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Camada 1 - Meios de Transmissão: Cabo Par Trançado
Cabo de Par Trançado
Os cabos de par trançado consistem de pares de fios entrelaçados. Os trançamentos dos fios junto com a técnica do cancelamento são responsáveis por eliminar a diafonia e oferecer certa proteção quanto a interferência externa.
Veja a seguir os principais tipos de cabos par trançado.
Cabo UTP (Unshielded Twisted Pair)
Possui 4 pares de fios trançados, uma fibra para auxiliar na tração e um revestimento externo.
Cabo FTP (Foiled Twisted Pair)
Esse tipo de cabo é bem similar ao UTP, porém, ele possui uma malha metálica de proteção contra interferências. Seu custo é mais elevado e sua flexibilidade é reduzida por causa da malha. Veja a imagem abaixo.
Cabo SFTP (Screened Foiled Twisted Pair)
Esse tipo de cabo, além da malha de proteção que reveste todos os pares, possui um revestimento metálico para cada um dos pares, individualmente.
Onde é Usado?
Cabos par trançado mais antigos, categoria 1, são utilizados para telefonia e utilizam o conector RJ11
Os cabos de par trançado são predominantemente utilizados em redes Ethernet estrela com um concentrador central, como o Hub ou o Switch, através de placas de rede com conectores tipo RJ45. Estes conectores também são utilizados para conexão de voz e telefones, substituindo os RJ11 categoria 1.
Desenho de Rede Ethernet Atual com servidores, switches e estações de trabalho (computadores). Fonte: https://networkencyclopedia.com/gigabit-ethernet/
A maioria das redes locais, incluindo a rede do IFF-Guarus por exemplo, são organizadas de acordo com esquema acima. Imagine que cada grupo de computadores é uma laboratório de informática, cada um com seu switch. O switch central e os servidores estão localizados na sala de TI, no bloco A. A única diferença é que, pela distância do Switch central no bloco A para os switches das salas (no bloco D, por exemplo), o cabo utilizado é o de fibra óptica.
Switch Ethernet com cabos par trançado. Fonte https://br.pinterest.com/pin/344947652705827304/
Funcionamento do Cabo Par Trançado e a Técnica do Cancelamento
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Técnica que permite o auto-cancelamento de campos eletromagnéticos dentro do cabo (Crosstalk). Dessa forma, o sinal que passa em um dos pares não interfere nos demais.
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Imagine um par de fios trançados dentro do cabo. O computador envia em um fio do par um sinal e no outro fio do par o mesmo sinal com polaridade oposta. Dessa forma, os campos eletromagnéticos gerados se auto-cancelam e não causam a diafonia nos outros pares do cabo. Veja o esquema abaixo.
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Campos magnéticos com polaridades opostas se cancelam!
Conectores de Cabos Par Trançado
O conector RJ11 era utilizado para cabos de apenas dois pares em telefones. O RJ45 é para cabos de quatro pares utilizados tanto em conexões de telefone como redes de computadores.
Categorias de Cabos Par Trançado
Veja abaixo as categorias de cabos e suas principais características:
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CAT1 – Cabo de telefone
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CAT2 – 4 Mbps
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CAT3 – 10 Mbps, 16 MHz
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CAT4 – 16 Mbps, 20 MHz
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CAT5 – 100 Mbps, 100 MHz (100 Base Tx)
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CAT5e – 1000 Mbps, 100 MHz
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CAT6 – 1000 Mbps, 250 MHz
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CAT6a - 10GBase – T, 500 MHz
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CAT7 – 10GBase – T, 600 MHz
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CAT7a - 40 Gigabit Ethernet ,1000 MHz
Atualmente a norma de cabeamento estruturado ABNT-NBR 14565 estabelece a utilização de cabos Cat 5 ou superior para redes de computadores. Preferencialmente, deve-se utilizar cabos Cat 6 ou Cat 6a.
Diferença entre Cabos Cat 5 e Cat 6
CAT5e: opera a 1000 Mbps, 100 MHz
CAT6: opera a 1000 Mbps, 250 MHz
Diferentemente do Cat 5, o Cat 6 possui divisórias isolantes entre os pares e maior Imunidade à Interferência!
Padronização para Instalação
A EIA/TIA (Electronic Industries Alliance/Telecommunications Industry Association) é o órgão norte-americano responsável pela padronização de sistemas de telecomunicações, padronizou os cabos do tipo par trançado em uma norma chamada 568.
Os padrões utilizados para montagem dos cabos e conectores são o T568A e T568B. Veja o esquemas abaixo para montagem de cabos diretos e cabos cruzados.
Cabos Cruzados (Crossover)
Os cabos de par trançado possuem pinos para transmissão (TD) e pinos para recepção (RD) de sinal. Para que dois dispositivos interconectados possam se comunicar, o pino de transmissão do emissor do sinal deve estar ligado ao pino de recepção do dispositivo receptor e vice-versa. Portanto, quando um sinal é enviado no pino de transmissão, esse mesmo sinal deve ser recebido no pino de recepção na outra ponta. Chamamos isso de cruzamento ou crossover: ligações TD-RD e RD-TD.
Cabos cruzados invertem os pinos de recepção e transmissão e são utilizados para conectar PC a PC, Switch a Switch ou Roteador a Roteador. Repare que, para esse fim, usamos o padrão T568A em uma extremidade e o T568B na outra.
Fonte: https://www.hardware.com.br/comunidade/t568b-padrao/1434314/
Na montagem de um cabo cruzado, os pinos de transmissão (+TD e -TD) em uma extremidade são ligados aos pinos de recepção (+RD e -RD) na outra extremidade. Veja o esquema abaixo de um cabo cruzado.
Na ligação Micro-a-Micro é necessário um cabo cruzado, onde, os pinos +TD e -TD são conectados aos pinos +RD e -RD na outra extremidade e vice-versa.
Fonte: KUROSE, James F.; ROSS, Keith W. Redes de Computadores e a Internet. São Paulo: Person, p. 28, 2006.
Do mesmo modo, uma ligação Hub-a-Hub ou Switch-a-Switch necessita de um cabo cruzado, como representado no esquema acima.
Cabos Diretos (Retos)
Alguns equipamentos realizam o cruzamento internamente, no próprio dispositivo. Por esse motivo não é necessário fazer o cruzamento no cabo. Nesses casos, devemos utilizar cabos diretos, onde, os pinos de transmissão +TD e -TD em uma extremidade são conectados aos pinos +TD e -TD na outra ponta. O mesmo ocorre para os pinos de recepção +RD e -RD.
Cabos diretos devem utilizar o mesmo padrão nas duas pontas. Veja abaixo:
Fonte: https://www.esticom.com/what-is-difference-between-t568a-and-t568b/
Repare que o padrão utilizado no esquema acima é o T568A nas duas extremidades. Cabos diretos são utilizados para conexões PC à Switch, PC à Hub ou Switch à Roteador. Veja com mais detalhes uma conexão via cabo direto de um PC com um HUB:
Fonte: KUROSE, James F.; ROSS, Keith W. Redes de Computadores e a Internet. São Paulo: Person, p. 28, 2006.
Observe que há dois pares sendo utilizados, um par de fios para transmissão (+TD e -TD) e um segundo par para recepção de sinal (+RD e -RD). Repare também que os pinos +TD e -TD de transmissão são conectados nas duas pontas e os pinos +RD e -RD são também conectados nas duas pontas. Porém, para que haja a comunicação, o HUB internamente faz o cruzamento enviando o sinal de transmissão do PC para os pinos de recepção e, nos pinos de recepção são enviados os sinais que o Hub está transmitindo.
Hubs e switches fazem o cruzamento interno. Por esse motivo, não há necessidade de fazer o cruzamento no cabo e podemos utilizar um cabo direto (mesmo padrão nas duas pontas).
Tabela de Referência para Montagem de Cabos Par Trançado
A tabela abaixo nos informa qual tipo de cabo utilizar para conectar os equipamentos da primeira linha aos equipamentos da primeira coluna, veja abaixo:
Cabos Par Trançado UTP - Características Gerais
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Tamanho máximo do segmento – 100m
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Velocidades – 10/100/1000/10000 Mbps
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Conector – RJ45
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Impedância – 50 ohm à 100 ohm