Este documento discute os benefícios dos sistemas de cabeamento estruturado e como eles podem melhorar o desempenho das redes de computadores. Também aborda potenciais problemas como interferência eletromagnética e como evitá-los durante a instalação do cabeamento. Por fim, discute métricas como throughput e taxa de erro de bit para medir o desempenho das redes.

1. CEFET/RN – Tecnologia em Automação Industrial Comunicação de Dados
Lista de Exercícios 08 – Cabeamento Estruturado
Porque Usar Sistemas Estruturados comporta as mais variadas aplicações, pois, sendo
uma rede física com capacidade de suportar sinais de
Artigos de José Mauricio Santos Pinheiro disponíveis em voz, dados, imagem e sinais de controle, tem uma
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ampla gama de usos, independentemente do tipo de
aplicação (comercial, industrial ou residencial),
propiciando desde controle de sistemas industriais,
A operacionalização de uma rede de computadores interligação de sistemas de segurança, controle de
tem como objetivos básicos prover a comunicação acesso, sistemas multimídia, vídeo conferência etc.
confiável entre os vários sistemas de informação,
melhorar o fluxo e acesso às informações, bem como A estruturação das redes de dados e de
agilizar a tomada de decisões administrativas e facilitar telecomunicações dentro das empresas é um passo
a comunicação dos usuários dentro das empresas e importante para que estas possam responder de forma
entre as empresas, seus clientes, parceiros e rápida e eficaz às solicitações cada vez maiores de
fornecedores. recursos de comunicação e, dentro dessa realidade, os
sistemas estruturados destacam -se como uma solução
Dessa maneira, podemos definir que uma das economicamente viável e tecnicamente eficaz.
finalidades mais simples de uma rede de computadores
é o compartilhamento das informações entre dois ou
mais usuários. Entretanto, podem ser necessários
compartilhamentos mais complexos e com grande
tráfego de informações e, conseqüentemente, redes
com diversos níveis de complexidade. Interferência Eletromagnética em Redes
de Computadores
Ainda é comum a prática de se improvisar sistemas de
cabeamento para a interligação dessas redes sem
existir um planejamento e estudos prévios. O A interferência eletromagnética (EMI) é um dos
cabeamento é normalmente instalado ao acaso, sem a maiores causadores de falhas em redes de
observação de técnicas específicas. Nesses casos, um computadores, principalmente quando são utilizadas
novo ponto de rede deve ser instalado cada vez que se tubulações e canaletas inadequadas para o transporte
deseja utilizar uma nova aplicação ou quando ocorrem da infra-estrutura de cabeamento.
mudanças de layout dentro da edificação. As interferências eletromagnéticas podem ser
Para facilitar as mudanças e tornar a comunicação originadas internamente e/ou externamente ao sistema
mais eficiente são utilizadas diversas técnicas, entre de comunicação, mas sua causa sempre se origina nas
elas o conceito de sistemas estruturados. A utilização perturbações eletromagnéticas. Cabe aqui salientar a
de sistemas estruturados no projeto de redes torna diferença entre os termos "perturbações
possível conectar, em um mesmo ponto de ligação, eletromagnéticas" e "interferências eletromagnéticas",
computadores, sistemas de telefonia e de alarme, comumente utilizadas na literatura técnica. O primeiro
distribuição de vídeo e TV a cabo, etc. Logo, um designa a causa e o segundo o efeito que é observado
sistema estruturado tem como característica básica ser nos sistemas de comunicação.
um sistema multimídia capaz de proporcionar acesso Um exemplo bem prático está em uma instalação de
aos vários sistemas de comunicação (voz, dados, cabeamento estruturado utilizando cabos não
imagens, sinais de controle) através de um único blindados, onde os mesmos estão sujeitos a todo tipo
sistema de cabeamento. O propósito dessa infra- de perturbações eletromagnéticas internas e/ou
estrutura de rede é prover uma base sólida para o bom externas. As perturbações com origem interna são
desempenho das redes de comunicação existentes, geradas dentro do ambiente por onde passam os
visando a longevidade do sistema. cabos de dados e de voz digital (cabeamento lógico) e
Por definição, um sistema estruturado baseia-se na outros tipos de cabos como, por exemplo, de energia
disposição de uma rede de cabos que suporte qualquer elétrica. Já as perturbações de o rigem externa são
equipamento de telecomunicações (todos os sistemas campos eletromagnéticos vindos de fora da rede de
de sinais de baixa voltagem que conduzam dutos ou canaletas e que causam perturbações
informações dentro dos edifícios, tais como voz, dados, diretamente sobre os cabos lógicos, como sinais de
imagem, segurança, etc.) e que possa ser facilmente TV, ondas de rádio, motores elétricos, etc. Os cabos
redirecionada, no sentido de prover um caminho de lógicos instalados em uma canaleta ficam sujeitos a
transmissão entre quaisquer pontos desta rede. fontes geradoras de perturbações quando são
instalados paralelamente com cabos de energia,
Uma rede estruturada elimina a dispersão dos cabos compartilhando a mesma infra-estrutura, tendo como
destinados ao transporte dos sinais de dados na área efeito interferências eletromagnéticas indesejáveis
de instalação, não permitindo a mistura com os demais como o crosstalk (diafonia).
cabos de eletricidade e controle, por exemplo,
identificando os cabos e facilitando a manutenção. As perturbações quer sejam provenientes de ondas
eletromagnéticas externas ou de outros cabos
Um sistema estruturado dessa forma, garante a próximos que transmitem outras formas de energia ou
flexibilidade e facilidade de manutenção. Com esta sinal dentro de uma mesma tubulação ou canaleta,
solução, é possível eliminar os cabos desnecessários, devem ter um tratamento especial durante a etapa de
já que é feito um remanejamento na estrutura da rede. instalação do sistema de cabeamento, objetivando-se
Uma infra-estrutura de com cabeamento estruturado adotar medidas para atenuar ou mesmo eliminar seus
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efeitos. Atualmente, o mercado de equipamentos e com a rede de dados, os mesmos deverão ser
acessórios para instalação de redes de computadores particionados, observando-se as seguintes situações:
dispõe basicamente de canaletas e dutos fabricados
[ A tensão de alimentação deve ser inferior a
com os seguintes materiais:
480V;
Plástico – excelente isolante elétrico, mas
[ As canaletas devem oferecer uma divisão
não oferece proteção contra campos
eletromagnéticos; física para a rede lógica e elétrica;
[ A corrente nominal do cabeamento elétrico
Alumínio – não oferece proteção elétrica (é
não deve ser superior a 20A.
um bom condutor de eletricidade), porém
oferece boa blindagem eletromagnética; Ainda de acordo com a norma, para que sejam
evitados os efeitos da interferência eletromagnética
Aço (zincado ou pintado) – Não é bom
condutor de eletricidade, porém não oferece devem ser mantidas distâncias mínimas entre os
trechos por onde haverá a passagem dos cabos da
proteção elétrica, mas proporciona boa
rede lógica e de energia, conforme a tabela seguinte:
blindagem eletromagnética.
Dentre os tipos apresentados, os acessórios fabricados Fonte de interferência Distância mínima
com alumínio são os que apresentam uma melhor eletromagnética recomendada
blindagem eletromagnética interna e externa. V ários
testes realizados em sistemas estruturados Motores ou 1,20m
compartilhando a infra-estrutura com os cabos de transformadores elétricos
energia demonstraram que a performance da rede
lógica sofre uma redução sensível, principalmente Conduítes e cabos 0,30m
quando utiliza canaletas e dutos de plástico. elétricos
Segundo Faraday, um campo magnético variável pode Lâmpadas fluorescentes 0,12m
criar uma corrente elétrica que por sua vez gera um
campo eletromagnético contrário ao que lhe deu Tabela 1 – Segundo a TIAEIA 569-A
origem. Esse efeito é o responsável pela atenuação
das interferências quando são utilizados canaletas ou DISTÂNCIA ENTRE FIAÇÃO LÓGICA E REDE
dutos de alumínio. Além desse fato, as canaletas de
ELÉTRICA <= 480 v
alumínio são praticamente imunes às correntes de
Foucaut devido a sua condutibilidade elétrica. No caso
das canaletas de plástico, estas não causam nenhuma < 2 2-5 > 5
COND. CONDIÇÕES
atenuação, pois o plástico não interfere nos campos kVA kVA kVA
eletromagnéticos.
Compatibilidade Eletromagnética (EMC) A - Cabeamento ógico não
l
12,7 30,5
A 61 cm tubulado próximo a rede
cm cm
O ambiente eletromagnético é o resultado do elétrica não tubulada.
funcionamento de diversos aparelhos, equipamentos
ou sistemas, adicionados ao ruído ambiente no qual B - Rede elétrica não tubulada
estão inseridos. A Compatibilidade Eletromagnética é a 6,4 15,2 30,5 ou equipamento elétrico
B
capacidade de um sistema, equipamento ou dispositivo cm cm cm próximo a rede lógica com
elétrico ou eletrônico funcionar no seu próprio ambiente tubulação aterrada.
eletromagnético com uma margem de segurança e
com os níveis ou desempenhos projetados, sem sofrer C - Rede elétrica ou tubulação
ou causar degradações inaceitáveis causando, como 7,6 15,2
C - aterrada próxima a rede lógica
resultado, interferências eletromagnéticas (EMI) sobre cm cm
com tubulação aterrada.
outros dispositivos.
Assim, a interferência eletromagnética é um processo Tabela 2 – Segundo a antiga TIAEIA 569
pelo qual a energia eletromagnética é transmitida
através de caminhos Irradiados e/ou conduzidos,
devido ao efeito da incompatibilidade do meio. Essa
falta de compatibilidade acontece, por exemplo,
quando os dados transmitidos través de uma rede de
computadores são afetados pelo ruído induzido por
motores elétricos ou outros equipamentos pela
proximidade destes ou entre o cabeamento elétrico e o
lógico.
Norma ANSI/EIA/TIA-569-A
A norma ANSI/EIA/TIA-569-A, que tem como objetivo
padronizar projetos e práticas de instalação de dutos e
espaços para edifícios comerciais, bem como os
equipamentos que serão instalados, permite o Figura 1 - Exemplo de cabos de energia e lógicos em uma
compartilhamento entre a rede lógica e a rede elétrica. mesma canaleta
Segundo essa norma, se a eletricidade é um dos
serviços que compartilham o mesmo duto ou canaleta
Conclusã o
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Redes de computadores são propensas a problemas são testados. Se os valores são atendidos, o produto é
devido a sua susceptibilidade, ou seja, a falta de classificado conforme aquela categoria
proteção para operar sem degradação na presença de correspondente.
um distúrbio eletromagnético. Por esse motivo
recomenda-se observar os critérios de compatibilidade Throughput
eletromagnética para a alocação dos espaços de O Throughput pode ser definido como a capacidade
ambas as redes (lógica e elétrica), principalmente nos total de um canal em processar e transmitir dados
percursos verticais, onde a faixa de valores de durante um determinado período de tempo. O termo
freqüência de operação dos diversos sistemas de "canal" é normalmente encontrado nas normas
comunicação é bastante diversificada. Dessa forma, técnicas representando o meio de transmissão fim -a-
espera-s e obter através de um projeto e instalação fim entre dois pontos no qual existem conectados
adequados, uma rede com imunidade suficiente para equipamentos de aplicações específicas.
operar sem degradação na presença de distúrbios
eletromagnéticos. Na prática, um canal é afetado por inúmeros fatores
que diminuem sua capacidade de processar e
transmitir. Para os sistemas de comunicação, e em
É oportuno lembrar ainda que o custo dos materiais de
particular o cabeamento de redes locais, esses meios
infra-estrutura de cabeamento em uma rede de
podem ser projetados de maneira a compensar tais
computadores pode representar de 2% a 5% do custo
fatores.
de investimento da rede, mas também pode
representar 75% dos problemas que surgirem durante Um throughput adequado é essencial para transmitir
sua vida útil, algo em torno dos 15 anos. Assim, a grandes quantidades de dados com poucos erros. Por
escolha de material de qualidade e um projeto bem exemplo, a transmissão de streaming de vídeo sobre
feito são ques itos importantes na execução de um redes locais é uma aplicação em tempo real muito
sistema de cabeamento. crítica quando se fala de taxa de erros.
BER
A BER – Bit Error Rate é a razão do número de bits
incorretos recebidos pelo número de bits transmitidos.
Desempenho em Sistemas A medida clássica do BER é feita transmitindo um bit
Estruturados padrão conhecido e comparando este com um bit
padrão recebido, ou então, comparando-se o bit
Sistemas Estruturados transmitido com o bit recebido, numa medição direta.
Podemos definir um Sistema de Cabeamento Em qualquer aplicação, altas taxas de BER
Estruturado (Structured Cabling System – SCS) como representam performance insatisfatória. A necessidade
um sistema baseado na padronização das interfaces e de minimizar os erros para maximizar o throughput é
meios de transmissão, de modo a tornar a infra- crítica em aplicações de alta taxa de transmissão e,
estrutura de cabos independente do tipo de aplicação e especificamente em transmissão de dados, altas taxas
do layout. de BER simbolizam redes mais lentas em função das
retransmissões de sinal.
Um SCS é regido por padrões e normas internacionais,
utilizando cabos e conectores padronizados, o que Fatores Interferentes
permite a conexão de qualquer equipamento em
qualquer ponto da rede. Para garantir a performance de uma rede local, as
normas definem os parâmetros de desem penho que os
Esse sistema influencia fortemente o funcionamento e sistemas de cabeamento devem atender para
a confiabilidade de toda a rede sendo, por esse motivo, assegurar o bom funcionamento das aplicações como
um dos métodos mais adequados para emprego em a resistência ôhmica do cabeamento, impedância de
projetos de cabeamento de redes locais. conectores, os comprimentos máximos para os lances
de cabo, etc. Entretanto, alguns fatores afetam
Especificações de desempenho em redes negativamente o throughput da rede e,
metálicas conseqüentemente a BER. Entre esses fatores
O projeto de uma rede utilizando cabeamento destacam -se:
estruturado não é elaborado apenas para atender aos Atenuação – representa a perda de potência
padrões atuais, mas, também, para que esteja de que o sinal sofre ao longo do percurso entre o
conformidade com as tecnologias futuras, além de transmissor e o receptor (expressa em dB). na
proporcionar uma grande flexibilidade para alterações e recepção. A atenuação aumenta diretamente
expansões da infra-estrutura a qualquer momento. com o comprimento do cabo. Ela é medida em
No caso específico dos Sistemas de Cabeamento dB, e se tratando de perda de sinal, é
Estruturado utilizando cabos metálicos, estes são expressa em valor negativo. Um decréscimo
classificados pelas especificações de desempenho de potência de 3 dB entre a entrada e a saída
existentes na forma de "categorias" (categoria 3, significa que a saída possui a metade da
categoria 4, categoria 5e, etc). Quanto mais alta a potência do sinal de entrada;
categoria, mais exigentes são os limites das Crosstalk ou Diafonia – A palavra "crosstalk"
especificações, pois maior será o volume de originou-se da telefonia, sendo este fenômeno
informações que será transportado por estes sistemas. compreendido através da comparação com o
Por esse motivo existem valores limites para cada uma efeito da diafonia, onde determinada pessoa
dessas categorias, que devem ser atendidos quando falando ao telefone ouve conversações de
os produtos que compõem uma determinada solução terceiros (também conhecido como "linha
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cruzada"). É a medida da interferência elétrica Lista de Exercícios 08
gerada em um par pelo sinal que está
trafegando num par adjacente dentro do
mesmo cabo (expressa em dB);
1. Qual a conseqüência de se improvisar um sistema
Delay Skew ou Atraso de Propagação – é a de cabeamento de rede?
medida de quanto tempo o sinal leva para
viajar de uma extremidade a outra do link 2. Qual a vantagem de se usar um sistema
(entre o transmissor e o receptor, expresso em estruturado de cabeamento de rede?
ns); 3. O que podemos entender pela diferença entre
“perturbações eletromagnéticas" e "interferências
Perda de Retorno ou RL (Return Loss) - é a
eletro-magnéticas ”?
medida da taxa de potência refletida no
sistema (expressa em dB), que simplesmente 4. Quais as perturbações eletromagnéticas
pode ser definida como a quantidade de sinal encontradas em sistemas de cabeamento de
que retorna devido ao descasamento de rede?
impedância da carga acoplada no final do
cabo. Existem várias possibilidades de falhas 5. Quais as considerações sobre os materiais de
devido à Perda por Retorno, como a variação canaletas e dutos utilizados nos sistemas de
na impedância do comprimento do cabo numa cabeamento frente as interferências eletro-
conexão cruzada, práticas de instalação magnéticas ?
incorretas, cabos e conectores usados 6. O que podemos entender por “Compatibilidade
indevidamente, entre outros. Eletromagnética”?
Normalmente, a Perda de Retorno do canal é apontada 7. O que a norma ANSI/EIA/TIA-569-A define sobre o
como a principal responsável pelo aumento nos valores espaçamento entre cabeamentos de rede e
da taxa de BER. Embora a perda de retorno seja um energia?
dos fatores que afeta a performance do canal, o
crosstalk torna-se muito mais crítico, pois, como o 8. Qual a relação entre as categorias de um
efeito da interferência de "linha cruzada" ocorre com cabeamento e as especificações de desempenho?
maior intensidade nas terminações dos cabos (onde é
9. O que podemos entender por “Throughput” de um
feito o ponto de conexão), pode prejudicar o
canal de comunicação?
desempenho de todos os recursos da rede, com uma
alta taxa de BER. 10. O que podemos entender por “BER” de um canal
de comunicação?
Conclusão
11. Quais os fatores que interferem negativamente no
A avaliação do desempenho dos sistemas estruturados “Throughput” do sistema de cabeamento?
tem por objetivo suprir a necessidade do transporte de
altas taxas de informação gerada pela convergência 12. Qual o fator interferente mais crítico apontado pelo
dos diversos serviços de rede, bem como realizar o autor? Justifique.
prognóstico para expans ões futuras, preparando essa
13. Qual o objetivo da Norma TIA/EIA 568-A?
estrutura para suportar um variado número de novos
serviços. 14. Quais os subsistemas de um sistema de
cabeamento estruturado?
A instalação de um sistema de cabeamento estruturado
com desempenho satisfatório tem como conseqüência 15. Quais as mídias reconhecidas para o cabeamento
direta a melhoria dos parâmetros da Qualidade dos do backbone?
Serviços (QoS). Esse resultado é obtido a partir de um
projeto bem elaborado, da qualidade do material 16. Como a norma NBR 14565 define CM8v e PT?
empregado e do preparo técnico do pessoal 17. Segundo a norma NBR 14565 quantos pontos e de
executante. quais tipos devem ser previstos a cada 10m² de
Quanto melhor for o resultado desses parâmetros de área de trabalho?
desempenho, maior será a margem ou a folga dos 18. Em um projeto de cabeamento de rede o que
produtos em relação aos limites impostos pelas significa “ 4xCSU4P” e “1xCPFoMM4F”?
especificações e maior a satisfação dos usuários.
19. Qual a seqüência básica de elaboração de um
projeto de cabeamento estruturado segundo a
NBR 14565?
20. Quais os desenhos recomendados em um projeto
de cabeamento estruturado segundo a NBR
14565?
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