Cabeamento Estruturado

Introdução a cabeamento estruturado

Nesta videoaula, você desvendará os mistérios do cabeamento estruturado (CE) e dominará seus conceitos fundamentais. Descubra o que é CE, seus elementos, seus subsistemas e como ele pode transformar sua carreira. Domine essa tecnologia essencial para a infraestrutura de redes e torne-se um profissional ainda mais completo!

Ponto de Partida

É possível perceber que as redes de computadores não seguem uma arquitetura fechada, mas, sim, uma complexa composição de diferentes plataformas integradas nos modelos OSI e TCP/IP. Desde a criação de softwares até a transmissão de dados por meio de cabos de cobre, fibras ópticas e sinais de rádio, a concepção dessas tecnologias abrange diversos elementos, como sistemas operacionais, instruções de processadores e hardware de dispositivos. A integração dessas tecnologias, que possibilita comunicações confiáveis, resulta de um trabalho coordenado por normas e padrões bem elaborados, tornando-se aparentemente fascinante, mas, na verdade, é o resultado de uma organização cuidadosa. Não há mistérios tão ocultos a ponto de não serem atendidas as demandas dos usuários em redes de computadores, adaptando-se às diferentes circunstâncias e peculiaridades. Além disso, a garantia de comunicação de qualidade, com disponibilidade aceitável, tolerância a falhas e capacidades escaláveis, ocorre por meio da implementação de redes em um sistema de cabeamento estruturado.

No contexto do aluguel comercial de salas em edifícios de um centro empresarial, o projeto arquitetônico detalha aspectos dos sistemas de cabeamento estruturado (SCE). A Figura 1 indica os pisos de cada edifício onde se encontram os espaços designados para os elementos funcionais, conforme a ABNT NBR 14565:2019, além dos locais destinados aos dispositivos que representarão os subsistemas do SCE.

Uma determinada empresa, atuante na gestão de supermercados, conquistou a locação de uma sala no quarto andar do edifício A e outra sala um pouco maior no segundo andar do edifício B. A razão para alugar esses espaços é a necessidade da empresa em ter um local dedicado aos administradores, especialmente ao proprietário, e outro espaço para os compradores, os quais recebem predominantemente os fornecedores de mercadorias destinadas ao abastecimento das lojas. A sala no quarto andar do edifício A será ocupada pelo proprietário da empresa, sua secretária e o gerente financeiro, contendo também uma pequena sala climatizada destinada a abrigar um servidor para a rede de computadores da empresa. Por outro lado, a sala alugada no segundo andar do edifício B será ocupada por quatro compradores e contará com uma sala de reuniões espaçosa, equipada com Wi-Fi e impressora disponível tanto para os funcionários quanto para os clientes.

Com o intuito de gerenciar a implementação da rede de computadores que atenderá a esses espaços, um analista de redes foi contratado e apresentou uma proposta de topologia para essa nova rede, conforme ilustrado na Figura 2.

Nessa situação, sua responsabilidade é auxiliar na implementação dos dispositivos finais em suas respectivas áreas de trabalho e dos dispositivos intermediários, seguindo as normas estabelecidas para cabeamento estruturado, conforme especificado no memorial descritivo do edifício. Dessa forma, é necessário preencher o Quadro 1, indicando a posição dos dispositivos, fornecendo informações detalhadas sobre cada subsistema do sistema de cabeamento estruturado (SCE) no campo de descrição. Essa documentação será utilizada pelo departamento financeiro para solicitar orçamentos e efetuar a compra de todo o material necessário. A precisa identificação das localizações de cada equipamento auxiliará o departamento financeiro no cálculo das metragens dos cabos em fases subsequentes.

Dispositivos intermediários, finais e cabeamentos	Localização dos elementos funcionais – Indicar o piso, o edifício e o tipo (CD, BD, FD, CP, TO ou MUTO)	Localização dos subsistemas do SCE – Indicar o piso, o edifício e o tipo (EF, ER, TR, WA, cabeamento de backbone horizontal)
Modem da operadora de internet
Cabo do modem para Switch 0
Servidor
Cabo do Servidor para Switch 0
Switch 0
Cabo do Switch 0 para o Switch LAN 1
Switch LAN 1
Cabos do Switch LAN 1 para áreas de trabalho (diretor, impressora, secretária e financeiro)
Cabo do Switch 0 para o Switch LAN 2
Switch LAN 2
Cabos do Switch LAN 2 para áreas de trabalho (PCs dos compradores 1 a 4 e roteador para rede Wi-Fi compartilhada)
Roteador Wi-Fi para compartilhamento de internet e impressora
Impressora compartilhada
Impressora da diretoria, notebook do dono, PC da secretária e PC do financeiro
PCs dos compradores 1 a 4

Quadro 1 | Descrição dos dispositivos e cabos do SCE (para resolver).

 

Vamos Começar!

Definição de cabeamento estruturado

Agora, apresentaremos uma perspectiva diferenciada em relação à abordagem das arquiteturas de redes até o momento. Alteraremos nosso ponto de vista nesta fase e nos concentraremos nas infraestruturas que sustentam a camada física das redes. Até agora, nosso foco tem sido atender às demandas dos clientes por meio de suas aplicações. As aplicações são convertidas em softwares, encapsulados em seções, segmentos, pacotes, quadros e, finalmente, transmitidos como bits por vários meios de acesso, conforme estudado na perspectiva do Modelo de Referência OSI.

Observamos também que o trajeto dos dados de um lado para o outro da rede deve ser elaborado por meio de um projeto lógico, com uma topologia que ofereça um sistema hierárquico, redundante, seguro, escalável, com controle de QoS e gerenciabilidade. As lições aprendidas até agora nos levam a compreender que estamos diante de uma disciplina em expansão e desenvolvimento, que certamente adicionará muitas novas funcionalidades às redes em breve, à medida que os computadores se miniaturizam e se tornam mais rápidos, capazes de comunicação em altas taxas de transferência.

Você pode estar se perguntando sobre a perspectiva em relação às infraestruturas necessárias para dar suporte à camada física do modelo OSI. A resposta para essa pergunta é que o projeto de um sistema de cabeamento estruturado (SCE) é uma etapa fundamental nas fases finais do projeto físico de uma rede, consolidando os dispositivos das camadas física e de enlace do modelo OSI. Em resumo, muitos projetos de redes podem ser bem planejados no papel, mas a implementação pode não alcançar os resultados esperados sem o suporte oferecido pelo SCE.

Nesse contexto, surge o termo SCE, que, assim como o modelo de referência OSI, oferece suporte às redes de computadores no aspecto tecnológico. O SCE assegura a implementação e o funcionamento dessas redes, considerando seus aspectos físicos e ambientais.

Na década de 1970, com a introdução do microcomputador, iniciou-se uma nova era na história das sociedades civilizadas, impactando a economia, a sociedade e os meios de comunicação – a chamada "era da informação". Isso resultou na demanda dos usuários de microcomputadores por compartilhamento de recursos em redes, levando inicialmente a um verdadeiro caos na implementação dos primeiros projetos de redes.

Devido a isso e a outras razões, surgiu a necessidade de criar padrões de cabeamento com avanços tecnológicos adicionais para superar falhas decorrentes de conexões inadequadas, interferências e falta de organização na disposição dos cabos em espaços muitas vezes limitados e pouco escaláveis. Entre as décadas de 1970 e 1980, empresas de computação, especialmente fabricantes de Mainframes, como IBM e Datapoint Corporation, reconheceram a necessidade de investir em microcomputadores e redes. O surgimento do modelo OSI em 1979 levou à publicação do padrão aberto para Ethernet por empresas como Digital, Intel e Xerox, adotado pelo ISO e IEEE.

Enquanto as empresas de computação estabeleciam padrões, as provedoras de telecomunicações adaptavam-se para oferecer serviços de transmissão de dados, além dos serviços de voz que já forneciam. Em 1985, um comitê reuniu diversas organizações, como a Electronics Industries Alliance (EIA) e a Telecommunications Industry Association (TIA), para criar padrões de cabeamento de telecomunicações adaptados a edifícios comerciais, inicialmente para o público norte-americano. Essas normas foram posteriormente internacionalizadas pela International Organization for Standardization (ISO) e, em 2000, algumas foram traduzidas para o português pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), enquanto esforços eram feitos para criar uma norma brasileira exclusiva para implementações de cabeamento de telecomunicações em edificações comerciais, independentemente do porte – resultando na ABNT NBR 14565:2000, que prevê subsistemas com pontos de telecomunicações, sala de equipamentos, entrada de facilidades e áreas de trabalho como ponto de instalação dos dispositivos finais de uma rede.

Elementos funcionais de um SCE

Atualmente, um SCE é claramente definido e respaldado por normas específicas para cada tipo de edificação. Os projetos arquitetônicos atuais não consideram apenas cabos de energia elétrica e telefone, mas também cabos de redes, sistemas de câmeras, automação de elevadores, TV a cabo etc. Isso é o que conhecemos como "prédios inteligentes".

Um prédio inteligente se caracteriza por incorporar soluções alternativas em seu design arquitetônico, proporcionando aos seus ocupantes um ambiente produtivo com economia, segurança e conforto. Essas soluções incluem a integração de fontes alternativas de energia e a comunicação entre diversos sistemas operantes no edifício. Esses sistemas permitem a coexistência eficiente de tecnologias emergentes, como Internet das Coisas (IoT), Inteligência Artificial (IA) e Big Data, junto a tecnologias convencionais, como telefonia fixa, VOIP, TV a cabo, e diferentes tipos de cabeamento de dados (coaxial, UTP e fibra óptica). Além de integrar, compatibilizar e instalar uma variedade de sistemas e tecnologias, os edifícios inteligentes demonstram notável resiliência e escalabilidade.

Dessa forma, ao abordarmos os fundamentos do SCE, exploraremos mais a fundo a ABNT NBR 14565:2019. Posteriormente, em uma oportunidade subsequente, detalharemos as especificidades e as peculiaridades de cada padrão estabelecido pelos órgãos normatizadores, levando em consideração os diferentes tipos de cabeamento utilizados na maioria das redes. Na Figura 3, é possível observar uma estrutura hierárquica na qual o SCE define os elementos funcionais nos quais os cabeamentos serão instalados, desde a entrada no prédio até a tomada do usuário.

 

A Figura 4 ilustra um esquema contendo todos os componentes funcionais do SCE, os quais serão distribuídos em suas regiões geográficas por meio de dispositivos ou equipamentos, com a finalidade de estabelecer a comunicação.

Para cada um dos elementos funcionais conforme definido pela ABNT NBR 14565:2019, são estabelecidas restrições específicas para os padrões de cabeamento, como detalhado a seguir:

• Campus Distributor (CD): este é o distribuidor de campus, uma área central para o SCE que pode estar situada em um prédio e que serve como ponto de interligação para outros edifícios. Quando não há outros prédios envolvidos no projeto SCE, essa área desempenha simultaneamente as funções de CD e BD.
• Backbone de campus: representa um tipo de cabeamento na camada de núcleo da rede, destinado a suportar elevadas taxas de transferência, de acordo com as demandas de todos os usuários do prédio.
• Building Distributor (BD): este é o distribuidor do edifício, no qual estão localizados os equipamentos responsáveis pelo processamento dos dados recebidos dos provedores e pelo encaminhamento desses dados para todas as áreas de trabalho do prédio, muitas vezes funcionando como a sala de equipamentos (CPD).
• Backbone de edifício: consiste nos cabeamentos que partem da sala de equipamentos e se estendem até os pontos de agregação para andares do prédio ou outras áreas que concentram vários equipamentos finais, como departamentos.
• Floor Distributor (FD): são áreas, como salas, armários ou racks, que desempenham a função de pontos de agregação, marcando o término do cabeamento de backbone e o início dos cabeamentos horizontais, que conectam dispositivos finais das redes em suas áreas de trabalho.
• Cabeamento horizontal: refere-se aos cabos que saem dos pontos de agregação nos andares, nos departamentos ou nas áreas de usuários de uma rede local.
• Consolidation Point (CP): em algumas áreas de trabalho com várias tomadas (TO) de conexão para dispositivos finais, é possível organizar esses pontos em um único ponto de consolidação, estrategicamente posicionado próximo às tomadas.
• Cabo do CP: este é o cabo que se estende do ponto de consolidação até as tomadas, sendo cuidadosamente organizado e amarrado em canaletas no piso falso, em canaletas aéreas ou embutido em paredes.
• Multiuser Telecommunications Outlet (MUTO): representa uma tomada de telecomunicações multiusuário, que incorpora várias funções, como cabos de rede, telefone, TV etc.
• Telecommunications Outlet (TO): refere-se à tomada de telecomunicações em que o usuário conecta seu dispositivo final.
• Terminal Equipment (TE): este é o equipamento localizado em sua área de trabalho, conhecido também como equipamento terminal ou dispositivo final da rede.

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Subsistemas de cabeamento estruturado

Esses foram os elementos funcionais de um sistema de cabeamento estruturado, conforme abordado pela ABNT NBR 14565:2019 em uma perspectiva genérica. No entanto, é crucial que o projeto de um SCE seja planejado e implementado de maneira a se adequar aos espaços definidos como elementos funcionais, considerando as particularidades de cada local, prédio ou campus devidamente mapeados. É importante compreender que nem sempre será possível encontrar esses espaços prontos para uso, muitas vezes exigindo a criação do zero ou adaptações em espaços inicialmente inadequados.

Uma vez que o cenário real do cliente esteja mapeado, o próximo passo é integrar nesses espaços definidos pela norma da ABNT o projeto de SCE. Para isso, apresentaremos os subsistemas do cabeamento estruturado, alinhados com os critérios de um projeto de redes de computadores. Esses subsistemas incluem:

• Equipment room (ou sala de equipamentos) (ER): como o próprio nome indica, esta sala abriga os equipamentos da camada de núcleo de uma rede, como servidores, roteadores de borda, racks e switches da camada de distribuição, junto aos seus respectivos patch-panels. A sala possui medidas de segurança física, como biometria nas portas, sistemas de ar-condicionado, aterramento e proteção contra blecautes ou ESD.
• Entrance Facility (ou Entrada de facilidades) (EF): a sala de equipamentos ER deve acomodar um espaço para a infraestrutura de entrada EF, no qual são feitas as conexões entre o cabeamento externo dos provedores de serviço e o cabeamento interno, incluindo provedores de internet, linhas alugadas e sistemas de telefonia.
• Telecommunications Room (ou Sala de Telecomunicações) (TR): essa sala dentro do prédio pode desempenhar diversas funções, como distribuidor do edifício (BD), distribuidor de campus (CD) ou subsistema de cabeamento horizontal (FD). Pode ser uma sala, um rack com switch para atender um andar específico ou um armário de passagem entre andares.
• Cabeamento de Backbone (ou cabeamento vertical): responsável pela interligação do distribuidor de campus (CD) com o distribuidor de edifício (BD) e a interligação do distribuidor de edifício (BD) com os distribuidores de piso (FD) ou subsistemas de cabeamento horizontal. Na Figura 5, podemos observar esse tipo de cabeamento interligar os subsistemas de cabeamento da sala de equipamentos (ER) com as salas de telecomunicações (TR). Projetado para suportar tráfego concentrado, garantindo alta taxa de transferência, proteção contra ruídos e redundância.

• Cabeamento horizontal: contém a maior quantidade de cabos instalados e se estende da tomada de telecomunicação (TO ou MUTO) na área de trabalho (WA) até o armário de telecomunicações. Inclui jumpers, terminações mecânicas, tomadas, hardware de conexão, cabos cruzados, entre outros. Podemos observar essas conexões de acordo com a Figura 6, em que um cabeamento horizontal se encontra em fase de testes dos seus pontos de consolidação (CP).

 

• Work Area (Área de trabalho) (WA): é o local onde o usuário interage com o SCE e onde estão localizados os equipamentos de trabalho, como computadores, telefone IP e impressoras. É recomendado prever dois pontos de telecomunicação (TO) a cada 10 m², e os cabos que conectam a tomada ao PC, conhecidos como patch-cord, devem ter, no máximo, 3 m de comprimento.

Vamos Exercitar?

Com base nas informações fornecidas no memorial descritivo dos edifícios do campus e nas identificações de duas salas remotas, uma em cada edifício, o próximo passo consiste na execução de um levantamento dos ativos da rede e suas respectivas localizações. Essa etapa é considerada estratégica para o projeto do sistema de cabeamento estruturado (SCE) e antecede as próximas fases, que incluem cotações de preços e ajustes ao orçamento disponível.

Nesse contexto, a responsabilidade inclui a realização de um inventário detalhado dos dispositivos para fins de cotação e aquisição. Após inspecionar as dependências dos edifícios A e B, efetuando demarcações e reservas de espaços em cada subsistema do SCE, em conformidade com os elementos funcionais definidos no memorial descritivo do projeto arquitetônico, os campos do Quadro 2 foram devidamente preenchidos.

Dispositivos intermediários, finais e cabeamentos	Localização dos elementos funcionais – Indicar o piso, o edifício e o tipo (CD, BD, FD, CP, TO ou MUTO)	Localização dos subsistemas do SCE – Indicar o piso, o edifício e o tipo (EF, ER, TR, WA, cabeamento de backbone horizontal)
Modem da operadora de internet	[Ed. A, piso 1]: elem. funcional = FD do piso 1	[Ed. A, piso 4]: subsist. do SCE = sala de equipamentos ER.
Cabo do modem para Switch 0	[Ed. A, pisos 1 ao 4]: elem. funcional = passa pelos FD dos 4 pisos.	[Ed. A, pisos 1 ao 4]: subsist. do SCE = Cabeamento de Backbone.
Servidor	[Ed. A, piso 4]: elem. funcional = FD do piso 4.	[Ed. A, piso 4]: subsist. do SCE = sala de equipamentos ER.
Cabo do Servidor para Switch 0	[Ed. A, piso 4]: elem. funcional = FD do piso 4.	[Ed. A, piso 4]: subsist. do SCE = Cabeamento de Backbone.
Switch 0	[Ed. A, piso 4]: elem. funcional = FD do piso 4.	[Ed. A, piso 4]: subsist. do SCE = Cabeamento de Backbone.
Switch LAN 1	[Ed. A, piso 4]: elem. funcional = FD do piso 4.	[Ed. A, piso 4]: subsist. do SCE = sala de equipamentos ER.
Cabos do Switch LAN1 para áreas de trabalho (diretor, impressora, secretária e financeiro)	[Ed. A, piso 4]: elem. funcional = CP e TO do piso 4.	[Ed. A, piso 4]: subsist. do SCE = cabeamento de horizontal.
Cabo do Switch 0 para o Switch LAN 2	[Ed. A, pisos 1 a 4 / Ed. B, pisos 1 e 2]: elem. funcional = passa por todos os FDs do piso 4 do Ed. A até o piso 2 do Ed. B.	[Ed. A, pisos 1 a 4 / Ed. B, pisos 1 e 2]: subsist. do SCE = Cabeamentos de Backbones (edifício e campus).
Switch LAN 1	[Ed. A, piso 4]: elem. funcional = FD do piso 4.	[Ed. A, piso 4]: subsist. do SCE = sala de equipamentos ER.
Cabos do Switch LAN1 para áreas de trabalho (diretor, impressora, secretária e financeiro)	[Ed. A, piso 4]: elem. funcional = CP e TO do piso 4.	[Ed. A, piso 4]: subsist. do SCE = cabeamento de horizontal.
Cabo do Switch 0 para o Switch LAN 2	[Ed. A, pisos 1 a 4 / Ed. B, pisos 1 e 2]: elem. funcional = passa por todos os FDs do piso 4 do Ed. A até o piso 2 do Ed. B.	[Ed. A, pisos 1 a 4 / Ed. B, pisos 1 e 2]: subsist. do SCE = Cabeamentos de Backbones (edifício e campus).
Switch LAN 2	[Ed. B, piso 2]: elem. funcional = FD do piso 2.	[Ed. B, piso 2]: subsist. do SCE = sala de telecomunicações TR do piso 2.
Cabos do Switch LAN 2 para áreas de trabalho (PCs dos compradores 1 a 4 e roteador para rede Wi-Fi compartilhada)	[Ed. B, piso 2]: local = CP e TO do piso 4.	[Ed. A, piso 4]: subsist. do SCE = cabeamento de horizontal.
Roteador Wi-Fi para compartilhamento de internet e impressora	[Ed. B, piso 2]: elem. funcional = FD do piso 2.	[Ed. B, piso 2]: subsist. do SCE = sala de telecomunicações TR do piso 2.
Impressora compartilhada	[Ed. B, piso 2]: local = CP e TO do piso 2.	[Ed. B, piso 2]: subsist. do SCE = área de trabalho WA.
PCs dos compradores 1 a 4	[Ed. B, piso 2]: local = CP e TO do piso 2.	[Ed. B, piso 2]: subsist. do SCE = área de trabalho WA.

Quadro 2 | Descrição dos dispositivos e cabos do SCE (resolvido)

Saiba Mais

Consulte o Capítulo 1 (p. 9-11) do livro Cabeamento Estruturado para se aprofundar na história e nos conceitos básicos de cabeamento estruturado, assim como o Capítulo 4 da mesma obra, pois nele há um detalhamento dos espaços que compõem um SCE.

MARIN, P. S. Cabeamento estruturado. 2. ed. São Paulo: Érica, 2020.

Aprofunde seu conhecimento sobre SCE com o artigo Entenda como um Sistema de Cabeamento Estruturado bem projetado pode melhorar o desempenho da sua Rede!.

 

Referências Bibliográficas

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 14565. Cabeamento estruturado para edifícios comerciais. Rio de Janeiro: ABNT, 2019.

COSTA, A. D. S.; CASTRO, T. S. D. Projeto de Cabeamento Estruturado na Infraestrutura de Rede da Escola de Engenharia. 2019. 91 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Computação) – Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2019.

LIMA FILHO, E. C. Fundamentos de Rede e Cabeamento Estruturado. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2014.

MARIN, P. S. Cabeamento estruturado. 2. ed. São Paulo: Érica, 2020.

Cabeamento de rede

Mergulhe no universo das comunicações! Nesta videoaula, exploraremos os três pilares da infraestrutura de redes: cabos coaxiais, pares trançados e fibras ópticas. Descubra as características, as vantagens e as desvantagens de cada tipo de cabo e como escolher a solução ideal para cada projeto. Domine as tecnologias que impulsionam o mundo conectado!

Ponto de Partida

Você trabalha em uma empresa de supermercados que possui uma sala no quarto andar do edifício A e outra sala um pouco maior no segundo andar do edifício B (conforme Figura 1).

Esses espaços foram alugados para atender à necessidade da empresa de ter um local dedicado aos administradores, especialmente ao proprietário, e outro espaço para os compradores que predominantemente recebem fornecedores de mercadorias destinadas ao abastecimento das lojas. O analista de redes contratado pela empresa já apresentou uma proposta de topologia para essa nova rede, conforme ilustrado na Figura 2.

Nesse contexto, você ficou responsável por auxiliar na implementação dos dispositivos finais em suas respectivas áreas de trabalho e dos dispositivos intermediários, seguindo as normas estabelecidas para cabeamento estruturado, conforme especificado no memorial descritivo do edifício. Dessa forma, o Quadro 1 já foi semipreenchido, indicando a localização dos elementos funcionais e dos subsistemas do sistema de cabeamento estruturado (SCE).

Porém, ainda falta uma etapa importante: fornecer informações sobre cada subsistema do SCE no campo de descrição, que deverá compreender o caminho/recursos/ tamanho/especificação/tipos de cabos/etc. Essa documentação será utilizada pelo departamento financeiro para solicitar orçamentos e efetuar a compra de todo o material necessário.

Dispositivos intermediários, finais e cabeamentos	Localização dos elementos funcionais – Indicar o piso, o edifício e o tipo (CD, BD, FD, CP, TO ou MUTO)	Localização dos subsistemas do SCE – Indicar o piso, o edifício e o tipo (EF, ER, TR, WA, cabeamento de backbone horizontal)	Descrição (caminho/recursos /tamanho/especificação etc.)
Modem da operadora de internet	[Ed. A, piso 1]: elem. funcional = FD do piso 1	[Ed. A, piso 4]: subsist. do SCE = sala de equipamentos ER.
Cabo do modem para Switch 0	[Ed. A, pisos 1 ao 4]: elem. funcional = passa pelos FD dos 4 pisos.	[Ed. A, pisos 1 ao 4]: subsist. do SCE = Cabeamento de Backbone.
Servidor	[Ed. A, piso 4]: elem. funcional = FD do piso 4.	[Ed. A, piso 4]: subsist. do SCE = sala de equipamentos ER.
Cabo do Servidor para Switch 0	[Ed. A, piso 4]: elem. funcional = FD do piso 4.	[Ed. A, piso 4]: subsist. do SCE = Cabeamento de Backbone.
Switch 0	[Ed. A, piso 4]: elem. funcional = FD do piso 4.	[Ed. A, piso 4]: subsist. do SCE = Cabeamento de Backbone.
Switch LAN 1	[Ed. A, piso 4]: elem. funcional = FD do piso 4.	[Ed. A, piso 4]: subsist. do SCE = sala de equipamentos ER.
Cabos do Switch LAN1 para áreas de trabalho (diretor, impressora, secretária e financeiro)	[Ed. A, piso 4]: elem. funcional = CP e TO do piso 4.	[Ed. A, piso 4]: subsist. do SCE = cabeamento de horizontal.
Cabo do Switch 0 para o Switch LAN 2	[Ed. A, pisos 1 a 4 / Ed. B, pisos 1 e 2]: elem. funcional = passa por todos os FDs do piso 4 do Ed. A até o piso 2 do Ed. B.	[Ed. A, pisos 1 a 4 / Ed. B, pisos 1 e 2]: subsist. do SCE = Cabeamentos de Backbones (edifício e campus).
Switch LAN 1	[Ed. A, piso 4]: elem. funcional = FD do piso 4.	[Ed. A, piso 4]: subsist. do SCE = sala de equipamentos ER.
Cabos do Switch LAN1 para áreas de trabalho (diretor, impressora, secretária e financeiro)	[Ed. A, piso 4]: elem. funcional = CP e TO do piso 4.	[Ed. A, piso 4]: subsist. do SCE = cabeamento de horizontal.
Cabo do Switch 0 para o Switch LAN 2	[Ed. A, pisos 1 a 4 / Ed. B, pisos 1 e 2]: elem. funcional = passa por todos os FDs do piso 4 do Ed. A até o piso 2 do Ed. B.	[Ed. A, pisos 1 a 4 / Ed. B, pisos 1 e 2]: subsist. do SCE = Cabeamentos de Backbones (edifício e campus).
Switch LAN 2	[Ed. B, piso 2]: elem. funcional = FD do piso 2.	[Ed. B, piso 2]: subsist. do SCE = sala de telecomunicações TR do piso 2.
Cabos do Switch LAN 2 para áreas de trabalho (PCs dos compradores 1 a 4 e roteador para rede Wi-Fi compartilhada)	[Ed. B, piso 2]: local = CP e TO do piso 4.	[Ed. A, piso 4]: subsist. do SCE = cabeamento de horizontal.
Roteador Wi-Fi para compartilhamento de internet e impressora	[Ed. B, piso 2]: elem. funcional = FD do piso 2.	[Ed. B, piso 2]: subsist. do SCE = sala de telecomunicações TR do piso 2.
Impressora compartilhada	[Ed. B, piso 2]: local = CP e TO do piso 2.	[Ed. B, piso 2]: subsist. do SCE = área de trabalho WA.
PCs dos compradores 1 a 4	[Ed. B, piso 2]: local = CP e TO do piso 2.	[Ed. B, piso 2]: subsist. do SCE = área de trabalho WA.

Quadro 1 | Descrição dos dispositivos e cabos do SCE (para preencher)

Sendo assim, nesta aula, temos a finalidade de aprender sobre os meios de comunicação com e sem fio, para que, ao final, você consiga completar a tarefa que lhe foi dada. Bons estudos!

Vamos Começar!

Agora, exploraremos os principais tipos de cabeamento físico e suas funcionalidades utilizados em redes de computadores. São eles:

Comunicação por cabo coaxial

A comunicação por cabo coaxial foi o padrão para as primeiras redes. Mesmo aquelas que adotavam o padrão Ethernet 10BASE5, utilizavam cabo coaxial de 50 ou 75 Ohms para a conexão. O balanceamento da energia propagada pelo cabeamento, compartilhado por todas as estações conectadas em um único barramento, era realizado por meio de resistores nas extremidades do cabo.

A Figura 3 ilustra o modelo genérico de um cabo coaxial, que contém os seguintes componentes:

• Capa protetora: protege o cabo contra danos físicos.
• Malha de metal: garante o aterramento e protege contra interferências eletromagnéticas.
• Material isolante: garante a rigidez dielétrica do cabo, protegendo-o contra curtos-circuitos.
• Núcleo de cobre: conduz os sinais elétricos.

Figura 3 | Comunicação por cabo coaxial (modelo genérico)

Esse tipo de cabo permitia a conexão de até 30 nós por segmento, com um comprimento máximo de 180 metros. Diversos padrões foram estabelecidos para cabos coaxiais, sendo alguns deles descritos a seguir:

• RG-6: cabo de 75 Ohms utilizado para TV a cabo.
• RG-59: cabo de 75 Ohms para circuito fechado de vídeos em alta definição (HD).
• RG-8 ou 58: cabo de 50 Ohms para rádios amadores.

As redes com cabos coaxiais apresentam desvantagens, como limitação no número de dispositivos conectados por segmento, dificuldade na detecção de falhas e suscetibilidade a interferências eletromagnéticas. Por outro lado, suas vantagens incluem o baixo custo de instalação, facilidade no processo de instalação e configuração, além do suporte a longas distâncias.

Comunicação por cabo de par trançado

Embora o cabo coaxial tenha sido o pioneiro nas primeiras conexões de redes de computadores, foi o cabeamento de par trançado que se tornou amplamente reconhecido como o "cabo padrão Ethernet", frequentemente destacado em anúncios de venda de equipamentos de redes. Esses cabos desempenham um papel crucial na interconexão de dispositivos finais com dispositivos intermediários em redes locais (LANs), como switches, hubs, roteadores e pontos de acesso sem fio. Os meios físicos envolvidos utilizam conectores e plugues modulares, proporcionando facilidade na conexão e desconexão, adaptando-se a diversas topologias entre diferentes dispositivos. O conector RJ-45 é versátil, sendo empregado tanto em LANs quanto em WANs, sendo amplamente adotado em redes de pequeno a grande porte.

O cabeamento por par trançado pode ser blindado (STP) ou não blindado (UTP), sendo que os cabos blindados oferecem proteção adicional contra ruídos, como cargas eletrostáticas (EMI), interferências de radiofrequência (RFI) e crosstalk (interferência entre os pares internos). No entanto, essa proteção adicional costuma elevar o custo desses cabos. Ambos, STP e UTP, consistem em quatro pares de fios de cobre codificados por cores. O processo de trançar os pares com diferentes intensidades de torção tem como finalidade reduzir a interferência entre eles, como ilustrado na Figura 4, destacando as diferenças visuais entre UTP e STP.

A progressão desse tipo de cabo revela melhorias de desempenho em seus padrões, incorporando aprimoramentos em termos de taxa de transferência e largura de banda ao longo do tempo. Os padrões mais comuns são:

CAT-1: antigamente utilizado em equipamentos de telecomunicações, rádio e nas redes Token Ring para transmissões de até 1 MHz (1 Mbps), mas agora obsoleto.

• CAT-2: desenvolvido para redes Token Ring de 4 Mbps, também obsoleto nos projetos atuais.
• CAT-3: conforme padrão 10BASE-T, amplamente empregado nos anos 1990, podendo ser utilizado para VOIP e redes de telefonia (16 Mbps).
• CAT-4: utilizado em redes Token Ring de 16 Mbps e 20 Mbps com padrões 10BASE-T e 100BASE-T, sendo substituído pelos padrões CAT-5 e CAT-5e.
• CAT-5: ainda bastante utilizado em redes Fast-Ethernet 100BASE-TX (de 100 Mbps).
• CAT-6: introduziu um aumento de frequência para 250 MHz.
• CAT-6a: apresenta um aumento de frequência para 500 MHz, suportando velocidades de até 10.000 Mbps (10 Gbps) para distâncias inferiores a 55 m.
• CAT-7: criado para viabilizar velocidades de 10 Gbps em distâncias de 100 m utilizando cabos de cobre (competindo com alguns tipos de fibra óptica).
• CAT-7a: inclui uma frequência de 1000 MHz (Torres, 2013).

Entre as vantagens deste tipo de cabo, destaca-se a flexibilidade e a facilidade de instalação, permitindo uma rápida adaptação às diferentes necessidades de ambientes. Além disso, o custo é relativamente baixo em comparação com algumas alternativas, tornando-o uma escolha econômica para muitas aplicações. A resistência a interferências eletromagnéticas é outra característica positiva, garantindo uma transmissão de dados mais estável. No entanto, o cabo de par trançado possui limitações na distância de transmissão em comparação com fibras ópticas e uma suscetibilidade moderada a interferências. A taxa de transferência, embora suficiente para muitas aplicações, pode não ser tão alta quanto a de algumas tecnologias concorrentes, como fibras ópticas.

Siga em Frente...

Comunicação por cabo de fibra óptica

A fibra óptica constitui um meio de transmissão formado por um filamento extremamente fino e flexível, com a capacidade de conduzir luz e variabilidade nos diâmetros (que podem variar de alguns micrômetros a milímetros), dependendo da aplicação específica. O material utilizado em sua fabricação pode ser vidro, plástico ou outro material isolante em relação às correntes elétricas, embora apresente baixa resistência à propagação da luz. Apesar de sua composição simples, muitos fabricantes fornecem multicabos que abrigam várias fibras agrupadas com capas adicionais para proteção. A estrutura básica da fibra óptica consiste em um núcleo condutor de luz, uma casca geralmente feita de acrilato macio para maior flexibilidade e uma capa protetora ou revestimento rígido de acrilato, como ilustrado na Figura 5.

As fibras ópticas são comumente classificadas de acordo com o número de modos guiados que podem ser transmitidos em seu núcleo, em função do diâmetro desse núcleo. As fibras de menor diâmetro, da ordem de 10 µm, proporcionam uma taxa de transferência significativamente maior devido à baixa dispersão do sinal luminoso, resultando em um alcance ampliado. Essas fibras são conhecidas como monomodo. Por outro lado, fibras com diâmetros maiores, em torno de 50 µm, possibilitam maior dispersão do sinal luminoso, permitindo a transmissão em vários modos. Essas fibras, denominadas multimodo, apresentam um alcance menor, mas são mais fáceis de implementar e economicamente vantajosas, sendo, portanto, as mais utilizadas. A Figura 6 ilustra uma comparação entre esses dois modos, destacando suas características específicas, como aplicabilidades e limitações.

As fibras ópticas são capazes de suportar taxas de transferência extremamente elevadas, atingindo dezenas ou centenas de gigabits por segundo, sendo imunes a interferências eletromagnéticas e apresentando baixa atenuação do sinal, mesmo em distâncias de até 100 quilômetros. Devido a essas características, esse meio de transmissão é amplamente preferido em comunicações de longo alcance, como cabos submarinos e redes de backbone da Internet. Contudo, para redes locais (LANs), as fibras ópticas não são frequentemente adotadas devido ao alto custo dos equipamentos ópticos, como transmissores, receptores, repetidores e comutadores (Kurose; Ross, 2013). No contexto de SCE, as fibras ópticas podem ser encontradas com maior frequência nos subsistemas de Entrada de Facilidades (EF) e Sala de Equipamentos (ER).

Vamos Exercitar?

Com base nas informações do levantamento dos ativos da rede e suas respectivas localizações, sua responsabilidade neste momento inclui a realização de um inventário detalhado dos dispositivos para fins de cotação e aquisição. Após inspecionar as dependências dos edifícios A e B, efetuando demarcações e reservas de espaços em cada subsistema do SCE, em conformidade com os elementos funcionais definidos no memorial descritivo do projeto arquitetônico, os campos do Quadro 2 foram devidamente preenchidos.

Dispositivos intermediários, finais e cabeamentos	Localização dos elementos funcionais – Indicar o piso, o edifício e o tipo (CD, BD, FD, CP, TO ou MUTO)			Localização dos subsistemas do SCE – Indicar o piso, o edifício e o tipo (EF, ER, TR, WA, cabeamento de backbone horizontal)			DESCRIÇÃO (caminho/recursos/ tamanho/especificação/etc.)
Modem da operadora de internet	[Ed. A, piso 1]: elem. funcional = FD do piso 1		[Ed. A, piso 4]: subsist. do SCE = sala de equipamentos ER.		Normalmente, o mais lógico seria a sala de equipamentos estar no piso 1, conforme sugere o memorial descritivo, porém, nesse caso, as salas são alugadas e o cliente preparou uma sala climatizada no piso 4.
Cabo do modem para Switch 0	[Ed. A, pisos 1 ao 4]: elem. funcional = passa pelos FD dos 4 pisos.		[Ed. A, pisos 1 ao 4]: subsist. do SCE = Cabeamento de Backbone.		Sugere-se utilizar cabo de fibra óptica ou UTP CAT-6, aproveitando-se as canaletas de interligação dos shafts ou armários de passagem entre os andares até o Switch 0, localizado no ER do piso 4.
Servidor	[Ed. A, piso 4]: elem. funcional = FD do piso 4.	[Ed. A, piso 4]: subsist. do SCE = sala de equipamentos ER.				Sugere-se a instalação de um armário (ou rack) dentro dessa pequena sala climatizada, com sistemas de fornecimento de cargas elétricas com proteção contra descargas elétricas, nobreak e aterramento provisionados no piso 4, a fim de acomodar os dispositivos da camada de núcleo e distribuição da rede onde esse servidor ficará também acomodado.
Cabo do Servidor para Switch 0	[Ed. A, piso 4]: elem. funcional = FD do piso 4.	[Ed. A, piso 4]: subsist. do SCE = Cabeamento de Backbone.				Sugere-se utilizar cabo de fibra óptica ou UTP CAT-6, realizando a interconexão dentro do rack de forma organizada e imobilizado com abraçadeiras apropriadas.
Switch 0	[Ed. A, piso 4]: elem. funcional = FD do piso 4.	[Ed. A, piso 4]: subsist. do SCE = Cabeamento de Backbone.				Sugere-se utilizar cabo CAT-6 realizando a interconexão dentro do rack de forma organizada e imobilizado com abraçadeiras apropriadas.
Switch LAN 1	[Ed. A, piso 4]: elem. funcional = FD do piso 4.	[Ed. A, piso 4]: subsist. do SCE = sala de equipamentos ER.				Deve ficar parafusado dentro do mesmo rack onde fica o servidor.
Cabos do Switch LAN1 para áreas de trabalho (diretor, impressora, secretária e financeiro)	[Ed. A, piso 4]: elem. funcional = CP e TO do piso 4.	[Ed. A, piso 4]: subsist. do SCE = cabeamento de horizontal.				Sugere-se fixar dentro do rack da ER um patch-panel para que as portas do Switch LAN 1 possam ser conectadas aos cabos horizontais que vão para as áreas de trabalho com cabos UTP CAT-5e. Esses cabos horizontais podem ser fixados no chão (se houver piso falso), por conduítes nas paredes ou por canaletas apropriadas até os pontos de consolidação ou tomadas de terminação.
Cabo do Switch 0 para o Switch LAN 2	[Ed. A, pisos 1 a 4 / Ed. B, pisos 1 e 2]: elem. funcional = passa por todos os FDs do piso 4 do Ed. A até o piso 2 do Ed. B.	[Ed. A, pisos 1 a 4 / Ed. B, pisos 1 e 2]: subsist. do SCE = Cabeamentos de Backbones (edifício e campus).				Sugere-se utilizar cabo CAT-6 blindado ou fibra óptica realizando a interconexão entre os andares pelos shafts ou armários de passagem entre os andares até o Switch 1, localizado no TR do piso 2 do edifício B. Poderá ser necessário o uso de repetidor de sinal devido à distância entre os dispositivos, caso usar cabo de cobre.
Switch LAN 1	[Ed. A, piso 4]: elem. funcional = FD do piso 4.	[Ed. A, piso 4]: subsist. do SCE = sala de equipamentos ER.				Deve ficar parafusado dentro do mesmo rack onde fica o servidor.
Cabos do Switch LAN1 para áreas de trabalho (diretor, impressora, secretária e financeiro)	[Ed. A, piso 4]: elem. funcional = CP e TO do piso 4.	[Ed. A, piso 4]: subsist. do SCE = cabeamento de horizontal.				Sugere-se fixar dentro do rack da ER um patch-panel para que as portas do Switch LAN 1 possam ser conectadas aos cabos horizontais que vão para as áreas de trabalho com cabos UTP CAT-5e. Esses cabos horizontais podem ser fixados no chão (se houver piso falso), por conduítes nas paredes ou por canaletas apropriadas até os pontos de consolidação ou tomadas de terminação.
Cabo do Switch 0 para o Switch LAN 2	[Ed. A, pisos 1 a 4 / Ed. B, pisos 1 e 2]: elem. funcional = passa por todos os FDs do piso 4 do Ed. A até o piso 2 do Ed. B.	[Ed. A, pisos 1 a 4 / Ed. B, pisos 1 e 2]: subsist. do SCE = Cabeamentos de Backbones (edifício e campus).				Sugere-se utilizar cabo CAT-6 blindado ou fibra óptica realizando a interconexão entre os andares pelos shafts ou armários de passagem entre os andares até o Switch 1, localizado no TR do piso 2 do edifício B. Poderá ser necessário o uso de repetidor de sinal devido à distância entre os dispositivos, caso usar cabo de cobre.
Switch LAN 2	[Ed. B, piso 2]: elem. funcional = FD do piso 2.	[Ed. B, piso 2]: subsist. do SCE = sala de telecomunicações TR do piso 2.				Deve ficar parafusado dentro de outro rack menor (uns 8 Us) instalado estrategicamente próximo das áreas de trabalho e protegido contra humidade, calor, com aterramento e trancado com chave.
Cabos do Switch LAN 2 para áreas de trabalho (PCs dos compradores 1 a 4 e roteador para rede Wi-Fi compartilhada)	[Ed. B, piso 2]: local = CP e TO do piso 4.	[Ed. A, piso 4]: subsist. do SCE = cabeamento de horizontal.				Sugere-se fixar dentro do rack da TR um patch-panel para que as portas do Switch LAN 2 possam ser conectadas aos cabos horizontais que vão para as áreas de trabalho com cabos UTP CAT-5e. Esses cabos horizontais podem ser fixados no chão (se houver piso falso), por conduítes nas paredes ou por canaletas apropriadas até os pontos de consolidação ou tomadas de terminação.
Roteador Wi-Fi para compartilhamento de internet e impressora	[Ed. B, piso 2]: elem. funcional = FD do piso 2.	[Ed. B, piso 2]: subsist. do SCE = sala de telecomunicações TR do piso 2.				Sugere-se que esse dispositivo seja conectado ao switch LAN 2 dentro do rack ou bem próximo para que se possa usar um patch-cord de 3 metros e também para que o sinal de rádio do roteador Wi-Fi esteja bem-posicionado para atender as salas de reuniões e os clientes fornecedores, bem como a impressora compartilhada.
Impressora compartilhada	[Ed. B, piso 2]: local = CP e TO do piso 2.	[Ed. B, piso 2]: subsist. do SCE = área de trabalho WA.				Deve estar dentro da área de cobertura do sinal de Wi-Fi do Roteador Wi-Fi.
PCs dos compradores 1 a 4	[Ed. B, piso 2]: local = CP e TO do piso 2.	[Ed. B, piso 2]: subsist. do SCE = área de trabalho WA.				Deve estar conectado à tomada TO via cabo direto UTP.

Quadro 2 | Descrição dos dispositivos e cabos do SCE (resolvido).

A realização de vistorias e inspeções nas instalações de um edifício comercial, antes da implementação da rede, é de extrema importância, pois é frequente ocorrerem ajustes após essas avaliações, seja para aprimorar as topologias ou para adequá-las às condições reais do local onde a rede será implantada no futuro. Um projeto cuidadosamente planejado aumenta suas chances de sucesso, e os sistemas de cabeamento estruturado asseguram o correto funcionamento da rede, tanto durante a instalação quanto ao longo dos processos contínuos de manutenção e operação.

Saiba Mais

Consulte o Capítulo 2 (p. 12-16) do livro Cabeamento Estruturado para obter mais detalhes sobre os cabeamentos do tipo par trançado e fibra óptica.

MARIN, P. S. Cabeamento estruturado. 2. ed. São Paulo: Érica, 2020.

Consulte também o Capítulo 2 (p. 21-34), Meios Guiados Metálicos, do livro Cabeamento Estruturado, para obter mais informações sobre os tipos de cabos de rede, assim como o Capítulo 4 (p. 51-62), Fibra Óptica, da mesma obra, para se aprofundar no estudo desse tipo de cabo, cada vez mais presente nas redes.

CORREA, S. C. S. C. et al. Cabeamento Estruturado. Porto Alegre: SAGAH, 2021.

Referências Bibliográficas

LIMA FILHO, E. C. Fundamentos de Rede e Cabeamento Estruturado. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2014.

MELO, W. C. S. D.; AZEVEDO, J. A. P. Uso de Fibras Óticas em Automação. 2013. 13 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Especialização em Telecomunicação) – Instituto Nacional de Telecomunicações, Santa Rita do Sapucaí, 2013.

SILVA, L. L. Desenvolvimento de uma solução para automação residencial usando a plataforma a Android e Arduino. 2013. 169 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Ciência da Computação) – Universidade do Sul de Santa Catarina, Palhoça, 2013.

TANENBAUM, A. S. Redes de Computadores. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2011.

Normas e procedimentos técnicos em cabeamento estruturado

Olá, estudante! Nesta videoaula, exploraremos os principais padrões e normas em edifícios comerciais, industriais e data centers, a conectorização de meios físicos guiados e não guiados com suas especificações técnicas e os parâmetros que definem a qualidade de um sistema de cabeamento estruturado (SCE). Esses conhecimentos são fundamentais para sua prática profissional, garantindo que você esteja alinhado com as normativas e os padrões do setor. Não perca essa oportunidade de aprimorar suas habilidades. Vamos lá!

Ponto de Partida

Para iniciarmos nossos estudos, considere o seguinte cenário: após a instalação dos equipamentos finais e intermediários em seus respectivos subsistemas de um SCE, foram identificadas algumas falhas nos cabeamentos e nas conexões que não estavam devidamente executadas. Como parte das ações de manutenção, o proprietário da empresa decidiu adquirir um equipamento de certificação de equipamentos para sua equipe de técnicos. Esse dispositivo será utilizado para realizar testes nos cabeamentos UTP CAT-5e da camada de acesso da rede, bem como nos cabeamentos UTP CAT-6 para as camadas de núcleo de rede, conforme ilustrado na Figura 1.

Nesse cenário, você foi designado para conduzir os testes em cada cabeamento, verificando se os resultados atendem às normas estabelecidas na ABNT NBR 14565 e EIA/TIA 568-B. Para cumprir essa tarefa, é necessário preencher o Quadro 1 com os testes que o aparelho é capaz de realizar e registrar os resultados esperados para cada teste e cada tipo de cabeamento, alinhados com as diretrizes estabelecidas nas normas.

Parâmetros	CAT-5e (camada de acesso)	CAT-6 (camada de núcleo)
Faixa de frequência utilizada	1 – 100 MHz	1 – 250 MHz
ATRASO DE PROPAGAÇÃO
DELAY SKEW
PERDA DE INSERÇÃO
NEXT
PS-NEXT
ELFEXT
OS-ELFEXT
PERDA DE RETORNO

Quadro 1 | Parâmetros para certificação.

Vamos Começar!

Principais padrões e normas praticados em edifícios comerciais, industriais e data centers

Agora que você adquiriu alguma familiaridade com as funcionalidades de um sistema de cabeamento estruturado e compreende como ele integra diversos meios de comunicação em prédios comerciais, industriais e data centers, aprofundaremos nosso conhecimento nos detalhes relacionados às normas e aos padrões, incluindo os parâmetros elétricos essenciais para testes e certificação dos cabeamentos.

Os setores industriais, comerciais e de telecomunicações uniram forças, a partir de 1985, em um comitê para estabelecer padrões que atendessem às necessidades das empresas por tecnologias e protocolos de transmissão para redes de computadores. Desde então, significativos avanços ocorreram nesta área, com muitas dessas normas permanecendo em uso até os dias de hoje. A seguir, destacamos algumas referências normativas estabelecidas pelos principais órgãos normatizadores:

• Electronic Industries Alliance (EIA): embora essa organização não esteja mais ativa desde 11 de fevereiro de 2011, desempenhou um papel crucial no desenvolvimento de padrões para equipamentos eletrônicos, visando à compatibilidade entre diferentes fabricantes.
• Telecommunications Industry Association (TIA): como uma associação sem fins lucrativos com mais de 400 empresas, governos e comunidades de interesse em tecnologia de informação e comunicação (TIC), a TIA visa possibilitar redes de alta velocidade e inovação para as próximas gerações.
• Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE): trata-se de uma sociedade técnico-profissional internacional dedicada ao avanço da teoria e prática da engenharia nos campos da eletricidade, eletrônica e computação, congregando mais de 410.000 associados globalmente.
• International Electrotechnical Commission (IEC): fundada em 1906, a IEC lidera a elaboração de normas internacionais para tecnologias elétricas, eletrônicas e relacionadas, conhecidas como eletrotecnologia.
• International Organization for Standardization (ISO): atuando como uma organização internacional independente e não governamental, a ISO reúne especialistas para desenvolver padrões voluntários e internacionais que apoiam a inovação e enfrentam desafios globais.
• American National Standards Institute (ANSI): organização privada sem fins lucrativos, o ANSI administra e coordena o sistema de avaliação de padrões voluntários e conformidade, trabalhando em colaboração com partes interessadas da indústria e do governo.
• Canadian Standards Association (CSA): com foco em segurança, bem social e sustentabilidade, a CSA é líder global em desenvolvimento de padrões, testes, inspeção e certificação em todo o mundo.
• International Telecommunication Union (ITU): como a agência especializada das Nações Unidas, a ITU facilita a conectividade internacional em redes de comunicação, desenvolve padrões técnicos e trabalha para melhorar o acesso às TIC globalmente.

A Figura 2 expõe normas internacionais, traduzidas e referenciadas dentro da ABNT NBR 14565, direcionadas, principalmente, a empresas de telecomunicações. Por outro lado, empresas voltadas à ciência da computação também tiveram seus representantes, que desenvolveram protocolos de comunicação encapsulados nas camadas de enlace e física do modelo OSI. Esses protocolos, como o padrão Ethernet, tornaram-se referências para fabricantes de placas de redes, estabelecendo normas para conectores, pinos e dispositivos intermediários usados em interconexões, regeneração e repetição de sinais. Nesse contexto, o IEEE desempenha um papel fundamental, conforme indicado na Figura 3, com diversos padrões integrados aos projetos de cabeamento estruturado.

O padrão Ethernet teve sua fundação no final da década de 1970, visando estabelecer parâmetros físicos. Ao longo do tempo, fabricantes de cabeamentos ajustaram esses parâmetros para garantir níveis de qualidade alinhados com as demandas de desempenho em computadores e sistemas de transmissão de diferentes épocas. O Quadro 2 apresenta uma evolução escalonada dos padrões Ethernet, destacando características físicas estabelecidas para sua implementação.

Padrão IEEE	Descrição
10BASE-2	Cabo coaxial fino de 50 Ohms a 10 Mbps / limite de 30 nós por segmento / 5 segmentos de 185 m (total de 925 m) / distância mínima de 0,5 m entre conectores / requer terminadores nas pontas do barramento (resistores).
10BASE-5	Cabo coaxial grosso de 75 Ohms a 10 Mbps / limite de 100 nós por segmento / 5 segmentos de 500 m (total de 2500 m) / distância mínima de 2,5 m entre transceptores.
10BASE-F	Representa uma família de padrões de ethernet de 10 Mbps: 10BASE-FL, 10BASE-FB e 10BASE-FP / o único que ainda existe é o 10BASE-FL/todos os padrões dessa família utilizam fibra óptica a 10 Mbps como meio físico.
10BASE-T	Par trançado de 100 Ohms a 10 Mbps / limite de 1000 nós por segmento, 4 hubs / distância máxima de 100 m entre hub e estação / opera com 4 fios (2 pares trançados) e utiliza cabo padrão CAT-3 e CAT-5.
100BASE-T	Par trançado ou fibra óptica a 100 Mbps.
100BASE-TX	Usa 2 pares, mas requer cabo padrão CAT-5.
100BASE-FX	Fibra óptica a 100 Mbps / tipo multimodo de 62,5 mícrons e limite de 400 m.
1000BASE-T	Usa cabeamento de cobre CAT-5e OU CAT-6 a 1 Gbps.
1000BASE-SX	Usa cabeamento de fibra óptica de 1 Gbps.
1000BASE-LX	Usa cabeamento de fibra óptica de 1 Gbps com fibra monomodo para distâncias maiores.

Quadro 2 | Alguns padrões criados para meios físicos de redes (Ethernet)

A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) desempenha um papel essencial ao publicar normas relacionadas aos diversos sistemas de cabeamento estruturado, abrangendo prédios comerciais, estruturas de canaletas, passagens de cabos, cabeamentos residenciais, data-centers, indústrias e normas específicas para cabeamentos de fibra óptica, conforme elencado na Figura 4.

Conectorização dos meios físicos guiados e não guiados e suas especificações técnicas

Agora que já temos conhecimento dos principais padrões e normas aplicados em edifícios comerciais, industriais e data centers para diferentes tipos de cabeamento e tecnologias de transmissão de dados, observaremos os detalhes relacionados à conectorização desses meios físicos, sejam eles guiados ou não.

O conector mais conhecido e amplamente utilizado para interligar dispositivos finais em áreas de trabalho (WA) é o padrão RJ-45, conhecido também como conectores para cabos UTP. A Figura 5 apresenta os conectores macho e fêmea, junto aos padrões de cores para os padrões 568-A e 568-B. Os três padrões mais relevantes para o cabeamento UTP são: ANSI/EIA/TIA-568-B.1-2001, ANSI/EIA/TIA-568-B.2-2001 e ANSI/EIA/TIA-568-B.3-2001, publicados em 2001, substituindo o padrão EIA/TIA-568-A (Lima Filho, 2014).

 

A Figura 5 ilustra os dois modos de montagem dos conectores RJ-45, para os padrões 568-A ou B, com poucas diferenças na fixação dos fios em posições específicas, especialmente nos pares 2 (branco-laranja e laranja) e 3 (branco-verde e verde). Essas variações não impactam o desempenho da rede, mas é crucial garantir que todos os cabos em um sistema compartilhado sigam o mesmo padrão. Existem casos em que ambas as pontas de um cabo usam o mesmo padrão (cabo direto), enquanto, em outros casos, uma ponta segue o padrão 568-A e a outra o 568-B (cabo crossover). Por exemplo:

• Cabo direto: usado para interligar estações de trabalho com roteadores, switches ou hubs.
• Cabo crossover: empregado para conectar estações de trabalho diretamente ao roteador ou outro PC sem a intermediação do switch, ou para conectar um switch a outro switch, um hub a outro hub ou um roteador a outro roteador.

Ainda sobre os meios guiados, devemos nos atentar aos cabos e conectores de fibra óptica e cabos coaxiais. O cabo coaxial, composto por um fio de cobre mais espesso que o UTP, pode atingir distâncias de até 585 metros, utilizando conectores, como Bayonet Neil Concelman ou British Naval Connector (BNC). Apesar de ter sido amplamente utilizado em redes de TV a cabo, o cabo coaxial deixou de ser preferido em redes de computadores devido à sua pouca maleabilidade, ao alto custo e à propensão a falhas nas conexões. Já o cabo de fibra óptica, embora possa cobrir longas distâncias, até 3 km em redes LAN e continentes em redes WAN, é caro e delicado, sendo sensível à quebra do núcleo de vidro.

Os meios não guiados fazem uso de antenas conectadas a circuitos moduladores e demoduladores (modem) para converter sinais digitais em sinais analógicos, transmitidos pelo ar com frequências eletromagnéticas regulamentadas por órgãos, como a Agência Nacional de Telecomunicações (Anatel) no Brasil. Alguns padrões para esse tipo de conexão incluem:

Wi-Fi (padrão IEEE 802.11; “a”, “b”, “g” e “n”).

Bluetooth (padrão IEEE 802.15.1).

WiMAX (padrão IEEE 802.16; “d” e “e”).

Tecnologias celulares (GSM, FDMA, CDMA, EDGE, UMTS, WCDMA, HSDPA/HSUPA).

Siga em Frente...

Parâmetros que definem a qualidade de um sistema de cabeamento estruturado (SCE)

Analisaremos mais detalhadamente cada um dos parâmetros que determinam a qualidade de um sistema de cabeamento estruturado (SCE), começando pelo comprimento máximo definido pelos fabricantes para cada tipo de cabeamento, por exemplo, o UTP, que é de 90 metros para enlaces permanentes e 100 metros na configuração de canal.

É essencial compreender que um enlace permanente consiste em um único cabo e seus conectores instalados nas duas extremidades, enquanto um canal refere-se a um trajeto completo, incluindo os patch-panels, pontos de consolidação, tomadas ou até mesmo algum repetidor de sinal posicionado no meio do caminho entre dois pontos.

Quando nos referimos à medição da atenuação do canal, estamos abordando as perdas totais associadas a cada ponto de interconexão (perda por inserção ou IL). A Figura 6 apresenta as fórmulas matemáticas fornecidas pela ABNT NBR 9133 para o cálculo da perda por inserção (IL) em cabeamentos UTP CAT-3, 4, 5e, 6 e 7. A Figura 7 adiciona alguns valores relacionados aos mesmos cabeamentos em relação à variação da frequência aplicada no sinal transmitido. É evidente que, à medida que a frequência aumenta, a perda por inserção também aumenta proporcionalmente.

A diafonia (crosstalk) é o fenômeno causado pelo campo elétrico originado no próprio par metálico trançado do cabo UTP quando esse campo elétrico consegue afetar os sinais transmitidos nos outros pares do mesmo cabo. Para cabos UTP, a diafonia ocorre de duas formas:

• Paradiafonia (NEXT – Near End Crosstalk): se a interferência ocorre do conector que está sendo medido.
• Telediafonia (FEXT – Far End Crosstalk): se a interferência ocorre na ponta remota do cabo, longe do local onde está sendo feita a medição.

Conforme as normas da ABNT (2019), a certificação de um cabeamento UTP CAT-5e, 6 e 7 estabelece níveis mínimos em dB para PS-NEXT (powersum NEXT, teste que apresenta um resultado sumarizado de todos os pares do cabo) em função da frequência do sinal transmitido, conforme a Figura 8.

As perdas por inserção, ou atenuação do sinal no destino, são um desafio inevitável. Diante disso, busca-se mitigar essas perdas, especialmente em cabos UTP, em que a aplicação de diferentes níveis de torção para cada um dos quatro pares é uma estratégia para criar variações de capacitância e indutância. Essa abordagem visa reduzir os níveis de interferência entre os pares, minimizando a incidência do efeito NEXT e, consequentemente, diminuindo a atenuação (IL). Para avaliar a diferença entre o sinal atenuado e o ruído gerado pela interferência entre os pares, foi estabelecido o parâmetro Attenuation to Crosstalk Ratio (ACR). Quanto maior o ACR, melhor é a qualidade de transmissão do canal, representando a diferença entre a paradiafonia e a atenuação em uma determinada frequência, conforme definido pelos padrões da norma ABNT (2019) na Figura 9.

Assim como o ACR indica os níveis aceitáveis para o sinal atenuado em relação ao NEXT, outros parâmetros de medição, denominados ELFEXT e PS-ELFEXT, estabelecem limites aceitáveis em relação à telediafonia FEXT, tanto nos pares individuais quanto no modo sumarizado, respectivamente. A Figura 10 destaca os limites mínimos de PS-ELFEXT conforme estabelecidos pela norma ABNT (2019).

Encerramos esta aula ao apresentar os parâmetros de medição e certificação de cabeamentos definidos na ABNT NBR 6814:2001, incluindo resistência, perda de retorno, atraso de propagação e delay skew.

• Resistência: representa a oposição do meio físico à passagem de corrente elétrica, variando proporcionalmente ao comprimento do cabo, à temperatura e inversamente à espessura do fio condutor. A unidade de medida é expressa em Ohms (Ω).
• Perda de retorno: mensura todas as reflexões de sinal causadas por anomalias de impedância ao longo do cabo, geralmente provenientes de conectores e terminadores. A unidade de medida é apresentada em decibéis (dB).
• Atraso de propagação: refere-se ao tempo que o sinal leva para se propagar do transmissor ao receptor, associado a parâmetros, como resistência, indutância, capacitância e condutância. É apresentado em microssegundos (μs) ou nanosegundos (ns).
• Delay Skew: representa a diferença entre os atrasos de propagação nos diferentes pares dentro de um mesmo cabo UTP, definindo limites máximos necessários para algumas aplicações mais sensíveis.

Vamos Exercitar?

Para resolver a tarefa, foram examinados os critérios estabelecidos pelas ABNT NBR 14565 (ou EIA/TIA 568-B), que incluem valores mínimos expressos em decibéis (dB) para perdas e diafonias, além de medidas em nanosegundos (ns) para atraso e retardo. Outro aspecto a ser considerado foi a frequência específica do cabo UTP, a qual representa uma característica distintiva de maior tolerância durante o processo de certificação do cabeamento. Esses padrões servirão como referência comparativa para as medições a serem conduzidas em cada cabo. 

Parâmetros	CAT-5e (camada de acesso)	CAT-6 (camada de núcleo)
Faixa de frequência utilizada	1 - 100 MHz	1 - 250 MHz
ATRASO DE PROPAGAÇÃO	548 ns	555 ns
DELAY SKEW	50 ns	50 ns
PERDA DE INSERÇÃO	24 dB	36 dB
NEXT	30,1 aB	33,1 dB
PS-NEXT	27,1 dB	30,2 dB
ELFEXT	17,4 dB	15,3 dB
PS-ELFEXT	14,4 dB	12,3 aB
PERDA DE RETORNO	10 dB	8 dB

Quadro 3 | Parâmetros para certificação (solução).

Saiba Mais

Consulte o Capítulo 6 (p. 21-34), Sistema genérico de cabeamento estruturado, do livro Cabeamento Estruturado, para obter mais informações sobre a norma ANSI/TIA-568.0-D.

CORREA, S. C. S. C. et al. Cabeamento Estruturado. Porto Alegre: SAGAH, 2021.

Consulte o Capítulo 6 (p. 12-16), do livro Cabeamento Estruturado, para obter mais detalhes sobre testes de certificação e ativação do cabeamento de rede.

MARIN, P. S. Cabeamento estruturado. 2. ed. São Paulo: Érica, 2020.

Consulte a Unidade 4, do livro Fundamentos de Redes e Cabeamento Estruturado, para se aprofundar no estudo dos parâmetros de qualidade de um SCE.

LIMA FILHO, E. C. Fundamentos de Rede e Cabeamento Estruturado. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2014.

Referências Bibliográficas

ABNT CATÁLOGO. 2021. Disponível em: https://bit.ly/3ACIuaD. Acesso em: 2 fev. 2024.

ALMEIDA, D. R. Projeto de Cabeamento para uma rede de telecomunicações estruturada. 2013. 78 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia da Computação) – Centro Universitário de Brasília, Brasília, 2013.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 14565. Cabeamento estruturado para edifícios comerciais. Rio de Janeiro: ABNT, 2019.

CORREA, S. C. S. C. et al. Cabeamento Estruturado. Porto Alegre: SAGAH, 2021.

LIMA FILHO, E. C. Fundamentos de Rede e Cabeamento Estruturado. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2014.

TANENBAUM, A. S. Redes de Computadores. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2011.

Projeto e sistemas de cabeamento estruturado

Olá, estudante! Nesta empolgante videoaula, exploraremos os fundamentos essenciais para sua atuação profissional: topologias, cabeamentos de interligação e o planejamento de um sistema de cabeamento estruturado (SCE). Entenda as nuances das topologias de rede, a importância dos cabeamentos na interconexão e os passos cruciais no planejamento de um SCE. Esses conhecimentos são fundamentais para impulsionar sua expertise na área. Não perca! Prepare-se para aprofundar seus conhecimentos e alavancar sua carreira. Vamos lá!

Ponto de Partida

Olá! Por vezes, o que concebemos ou planejamos em teoria não se traduz exatamente na prática, conforme ilustrado em um esboço no papel. Um planejamento eficiente proporciona o controle de custos, tarefas e tempo necessários para a execução de nossos projetos. Nesta seção, abordaremos algumas considerações de projeto relacionadas à construção das infraestruturas de redes de computadores. Metas específicas são essenciais para o planejamento das instalações físicas das redes, respeitando normas e restrições técnicas dos equipamentos. O modelo de análise top-down para o desenvolvimento de um projeto de redes sugere um planejamento subordinado às definições estabelecidas por um analista de redes em um layout lógico, influenciando as escolhas dos equipamentos. Contudo, uma inspeção prévia do local onde a rede será instalada é altamente aconselhável para validar a situação real dos ambientes que abrigarão os subsistemas do sistema de cabeamento estruturado (SCE).

O SCE divide-se em dois setores – rede primária e rede secundária –, e cada qual com padrões específicos de cabeamentos e dispositivos ativos e passivos, considerando capacidades, desempenho e custos distintos. Questões de projeto estabelecem uma ordem lógica para instalação, testes e certificação do SCE antes de sua aceitação final, que está diretamente relacionada a metas de negócios e técnicas, orientando os processos de certificação do SCE. Sendo assim, a instalação do SCE deve ser realizada em etapas coordenadas, desde a observância das normas, passando pelo desenho dos subsistemas, instalação de equipamentos ativos e passivos, certificação, testes e aceitação. Isso assegura o cumprimento das garantias acordadas entre o cliente e a empresa responsável pela instalação dos cabeamentos.

Um recente edifício comercial foi concluído, e a construtora encarregada da obra forneceu ao cliente um memorial descritivo das instalações. Esse documento abrange todas as áreas funcionais do prédio, apresentadas em uma planta baixa, indicando pontos de fornecimento de energia elétrica, encanamentos, água, esgoto, pontos de entrada para provedores de serviços externos, entre outros. No contexto do prédio, planeja-se instalar prateleiras para mercadorias e vários pontos de venda, conforme as características de um supermercado de médio porte.

Um profissional especializado em redes de computadores foi contratado, como também um gerente de projetos e um analista de sistemas, com o objetivo de criar um projeto lógico para uma rede de computadores. Essa infraestrutura de rede deve ser capaz de dar suporte às aplicações desenvolvidas pelo analista, abrangendo o controle de estoque, a gestão do banco de dados, a operação dos pontos de venda em modo cliente-servidor, a administração dos sistemas de pagamento, o acesso à internet e as demais tarefas administrativas.

Como técnico de redes e manutenção de equipamentos, responsável pelo setor de operações da rede, foi designada a você a função de inspecionar as áreas funcionais dessa rede com base na planta baixa dos pavimentos, conforme apresentado na Figura 1. Nessa planta, é essencial determinar a localização dos subsistemas EF, ER e TR e das WAs. Além disso, é preciso identificar os pontos designados para conexões cruzadas de cabeamentos horizontais e backbone (cross-connect: MC, IC e HC). 

É de extrema importância apresentar a mesma planta com as demarcações apropriadas, seguida pelas observações ou justificativas pertinentes a cada marcação. Essa atividade desempenhará um papel crucial na orientação das decisões relacionadas ao planejamento do projeto da rede. Além disso, terá um impacto significativo nas escolhas de equipamentos e cabeamentos, garantindo que sejam adequados aos espaços disponíveis em termos de dimensões, requisitos de alimentação elétrica, características termodinâmicas do ambiente e restrições de segurança, como aterramento, isolamento e proteção física. Tanto as áreas de análise de redes quanto as áreas financeiras, encarregadas da seleção e aquisição dos equipamentos e cabeamentos, utilizarão as informações obtidas nessa tarefa.

Vamos Começar!

Topologias

Agora que adquirimos algum entendimento sobre os conceitos associados ao cabeamento estruturado, assim como as normas e os procedimentos técnicos envolvidos nos estágios de planejamento e iniciação de um sistema de cabeamento estruturado (SCE), discutiremos algumas restrições e metas presentes nos estágios subsequentes de instalação, entrega e aceitação em projetos de infraestrutura para redes de computadores. Segundo o Modelo de Análise Top-down, a infraestrutura de cabeamento, ao contrário de outros componentes de projetos de rede que geralmente têm uma vida útil de vários anos antes de mudanças tecnológicas, muitas vezes precisa permanecer operacional por longos períodos.

Outro aspecto comum em projetos de infraestrutura para cabeamento estruturado é que raramente são implementados em ambientes novos, sem qualquer infraestrutura de cabeamento existente; na maioria das vezes, já existe uma rede operacional, mesmo que de maneira precária. A adaptação aos cabeamentos existentes é uma característica prevalente na maioria dos projetos, envolvendo modificações e ajustes. Essas alterações podem enfrentar desafios relacionados à topologia delineada pelos analistas durante o desenho lógico da nova rede, que leva em consideração a expansão das áreas de trabalho ou o aumento da taxa de transferência através da troca de enlaces, por exemplo. Contudo, é importante ressaltar que não existe uma abordagem única aplicável a todos os casos, pois a singularidade em termos de complexidade é comum, e a sincronização dos tempos de implementação das infraestruturas com os sistemas de cabeamento e as edificações prediais nem sempre ocorre conforme as normas e as melhores práticas de projeto recomendam. Em alguns casos, pode ocorrer que os cabeamentos, as infraestruturas e a arquitetura predial sejam montados simultaneamente.

Portanto, a seleção de dispositivos e tecnologias para redes LAN e WAN está condicionada à realização de uma avaliação prévia ou inspeção dos ambientes em prédios residenciais, comerciais, industriais ou data centers onde a rede será instalada. Mesmo que os analistas responsáveis pelo projeto lógico entreguem áreas previamente desenhadas em plantas baixas e haja um memorial descritivo do prédio, é imperativo realizar uma vistoria presencial nos locais para evitar surpresas indesejáveis durante a instalação. Alguns exemplos de itens e pré-requisitos que devem ser verificados incluem a adequação dos espaços onde os cabeamentos serão instalados (canaletas, pisos, conduítes etc.), garantindo que sejam gerenciáveis e escalonáveis. É essencial determinar se a topologia utilizada será centralizada ou distribuída, levando em consideração que um esquema distribuído pode oferecer melhor disponibilidade, enquanto um esquema centralizado pode ser mais adequado para facilitar o gerenciamento. Para isso, vamos nos atentar às etapas iniciais de projeto:

• Uma topologia distribuída envolve a dispersão dos cabeamentos pelos dispositivos agregadores entre os prédios, enquanto, na topologia centralizada, todos os edifícios são conectados a um switch em um único edifício que gerencia a rede e fornece acesso aos demais edifícios.
• Ao planejar as passagens entre andares, é necessário considerar shafts ou dutos que atendam às demandas do projeto, incluindo a capacidade de suportar a quantidade de cabos. Questões, como riscos de corrosão, presença de animais roedores, potencial de inundação, riscos sísmicos e outros desastres naturais, também devem ser avaliadas, destacando a importância de cuidados em projetos de SCE.
• Durante a inspeção de edifícios comerciais para instalação de redes locais (LANs), atenção especial deve ser dada às áreas definidas pela ABNT NBR 14565 para os elementos funcionais dos prédios (CD, BD, FD, MUTO, CP e TO) e os subsistemas do SCE (EF, ER, TR e WA). A medição das distâncias entre esses elementos é essencial para dimensionar as metragens, tanto para cabeamentos horizontais quanto backbone.
• Após o mapeamento dos locais e dispositivos da rede, devemos avaliar a compatibilidade das escolhas de cabeamento feitas no projeto lógico com o ambiente físico, considerando diferentes tipos de cabos, como fibra óptica, cabo de cobre blindado ou não blindado, coaxial ou UTP, entre outros. Em alguns casos, meios não guiados, como Wi-Fi, links de laser entre edifícios ou rádio micro-ondas, podem ser a opção mais adequada.

Após as etapas iniciais de inspeção para a instalação de um SCE, o dimensionamento dos subsistemas ocorre com base na documentação fornecida pelos analistas de redes de computadores. Isso inclui um desenho da rede física, detalhando as conexões entre dispositivos finais (PCs, impressoras, servidores etc.) e dispositivos intermediários ativos (switches, roteadores etc.) e passivos (patch-panels, racks, cabeamentos, conectores, tomadas etc.).

Para garantir a redundância, a escalabilidade, a gerenciabilidade e a segurança necessárias nas redes de computadores, são empregadas topologias hierárquicas. Essas topologias, divididas em camadas (núcleo, distribuição e acesso), são essenciais para atender às demandas de desempenho e garantir a disponibilidade da rede.

A Figura 2 ilustra uma analogia que estabelece um paralelo entre uma topologia lógica hierárquica, uma topologia física e os componentes do SCE, os quais são divididos em rede primária e rede secundária.

Na rede primária (ou backbone), encontram-se os subsistemas do SCE encarregados de fornecer as interconexões entre as salas de telecomunicações, as salas de equipamentos e a sala de entrada de serviços de telecomunicações. Esses subsistemas abrangem os cabos do backbone, as conexões intermediárias e principais, os hardwares de terminação e os patch-cords e jumpers utilizados para as terminações. É importante destacar que, conforme a ABNT NBR 14565:2019, um cabo UTP CAT-5 ou CAT-6 não deve exceder 90 metros do patch-panel (painel de interconexão cruzada) até a tomada da área de trabalho (TO); caso ultrapasse esse limite, o patch-cord (cabo UTP para conexão do host à tomada) deve ter, no máximo, cinco metros. Se houver conexões entre prédios dentro de um mesmo campus, essas conexões também fazem parte da rede primária.

Já a rede secundária (ou cabeamento horizontal) é o subsistema do SCE que inclui os cabos horizontais de terminação e os patch-cords responsáveis pela interconexão nos patch-panels da sala de telecomunicações e os patch-cords das áreas de trabalho, abrangendo também os pontos de consolidação e as Tomadas Multiusuários de Telecomunicações (MUTOs).

Os pontos designados para a conexão entre as camadas de núcleo, a distribuição e o acesso em uma topologia lógica determinam os cabeamentos de interligação entre os subsistemas e as áreas funcionais do SCE. Esses dispositivos intermediários são representados no desenho físico da rede por pontos denominados cross-connect (ou conexão cruzada), como evidenciado pelo símbolo   entre as linhas pontilhadas apresentadas na Figura 3.

Cabeamentos de interligação

Agora, exploraremos os cabeamentos de interligação, conforme exemplificado na Figura 4. Essa imagem apresenta os tipos de cross-connect nos quais essas conexões são realizadas, seguindo as diretrizes da norma internacional ANSI/TIA-568-C.1 (2009).

As abreviações MC, IC e HC referem-se a pontos de interconexão e distribuição do cabeamento da rede, comumente conhecidos como equipamentos passivos (patch-panels):

• Main Cross-Connect (MC): chamado também de distribuidor C, é empregado na agregação do backbone entre prédios distintos dentro de um campus.
• Intermediate Cross-Connect (IC): chamado também de distribuidor B, é utilizado na distribuição do cabeamento de backbone dentro de um mesmo edifício. Ambos os pontos, MC e IC, são situados no subsistema ER.
• Horizontal Cross-Connect (HC): conhecido também como distribuidor A, é localizado nas salas de telecomunicações (TR) e é usado na distribuição do cabeamento horizontal até as tomadas de rede.

Em situações de instalação ou manutenção de redes, é frequente que profissionais precisem corrigir conectores com mau funcionamento ou até mesmo montar novos patch-cords para conexões cruzadas entre patch-panels. Nesse contexto, é recomendável que esses profissionais estejam equipados com um kit de ferramentas básicas para lidar com possíveis imprevistos. As figuras a seguir, devidamente identificadas e acompanhadas de breves descrições, exemplificam ferramentas que podem compor um kit de ferramentas básicas:

Alicate de crimpagem para cabo RJ-45: utilizado para fixar terminais elétricos em cabos ou fios. Esse alicate realiza uma deformação nos pinos do conector RJ-45, aplicando uma pressão específica nos oito fios do cabo UTP. Caso a conexão seja feita de maneira incorreta, o conector torna-se inutilizável e não pode ser recuperado.

• Descascador de cabo: conhecido também como alicate desencapador de fios e cabos, essa ferramenta manual é amplamente usada por profissionais de redes para remover capas de proteção de fios e cabos. Possui uma lâmina de metal ajustável que corta a capa do cabo na medida apropriada, evitando danos aos pares metálicos e removendo apenas a capa protetora antes da instalação dos conectores.

• Estilete: utilizado para retirar a capa protetora do cabeamento. Entretanto, essa ferramenta demanda maior habilidade por parte do técnico no seu manuseio, devido ao risco de acidentes.

• Chaves de fenda, chave Philips, alicate de bico e alicate de corte: ferramentas comuns, úteis tanto para trabalhos em cabeamentos quanto para cortar e montar patch-panels em racks, utilizando parafusos e porcas específicos.

• Punch-down-tool: empregada para a instalação de cabeamentos UTP em conectores fêmeas RJ-45.

• Testador de cabos: um equipamento essencial, relativamente econômico e de fácil transporte, indispensável para testar patch-cords recém-montados pelo técnico ou para refazer conexões danificadas. Esse equipamento assegura que a crimpagem esteja conforme a norma e na ordem correta (teste de wire-map), além de verificar a continuidade, garantindo a ausência de fios com mau contato (teste de continuidade).

Siga em Frente...

Planejamento e elaboração de um SCE

Agora que temos conhecimento dos componentes de um SCE e da forma como eles se conectam, abordaremos algumas questões relacionadas ao planejamento e ao desenvolvimento de um projeto de cabeamento estruturado. Dada a variedade de restrições e precauções apresentadas nas seções anteriores em relação à escolha de dispositivos e tecnologias, devemos seguir uma ordem adequada na implementação e nos testes, adotando as "melhores práticas" para garantir o sucesso de novas instalações, ampliações ou modificações em redes de computadores.

Todo projeto se origina de uma ideia inovadora, uma oportunidade de melhoria ou de uma necessidade identificada por uma empresa ou usuário que utiliza os recursos de uma rede de computadores. Essa ideia é submetida à consideração das partes interessadas do projeto (stakeholders) e dos investidores (sponsors) que financiarão as possíveis mudanças e melhorias na rede. Uma vez aprovado o projeto e estabelecidas as metas de capacidade e desempenho para a rede em questão, iniciam-se as fases de planejamento e de desenho lógico e físico da rede, respectivamente.

As metas de capacidade e desempenho são determinadas pelo corpo diretivo de uma empresa de maneira a atender às suas metas de negócios. Algumas metas técnicas, como centralizar serviços em servidores locais ou na nuvem, aumentar a largura de banda, implementar QoS (quality-of-service) para serviços de VOIP e teleconferência e melhorar a disponibilidade e escalabilidade, são exemplos dessas metas.

Essas informações não fazem parte do projeto de cabeamento estruturado, mas constituem fases preliminares essenciais para o desenho lógico da rede. Esse desenho permitirá a seleção dos dispositivos e tecnologias para redes LANs, WANs, VLANs, WLANs, abrangendo todo o portfólio de equipamentos com suas especificações, restrições e melhores práticas.

Com o desenho lógico e físico em mãos, o próximo passo é conhecer o local onde esses equipamentos serão instalados. Nessa etapa, é comum utilizar as informações contidas no memorial descritivo do prédio (edifício comercial, industrial, residencial ou data center) para iniciar o planejamento do SCE.

O projeto de um SCE envolve o estabelecimento dos subsistemas (EF, ER, TR, WA, backbone cabling e horizontal cabling) nas áreas funcionais do prédio, conforme documentado no memorial descritivo. Sugerimos que os passos seguintes do projeto do SCE sejam realizados na seguinte ordem:

1. Verificar a conformidade de todos os dispositivos ativos e passivos adquiridos com as normas e os padrões vigentes para os meios disponíveis e para o país.
2. Desenhar esses subsistemas na planta baixa do prédio e os locais de interconexão entre eles.
3. Avaliar as condições dos ambientes em cada subsistema (riscos, segurança, termodinâmica etc.).
4. Verificar e marcar os pontos de alimentação elétrica, capacidades dos disjuntores e, nas cabines primárias, garantir que os níveis de corrente dos amperímetros atendam à demanda dos novos equipamentos a serem instalados.
5. Contratar mão de obra especializada para a instalação dos ativos e passivos de redes (roteadores, switches, racks, patch-panels, canaletas, tomadas etc.).
6. Contratar mão de obra especializada para certificar os cabeamentos instalados.
7. Realizar um piloto de testes ativando novas aplicações nas partes mais estratégicas da nova rede para verificar as funcionalidades esperadas, antes da entrega total do projeto ao cliente.
8. Aceitar o projeto por parte do cliente com base nos resultados dos testes devidamente documentados.
9. Oferecer uma garantia de pelo menos 10 a 15 anos (ABNT, 2019) para o SCE enquanto a rede estiver ativa, ou até o próximo projeto de alteração, redução ou ampliação.

Em resumo, um sistema de cabeamento estruturado (SCE) visa integrar tecnologias de transmissão de voz, vídeo e dados, cumprindo padrões e normas aplicáveis ao projeto. Ele deve ser resiliente, escalável, eficiente e durável, garantindo o retorno do investimento planejado. Implementar um SCE pode ser desafiador devido às normas exigidas e à necessidade de conformidade com as exigências de qualidade e outras especificações. Para prédios residenciais no Brasil, a norma utilizada é a NBR 16264, e as exigências do projeto aumentam quando os subsistemas do cabeamento ocupam áreas compartilhadas por um maior número de moradores.

Vamos Exercitar?

Retomaremos a situação apresentada: as áreas responsáveis pelo planejamento e pela coordenação do projeto decidiram implantar uma rede de computadores para dar suporte às operações de um supermercado de médio porte. Nesse contexto, é necessário que um técnico realize uma inspeção detalhada dos pavimentos e de todas as áreas disponíveis, seguindo a planta baixa do memorial descritivo fornecido pela empresa construtora do prédio. O objetivo é identificar os subsistemas do SCE e os pontos de cross-connect. Essa inspeção é necessária para assegurar que as topologias lógica e física sejam estabelecidas em conformidade com as normas e os padrões aplicáveis. Além disso, essa análise contribuirá para a seleção adequada de equipamentos, cabeamentos, conectores e demais dispositivos ativos e passivos necessários. A Figura 11 apresenta uma proposta de solução para abordar essa questão. 

Verifique, a seguir, as observações/justificativas a respeito do projeto:

• EF: área designada para o SCE, destinada à entrada de facilidades, na qual o provedor de internet realizará a instalação do cabeamento externo. Essa região é comumente incluída nos projetos arquitetônicos da maioria dos edifícios comerciais.
• ER e MC: espaço de sala de equipamentos (ou Centro de Processamento de Dados – CPD) destinado à instalação do rack e à conexão cruzada MC (Main Cross-Connect) entre a internet e o servidor da camada de núcleo, conectando-se às demais camadas da rede. A escolha dessa sala se deve ao seu isolamento das demais áreas, com apenas uma porta de entrada e saída, proporcionando maior isolamento e segurança para os equipamentos do núcleo da rede, além da possibilidade de ser climatizada.
• TR e HC: sala de telecomunicações localizada nas proximidades do balcão de atendimento na entrada do estabelecimento, destinada à agregação das áreas de trabalho (WAs) próximas e à realização de conexões cruzadas HC para as camadas superiores da rede (Horizontal Cross-Connect). Pode-se empregar um rack pequeno de 8 Us para a instalação de um switch e um patch-panel fixado na parede em um local protegido da umidade e calor. A escolha dessa área considera as limitações estabelecidas pela norma para cabeamentos horizontais, com extensão máxima de 90 metros, e sua proximidade a uma área supervisionada (balcão de atendimento).
• WAs 1, 2, 3 e 4: quatro pontos específicos nos quais serão implantados os dispositivos finais para compor os pontos de pagamento, conforme o sistema cliente-servidor contratado para essa finalidade. Essa área deve ser posicionada próxima às portas de entrada e saída da loja.
• WAs 5, 6 e 7: três pontos destinados aos computadores utilizados pelos departamentos administrativos do supermercado, como Recursos Humanos. Compras e Financeiro. Essa área deve ser instalada em um local discreto e silencioso, que permita também uma visão geral para os administradores da loja.

Com isso, concluímos nosso estudo sobre cabeamento estruturado, destacando sua importância em diversos setores da sociedade. Esperamos que tenha compreendido sua relevância na organização de processos, integração de tecnologias e crescimento escalonado das redes de computadores, proporcionando qualidade e desempenho satisfatórios. Mantenha-se atualizado sobre as novas tecnologias, sem descuidar dos padrões e das normas aplicáveis durante a instalação da rede física.

Saiba Mais

Consulte o Capítulo 7 (p. 89-106), Cabeamento estruturado para prédios comerciais, do livro Cabeamento Estruturado, para ter um detalhamento da norma ANSI/TIA-568, com orientações e características para esse tipo de ambiente.

CORREA, S. C. S. C. et al. Cabeamento Estruturado. Porto Alegre: SAGAH, 2021.

Consulte a Unidade 4 (p. 145-156), do livro Fundamentos de Redes e Cabeamento Estruturado, para conferir mais detalhes sobre o projeto de um SCE. 

LIMA FILHO, E. C. Fundamentos de Rede e Cabeamento Estruturado. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2014.

A Telecommunications Industry Association (TIA) é uma organização internacional que desenvolve padrões para a indústria de telecomunicações. Vale a pena conferir as suas normas e os seus padrões para SCE.

Referências Bibliográficas

ALMEIDA, D. R. Projeto de Cabeamento para uma rede de telecomunicações estruturada. 2013. 78 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia da Computação) – Centro Universitário de Brasília, Brasília, 2013.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 14565. Cabeamento estruturado para edifícios comerciais. Rio de Janeiro: ABNT, 2019.

CORREA, S. C. S. C. et al. Cabeamento Estruturado. Porto Alegre: SAGAH, 2021.

LIMA FILHO, E. C. Fundamentos de Rede e Cabeamento Estruturado. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2014.

TELECOMMUNICATIONS INDUSTRY ASSOCIATION. ANSI/TIA-568-C.1. Commercial Building Telecommunications Cabling Standards. [S. l.]: TIA, 2009.

Videoaula de Encerramento

Olá, estudante! Na videoaula de encerramento sobre cabeamento estruturado, você explorará as nuances essenciais para uma implementação eficaz. Descubra os segredos por trás da organização de redes, compreenda a importância da padronização e aprenda a solucionar desafios comuns. Esses conhecimentos são fundamentais para aprimorar sua atuação profissional, proporcionando uma base sólida para lidar com infraestruturas de comunicação. Não perca essa oportunidade de impulsionar sua carreira! Prepare-se para o mergulho no universo do cabeamento estruturado!

Ponto de Chegada

Olá, estudante! Para desenvolver a competência desta unidade, que é compreender e aplicar os princípios fundamentais do cabeamento estruturado, assimilando conhecimentos sobre subsistemas, normas e procedimentos técnicos, e demonstrar habilidade na análise de requisitos e na elaboração de projetos de sistemas de cabeamento estruturado, você deverá, primeiramente, conhecer os conceitos fundamentais dos subsistemas que compõem essa tecnologia. Essa compreensão se torna a base sólida para a aplicação prática de seus conhecimentos.

Explorar os subsistemas é essencial para quem busca atingir a competência em análise de requisitos e elaboração de projetos. Ao compreender como cada subsistema se integra e influencia na transmissão de voz, dados e imagem, você estará capacitado para estruturar redes eficientes e ajustadas às necessidades específicas.

No mundo dinâmico do cabeamento de rede, é necessário discernir entre os diversos tipos disponíveis. A habilidade de análise é crucial aqui. Ao reconhecer as características únicas de cada tipo, você poderá selecionar a solução mais adequada para cada cenário, alinhando-se perfeitamente às exigências dos projetos.

Seguir normas e procedimentos técnicos é a chave para garantir a qualidade e a conformidade de um projeto. Ao compreender as normativas, como a ANSI/TIA-568 e ISO/IEC 11801, você estará apto a aplicar os princípios fundamentais de cabeamento estruturado de maneira padronizada, garantindo eficácia e interoperabilidade.

A competência em elaborar projetos sólidos requer uma compreensão profunda de requisitos específicos. Dominar a arte da análise de requisitos permite que você desenvolva sistemas de cabeamento estruturado que não apenas atendam, mas também superem as expectativas, demonstrando verdadeira habilidade nesse campo.

É Hora de Praticar!

Com base no planejamento da rede para o supermercado, a planta a seguir, na Figura 1, descreve os ambientes físicos e as delimitações dos subsistemas de cabeamento estruturado planejados pelo analista de rede. 

Conforme a topologia apresentada na Figura 2 e desenvolvida pelo analista de redes com base nas informações fornecidas por um técnico, que realizou uma inspeção prévia nos pavimentos do prédio, constatou-se a ausência de dutos ou canaletas destinadas à conexão de cabeamentos entre os subsistemas EF e ER (ou CPD), bem como entre o ER e a TR. Além disso, a localização central do prédio, próxima a um aeroporto e a uma linha férrea, aumenta a suscetibilidade a interferências eletromagnéticas e variações de tensão na rede elétrica.

Diante desse cenário, como técnico responsável, solicita-se a elaboração de um relatório ao departamento financeiro, indicando as soluções e os tipos de cabeamento e canaletas mais adequados para a rede primária e secundária. O preenchimento do Quadro 1 deve incluir informações sobre a justificativa para cada escolha, além de observações e comentários pertinentes.

Esse documento visa fornecer orientações precisas ao departamento financeiro para a realização de orçamentos destinados à aquisição dos materiais necessários, considerando a infraestrutura específica do local e as condições adversas que podem afetar a qualidade do cabeamento. 

REDE PRIMÁRIA	REDE SECUNDÁRIA
Do subsistema EF até o ER: (tipo de cabeamento, canaleta, eletrodutos ou eletrocalhas / observações e justificativas)	Do ER até as WAs 5, 6 e 7: (tipo de cabeamento, canaleta, eletrodutos ou eletrocalhas / observações e justificativas)
Do subsistema ER até o TR: (tipo de cabeamento, canaleta, eletrodutos ou eletrocalhas/observações e justificativas)	Do TR até as WAs 1, 2, 3 e 4: (tipo de cabeamento, canaleta, eletrodutos ou eletrocalhas/observações e justificativas)

Quadro 1 | Proposta para escolhas de cabeamentos e demais passivos do projeto (preencher)

Reflita

1. Como a compreensão detalhada dos subsistemas influencia na elaboração de projetos mais eficientes?

2. Qual é a importância de seguir normas e procedimentos técnicos ao aplicar os princípios do cabeamento estruturado?

3. Em quais situações específicas você percebe a necessidade de uma análise mais profunda de requisitos ao elaborar projetos de sistemas de cabeamento estruturado?

Resolução do estudo de caso

As diretrizes fornecidas no Quadro 2 constituem as recomendações que o técnico pode apresentar ao setor financeiro do supermercado. Esse quadro servirá como referência para a seleção dos materiais a serem cotados e adquiridos para a execução do projeto de cabeamento estruturado.

REDE PRIMÁRIA	REDE SECUNDÁRIA
Do subsistema EF até o ER: (tipo de cabeamento, canaleta, eletrodutos ou eletrocalhas/observações e justificativas) R: O tipo de cabeamento indicado para uma região próxima ao centro da cidade para esse projeto seria provedores de internet via FIBRA ÓPTICA, pois é imune a interferências eletromagnéticas, podendo se instalar eletrodutos ou conduítes apenas para proteger o cabeamento da entrada de facilidades até a sala do CPD de danos físicos.	Do ER até as WAs 5, 6 e 7: (tipo de cabeamento, canaleta, eletrodutos ou eletrocalhas/observações e justificativas) R: Por se tratar de cabeamento horizontal, o mais comum, que normalmente atende às questões de desempenho, é um cabeamento UTP CAT-5 e uso de eletroduto de metal aterrado do switch até as tomadas da área de trabalho.
Do subsistema ER até o TR: (tipo de cabeamento, canaleta, eletrodutos ou eletrocalhas/observações e justificativas) R: Para essa conexão entre o RT-1 e os switches da LOJA e da ADM, pode-se utilizar um cabo blindado ou fibra óptica, porém, por ser mais barato, o mais indicado é o UTP CAT6, que atende às necessidades de desempenho. Um eletroduto de metal aterrado e independente da rede elétrica é indicado para aumentar a proteção contra interferências eletromagnéticas do rack da sala de equipamentos até as tomadas RJ-45 fêmea das áreas administrativas onde ficam os PCs.	Do TR até as WAs 1, 2, 3 e 4: (tipo de cabeamento, canaleta, eletrodutos ou eletrocalhas/observações e justificativas) R: Deve-se instalar um pequeno rack de mais ou menos 8 Us próximo ao balcão da área de atendimento ao cliente para hospedar e proteger o switch que serve a área da LOJA com aterramento de sua carcaça. Nesse switch até nas áreas de trabalho onde ficam as máquinas para os serviços de CAIXA (PC, leitor de código de barras e máquina de pagamentos), deve-se utilizar uma eletrocalha aérea (ou que vem por cima dos caixas), onde os cabos ficarão acomodados e protegidos até as tomadas do caixa e longe das redes elétricas que alimentam os equipamentos.

Quadro 2 | Proposta para escolhas de cabeamentos e demais passivos do projeto

 

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Referências

ALMEIDA, D. R. Projeto de Cabeamento para uma rede de telecomunicações estruturada. 2013. 78 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia da Computação) – Centro Universitário de Brasília, Brasília, 2013.

CORREA, S. C. S. C. et al. Cabeamento Estruturado. Porto Alegre: SAGAH, 2021.

LIMA FILHO, E. C. Fundamentos de Rede e Cabeamento Estruturado. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2014.