Novo Padrão NBASE-T de Gigabit Ethernet

Olá Pessoal,

Tradicionalmente a tecnologia Ethernet (IEEE 802.3) em redes cabeadas tem evoluído em saltos múltiplos de dez no que diz respeito à sua taxa de transmissão. O leitor pode observar na tabela abaixo uma síntese dessa evolução ao longo dos anos, considerando seu uso apenas nos cabos do tipo par-trançado. O objetivo deste artigo não é discutir as principais categorias de cabos par-trançado, por isso recomendo que os interessados no assunto cliquem aqui para ler outro artigo no blog. 

Outra tecnologia que evoluiu rapidamente em termos de taxas de transmissão foi o WiFi (IEEE 802.11) em redes sem fio. Atualmente o WiFi é imprescindível  porque permite que os recursos e serviços da rede, principalmente a Internet, possam ser acessados a partir dos dispositivos móveis dos usuários. Ocorre que o número de usuários com dispositivos móveis somente cresce e a qualidade do conteúdo multimídia consome cada vez mais banda, fatores que têm impulsionado a rápida evolução dessa tecnologia. 

A rede cabeada é o mecanismo de "escoamento" de tráfego responsável por prover banda suficiente para que os recursos da infraestrutura possam ser acessados de maneira satisfatória pela grande quantidade de usuários. Isso quer dizer que por trás de toda cobertura wireless, existe uma infraestrutura cabeada capaz de suportar a demanda dos usuários móveis. No entanto, por incrível que possa parecer, o fato é que os padrões WiFi conseguiram acompanhar o ritmo de desenvolvimento dos padrões Ethernet, de forma que agora os enlaces de acesso de apenas 1Gbps (Gigabit-Ethernet) não são mais suficientes para suportar os APs do atual padrão 802.11ac (Gigabit WiFi Wave2) que possuem taxas nominais da ordem de 3 a 6 Gbps. Para saber mais sobre o Gigabit WiFi (802.11ac), clique aqui para ler outro artigo do blog. 

A solução natural seria atualizar a infraestrutura cabeada para o próximo padrão, ou seja, para o 10GbE, mas existem alguns problemas técnicos em fazê-lo, além do alto custo das interfaces. Para manter o limite nominal do comprimento do cabo de par-trançado em 100 metros, a tecnologia 10GbE somente opera com o cabo do tipo Cat6A. A maioria do cabeamento instalado nas empresas para interligar os terminais e APs nos switches é Cat5e e Cat6. Isso quer dizer que além do alto custo de substituição das interfaces de todos os equipamentos da infraestrutura, também seria necessário reinstalar boa parte do cabeamento na empresa, algo totalmente inviável em termos de retorno do investimento, principalmente em projetos de cabeamento implantados/atualizados recentemente. 

Desde março de 2015 a aliança NBASE-T, originalmente fundada pela Cisco em conjunto com outras empresas, vem trabalhando na proposta do rascunho IEEE P802.3bz para amenizar esse impasse. Com perspectiva de aprovação do novo padrão em setembro de 2016, a proposta da aliança é conseguir atingir velocidades intermediárias entre os limiares de 1Gbps (Gigabit-Ethernet) e 10Gbps (10GbE), especificamente 2.5Gbps utilizando o cabeamento Cat5e (2.5GBASE-T) e 5Gbps utilizando o cabeamento Cat6 (5GBASE-T) já instalado nas empresas.

Ainda que a opção de evoluir para o padrão 10GbE seja a melhor solução técnica do ponto de vista de escalabilidade para permitir o crescimento da rede, é inegável que o NBASE-T será muito atrativo como solução de curto e médio prazos para permitir o crescimento da rede sem a necessidade de altos investimentos, o que permitirá que as empresas consigam diluir melhor seus custos e melhorar o retorno dos investimentos recém realizados em cabeamento. Os switches Multi-Gigabit da Cisco já são aderentes ao NBASE-T, sendo que o leitor pode encontrar mais informações sobre esses switches no link abaixo:

http://www.cisco.com/c/en/us/solutions/enterprise-networks/catalyst-multigigabit-switching/index.html

Samuel.

Conexão Terminal em Dispositivos Cisco via Cabo USB

Olá Pessoal,

A maioria dos equipamentos de rede possui uma porta de console para permitir aquele primeiro acesso em que são realizadas as configurações iniciais do dispositivo de maneira out-of-bound, ou seja, uma conexão local direta à parte da rede local. Em dispositivos Cisco essa conexão tradicionalmente é feita através de algum aplicativo terminal, a exemplo do PuTTY ou do Screen, via conexão serial em uma porta de console com terminal RJ-45, em que utilizamos o cabo apresentado na figura 1a para esse fim.

Ocorre que praticamente todos os novos computadores não possuem uma porta serial (RS-232) como acontecia anos atrás, motivo pelo qual é necessário utilizar um adaptador USB-Serial (figura 1b) que é acoplado em uma porta USB do computador e, depois de instalados os devidos drivers, o sistema operacional passa a reconhecer uma interface serial (COM ou TTY).

Figura 1. Tipos de Cabos de Console (Clique p/ Ampliar)

Felizmente, já há alguns anos, os roteadores e switches da Cisco possuem, além da tradicional porta de console do tipo serial (terminal RJ-45), uma porta de console adicional do tipo mini-USB (figura 2), o que permite a utilização de um cabo USB convencional. Na relação de acessórios da Cisco, o referido cabo é denominado CISCO-CONSOLE-USB, mas na prática qualquer cabo USB que tenha um terminal USB Tipo-A e outro terminal do tipo mini-USB Tipo-B (figura 1c) é compatível.

Figura 2. Visão Traseira do Chassi de um Roteador Cisco 1905

Nas linhas abaixo trago um rápido guia de como realizar essa conexão terminal em roteadores, switches ou mesmo outras caixas da Cisco utilizando um cabo USB, ao invés do tradicional cabo de console serial. O procedimento é descrito para Linux, Mac OS X e Windows. 

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Conexão Terminal via USB no Linux

No Linux não é necessário instalar nenhum driver para que o cabo USB possa ser utilizado como linha serial. Ao conectar o cabo no computador e no roteador/switch, o sistema operacional irá identificar o dispositivo e criar seu respectivo arquivo de sistema em /dev/ttyACM#, sendo que # é um número qualquer de indexação. Outra vantagem é que não é necessário instalar nenhum software terminal, uma vez que a maioria das distribuições Linux já possui o screen. Apesar disso, não há problema nenhum em utilizar qualquer outro software terminal de preferência do usuário.

root@Linux:~$ ls -ltr /dev/*ACM*
crw-rw---- 1 root dialout 166, 0 Jan   9 13:18 /dev/ttyACM0
root@Linux:~$ screen /dev/ttyACM0 9600
[screen is terminating]
root@Linux:~$

O primeiro passo é listar os arquivos tty do diretório de sistema /dev e localizar o arquivo que normalmente começa por ttyACM. Para facilitar a visualização da saída, é útil utilizar os parâmetros -ltr para exibir os arquivos em lista (-l), por ordem de alteração (-t) e de maneira reversa (-r). Uma vez identificado o nome do arquivo que faz referência à linha serial, basta executar o aplicativo screen na respectiva porta com a velocidade de 9600Bd (baud rate), destacando que o valor padrão de baud em dispositivos mais novos pode ser 115200Bd. Para encerrar o screen, basta digitar CTRL+A : quit.

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Conexão Terminal via USB no Mac OS X

No Mac OS X não é necessário instalar nenhum driver para que o cabo USB possa ser utilizado como linha serial. Ao conectar o cabo no computador e no roteador/switch, o sistema operacional irá identificar o dispositivo e criar seu respectivo arquivo de sistema em /dev/tty.usbmodem#, sendo que # é um número qualquer de indexação. Outra vantagem é que não é necessário instalar nenhum software terminal, uma vez que o Mac OS X já possui o screen. Apesar disso, não há problema nenhum em utilizar qualquer outro software terminal de preferência do usuário.

MacBook:~ User$ ls -ltr /dev/*usb*
crw-rw-rw-  1 root wheel  18,   4  9 Jan 13:13 tty.usbmodem1411
crw-rw-rw-  1 root wheel  18,   5  9 Jan 13:13 cu.usbmodem1411
MacBook:~ User$ screen /dev/tty.usbmodem1411 9600
[screen is terminating]
MacBook:~ User$

É necessário abrir o aplicativo Terminal (no Launchpad) para listar os arquivos tty do diretório de sistema /dev e localizar o arquivo que normalmente começa por tty.usbmodem. Para facilitar a visualização da saída, é útil utilizar os parâmetros -ltr para exibir os arquivos em lista (-l), por ordem de alteração (-t) e de maneira reversa (-r). Uma vez identificado o nome do arquivo que faz referência à linha serial, basta executar o aplicativo screen na respectiva porta com a velocidade de 9600Bd (baud rate), destacando que o valor padrão de baud em dispositivos mais novos pode ser 115200Bd. Por fim, para encerrar o cliente terminal screen, basta digitar CTRL+A : quit.

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Conexão Terminal via USB no Windows

No Windows é necessário instalar um pacote de drivers da Cisco (atualmente na versão 3.1) para que o sistema operacional possa utilizar o cabo USB como linha serial. O leitor pode baixar o pacote de drivers diretamente da página da Cisco ou através do link abaixo que estou disponibilizando no blog. Observe que existe um arquivo específico para arquiteturas 32bits e outro para 64bits. Também é necessário instalar algum software terminal que permita acesso serial (por ex.: PuTTY).

http://www.labcisco.com.br/app/cisco-usbconsole-driver.zip

Uma vez instalado o driver no Windows, então o sistema operacional irá reconhecer uma porta Cisco Serial do tipo COM (figura 3) que deverá ser informada no software terminal de maneira idêntica ao tradicional acesso serial que era feito via cabo de console.

Figura 3. Porta Cisco Serial no Gerenciador de Dispositivos do Windows

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Façam seus testes...

Samuel.

Pesquisadores Desenvolvem Fibra Óptica de 255 Tbps

Olá Pessoal.

Recentemente, em 26/10/2014, a revista Nature Photonics publicou o trabalho intitulado "Ultra-High-Density Spatial Division Multiplexing with a Few-Mode Multicore Fibre". Trata-se de um trabalho realizado por pesquisadores da Eindhoven University of Technology (Holanda), em conjunto com pesquisadores da University of Central Florida (USA) e da Tianjin University (China).

Diferente da tradicional fibra óptica monomodo que possui um único núcleo de aproximadamente 9µm envolto por outra camada de vidro com 125µm (cladding), a fibra óptica proposta pelos autores é multicore e possui 7 núcleos. Percebam que não estamos falando de múltiplas fibras, mas de uma única fibra que possui no interior do seu cladding, que mantém o diâmetro de 125µm, 7 núcleos octagonais, conforme ilustrado na figura abaixo.

As fibras ópticas de múltiplos núcleos com poucos modos são candidatos naturais às fibras de transmissão de próxima geração utilizando técnicas de Multiplexação por Divisão-Espacial ou SDM (acrônimo de Space-Division Multiplexing). Os autores demonstram no artigo a viabilidade da técnica de SDM em atingir taxas de transmissão da ordem de 5,1 Tbps através de um único comprimento de onda (λ) em uma fibra óptica de múltiplos núcleos. Além disso, ao combinar essa técnica de SDM com a tradicional WDM (Multiplexação por Divisão de Ondas), utilizando 50 canais/ondas, consegue-se uma vazão da ordem de 255 Tbps em enlaces de 1km.

Fonte: R. G. H. van Uden, R. Amezcua Correa, E. Antonio Lopez, F. M. Huijskens, C. Xia, G. Li, A. Schülzgen, H. de Waardt, A. M. J. Koonen, and C. M. Okonkwo. Ultra-High-Density Spatial Division Multiplexing with a Few-Mode Multicore Fibre. Nature Photonics. October 26, 2014. 

URL. http://goo.gl/jMKmC6

Abraço.

Samuel.

Especificações Técnicas das Fibras Ópticas

Olá Pessoal.

A fibra óptica transmite informação a longas distâncias através de sinais luminosos, ao invés de sinais elétricos, utilizando o fenômeno da refração interna total. Por isso a fibra óptica é capaz de conduzir a luz por longas distâncias com uma baixa perda em dB por km, além de ser totalmente imune a interferências eletromagnéticas. 

Basicamente uma fibra óptica é composta de dois vidros circunscritos denominados núcleo e cladding. O núcleo é muito fino e feito de sílica com alto grau de pureza, sendo envolvido por outra camada de sílica com diâmetro de 125μm (micrometros; cerca de um décimo de um milimetro). O vidro externo (cladding) possui índice de refração mais baixo do que o vidro interno (núcleo), o que faz com que a luz transmitida seja refletida nas paredes internas da fibra e fique confinada no núcleo.

As fibras ópticas são classificadas em monomodo ou multimodo, dependendo do diâmetro do seu núcleo e da dispersão da luz. As fibras monomodo possuem um núcleo muito fino com diâmetro entre 7μm e 10μm, fazendo com que a luz fique concentrada em um único feixe (modo) e que haja menor quantidade de reflexões.  As fibras multimodo têm núcleos mais espessos (de 62,5μm ou 50μm) que implicam em interfaces e cabos mais baratos porque requerem menor precisão nas conexões, mas sofrem maior atenuação/enfraquecimento do sinal luminoso refletido no núcleo com a divisão do sinal em vários feixes (modos) que refletem em pontos diferentes.

Antigamente eram utilizados LEDs de baixo desempenho (tecnologia mais barata), mas com as atuais demandas das redes modernas são utilizados lasers que oferecem desempenho superior com taxas de transmissão de 1 Gbps ou 10 Gbps.  Para reduzir a atenuação é utilizada luz infravermelho (não vísivel) com comprimentos de onda de 850nm (nanometros), 1300nm ou 1550nm, o que varia nas interfaces (transceptores) com base no padrão de rede adotado.

É isso que explica o limite nominal de 500m para 1 Gbps em fibras multimodo, enquanto que fibras monomodo podem atingir até 80km em 10 Gbps. Aliás, as fibras multimodo de 62,5μm/125μm não são recomendadas para utilização em backbone porque suportam apenas 1 Gbps (a distâncias razoáveis), enquanto que as fibras multimodo de 50μm/125μm (OM3) são recomendadas porque suportam 10 Gbps com comprimento nominal de aproximadamente 300m. 

Os switches/roteadores modernos que suportam fibra óptica possuem slots SFP+ para inserção de módulos transceptores avulsos (figura), ao invés de virem equipados com as interfaces terminais. Essa prática é comum porque os transceptores instalados podem custar mais caro do que a própria caixa, logo essa flexibilidade é importante.

Fonte: Cisco Systems

Dessa maneira é possível combinar transceptores de diferentes padrões na mesma caixa, por exemplo através da inserção de módulos 10GBASE-LR (monomodo) para taxas de trasmissão de 10 Gbps a distâncias de até 10km, além de módulos 10GBASE-SR (multimodo) para backbones locais de 10 Gbps até distâncias de 300m. Por fim, a tabela abaixo traz uma síntese dos principais padrões 10G associados com suas respectivas mídias.

Samuel.

Sistema de Cabeamento Estruturado em Prédios Comerciais

Olá Pessoal.

Em telecomunicações, cabeamento estruturado é a disciplina que estuda a disposição organizada e padronizada de conectores e meios de transmissão para redes de informática e telefonia. Um sistema de cabeamento estruturado bem projetado e organizado traz diversos benefícios para as empresas:

• Reduz custo com novas instalações
• Facilita manutenções mais rápidas e seguras
• Garantia de desempenho pela confiabilidade do cabeamento
• Diminuição de custos de mão-de-obra
• Possibilidade de uma vida útil maior para o sistema

As normas TIA (Telecommunications Industries Association) definem um conjunto de práticas de telecomunicações para cabeamento estruturado com suporte a ambientes multiprodutos/multifornecedores, além de estabelecer critérios técnicos do sistema de cabeamento. A figura 1 da Norma ANSI/TIA-568-C.1 (2009) é reproduzida abaixo e traz uma síntese das principais normas técnicas para padronização de cabeamento estruturado.

Fonte: ANSI/TIA-568-C.1 - Commercial Building Telecommunications Cabling Standards (2009)

A figura 2 da Norma ANSI/TIA-568-C.1 (2009) é reproduzida abaixo e traz um layout representando prédios comerciais e seus respectivos componentes no contexto do cabeamento de telecomunicações. Na sequência trago outra figura que prefiro utilizar para explicar esse layout da norma, onde destaco os códigos adotados para referenciar seus componentes

Fonte: ANSI/TIA-568-C.1 - Commercial Building Telecommunications Cabling Standards (2009)

1. Entrada do Edíficio ou EF (Entrance Facilities)

São as instalações de entrada que interligam o cabeamento externo vindo das operadoras/provedores ao backbone vertical do edíficio (rede interna), onde fica o ponto de demarcação. A separação desse espaço é importante para que os técnicos da operadora, ao realizar qualquer manutenção, somente tenham acesso físico aos equipamentos da operadora (normalmente em regime de comodato). A norma ANSI/TIA-569-C especifica os aspectos de projeto de construção civil dessa sala.

2. Sala de Equipamentos ou ER (Equipment Room)

Essa sala aloja os equipamentos de maior complexidade que compõem o núcleo da rede, a exemplo dos switches de agregação de onde saem uplinks para os demais switches de acesso, fazendo a distribuição do cabeamento de backbone (vertical). Nessa sala podem existir alguns cabos horizontais interligando terminais importantes na infraestrutura da rede, a exemplo de servidores. A norma ANSI/TIA-569-C especifica os aspectos de projeto de construção civil dessa sala.

3. Cabeamento de Backbone ou BC (Backbone Cabling)

O cabeamento de backbone também é chamado de cabeamento vertical (ou backbone de edíficio) e propicia a interligação entre os pisos/andares (salas de telecom) do prédio. Os tipos de cabos (compostos ou individuais) reconhecidos para uso no backbone são:

• Par-Trançado de 100Ω (Cat3, Cat5e, Cat6 ou Cat6A);
• Fibra Óptica Multimodo de 50/125µm, Laser Otimizado p/ 850nm;
• Fibra Óptica Monomodo;

4. Sala de Telecomunicações ou TR (Telecommunications Room)

A sala de telecomunicações, que também pode ser apenas um armário de telecomunicações, consiste na área dentro de um edíficio que aloja os equipamentos do sistema de cabeamento horizontal do andar/piso (patch-panel e switch) e sua respectiva ligação ao cabeamento backbone. A norma ANSI/TIA-569-C especifica os aspectos de projeto de construção civil dessa sala.

5. Cabeamento Horizontal ou HC (Horizontal Cabling)

O sistema de cabeamento horizontal estende-se da saída da área de trabalho (tomada de rede) até o patch-panel no armário da sala de telecomunicações. A norma recomenda que o comprimento limite do cabo horizontal seja 90m, sobrando 10m para os cabos de manobra do canal. Os tipos de cabos reconhecidos para lance horizontal são:

• Cabo UTP ou Blindado de 4 Pares de 100Ω (Cat5e, Cat6 ou Cat6A);
• 2 Fibras Ópticas Multimodo;
• 2 Fibras Ópticas Monomodo; 

6. Área de Trabalho ou WA (Work Area)

Diz respeito à estação de trabalho propriamente dita, cujos terminais podem ser computadores, telefones, câmeras, etc. A fiação da área de trabalho é projetada para ser de interconexão relativamente simples, de forma que deslocamentos e alterações sejam fáceis.

Pontos de Distribuição do Cabeamento 
(Conteúdo Adicionado em 07/10/2014)

As siglas MC, IC e HC representam pontos de distribuição do cabeamento da rede, ou seja, são os equipamentos passivos (patch panels). O MC (Main Cross-Connect), também denominado Distribuidor C, é utilizado na agregação do backbone de prédios distintos em ambientes de área campus (três níveis), conforme ilustrado na figura abaixo. O IC (Intermediate Cross-Connect), também denominado Distribuidor B, é utilizado na distribuição do cabeamento de backbone no mesmo edifício. Ambos os pontos MC e IC ficam localizados na(s) Sala(s) de Equipamentos (ER).

Fonte: ANSI/TIA-568-C.1 - Commercial Building Telecommunications Cabling Standards (2009)

O ponto HC (Horizontal Cross-Connect), também denominado Distribuidor A, fica localizado nas Salas de Telecomunicações (TR) e é utilizado na distribuição do cabeamento horizontal lançado até as tomadas de rede.  As tomadas são denominadas TO, do inglês Telecommunications Outlet.

Uma observação importante é que em ambientes menores, por exemplo onde existe um único prédio, não é necessário que existam ambos os pontos MC e IC. Nesse caso, o MC fica responsável por distribuir o cabeamento de backbone diretamente até os pontos HC. Uma última observação é que as linhas pontilhadas (figura acima) representam ligações opcionais.

Samuel.

Parâmetros na Certificação de Cabeamento Estruturado

Olá Pessoal.

O processo de certificação do cabeamento estruturado de uma rede, seja composto por cabos de par-trançado (balanceados) ou fibras ópticas, requer equipamentos especializados e envolve uma série de parâmetros determinados pelas normas ANSI/TIA-568-C (2009). Os certificadores de cabos da Fluke Networks (figura), por exemplo, são referência mundial.

Fonte: Fluke Networks®

São vários os testes exigidos pela norma, a listar:

• Configuração de Terminação (Wire Map)
• Comprimento do Cabo
• Perda de Inserção (Atenuação)
• Perda de Retorno (Impedância)
• Paradiafonia (NEXT), PS-NEXT, ELNEXT e PS-ELNEXT
• Relação Atenuação/Paradiafonia (ACR)
• Atraso de Propação (Delay)
• Desvio no Atraso de Propagação (Delay Skew)

O teste de mapeamento dos fios é o mais simples deles e consiste em assegurar que a sequência de fios nos conectores RJ-45 dos cabos de par-trançado esteja em conformidade com os padrões T568A ou T568B, conforme observado na figura abaixo.

Costumo organizar os demais parâmetros nas seguintes categorias:

• Diafonia
• Impedância
• Atenuação

A diafonia ou linha cruzada (do inglês crosstalk) ocorre quando um determinado par de fios gera interferência em outro par nas proximidades, seja no mesmo cabo ou em outro. A diafonia pode receber várias classificações, então vou detalhar as principais na sequência abaixo: 

• NEXT ou Paradiafonia
• FEXT ou Telediafonia
• AXT
• PS-NEXT
• PS-FEXT
• Etc...

O NEXT (Near-End CrossTalk) ou paradiafonia diz respeito à interferência entre pares de fios na mesma extremidade de um mesmo cabo. É um parâmetro bastante sensível e os valores mais altos indicam menor ruído (interferência). Na realidade os resultados dos valores medidos é negativo, mas os equipamentos que fazem a medição não mostram esse sinal negativo. Por isso um resultado de 30dB (-30dB) indica menos interferência do que um resultado de 10dB (-10dB). 

O FEXT (Far-End CrossTalk) ou telediafonia diz respeito à interferência entre pares de fios em extremidades opostas de um mesmo cabo. O FEXT não é um problema tão sério quanto o NEXT porque a diafonia que ocorre longe do emissor gera menos ruído. O AXT (Alien CrossTalk) diz respeito à incidência de interferência entre pares de fios de cabos distintos que passam pelo mesmo conduíte, por exemplo, quando submetidos à pressão excessiva. 

O PS-NEXT e PS-FEXT (PS de Power Sum) consideram a somatória de interferências do sinal aplicado em três pares sobre o quarto par e são importantes nas redes modernas que utilizam todos os quatro pares de fios. Na tecnologia Fast-Ethernet (100 Mbps) que utiliza apenas os pares 1,2 (TX) e 3,6 (RX), o teste de diafonia entre os pares verde e laranja (V - L) é suficiente porque os demais pares são inutilizados e não geram interferência. Na tecnologia Gigabit-Ethernet (1 Gbps) que utiliza todos os quatro pares de fios na transmissão de dados, os tradicionais testes NEXT e FEXT têm que ser realizados entre todos os pares possíveis, que são:

• V - L
• V - A
• V - M
• L - A
• L - M
• A - M

Legenda: V (Verde), L (Laranja), A (Azul) e M (Marrom).

A impedância é a medida da resistência (em ohms, Ω) que deve ser uniforme ao longo do cabo e conectores. A norma ANSI/TIA-568-C recomenda cautela na tração excessiva aos condutores, emendas desnecessárias e torcimentos dos cabos porque essas ações impactam negativamente no valor de impedância, cujo limite de tolerância é de 15%. Apenas para constar, a referência padrão de um cabo de par-trançado Cat5e é de 100Ω.

A atenuação é expressa em dB e representa a redução da amplitude do sinal ao longo do cabo (perda). Também degrada em frequências mais altas, motivo pelo qual os equipamentos fazem sua medição em diferentes frequências que variam dos 64kHz até 100MHz (no cabo Cat5e) ou mais em outras categorias.

Abraço.

Samuel.

Mapa Mundi de Cabos Ópticos Transoceânicos

Olá Pessoal.

Os serviços de telecomunicações de longa distância (telefonia e Internet) trafegam através da infraestrutura de cabos transocenânicos (submarinos) que atravessam os oceanos interligando os continentes. Outra opção utilizada para esse fim é a tecnologia de satélites espaciais, mas essa opção representa apenas uma pequena porção do tráfego intercontinental porque, além de muito cara, apresenta altas latências (atraso do sinal) e fica indisponível quando afetada por interferências naturais, a exemplo de tempestades solares.

Os primeiros cabos transoceânicos tinham capacidade para cerca de apenas 40.000 conversas telefônicas simultâneas, enquanto que os modernos cabos submarinos de fibra óptica têm capacidade para milhões de circuitos telefônicos. No Brasil existem cabos submarinos que interligam o país a vários vizinhos sulamericanos, aos EUA, à África e à Europa (figura).

O Atlantis-2 custou 370.000.000 (milhões) e é o único cabo submarino que interliga diretamente a América do Sul à Europa, possuindo extensão de 12.000 km e capacidade de 40 Gbps. Ele pertence a um consórcio internacional formado por 25 das maiores operadoras de telecomunicações do mundo, sendo que 70% do empreendimento foi feito pelas operadoras: Embratel, Deutsche Telecom, Telecom Itália, France Telecom e Telefônica Espanha.

Fonte: Internet

O cabo óptico e amplificadores utilizados em sistemas submarinos são projetados para resistirem a pressão de água de até 8.000m (8km) de profundidade, ou seja, 800 atm. O cabo é extremamente reforçado com componentes de alta resistência e confiabilidade (figura abaixo) para assegurar uma vida útil média de 25 anos.

Fonte: Internet

O cabo submarino fica praticamente estacionado no leito submarino, devido ao próprio peso do cabo e ao peso dos amplificadores - em torno de 500 kg cada um. A perspectiva é que para 2016 teremos novos cabos transoceânicos, sendo que os dois mais importantes irão interligar o país até a capital da Angola (Luanda) e  outro até a Europa.

Fonte: www.teleco.com.br

Aproveito a discussão para compartilhar o link abaixo que traz um mapa interativo e atualizado dos cabos submarinos que interligam os continentes.

http://submarine-cable-map-2014.telegeography.com/

Vale a pena explorar a ferramenta...

Samuel.

Medida Padrão de Racks e Equipamentos de Rede

Olá Pessoal.

Em ambientes que seguem as normas ANSI/TIA e adotam as boas práticas de cabeamento estruturado, é comum que os equipamentos da infraestrutura sejam fixados em racks apropriados para esse fim. Há diferentes tipos de racks que variam dependendo da necessidade do ambiente, a exemplo dos racks fechados ou abertos do tipo torre (de piso) para as salas que devem acomodar vários equipamentos e dos mini-racks do tipo gabinete que normalmente são fixados nas paredes dos departamentos para acomodar poucos dispositivos de acesso.

A largura padrão dos racks é de 19'' (dezenove polegadas), medida que equivale a 48,260 cm. A altura, no entanto, é variável dependendo da quantidade de equipamentos que devem ser acomodados. Apesar da altura real do rack ser variável, existe uma unidade de medida padronizada para descrever a altura dos equipamentos de infraestrutura que serão fixados nos racks, a exemplo dos patch-panels, switches, roteadores, modens, servidores, etc. 

Essa unidade de medida é denominada Rack Unit (RU), ou simplesmente U. Todo rack tem duas colunas laterais com furos uniformes (figura), sendo que cada três furos equivalem a 1U (aproximadamente 4,5cm). Essa mesma padronização é seguida pela maioria dos fabricantes de equipamentos de rede, por isso fazemos referência à altura dos equipamentos no formato da letra U. Por exemplo, normalmente os switches de acesso ocupam um espaço equivalente a 1U, enquanto que alguns roteadores podem ocupar 2U, 3U, ou mais. 

Abaixo trago algumas medidas aproximadas de racks:

Mini-Racks do Tipo Gabinete

• 03U = 13,5 cm
• 05U = 22,5 cm
• 07U = 31,5 cm
• 08U = 36,0 cm
• 09U = 40,5 cm
• 10U = 45,0 cm
• 12U = 54,0 cm
• 16U = 72,0 cm

Racks de Piso

• 12U = 0,54 m
• 16U = 0,72 m
• 20U = 0,90 m
• 24U = 1,08 m
• 28U = 1,26 m
• 32U = 1,44 m
• 36U = 1,62 m
• 40U = 1,80 m
• 44U = 1,98 m
• 48U = 2,16 m

Obs.: Vale lembrar que a altura e mesmo a largura reais do rack vão variar de modelo para modelo, uma vez que a unidade padronizada diz respeito ao espaçamento interno entre as colunas com os furos. Quando os equipamentos não têm largura equivalente a 19'', normalmente eles são fornecidos com braçadeiras apropriadas para atender o padrão.

Abraço.

Samuel.

Categorias de Cabos de Par-Trançado

Olá Pessoal.

É comum no cotidiano dos profissoinais de infraestrutura que atuam com cabeamento estruturado a utilização dos tradicionais cabos metálicos de cobre de par-trançado, sendo atualmente os dois mais populares: (i) Cat5e e (ii) Cat6. 

O nome par-trançado vem de um processo natural de blidagem eletromagnética que é empregado nesses cabos - o trançamento entre os pares de fios. Essa blindagem natural consiste na transmissão repetida da mesma informação nos dois fios de um par com polaridades invertidas. Ao fazê-lo, cada sinal (corrente elétrica) irá geral a sua volta seu respectivo campo magnético e ambos serão idênticos, no entanto com as polaridades invertidas - ou seja, os campos se ANULAM! A figura abaixo ilustra esse processo.

O tradicional cabo UTP Cat5e opera em frequências de 100MHz e são comumente empregados com a tecnologia Fast-Ethernet para trafegar dados com taxas de transmissão de 100Mbps, respeitando o limite nominal de 100m no comprimento dos cabos. Embora o cabo de par-trançado Cat5e seja recomendado para taxas de 100Mbps (100BASE-TX) onde o limite nominal do comprimento é 100m, muitos devem saber que somente os pares 1-2 (TX) e 3-6 (RX) são efetivamente utilizados na comunicação (vide figura abaixo).

 

É possível utilizar esse mesmo sistema de cabeamento para conseguir taxas de transmissão de 1 Gbps (1000BASE-T), desde que todos os quatro pares de fios sejam utilizados na transmissão/recepção (half-duplex), no entanto essa prática não é recomendada porque a proximidade entre os pares aumenta a incidência de diafonia e limita bastante o comprimento nominal do cabo que pode decair para cerca de 20m apenas.

Para esse fim o cabo de par-trançado Cat6 é recomendado nas redes que operam a 1Gbps, já que agora sua frequência de operação é da ordem de 250MHz. Isso ocorre porque esse cabo é construído com tranças não uniformes entre seus pares e também existe um "balizador" interno que separa os quatro pares, mecanismos que evitam a interferência entre os pares (diafonia ou crosstalk), funcionando como blindagem adicional à clássica blindagem natural das tranças.  Ou seja, na prática, através da adoção do cabo Cat6 é possível operar com taxas de 1 Gbps (1000BASE-TX) em full-duplex e com limite nominal do comprimento do cabo em 100m! 

Outro detalhe importante que as pessoas têm que ficar atentas diz respeito aos conectores utilizados na terminação dos cabos. Embora os terminais sejam padronizados para fins de compatibilidade entre as diferentes categorias de cabos, o terminal RJ45 do Cat6 é diferente do terminal RJ45 do Cat5e. Reparem na figura abaixo (à esquerda) que no terminal do cabo Cat6 os fios não ficam posicionados de maneira paralela, outro mecanismo para diminuir a incidência de interferência já que todos os fios estão sendo utilizados para transmitir informação. Terminar um cabo Cat6 com o conector errado pode ser suficiente para diminuí-lo operacionalmente ao Cat5e! Fiquem realmente atentos em relação a isso...

 

O último padrão de cabo metálico de par-trançado foi oficialmente publicado em fevereiro de 2008 na Norma ANSI/TIA-568-C e é denominado Cat6A (figura abaixo) - "A" de Augmented ou Aumentado. Esse tipo de cabo é mais grosso do que o Cat6 e possui maior espaçamento interno entre os pares de fios, o que permite sua operação em frequências da ordem de 500MHz por haver menos interferência. Com essa frequência esse cabo pode ser empregado em backbones prediais para suportar taxas de transmissão de 10Gbps (10GBASE-T) com comprimentos nominais que variam entre 37m e 55m, podendo inclusive chegar aos 100m.

Além da alta taxa de transmissão, outra grande vantagem do cabo de par-trançado Cat6A é que ele possui menor incidência à interferência de Alien Crosstalk, ou seja, a diafonia entre pares de cabos distintos - fenômeno da interferência que um cabo gera em outro cabo, conforme pode ser observado na figura abaixo. Isso é uma vantagem em conduítes que possuem vários cabos próximos uns dos outros, o que é comum. No entanto sua desvantagem, além do preço mais caro, é que esses cabos são mais grossos.

Os próximos esforços de paronização caminham para aquilo que serão os cabos de par-trançado Cat7 (taxas de 40Gbps em cabos de até 50m) e Cat7A (taxas de 100Gbps em cabos de até 15m). No entanto, nenhuma dessas categorias ainda é formalmente definida em norma pela ANSI/TIA, embora haja fabricantes no mercado vendendo essas soluções.

Para finalizar esse artigo, trago um breve resumo com as principais categorias:

Abraço.

Samuel.

Vantagens do Cabo de Fibra Óptica

Olá Pessoal.

Uma rede de computadores é um conjunto de duas ou mais máquinas conectadas entre si que se comunicam com a finalidade de compartilhar informação. Para que haja comunicação antes deve existir um elo de ligação entre as máquinas pelo qual o sinal originado em uma ponta possa alcançar seu destino. Esse elo de ligação são os meios de transmissão que podem ser classificados como meios guiados (cabos) ou não guiados (sem fio).  Exemplos de comunicação sem fio são: infravermelho, rádio-frequência e microondas.

Na categoria dos meios guiados os cabos mais comuns que são empregados em redes são os tradicionais cabos metálicos de cobre (par-trançado e coaxial) e a fibra óptica. Diferente dos cabos metálicos que transmitem informação através de sinais elétricos, as fibras ópticas transmitem informação através da LUZ!

O que é a fibra óptica e por que devo utilizá-la? Parece ser algo mais complicado e o tradicional cabo "azul" (par-trançado) é tão comum... Acontece que a fibra óptica tem inúmeras vantagens em relação aos cabos metálicos. 

1) A primeira grande vantagem da fibra óptica é que ela tem MUITO mais largura de banda do que os cabos metálicos. Para vocês terem uma idéia dessa dimensão, pensem que a fibra ótica tem largura de banda da ordem de THz (1000 GHz), enquanto que o cabo coaxial é da ordem de GHz (1000 MHz) e o par-trançado é da ordem de MHz. Por isso a fibra óptica é o candidato ideal nas redes convergentes que trafegam dados, voz e vídeo - TODAS as redes do "futuro"!

2) Uma vez que a fibra óptica transmite informação através da luz, então ela é totalmente IMUNE a interferências eletromagnéticas geradas por motores elétricos, lâmpadas, outros cabos elétricos, etc. Ambiente industriais que têm incidência de interferência eletromagnética implicam na perda de quadros em redes que utilizam cabos metálicos sem a devida blindagem, por isso a fibra óptica é uma EXCELENTE opção nesses casos.

3) Os limites nominais de comprimento das fibras óticas são bem maiores do que os cabos metálicos, chegando a vários quilômetros de distância. Apenas para fins de comparação, um cabo de par-trançado convencional (Cat5e) tem limite nominal de apenas 100m. Por isso as fibras são ideais como solução de cabeamento de redes de longa distância e são muito empregadas pelas operadoras de telecomunicações. As fibras também são utilizadas para ligar os continentes através dos chamados cabos transoceânicos!

4) Apesar de o processo de fabricação da fibra óptica ser bastante complexo e minucioso (vejam o post de 22/01/2013), a matéria-prima presente na sua composição (areia) é encontrada em abundância na natureza, afinal a fibra é feita de vidro.

5) A espessura de uma fibra óptica é MUITO fina, próximo a espessura de um fio de cabelo. Mais ainda, um cabo óptico é composto de VÁRIAS fibras dentro dele... Ou seja, a moral dessa conversa é que a largura de banda desse meio de transmissão é monstruosa!

Aliás, em redes que utilizam fibras ópticas o gargalo na comunicação está sempre nas interfaces (portas) que conectam os cabos ao dispositivo eletrônico. É no momento que o sinal chega na interface que ocorre a conversão opto-elétrica, ou seja, o sinal do domínio da luz é convertido para o domínio elétrico que é bem mais lento.

No vídeo abaixo eu faço todas essas ponderações de maneira breve!

Abraço.

Samuel.

Programa Informatize-se da TV-UNIMEP