Cabeamento Estruturado

Uma visão atual do cabeamento estruturado

Relações com Engenharias, Tecnologia da Informação e Comunicação e tripés para comunicação

A primeira impressão que necessita esclarecimento é que o Cabeamento Estruturado é um processo de engenharia mais relacionado com construção civil, como as instalações elétricas, do que com o dia a dia do mundo de TIC (Tecnologia de Informação e Comunicação). Apesar de não estar claro nas escolas técnicas ou de engenharia que isso é um atributo desses profissionais em formação, é importante que definitivamente eletrotécnicos e engenheiros eletricistas tomem para si esse Sistema. 

Não podemos esquecer que o cabeamento quando é entregue ao pessoal de TIC já foi instalado e testado, pronto para uso. Para chegar a esse ponto a interação do instalador desse sistema foi muito mais relacionada com a construção civil pois foram necessárias negociações por espaço com engenheiros civis, por rotas de eletrocalhas e eletrodutos com engenheiros eletricistas e por desvios de dutos de ar-condicionado com engenheiros mecânicos.

O Cabeamento Estruturado não é um conceito exatamente novo, por outro lado não tem a história das instalações elétricas. Seu ciclo de modernização é rápido, pois está atrelado ao desenvolvimento das redes de dados, principal serviço utilizado nesse sistema, e consequentemente ao crescimento das redes de comunicação, internet, etc. Os cabos de pares trançados de cobre usados nos sistemas de Cabeamento Estruturado saltaram de 16 MHz de largura de banda (Categoria 3 ~1990) para 500 MHz (Categoria 6A ~2010) ou mais para suportarem redes de dados que cresceram de 10 Mbps (Megabits por segundo) para impressionantes 10 Gbps (Gigabits por segundo).

Outra característica importante que deve ser obsevada é a importância do cabeamento para o transporte de sinais de comunicação, sejam eles voz, internet, vídeo e outros.

 A comunicação de dados depende de um tripé para ocorrer: Os profissionais que trabalham na área de comunicação não podem esquecer que a mesma política de qualidade, confiabilidade contingência e outros devem ser aplicados aos três pés da comunicação de dados: 

· Hardware (equipamentos), Software (programas) e Meio físico (cabeamento)

Qualquer pé que esteja imperfeito fará com que a plataforma toda se desequilibre, prejudicando o transporte de informações.

Não é difícil ver empreendimentos que fazem investimentos em switches e roteadores de alto desempenho, com fontes e processadores redundantes, gastos altos com softwares de alta disponibilidade, duplicação de dados e pecam na escolha do meio de transmissão, seja por desconhecimento da importância dele ou por restrições orçamentárias.

O Meio Físico (cabeamento) também depende de um tripé para funcionar e como no anterior, qualquer um dos componentes que falhar compromete toda a plataforma.

Assim, olhando isoladamente o meio físico, antes de relacionar-se com o software e o hardware, três frentes devem ser acompanhadas para que o cabeamento tenha sucesso:

O Projeto: o desenho da solução com capacidade para atendimento das demandas imediatas e futuras, flexibilidade para uso de outros serviços além de voz e dados e capacidade para mudanças e adições ao longo da vida útil compõem um bom projeto. Sem um bom projeto pouco adianta um bom serviço de instalação tampouco bons produtos;

O Produto: como em todas as indústrias, existem patamares diferentes de qualidade e isso não é diferente no cabeamento. 

A escolha de produtos bons impacta da longevidade da solução, segurança para o usuário final e reduz drasticamente a ocorrência de defeitos intermitentes, os mais difíceis de serem isolados e sanados. Porém, somente bons produtos não fazem um bom cabeamento;

O Serviço: imagine um bom projeto sendo executado com excelentes produtos por um instalador sem treinamento, experiência e desconhecedor dos detalhes que fazem meios de transmissão sofisticados como cabos de pares trançados e fibras ópticas transportarem altas velocidades de dados. 

Seguramente a plataforma física, o cabeamento, será prejudicada a despeito do investimento em bons projeto e produto.

Assim é necessário que o Cabeamento Estruturado seja visto pela maioria como um processo de engenharia em lugar de somente mais um acessório para TIC e que sua importância para a comunicação seja considerada no mesmo nível dos demais sistemas.

Outros Serviços e Convergência

 O Cabeamento Estruturado ao longo de sua evolução mostrou-se apto a transportar mais sinais de comunicação além dos triviais voz e dados. Hoje grande parte dos sistemas de automação, controle e segurança podem usar esse sistema para fazer suas conexões físicas. Os motivos que levaram ao Cabeamento acomodar mais sinais de comunicação são basicamente dois:

Padronização: o Cabeamento Estruturado é bem padronizado e suportado por normas desde 1990 e os profissionais que trabalham na área conhecem valores, termos e limites corriqueiramente. Isso fez com que as instalações crescessem com bom grau de qualidade, capacidade e equivalência. 

Superdimensionamento:  um dos principais desafios do Cabeamento Estruturado é a longevidade. Nesse caso longevidade não significa durar muito tempo, mas sim acomodar durante sua vida útil novas aplicações, velocidades de redes, etc. O que parece ser superdimensionamento no momento da instalação mostra-se adequado ao uso futuro, protegendo o investimento e minimizando gastos com mudanças. Essa característica permitiu que sinais de baixa velocidade e banda fossem facilmente acomodados principalmente em cabos de pares trançados.

Paralelamente a esses dois fatores que impulsionaram a convergência em nível físico (diferentes protocolos, codificações e tipos de transmissão analógicos e digitais no mesmo tipo de cabo) ocorre outro fenômeno que promove a convergência em nível lógico e assim acelera o uso de múltiplos serviços sobre o Cabeamento Estruturado. É conhecido como “Tudo sobre IP” e é tão acelerado como a evolução da Internet. 

Telefones e Câmeras IP hoje são muito comuns e os sistemas de automação como sensores e controladores evoluem no mesmo sentido. Para o Cabeamento Estruturado que desde sempre executa conexões Ethernet e IP (hoje ambas se confundem apesar de estarem em camadas diferentes) essa mudança é transparente.

Um bom projeto de Cabeamento Estruturado hoje contempla não somente os sinais de voz e dados, mas também câmeras de CFTV (analógicas ou IP), pontos de acesso de redes sem fio (Wi-Fi), controles de acesso e sensores, sistema de iluminação e ar-condicionado entre outros. Os sinais de vídeo, que são exigentes para sua transmissão e eventualmente não podiam ser atendidos pelo cabeamento estão sendo integrados na medida em que os meios possuem mais largura de banda e ao mesmo tempo o processo de transporte sobre IP se materializa.

Meios de Transmissão

Dois meios de transmissão são mais comuns no Cabeamento Estruturado: os cabos de pares trançados de cobre e os cabos de fibras ópticas. Apesar de ser um meio comum no mercado, o cabo coaxial tem pouca participação nesse segmento específico e sua ocorrência é bem notada nas conexões de vídeo.

O cabo de par trançado evoluiu muito desde sua concepção para redes telefônicas e hoje é muito diferente de sua origem, apesar de manter os mesmos princípios. Seu papel de transmissor de sinais analógicos de baixa frequência mudou radicalmente para transporte de sinais digitais de altas frequências, sendo que em alguns caso,s todos os pares são utilizados ao mesmo tempo e em ambos os sentidos. A codificação dos sinais, cancelamento de ruídos e eco estão exigindo de tal maneira os processadores das placas de rede, cabos e conectores, que nunca se chegou tão próximo como hoje do ponto de inflexão para fibras ópticas.

O cobre ainda é predominante em instalações comerciais para pequenas distâncias, mas a fibra óptica está tomando um espaço muito grande em instalações de missão crítica como Data Centers. O meio óptico sempre foi mais adequado para funcionamento por períodos prolongados, uma vez que suporta melhor aumentos de velocidades de redes. Entretanto o custo dos equipamentos ativos (transmissores) e a popularidade das redes metálicas inviabiliza economicamente o uso das fibras em alguns casos.

Hoje os meios de transmissão mais modernos usados em Data Centers, Sistemas de Missão Crítica e todos os outros que pretendem proteger seu investimento e facilitar migrações futuras são os cabos de pares trançados  Categoria 6ª (Augmented Category 6) e os cabos ópticos com fibras OM4.

O primeiro pode ser usado para redes de até 10 Gbps e tem uma largura de banda útil de 500 MHz. Essa categoria parece ser a última que fará uso do conector modular de 8 vias, conhecido como RJ-45. 

A principal preocupação no desenvolvimento dessa categoria de cabos foi a minimização de um fenômeno conhecido como Alien Cross-Talk (AXT) onde não os pares do próprio cabo, mas de outros cabos adjacentes, geram ruído capaz de interferir nas comunicações.

A forma mais eficiente de bloquear essa interferência é a blindagem por fita metalizada que além de econômica e simples de manusear ainda é muito eficiente. Essa construção de cabos é chamada de F/UTP (Foiled/Unshielded Twisted Pair – fita metalizada em torno de todo o grupo e pares não blindados.

Por outro lado, a fibra óptica Multimodo OM4 tem capacidade de transportar 100 Gbps até uma distância de 150 m, uma taxa altíssima que breve será utilizada em Data Centers comumente. Além de mais rápidas, as fibras estão mais robustas e flexíveis ao mesmo tempo. 

Hoje certas fibras podem fazer uma volta em torno de uma pequena moeda, facilitando a instalação em residências ou minimizando problemas de muitos cabos de manobra em espaço reduzido.

A evolução do meio óptico não se restringe somente às fibras, mas a conectividade igualmente. Junto com a necessidade de maiores taxas de transmissão veio a de aumentar a densidade das conexões e de transmissão paralela. 

A resposta a essas necessidades veio na forma do conector MPO (Multi-Fiber Push-On), um conector que apesar de não ser novo nas redes com altas densidades de fibras de plantas externas começou a se popularizar agora em redes internas, principalmente em Data Centers, pois é a interface óptica escolhida para as redes de 40 e 100 Gbps. O conector MPO pode ligar de uma a seis fitas (ribbons) de 12 fibras ópticas cada, de uma só vez em um espaço semelhante ao ocupado por um conector RJ-45. A grande quantidade de fibras associado ao pequeno espaço ocupado está levando a densidade de portas e conexões a níveis muito altos e ajudando assim na expansão das redes com economia de espaço e alto desempenho.

Ambientes Especiais

O berço do Cabeamento Estruturado é o escritório comercial. Nestes ambientes ele amadureceu, abraçou novas necessidades, viu sua demanda crescer na velocidade das comunicações dos anos 2000 e hoje podemos dizer que esse sistema é bastante maduro nesse tipo de construção.Mas o desenvolvimento e as novas necessidades de comunicação chegaram a,  outros ambientes, que precisam de um olhar mais específico. Esses ambientes especiais demandam muito das comunicações e podem ser considerados de “missão crítica”, portanto devem ser mais confiáveis, mais disponíveis e muito velozes. Três ambientes especiais de missão crítica se destacam, entre outros: Data Centers, Hospitais e Indústrias.

Estes ambientes são tão especiais que seus sistemas devem ser diferentes dos comerciais ou residenciais. Para energia, ar-condicionado, construção civil e cabeamento tanto para o projeto, produto e serviços, requerem níveis de qualidade superiores à média. Mereceram inclusive normas específicas de infraestrutura de telecomunicações nos EUA para cada um deles: TIA-942 (Data Centers), TIA-1005 (Industrial) e TIA-1179 (Instalações de Saúde).

Missão Crítica significa mais disponibilidade, menos paradas, mais confiabilidade na rede. Duas dessas instalações têm muito em comum no que tange ao planejamento e uso do cabeamento: Data Centers e Hospitais:

· Ambos possuem norma própria: o que significa que a norma de cabeamento genérico não é suficiente para atender às suas demandas específicas;

· Sua atividade principal está relacionada a serviços que não podem parar: Hospitais cuidam de vidas, o maior bem. Data Centers cuidam de dados vitais para pessoas, empresas e serviços diversos como aeroportos e bancos;

· Cabeamento mais robusto requerido: os meios de transmissão de maior desempenho como cabos Categoria 6A e fibras OM4 são requeridos para prover a maior velocidade, compatibilidade futura e disponibilidade possíveis. Rotas redundantes e diferentes também são indicadas para o desenho dessas soluções e garantem menor incidência de pontos únicos de falhas.

Não é diferente o tratamento que devemos dar às salas de segurança e monitoramento, controle de túneis, estradas e minas, emissoras de rádio e TV entre outros que podem ser enquadrados como missão crítica e alta disponibilidade.

Para esses ambientes, assim como as demais instalações, o cabeamento merece um enfoque único e especial como os próprios ambientes.

Fonte: http://portal.furukawa.com.br/arquivos/i/inf/informativo/2235_Visaocabeamentoatual.pdf