistência
eléctrica.
Nos pares entrançados é utilizada transmissão diferencial, um dos condutores transporta o sinal
enquanto o outro transporta o sinal invertido.
VV
V
Figura 1 – Transmissão diferencial num par entrançado
No receptor é recuperada a diferença de potencial entre os dois condutores. Qualquer interferência
externa afecta igualmente os dois condutores e na recepção ao efectuar-se a diferença, a
interferência é substancialmente reduzida.
Um outro problema dos pares entrançados é a emissão de radiação electromagnética. A utilização
de transmissão diferencial também reduz substancialmente este problema porque a radiação emitida
por um condutor de um par tende a anular a radiação emitida pelo outro condutor do par.
A emissão de radiação electromagnética e a protecção contra interferências electromagnéticas
podem ser melhoradas com o recurso a blindagens. Os cabos são designados de acordo com o tipo
de blindagem utilizada.
UTP Unshielded Twiested Pair: Cabo sem qualquer tipo de blindagem
STP Shielded Twiested Pair: Cabo com blindagem individual em cada par e blindagem
exterior envolvendo todos os pares
Redes de Computadores Trabalho nº 1
4
S/UTP Screened Unshielded Twiested Pair, ScTP Screened Twiested Pair, FTP Foiled
Twiested Pair: Cabo com blindagem exterior envolvendo todos os condutores mas sem
blindagem individual dos pares.
Os cabos normalmente utilizados possuem quatro pares entrançados.
Tabela 2 – Código de cores dos cabos de quatro pares entrançados
Par Cor
1 Azul + Azul/Branco 2 Laranja + Laranja/Branco 3 Verde + Verde/Branco 4 Castanho + Castanho/Branco
Figura 2 – Cabo FTP de quatro pares
A norma ISSO/IEC 11801 define sete categorias de cabos:
Categoria Cat1 Cat2 Cat3 Cat4 Cat5 Cat5e Cat6 Cat7
Classe suportada A B C C D D E F Largura de Banda (MHz) - 1 16 20 100 100 250 600
A categoria 5e resulta de um melhoramento da categoria 5 para tornar possível o suporte da Gigabit
Ethernet. Qualquer instalação nova deverá ser realizada com o recurso a cabo de categoria 5e ou
superior.
Na figura encontra-se esquematizada uma pequena rede estruturada. O comprimento máximo do
cabo entre o equipamento informático e o equipamento activo da rede nunca poderá exceder
100 metros. Como se pode observar existem três troços de cabo, o cabo de ligação entre o
computador e a tomada de rede, o cabo horizontal entre a tomada e o patch panel e o patch cable
entre o patch panel e o equipamento activo. Segundo a norma, o cabo horizontal não pode exceder
90 metros de modo a dar uma margem de 10 metros para as restantes ligações.
Redes de Computadores Trabalho nº 1
5
Tomada de Rede(RJ45)
Cabo Horizontal
Patch Cable
Patch Panel
Equipamento Activo
Cabo de Ligação
Figura 3 – Rede de pequena dimensão com cablagem estruturada
Nos cabos são utilizados conectores RJ45 macho e na tomada conectores RJ45 fêmea.
Figura 4 – Conector RJ45 e código de cores EIA/TIA 568B
Tabela 3 – Código de cores para conectores RJ45
Cor Pino
EIA/TIA 568A EIA/TIA 568B
1 Verde/Branco Laranja/Branco 2 Verde Laranja 3 Laranja/Branco Verde/Branco 4 Azul Azul 5 Azul/Branco Azul/Branco 6 Laranja Verde 7 Castanho/Branco Castanho/Branco 8 Castanho Castanho
O entrançamento dos pares de fios protege-os de interferências externas dos sinais que passam pelos
outros pares. No entanto, este efeito só ocorre se o sinal diferencial passar por um cabo entrançado.
Se os sinais passarem por pares diferentes, o efeito de anulamento mutuo já não ocorre. A
consequência é um aumento da diafonia.
Redes de Computadores Trabalho nº 1
6
Figura 5 – Cablagem correcta
Figura 6 – Cablagem incorrecta com pares divididos
2.2 Teste de cablagens
Depois de montada a cablagem tem de ser testada e certificada de modo a ser possível verificar se
opera a um nível aceitável. O teste não termina apenas porque a instalação está certificada por estar
de acordo com as normas. A rede deve ser testada periodicamente para se confirmar se continua
com um desempenho aceitável. Isto pode ser feito comparando as medições actuais com as
medições previamente registadas. Uma alteração significativa é uma indicação de que algo está
errado.
Um exemplo de um testador de cabos é o MicroScanner Pro da Fluke. Este testador permite a
verificação dos condutores dos cabos (verifica a continuidade da blindagem, abertos, curtos, pares
cruzados, pares rompidos e pares invertidos), medir o comprimento de cabos, determinar se o cabo
está aberto, em curto ou conectado a um equipamento activo.
Redes de Computadores Trabalho nº 1
7
Figura 7 – Testador de cabos MicroScanner Pro da Fluke
Os testadores de cabos variam quanto ao tipo de funções que fornecem. Alguns fornecem relatórios
impressos, outros ligados a um PC guardam os resultados numa base de dados.
3 Realização experimental
Pretende-se montar uma pequena rede local com o recurso a cablagem estruturada. Como primeiro
passo é construído um cabo transparente ou directo para a ligação de um computador a uma tomada
de rede que normalmente se encontra embutida numa calha. O passo seguinte é efectuar a cablagem
horizontal, ligação entre a tomada de rede e a distribuidor de cabos (patch panel).
Distribuidor ou patch panelHub 10/100 Mb/s
Hub 1Tomada na calha técnica
PC com adaptador de
rede1 2
1 2
Cabo TransparenteCabo transparente
Cabo Horizontal
Pretende-se ainda construir um cabo cruzado.
3.1 Etapa 1 - Cabo UTP transparente
Nesta configuração os pinos das fichas têm a mesma correspondência nas duas extremidades do
cabo.
Redes de Computadores Trabalho nº 1
8
Laranja/Branco 1
1
Laranja 2
2
Verde/Branco 3
3
Azul 4
4
Azul/Branco 5
5
Verde 6
6
Castanho/Branco 7
7
Castanho
Ficha
RJ45
8
8
Ficha
RJ45
Figura 8 – Ligações num cabo transparente
Material necessário:
• cabo UTP categoria 5 de 4 pares;
• fichas RJ45;
• alicate de cravar fichas RJ45;
• testador de cabos MicroScanner Pro.
Procedimentos:
• cortar o cabo UTP com a dimensão adequada;
• colocar os 8 condutores na ficha na ordem correcta;
• verificar se os condutores chegam ao topo da ficha e cravar utilizando o alicate adequado;
• testar as ligações entre as duas fichas utilizando o testador de cabos.
3.2 Cabo horizontal
Pretende-se ligar uma tomada RJ45 fêmea a um distribuidor de cabos (patch panel) através de um
cabo UTP de quatro pares.
Material necessário:
• cabo UTP categoria 5 de 4 pares;
• fichas RJ45 fêmeas;
• patch panel;
• ferramenta de impacto;
• testador de cabos MicroScanner Pro.
Redes de Computadores Trabalho nº 1
9
Figura 9 – Ficha RJ45 fêmea
Figura 10 – Distribuidor de cabos (Patch Panel)
Figura 11 – Ferramenta de impacto
Procedimentos:
• cortar o cabo UTP com a dimensão adequada;
• colocar os 8 condutores na ficha na ordem correcta;
• cravar os condutores com a ferramenta de impacto;
• testar as ligações entre as duas fichas utilizando dois cabos transparentes e um testador de cabos;
• meça o comprimento total dos cabos.
3.3 Etapa 3 - Cabo UTP cruzado
Os dispositivos que comunicam através de uma rede 10BaseT ou 100BaseTX utilizam um dos pares
entrançados para a transmissão de informação e outro para a sua recepção. O tipo de cabo utilizado
depende do tipo de dispositivo que se pretende interligar. A regra a seguir é de o par entrançado de
transmissão de um dos dispositivos tem de ser ligado ao par de recepção do outro dispositivo.
Os computadores utilizam os pinos 1 e 2 para a transmissão de informação e os pinos 3 e 6 para a
recepção de informação. Os equipamentos activos utilizados nas redes, switches e hubs, utilizam os
pinos 1 e 2 para a recepção de informação e os pinos 3 e 6 para a transmissão de informação. Para
estes casos utilizam-se cabos transparentes.
Quando se pretende a interligação de computadores, switches ou hubs torna-se necessário a
utilização de cabos cruzados. A ligação cruzada difere da transparente na correspondência dos
pinos nas duas fichas. Assim teremos a seguinte relação entre pinos:
Redes de Computadores Trabalho nº 1
10
Ficha 1 Ficha 2
Pino Cor Pino Cor 1 Laranja/Branco 1 Verde/Branco 2 Laranja 2 Verde 3 Verde/Branco 3 Laranja/Branco 4 Azul 4 Azul 5 Azul/Branco 5 Azul/Branco 6 Verde 6 Laranja 7 Castanho/Branco 7 Castanho/Branco8 Castanho 8 Castanho
Função Ficha 1 Ficha 2
12345678
12345678
Tx+ ->Tx- ->Rx+ ->
Rx- ->
Figura 12 – Ligações num cabo cruzado
Depois da construção deste cabo, não se esqueça de testar os contactos e as correspondências através do um testador de cabos.
4 Questões Finais
1) Que tipo de transmissão é utilizada num cabo de pares entrançados? ___________________
2) Preencha a tabela seguinte, considerando os vários tipos de cabo de pares entrançados
apresentados.
Tipo de cabo Blindagem exterior Blindagem individual nos pares
3) Qual o objectivo da introdução da blindagem nos cabos de pares entrançados? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4) Porque se devem utilizar dois condutores do mesmo par na transmissão e na recepção? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5) Qual o erro associado ao não cumprimento dessa regra? _____________________________
6) Porque existem dois tipos de cabo para interligação entre dispositivos de rede? Quais são? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
7) Considerando os tipos de cabo de interligação, preencha a tabela seguinte?
PC Hub Switch
PC
Hub
Switch