Cabeamento de redes

Autor: Laércio Vasconcelos,
Julho/2003
   

    É muito importante conhecer os tipos de cabos utilizados em redes. Neste capítulo apresentaremos os principais tipos: par trançado, cabo coaxial e cabo de fibras ópticas.

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Cabos e conectores

A maioria das redes de microcomputadores utilizam cabos e placas tipo Ethernet. Para quem toma contato com este termo pela primeira vez, cuidado. Não confunda Ethernet com Internet. A Internet é a rede mundial de computadores. Ethernet é um padrão elétrico usado na comunicação entre os dispositivos de uma rede local. Podemos cabos Ethernet de vários tipos, como:

Desses três tipos, o mais usado atualmente é o par trançado, também conhecido como UTP (Unshielded Twisted Pair, ou par trançado não blindado). É usado em praticamente todas as redes modernas, desde pequeno até grande porte. Portanto ao implantar uma nova rede será preciso adquirir placas de rede, cabos e outros equipamentos compatíveis com o par trançado.

Figura 1

Conectores RJ-45 no cabo UTP e na placa de rede.

 

 

Os cabos coaxiais são bastante parecidos com os usados por antenas de TV. Este tipo de cabo caiu em desuso desde meados da década de 1990, entretanto você pode precisar trabalhar com eles se estiver fazendo manutenção ou expansões em uma rede antiga. Existem ainda situações em que os cabos UTP não podem ser usados. Os cabos coaxiais atingem distâncias maiores e são menos sensíveis a interferências eletromagnéticas, e nesse caso seu uso é preferível aos cabos UTP. Infelizmente os cabos coaxiais operam com apenas 10 Mbit/s, ao contrário dos cabos UPT mais comumente usados, que operam com 100 Mbits/s. Uma outra solução este problema é usar cabos de fibras ópticas.

Os conectores existentes nas placas de rede, usados com cada um desses tipos de cabos são chamados de:

BNC, para Thin Ethernet
AUI, para
Thick Ethernet
RJ-45,
para Twisted Pair

Todas as placas de rede modernas possuem um conector RJ-45, como a mostrada na figura 1. A figura mostra também o conector RJ-45 macho, na ponta do cabo de rede. Existem placas um pouco mais antigas que possuem um conector BNC. Outras possuem conectores BNC e RJ-45, como no exemplo da figura 2.

Figura 2

Placa de rede com conectores RJ-45 (para cabo de par trançado) e BNC (para cabo coaxial fino).

 

 

 

Normalmente as placas de rede possuem dois LEDs indicadores de status:

LINK: Indica que a placa está corretamente conectada ao seu hub, através do cabo de rede. Este LED ficará apagado quando existir algum problema no cabo, como um mau contato, por exemplo.

ACTIVITY: Indica que existe atividade em andamento na placa, que pode estar transmitindo ou recebendo dados. 

Cabos 10Base2

Este é outro nome para designar cabos Thin Ethernet. Também é comum chamar este cabo de RG-58. Seus conectores são do tipo BNC.

A figura 3 mostra os componentes utilizados nas conexões com cabos Thin Ethernet. Os conectores ”T” são acoplados ao conector BNC da placa de rede, e nele são conectados os cabos que ligam o PC aos seus vizinhos. O terminador deve ser ligado no último conector “T” da cadeia.

Figura 3

Conector BNC, T e Terminador.

 

 

 

O cabo Thin Ethernet deve formar uma linha que vai do primeiro ao último PC da rede, sem formar desvios. Não é possível portanto formar configurações nas quais o cabo forma um “Y”, ou que usem qualquer tipo de derivação. Todas as ligações devem ter o aspecto da figura 4. Apenas o primeiro e o último PCs do cabo devem utilizar o terminador BNC. No exemplo desta figura, os computadores são ligados por duas seções de cabos. Em cada um deles, são usados conectores “T” para permitir as conexões nas placas. O PC #2 liga-se aos outros dois através de duas seções de cabo Thin Ethernet. Os PCs numerados como #1 e #3, localizados nas extremidades, possuem terminadores BNC.

Figura 4

Ligação de cabos Thin Ethernet.

 

 

 

Na figura 5 vemos o detalhe da conexão dos cabos na placa de rede. O conector T é ligado a placa, e nele são feitas as ligações com os cabos que ligam o computador aos outros dois elementos da cadeia.

Figura 5

Conexão de cabos Thin Ethernet na placa de rede usando conector “T”.

 

Na figura 6 vemos a ligação da placa de rede no cabo Thin Ethernet usando um conector “T” e um terminador. Apenas o primeiro e o último computador da rede devem ser ligados desta forma.

Figura 6

Conexão de cabo Thin Ethernet na placa de rede, usando conector “T” e terminador. Esta configuração deve ser usada no primeiro e no último computador da rede.

 

Mais uma vez lembramos que o uso de cabos Thin Ethernet caiu em desuso. Você não irá usá-los em redes novas, mas poderá precisar dar manutenção em redes antigas baseadas neste tipo de cabo.

Redes formadas por cabos Thin Ethernet são de implementação um pouco complicada. É preciso adquirir ou construir cabos com medidas de acordo com a localização física dos PCs. Se um dos PCs for reinstalado em outro local é preciso utilizar novos cabos, de acordo com as novas distâncias entre os PCs. Pode ser preciso alterar duas ou mais seções de cabo de acordo com a nova localização dos computadores. Além disso, os cabos coaxiais são mais caros que os do tipo par trançado. Apesar dessas desvantagens, os cabos Thin Ethernet apresentam um atrativo. Não necessitam do uso de hubs, equipamentos que são necessários quando conectamos três ou mais computadores através de par trançado.

Mesmo com a vantagem de dispensar hubs, o cabo coaxial caiu em desuso devido às suas desvantagens: custo elevado, instalação mais difícil e mais fragilidade. Se algum distraído retirar o terminador do cabo, toda a rede sai do ar.

Cabos 10Base5

Este é o outro nome usado pelos cabos Thick Ethernet. O conector encontrado na placa de rede é chamado AUI (Attachment Unit Interface). Este conector não é entretanto ligado diretamente ao cabo da rede. Sua ligação é feita de um cabo adicional (AUI drop cable, mostrado na figura 7). Este cabo é finalmente ligado à rede, através de um dispositivo chamado transceiver.

Figura 7

Drop Cable.

 

Os cabos Thick Ethernet são muito raros. Caíram em desuso no início da década de 1990, e você praticamente não os encontrará, mesmo em redes mais antigas, já que na maioria das instalações de rede os equipamentos já foram atualizados. Neste tipo de cabeamento, o conector AUI de 15 pinos da placa de rede é ligado através de um cabo a um dispositivo chamado MAU (media attachment unit, ou media access unit, ou multistation access unit). Este dispositivo tem principal função, transmitir e receber da rede os sinais gerados e recebidos pelo conector AUI. Por isso é também chamado de transceiver. As demais portas da placa de rede (ligadas aos conectores RJ-45 e BNC) possuem transceivers embutidos na própria placa (onboard). A porta AUI necessita de um transceiver externo para que opere com maior corrente e permita usar cabos mais longos.

Cada MAU por sua vez é fixado ao cabo da rede propriamente dito. As seções deste cabo formam uma cadeia, de forma similar à formada por cabos Thin Ethernet. São usados terminadores nas extremidades (figura 8).

Figura 8

Conexões com cabos 10Base5.

 

 

Na figura 9 vemos a ligação entre o conector AUI e da placa de rede e o MAU. Observe que a placa de rede deste exemplo possui além do conector AUI, conectores BNC e RJ-45. Esta característica é comum nas placas de rede que possuem conector AUI.

Figura 9

Ligação no conector AUI.

 

 

 

Redes com este tipo de cabeamento já caíram em desuso há alguns anos. Visando facilitar a sua migração para cabeamento baseado em UTP, foram desenvolvidos conversores entre esses dois padrões. Normalmente as placas de rede que possuem o conector AUI, possuem também conectores BNC e/ou RJ-45. Caso a placa possua apenas um conector AUI, podemos fazer a sua ligação com uma rede baseada em par trançado, através do adaptador mostrado na figura 10. Possui uma conexão AUI, que deve ser lidado à placa de rede através de um drop cable (figura 7), e uma conexão RJ-45, para ligação nas redes modernas.

Figura 10

Adaptador AUI/RJ-45.

 

 

 

Par trançado 100BaseT

É também chamado UTP (Unshielded Twisted Pair – par trançado não blindado). Neste cabo existem quatro pares de fios. Os dois fios que formam cada par são trançados entre si. É o tipo de cabo mais barato usado em redes, e é usado em praticamente todas as instalações modernas.

O par trançado é o meio físico mais utilizado nas redes modernas, apesar do custo adicional decorrente da utilização de hubs e outros concentradores. O custo do cabo é mais baixo, e a instalação é mais simples. Basta ligar cada um dos computadores ao hub ou switch. Cada computador utiliza um cabo com conectores RJ-45 em suas extremidades. As conexões são simples porque são independentes. Para adicionar um novo computador à rede, basta fazer a sua ligação ao hub, sem a necessidade de remanejar cabos de outros computadores.

Figura 11

Cabo UTP com conectores RJ-45.

 

 

 

Cabos de rede podem ser comprados prontos, com diversas medidas. É prático usar cabos prontos quando seu uso é externo, ou seja, não embutido na parede. São os casos dos cabos que ligam o computador ao hub ou tomada, e também dos inúmeros cabos que interligam os equipamentos de rede nos racks, como mostraremos mais adiante neste capítulo.

Figura 12

Conectores RJ-45.

 

A figura 12 mostra um conector RJ-45 na extremidade de um cabo de par trançado. Para quem vai utilizar apenas alguns poucos cabos, vale a pena comprá-los prontos. Muitas lojas montam esses cabos sob medida. Para quem vai precisar de muitos cabos, ou para quem vai trabalhar com instalação e manutenção de redes, vale a pena ter os recursos necessários para construir cabos. Devem ser comprados os conectores RJ-45, algumas um rolo de cabo, um alicate para fixação do conector e um testador de cabos. Não vale a pena economizar comprando conectores e cabos baratos, comprometendo a confiabilidade. Entre as melhores marcas de conectores citamos a AMP, e entre as melhores marcas de cabos de rede citamos os da Furukawa.

Figura 13

Cabo UTP com seus quatro pares trançados. 

A figura 13 mostra a extremidade de um cabo UTP usado em redes, já desencapada e com seus quatro pares à mostra. Um desses pares tem um fio azul escuro, trançado com um outro fio que pode ser azul claro ou então, branco com listras azuis. Da mesma forma, um par tem um fio laranja trançado com um fio branco com listras laranjas, um fio verde trançado com um fio branco com listras verdes e um fio marrom trançado com um fio branco com listras marrons. Dependendo do cabo, os fios brancos listrados citados podem apresentar as cores laranja claro, verde claro e marrom claro, respectivamente.

Note que apesar da figura 13 mostrar as extremidades dos oito fios desencapadas, com a parte de cobre à mostra, não desencapamos essas extremidades quando montamos um cabo de rede. O conector RJ-45 tem contatos cortantes que penetram na cobertura plástica e atingem o condutor interno, fazendo o contato.

Figura 14

Conectores RJ-45.

 

 

 

A figura 14 mostra em detalhes os conectores RJ-45, bem como a numeração dos seus contatos. Apesar do conector RJ-45 ter oito fios, as conexões por rede Ethernet usam apenas quatro fios. Entre os fios de números 1 e 2 (chamados de TD+ e TD– ) a placa envia o sinal de transmissão de dados, e entre os fios de números 3 e 6 (chamados de RD+ e RD– ) a placa recebe os dados. Nos hubs e switches, os papéis desses pinos são invertidos. A transmissão é feita pelos pinos 3 e 6, e a recepção é feita pelos pinos 1 e 2. Em outras palavras, o transmissor da placa de rede é ligado no receptor do hub ou switch, e vice-versa.

Figura 15

Testadores de cabos.

 

 

 

Para quem faz instalações de redes com freqüência, é conveniente adquirir testadores de cabos, como os que vemos na figura 15. Lojas especializadas em equipamentos para redes fornecem cabos, conectores, o alicate e os testadores de cabos, além de vários outros equipamentos. Os testadores da figura 15 formam uma dupla, e são vendidos juntos. Para testar um cabo, conectamos em cada um dos testadores, uma extremidade do cabo. Pressionamos o botão ON/OFF e observamos os LEDs indicados no testador menor. Os quatro LEDs deverão acender seqüencialmente, indicando que cada um dos quatro pares está firme e com contato perfeito.

Figura 16

Um hub.

 

 

 

A figura 16 mostra um hub, um dos equipamentos que ligam os computadores em redes que utilizam par trançado. Existem hubs padrão Ethernet (10 Mbits/s) e Fast Ethernet (100 Mbits/s). Existem ainda os modelos duais, que permitem conexões com velocidades diferentes na mesma rede (10 Mbits/s e 100 Mbits/s). A maioria dos modelos hoje à venda são duais, mas tome cuidado. Existem muitos hubs de baixo custo que operam com apenas 10 Mbits/s. Podemos encontrar hubs com conexões para 4, 6, 8, 12, 16, 24 ou 32 computadores.

Os hubs e outros tipos de concentradores possuem em geral uma porta adicional chamada Uplink. Esta porta é usada para conectar os hubs (ou outros concentradores) entre si. Observe na figura 16 que a porta 8 tem uma indicada uma ligação com a porta adicional, que é o Uplink. Na verdade o Uplink é uma repetição desta porta (no nosso exemplo, da porta 8). Não é permitido fazer conexões simultâneas em ambas as portas. No hub do nosso exemplo, se a porta Uplink for usada, a porta 8 deve ficar sem conexão. Mais adiante mostraremos como são feitas as ligações com o uso da porta Uplink.

Figura 17

Detalhe da conexão dos cabos no hub.

 

 

 

Se você precisa implementar uma rede em que alguns computadores utilizam placas de 10 Mbits/s (computadores antigos) e outros utilizam placas de 100 Mbits/s, tome cuidado com o tipo de hub que vai adquirir. Existem modelos mais simples que, ao detectarem que existe pelo menos uma placa operando a 10 Mbits/s, obrigam todas as placas de 100 Mbits/s a reduzirem sua velocidade para 10 Mbits/s. Existem modelos de melhor qualidade que dividem as conexões em dois barramentos, um para cada velocidade. Desta forma, dois computadores equipados com placas de 100 Mbits/s poderão trocar dados nesta velocidade. Apenas quando um dos computadores envolvidos na comunicação utiliza placa de 10 Mbits/s esta velocidade será utilizada.

Montagem de cabos UTP/RJ-45

Para montar cabos de rede com par trançado e conectores RJ-45, é preciso utilizar um alicate apropriado, como o que vemos na figura 18. Este alicate é encontrado em lojas especializadas em acessórios para redes, e é normalmente chamado de alicate crimpador. Tome cuidado, pois existe um modelo que é usado para conectores RJ-11, que têm 4 contatos e são usados para conexões telefônicas. Peça um alicate crimpador para conectores RJ-45, de 8 contatos, próprios para redes.

Figura 18

Alicate para fixação de conectores RJ-45.

 

 

 

Este alicate é mostrado em detalhes na figura 19. Possui duas lâminas e uma fenda para o conector. A lâmina indicada com (1) é usada para cortar o fio. A lâmina 2 serve para desencapar a extremidade do cabo, deixando os quatro pares expostos. A fenda central serve para prender o cabo no conector.

Figura 19

O alicate em detalhes.

(1): Lâmina para corte do fio
(2): Lâmina para desencapar o fio
(3): Fenda para crimpar o conector

 

 

São as seguintes as etapas da montagem do cabo:

1) Use a lâmina (1) para cortar o cabo no tamanho necessário

Figura 20

Desencapando a cobertura externa e expondo os quatro pares do cabo.

 

2) Use a lâmina (2) para desencapar o cabo, retirando cerca de 2 cm da capa plástica. É preciso alguma prática para fazer a operação corretamente. A lâmina deve cortar superficialmente a capa plástica, porém sem atingir os fios. Depois de fazer um leve corte, puxe o cabo para que a parte plástica seja retirada. A operação é mostrada na figura 21.

Figura 21

Desencapando a extremidade do cabo.

 

 

3) Você identificará quatro pares de fios:

a) Verde / Branco-verde
b) Laranja / Branco-laranja
c) Azul / Branco-azul
d) Marrom / Branco-marrom

OBS.: Branco-verde significa “fio branco com listras verdes”. Em alguns cabos este fio é verde claro, ao invés de branco listrado de verde. O mesmo se aplica aos outros três pares, com as respectivas cores.

4) Procure separar os pares na ordem indicada no item 3. O par laranja / branco-laranja deverá ser desmembrado. O fio branco-laranja ficará depois do par verde/branco-verde. Depois virá o par azul/branco-azul. Depois virá o fio laranja, e finalmente o par marrom/branco-marrom. Desenrole agora os pares e coloque os fios na seguinte ordem, da esquerda para a direita:

Branco-verde
Verde
Branco-laranja
Azul
Branco-azul
Laranja
Branco-marrom
Marrom

A operação completa é mostrada na figura 22. Procure posicionar os pares de modo que já fiquem dispostos na sua configuração definitiva, sem que seja preciso fazer grandes torções nos pares.

Figura 22

Colocando os fios na ordem correta.

 

5) Use a lâmina (1) do alicate para aparar as extremidades dos 8 fios, de modo que fiquem todos com o mesmo comprimento. O comprimento total da parte desencapada deverá ser de cerca de 1,5 cm.

6) Introduza cuidadosamente os 8 fios dentro do conector RJ-45 como mostra a figura 23. Cada um dos oito fios deve entrar totalmente no conector. Observe ainda na figura 23, o ponto até onde deve chegar a capa plástica externa do cabo. Depois de fazer o encaixe, confira se os 8 fios estão na ordem correta.

Figura 23

Encaixando o cabo no conector RJ-45.

7) Agora falta apenas “crimpar” o conector. Introduza o conector na fenda apropriada existente no alicate e aperte-o. Nesta operação duas coisas acontecerão. Os oito contatos metálicos existente no conector irão “morder” os 8 fios correspondentes, fazendo os contatos elétricos. Ao mesmo tempo, uma parte do conector irá prender com força a parte do cabo que está com a capa plástica externa. O cabo ficará definitivamente fixo no conector. Finalmente use o testador de cabos para verificar se o mesmo está em perfeitas condições.

Esteja preparado, pois a experiência mostra que para chegar à perfeição é preciso muita prática, e até lá é comum estragar muitos conectores. Para minimizar os estragos, faça a crimpagem apenas quando perceber que os oito fios chegaram até o final do conector. Não fixe o conector se perceber que alguns fios estão parcialmente encaixados, como mostra a figura 24. Se isso acontecer, tente empurrar mais os fios para que encaixem até o fim. Se não conseguir, retire o cabo do conector, realinhe os oito fios e faça o encaixe novamente.

Figura 24

Olhando atentamente, observamos que alguns dos fios não ficaram totalmente encaixados.  

Protetor de borracha para o conector RJ-45

Nas lojas que vendem material para a montagem de cabos de rede, você encontrará também protetores de borracha, como os que vemos na figura 25. Esses protetores estão disponíveis em várias cores, e é altamente recomendável usá-los.

Figura 25

Protetores de borracha para os conectores RJ-45.

 

O uso desses protetores plásticos traz vários benefícios:

Montar um cabo de rede com esses protetores é fácil. Cada protetor deve ser instalado no cabo antes do respectivo conector RJ-45. Depois que o conector é instalado, ajuste o protetor ao conector. O conector ficará como mostra a figura 17c.

Figura 26

Cabos com protetores de borracha.

 

Testando o cabo

Testar um cabo é relativamente fácil utilizando os testadores disponíveis no mercado. Normalmente esses testadores são compostos de duas unidades independentes. A vantagem disso é que o cabo pode ser testado no próprio local onde fica instalado, muitas vezes com as extremidades localizadas em recintos diferentes. Chamemos os dois componentes do nosso kit de testador e terminador. Uma das extremidades do cabo deve ser ligada ao testador, no qual pressionamos o botão ON/OFF. O terminador deve ser levado até o local onde está a outra extremidade do cabo, e nele encaixamos o outro conector RJ-45.

Figura 27

Testando um cabo com dois conectores RJ-45.

 

 

 

Uma vez estando pressionado o botão ON/OFF no testador, um LED irá piscar. No terminador, quatro LEDs piscarão em seqüência, indicando que cada um dos quatro pares está corretamente ligado. Observe que este testador não é capaz de distinguir ligações erradas quando são feitas de forma idêntica nas duas extremidades. Por exemplo, se os fios azul e verde forem ligados em posições invertidas em ambas as extremidades do cabo, o terminador apresentará os LEDs piscando na seqüência normal. Cabe ao usuário ou técnico que monta o cabo, conferir se os fios em cada conector estão ligados nas posições corretas.

Montagem e teste de conectores RJ-45 fêmea na parede

Ao montar uma rede em uma pequena sala, os cabos são muitas vezes passados ao longo da parede, fixados no rodapé. Muitas vezes os cabos vão de uma sala a outra, totalmente à vista. Apesar do aspecto deste tipo de instalação ser ruim, funciona bem. Apenas devemos evitar passar cabos de rede próximos à fiação da rede elétrica. As instalações são entretanto mais organizadas quando os cabos de rede passam dentro de conduítes próprios, por dentro das paredes. Nunca passe cabos de rede por conduítes que já sejam usados pela fiação da rede elétrica. Esses conduítes são instalados na parede durante uma obra anterior à instalação da rede e dos computadores. É preciso quebrar a parede, passar os conduítes e instalar as caixas de tomadas, cimentar, fazer o acabamento e pintar.

Figura 28

Tomada de rede embutida na parede.

 

 

Existem alternativas para este tipo de instalação. Em muitas empresas é usado um “piso falso”. Basta levantar as placas e passar os cabos sob o piso. Se não for o caso, podemos deixar o cabeamento de rede externo mas usar canaletas para proteger os cabos e dar um acabamento melhor. Nos pontos onde serão feitas as conexões, usamos caixas externas com tomadas de rede.

Figura 29

Tomadas de rede em caixas externas.

 

 

 

Tanto na tomada embutida como na externa (figuras 28 e 29) encontramos conectores RJ-45 fêmea. O cabo da rede deve ser ligado internamente a esses conectores e fixado com a ajuda de uma ferramenta de inserção apropriada. Na figura 30 vemos o aspecto do interior do conector RJ-45 fêmea.

OBS.: O conector RJ-45 macho também é chamado de plug RJ-45. O conector RJ-45 fêmea também é chamado de jack RJ-45.

Figura 30

Detalhes de conectores RJ-45 fêmea.

 

 

 

Na figura 31 vemos a ferramenta usada na fixação do cabo neste conector. Trata-se de uma ferramenta de impacto. Uma peça chamada blade (lâmina) faz simultaneamente o corte do excesso de fio e a fixação no conector. Tanto os conectores quanto esta ferramenta são encontrados nas lojas especializadas em suprimentos para redes.

Figura 31

Ferramenta para fixação do cabo no conector RJ-45 fêmea.

 

 

 

Para montar este conector, siga o seguinte roteiro:

1) Use um alicate crimpador para desencapar cerca de 3 cm do plástico que envolve o cabo.

Figura 32

Ordem das logações dos fios no conector.

 

 

 

2) Encaixe cada um dos fios nas posições corretas, usando o esquema da figura 32. Em caso de dúvida, use a indicação das cores existente no próprio conector. Os fios devem ser totalmente encaixados nas fendas do conector, como vemos em detalhe na figura 33.

Figura 33

Detalhe do encaixe dos fios no conector.

 

 

 

3) Para cada uma das 8 posições do conector, posicione a lâmina da ferramenta de inserção, como vemos na figura 34. A lâmina tem uma extremidade cortante que deverá eliminar o excesso de fio. Cuidado para não orientar a parte cortante na posição invertida. A parte cortante deve ficar orientada para o lado externo do conector. Aperte a lâmina firmemente no sentido do conector. A lâmina fará um impacto, e fixará o fio no conector, ao mesmo tempo em que cortará o seu excesso.

Figura 34

Fixando os fios por impacto e cortando o seu excesso.

 

 

 

4) Uma vez pronto o conector, devemos testá-lo. A seção completa de cabo terá conectores RJ-45 fêmea em suas duas extremidades. Conecte nesses pontos dois pequenos cabos com conectores RJ-45 macho, previamente testados. Use então o mesmo procedimento usado nos testes de cabos de par trançado, já mostrado neste capítulo.

5) Depois que os conectores forem montados e testados, podem ser encaixados no painel frontal, conhecido como “espelho”. Finalmente este espelho deve ser aparafusado na caixa, e a instalação estará pronta.

Figura 35

Fixe o conector no espelho e aparafuse o espelho na parede.  

 

Note na figura 35 que ao lado do espelho onde estão dois conectores RJ-45, existe um espelho com tomadas elétricas. Lembre-se que a fiação de rede e a fiação elétrica não devem compartilhar a mesma tubulação, mas você pode passar os fios de rede em tubulações telefônicas. O tipo de caixa e espelho usados na figura 35 são conhecidos no comércio como “4x4” (a caixa interna é um quadrado com quatro polegadas de lado). Também são comuns as caixas e espelho “4x2”. Usar uma caixa maior tem a vantagem de permitir mais facilmente a instalação de novas conexões, bastando trocar o espelho.

Os produtores de tomadas e espelhos, como Pial e Siemens oferecem linhas de espelhos, tomadas e interruptores modulares com excelente apresentação. Entre esses módulos encontramos conectores RJ-11 para telefones e conectores RJ-45 para redes. Recomendamos que você evite o uso dessas tomadas, pois os conectores RJ-11 e RJ-45 são genéricos. Não há problema algum em usar conectores telefônicos RJ-11 genéricos, mas para as conexões de rede, utilize exclusivamente os produzidos pela AMP. Não vale a pena utilizar conectores genéricos e comprometer a confiabilidade da rede.

Cabo “crossed”

É possível ligar dois computadores em rede utilizando par trançado, sem utilizar um hub. Para isso é preciso usar um cabo trançado (crossed ou crossover). Este cabo possui plugs RJ-45 em suas extremidades, porém é feita uma inversão nos pares de transmissão e recepção. Para isso, um plug RJ-45 é montado da forma padrão. O outro deve ser montado de acordo com o diagrama da figura 36.

Figura 36

Ligações em um dos conectores do cabo crossed.

 

O funcionamento deste cabo é baseado nas inversões dos sinais TD e RD (transmissão e recepção):

TD+ e TD- do primeiro conector ligados em RD+ e RD- do segundo conector
RD+ e RD- do primeiro conector ligados em TD+ e TD- do segundo conector

O método de teste deste tipo de cabo é o mesmo para cabos comuns. A única diferença é que a seqüência de acendimento dos LEDs será alterada. Ao invés dos LEDs acenderem na ordem 1o, 2o, 3o, 4o, acenderão na ordem 2o, 1o, 3o, 4o. Lembre-se que neste cabo, apenas um dos conectores deve ter as conexões feitas invertidas, como indicado na figura 36. O outro conector deve ter as conexões normais.

Montagem de cabos Thin Ethernet

Você não irá montar redes usando cabos coaxiais, já que caíram em desuso. Mas é possível que precise dar manutenção nessas redes, o que inclui a confecção de cabos. Se esta operação é feita de forma esporádica, você poderá encomendar cabos sob medida em lojas especializadas. Também poderá montar você mesmo esses cabos. O material necessário e as ferramentas são encontrados em lojas especializadas em equipamentos e suprimentos para redes.

A figura 37 as mostra duas ferramentas necessárias à montagem de cabos coaxiais. A primeira serve para desencapar o cabo, e a outra é um alicate crimpador, usado para fixar o conector no cabo.

Figura 37

Ferramentas usadas na montagem de cabos coaxiais.

O conector BNC é vendido desmontado, como mostra a figura 38. Um pino central deve ser fixado no condutor mais interno do cabo. A parte maior do conector fará contato com a blindagem externa. Uma peça metálica adicional firmará o cabo no conector.

Figura 38

Peças que formam um conector BNC.

 

Corte o cabo e introduza-o no anel metálico mostrado na figura 38. A seguir desencape o cabo como mostra a figura 39, usando a ferramenta apropriada. Note que o cabo coaxial RG58 é formado por quatro camadas, de dentro para fora:

Figura 39

Desencapando o cabo.

 

Observe que o tubo metálico externo, a esta altura já posicionado no cabo, ficará sobre a sua capa plástica externa. Já a extremidade do conector BNC, mostrada na figura 40, deverá ficar sob a malha condutora do cabo.

Figura 40

Conector BNC e tubo metálico externo.

 

 

Corte o excesso da malha externa e junte o tubo metálico ao conector. Use o alicate crimpador para prender este tubo ao conector.

Nas lojas que vendem o material para a construção desses cabos, podemos ainda encontrar uma jaqueta plástica externa para o conector, como no cabo que vemos na figura 41. Esta jaqueta deve ser encaixada no cabo antes da montagem do conector. Depois que o conector está fixado ao cabo, juntamos a jaqueta com o conector, dando maior rigidez e um acabamento profissional.

Figura 41

Cabo coaxial pronto.

 

 

Cabos de fibra óptica

Ao invés dos cabos convencionais, que transmitem informação representada por sinais elétricos que trafegam em condutores de cobre, os cabos de fibra óptica transmitem a informação por raios de luz, trafegando no interior de uma fibra de vidro flexível. A fibra óptica tem inúmeras vantagens sobre os condutores de cobre, sendo as principais:

O custo do metro de cabo de fibra óptica não é elevado em comparação com os cabos convencionais. Entretanto seus conectores são bastante caros, assim como a mão de obra necessária para a sua montagem. Um cabo de fibra óptica custa entre 100 e 400 dólares, dependendo do comprimento. Um curso de especialização em montagem de cabos de fibras ópticas custa cerca de 1000 dólares, e é ministrado pelos fabricantes dos cabos e conectores. A montagem desses conectores, além de um curso de especialização, requer instrumentos especiais, como microscópios, ferramentas especiais para corte e polimento, medidores e outros aparelhos sofisticados.

Devido ao seu elevado custo, os cabos de fibras ópticas são usados apenas quando é necessário atingir distâncias maiores, para operar com taxas de transmissão mais altas, em ambientes com muita interferência eletromagnética e quando é necessária proteção contra descargas atmosféricas.

Figura 42

Estrutura interna de um cabo de fibra óptica.

 

 

 

A figura 42 mostra a estrutura interna de um cabo de fibra óptica. A fibra propriamente dita forma o núcleo. Sua espessura é menor que a de um fio de cabelo. A maioria dos cabos de fibra óptica usados em redes têm fibras com espessura de 50 ou 62,5 microns. Cabos especiais chamados monomodo têm fibras de 8 o ou 10 microns (lembrando que 1 micron equivale a 1 milésimo do milímetro). O núcleo é revestido por uma camada também de vidro, chamada casca. O vidro usado na construção do núcleo tem um elevadíssimo grau de pureza, que é medida em partes por bilhão. Um revestimento de acrilato, uma espécie de plástico, forma a camada mais externa do cabo. Vários desses cabos elementares são reunidos formando cabos múltiplos. Os cabos óticos usados em redes de computadores têm até 48 pares de fibras. Cabos usados em telefonia possuem até 280 pares de fibras.

Figura 43

Exemplos de cabos de fibras ópticas (2 e 4 fibras).

 

 

 

A figura 43 mostra a estrutura interna de um cabo com múltiplas fibras óticas. As fibras em si, mostradas na figura 42, são reunidas aos pares em cabos com cerca de 0,85 mm de diâmetro. Um ou vários desses cabos duplos são envolvidos por fios de aramida, que são fibras que dão maior resistência ao cabo, evitando o seu esticamento. O conjunto dos cabos duplos e dos fios de aramida são envolvidos por uma capa plástica externa.

O grande segredo da fibra óptica é a pureza do vidro utilizado. Este vidro é formado por processos químicos especiais que envolvem vaporização e deposição. Também é notável o seu processo de fabricação. O vidro é derretido em um forno com um orifício inferior, até que ocorre a formação de uma gota. Esta gota é puxada e descartada, e forma-se um pequeno filete que é esticado até a espessura desejada. A espessura é controlada por um processo computadorizado, e mantida no valor desejado. A seguir são aplicados a casca de vidro e o revestimento de acrilato.

As fibras são divididas em duas categorias: monomodo e multimodo. A fibras monomodo são usadas em telefonia e em aplicações que exigem longas linhas, com vários quilômetros. Sua espessura é de 8 a 10 microns (lembrando que 1 mícron é igual a 1 milésimo de milímetro), e nela trafega um feixe de laser, sem sofrer reflexão nas paredes. As fibras multimodo são mais baratas. Têm espessura de 50 ou 62,5 microns e alcance de até 2 km (alguns tipos chegam a apenas algumas centenas de metros). Este tipo de fibra é usado em redes locais. O feixe de luz sofre várias reflexões ao longo das paredes internas da fibra, ocasionando um espalhamento do sinal, o que a torna inadequada para distâncias maiores que 2 km. Por outro lado, permite usar fontes de luz mais baratas, como LEDs. São produzidas em cabos com 2, 4, 6, 8, 10, 12 ou mais pares de fibras. O cabo mais simples possui um par de fibras, sendo que cada uma transporta a luz em uma direção.

Figura 44

Cabo com conectores ST.

 

 

 

Você encontrará vários tipos de conectores usados nos cabos de fibra óptica. Um deles é o conector ST, mostrado no cabo da figura 44. Note que em cada extremidade existem dois conectores, um usado na transmissão e outro na recepção. Observe que nas extremidades dos conectores existem protetores plásticos, que devem ser retirados quando o cabo for acoplado ao conector da placa de rede, hub, switch ou outros equipamentos. Os protetores plásticos mantém as extremidades da fibra livre de choques mecânicos, poeira e sujeira em geral.

Outro tipo de conector utilizado é o SC. Trata-se de um conector duplo, cujo encaixe é feito de forma simultânea para o canal de transmissão e o de recepção.

Figura 45

Cabo com conectores SC.

A figura 46 mostra outro tipo de conector bastante comum, o MTRJ. Também é um conector duplo, ou sejam realiza a conexão de duas fibras, uma para transmissão e outra para a recepção. Existem vários produtos baseados nesses conectores, criados pela AMP, uma das maiores fabricantes mundiais de conectores. Existe um outro padrão concorrente, o VF-45, criado pela 3M. Fisicamente o conector VF-45 é bastante parecido com o MTRJ, porém apresenta inúmeras vantagens, como maior durabilidade, maior facilidade de montagem e menor custo de produção.

Figura 46

Cabo de fibra óptica com conectores MTRJ.

 

Muitos dispositivos, como placas de rede, hubs e switches possuem conexões diretas para cabos de fibras óticas, utilizando um dos padrões de conectores aqui citados. Ainda assim, qualquer conexão de rede baseada em cabos convencionais (ex: RJ-45 ou coaxial) pode ser convertida para cabos óticos, usando pequenos dispositivos chamados conversores de mídia (figura 47). Normalmente esses conversores podem ser montados em racks, e qualquer cabo elétrico de rede pode ser convertido para cabos óticos. Existem conversores entre RJ-45 e ST, RJ-45 e ST, RJ-45 e MTRJ, RJ-45 e VF-45, etc.

Figura 47

Conversor de UTP para fibra ótica.

 

 

Para conectar dois equipamentos em rede que já possuam conexões para cabos óticos, porém com conectores diferentes, podemos utilizar cabos híbridos, ou seja, com conectores diferentes em cada extremidade (figura 48). Existem cabos híbridos SC/ST, SC/MTRJ, ST/VF-45, etc.

Figura 48

Cabo híbrido SC/ST.

 

Nunca olhe diretamente o feixe de luz que sai de um cabo de fibra ótica. A alta intensidade da luz pode causar danos irreversíveis à visão, inclusive cegueira. Alguns conectores possuem proteção, mas não é bom facilitar.

Algumas placas de rede possuem conexão direta para cabos de fibras ópticas. A placa mostrada na figura 49 tem dois conectores tipo SC. É mais fácil encontrar placas para fibras óticas nos padrões Gigabit Ethernet e 10-Gigabit Ethernet.

Figura 49

Placa de rede com conectores para fibras óticas.

 

A figura 50 mostra alguns exemplos de conexões utilizando cabos óticos. Os três switches mostrados possuem conexões ópticas no padrão 100Base-FX. Alguns computadores desta rede usam placas de rede com conexão para fibras ópticas, nos padrões 100Base-FX. Dois desses computadores usam placas de rede comuns (100Base-T), e por isso utilizam conversores de mídia (media converters), acoplando as fibras ópticas à placa de rede comum.


Figura 50 - Rede usando cabos de fibra óptica.

A Furukawa, principal fabricante brasileiro de cabos para redes, fornece cabos, conectores e através de suas revendas, ministra cursos de especialização em fibras ópticas. Os principais fabricantes de equipamentos para redes oferecem placas, hubs, switches e conversores para fibras ópticas.