Padrões de cabeamento Ethernet

O cabeamento Ethernet é um componente essencial da sua Rede Local (LAN) e desempenha um papel significativo em garantir a transmissão de dados sem interrupções. Como usuário, você já deve estar familiarizado com seu propósito principal, que é conectar dispositivos como computadores, roteadores e switches para permitir a comunicação e a troca de dados. Neste artigo, discutiremos os diferentes tipos de cabos Ethernet e seus padrões correspondentes, para que você possa estar mais bem informado sobre como fazer a escolha certa para suas necessidades de rede.

Tudo o que você deve saber sobre o cabo Ethernet

Diferentes tipos de cabos

Há vários tipos de cabos Ethernet disponíveis, cada um com seu próprio conjunto de características de desempenho e especificações. Aqui está uma rápida visão geral:

• Par trançado: O tipo mais comum de cabos Ethernet, cabos de par trançado, vêm em duas variedades: blindados (STP) e não blindados (UTP). Cabos de par trançado consistem em múltiplos pares de fios de cobre trançados juntos para reduzir diafonia e aumentar a confiabilidade.
• Cobre: O cobre é o material mais amplamente usado em cabeamento Ethernet, oferecendo um equilíbrio entre acessibilidade, desempenho e facilidade de uso. Os cabos de cobre suportam vários padrões Ethernet, como os amplamente populares Cat 5e, Cat 6 e Cat 6a.

Termos com cabos Ethernet

• Largura de banda: medida em MHz, a largura de banda determina a faixa de frequência que o cabo pode suportar.
• Taxa de transferência de dados: medida em Gbps, refere-se à velocidade na qual os dados podem ser transmitidos pelo cabo.
• Blindagem e isolamento: cabos de alta qualidade geralmente têm melhor blindagem para proteger contra interferência e degradação do sinal.
• Compatibilidade com versões anteriores: a maioria dos cabos Ethernet são compatíveis com versões anteriores, permitindo que dispositivos mais antigos sejam conectados a infraestruturas mais novas.

Interferência e Diafonia

Interferência de outros dispositivos eletrônicos pode causar baixo desempenho de rede e degradação de sinal. Tipos de interferência incluem alien crosstalk (AXT), interferência eletromagnética (EMI) e interferência de radiofrequência (RFI). Cabos Ethernet de alto nível geralmente têm melhor blindagem para reduzir o impacto da interferência.

Padrões Ethernet por IEEE e TIA

A série de padrões IEEE 802.3 define vários aspectos da rede Ethernet, incluindo taxas de dados, formatos de quadros e especificações de camada física. A Telecommunications Industry Association (TIA) também tem padrões, como o ANSI/TIA-568, que abrange sistemas de cabeamento estruturado para edifícios comerciais.

Padrões de cabeamento Ethernet

Os padrões de cabeamento Ethernet são essenciais para garantir que os dispositivos de rede possam se comunicar de forma eficaz e eficiente. A International Organization for Standardization (ISO) e a International Electrotechnical Commission (IEC) mantêm em conjunto o padrão ISO/IEC 11801, que define as especificações para várias categorias de cabos Ethernet. 

Os cabos Ethernet são categorizados em categorias numeradas (“cat”) com base em várias especificações técnicas. Às vezes, essas categorias são atualizadas com padrões de teste adicionais, como 5e ou 6a. Essas categorias nos ajudam a determinar rapidamente o tipo de cabo apropriado para uma aplicação específica.

Aqui estão alguns dos padrões mais comuns

Esses padrões garantem compatibilidade e funcionamento adequado entre vários componentes de rede. Então, ao escolher cabos Ethernet para suas instalações, certifique-se de manter esses padrões em mente para encontrar o melhor ajuste para suas necessidades.

Divisão das diferentes categorias de cabos

Cat1 é um cabo telefônico de par trançado não blindado (UTP) comumente usado em sistemas de voz telefônica, mas inadequado para redes modernas.

Gato2 o cabo foi usado para comunicações de voz e dados em redes IBM Token Ring durante a década de 1980, com uma taxa de transmissão de dados de 4 Mbps.

Gato 3 suportava redes Ethernet 10BaseT e comunicações de voz digitais com quatro pares trançados no início da década de 1990. Ele tem uma taxa de dados de 10 Mbps, considerada muito lenta para redes modernas. 

Gato4 o cabo era usado para redes IBM Token Ring e tinha uma taxa de dados de 16 Mbps.

Cabo Cat 5 tem uma taxa de dados de até 100 Mbps e é usado para redes padrão 10BaseT e 100BaseT (Fast Ethernet). Agora é o cabo mínimo reconhecido para rede de dados aplicações e pode distribuir sinais de dados, vídeo e telefone até 100 metros (328 pés). 

Gato 5e é uma versão aprimorada do cabo Cat5. Ele é usado em redes em execução e pode atingir velocidades de até 1000 Mbps graças à sua resistência aprimorada à diafonia e pode transmitir dados em velocidades de até 100 Mbps. O cabo de categoria 5 tem melhores especificações de ruído. Para cabeamento de rede Gigabit Ethernet, deve-se usar o cabo Cat 5e ou um tipo de cabo melhor.

Cabo Cat6 padrão para Gigabit Ethernet e outros protocolos de rede. Ele é compatível com os padrões de cabo Categoria 5/5e e Categoria 3 e é adequado para 10BASE-T/100BASE-TX e 1000BASE-T/1000BASE-TX (Gigabit Ethernet). Este cabo fornece maior largura de banda e taxas de transferência de dados de até 1 Gbps em 100 m. No entanto, ele pode atingir velocidades de 10 Gbps em distâncias mais curtas de até 37 m (121 pés) graças à sua blindagem aprimorada e maior largura de banda. Ele inclui um separador físico chamado "spline" e blindagem de folha para reduzir a diafonia e a interferência eletromagnética.

Cabo Cat6a é um cabo de categoria 6 “aumentado” com uma largura de banda de até 500 MHz.

Gato7 foi criado para permitir 10 Gigabit Ethernet em 100 m de cabeamento de cobre. É compatível com versões anteriores do Ethernet Cat5 e Cat6 tradicional, oferece especificações mais rigorosas para diafonia e ruído do sistema do que Cat6 e inclui blindagem para pares de fios individuais. A especificação Cat7 é um padrão proprietário desenvolvido por um consórcio de empresas e apresenta conectores GG45 proprietários e blindagem robusta.

Cat7a é um refinamento adicional do Cat7, capaz de velocidades de 40 Gigabit em 50 metros e 100 Gbps em até 15 metros. Esses padrões têm uma base instalada relativamente pequena em comparação a outras categorias.

Gato8  os cabos executam a maior largura de banda que suporta uma taxa máxima de dados de 40 Gbps com uma largura de banda de até 2000 MHz. Eles usam blindagem para minimizar a interferência e são adequados para redes de alto desempenho.

Eles são comumente usados em data centers e redes empresariais para streaming 4K/8K e VR. Este cabo tem uma largura de banda de até 2 GHz (2000 MHz) em 30 metros e uma taxa de dados de até 40 Gbps. Seus condutores são envoltos em papel alumínio para eliminar diafonia e permitir taxas de dados mais altas virtualmente.

Comprimentos máximos para diferentes categorias de cabos Ethernet

As categorias de cabos Ethernet têm diferentes comprimentos máximos determinados pelo tipo de cabo e pela taxa de transmissão. O comprimento máximo para cada categoria de cabo Ethernet é o seguinte:

• Cat5: 100 metros (328 pés)
• Cat5e: 100 metros (328 pés)
• Cat6: 100 metros (328 pés)
• Cat6a: 100 metros (328 pés)
• Cat7: 100 metros (328 pés)
• Cat8: 30 metros (98 pés)

Para estender o alcance de uma rede Ethernet além desses limites, repetidores, switches ou outros dispositivos de rede podem amplificar ou regenerar o sinal.

Os cabos de fibra óptica também são uma solução alternativa para longos percursos de cabos, pois têm maior capacidade de largura de banda e podem transmitir dados por distâncias maiores sem atenuação de sinal.

Conectores de cabo Ethernet, pinagens e Ethercon

Conectores de cabo Ethernet padrão

• RJ45:O conector RJ45, usado com cabos de par trançado, tem oito pinos dispostos em formato retangular e é compatível com vários padrões Ethernet.

• MTRJ: Este é um conector para cabos Ethernet de fibra óptica, combina transmissor e receptor em um único dispositivo e usa ponteira plástica para conexões de fibra multimodo.
• LC: Este é um conector de fibra óptica de formato pequeno, usa ponteira de 1,25 mm para alinhar fios de fibra e é usado para conexões monomodo e multimodo em data centers e redes corporativas.
• ST: O conector ST é para cabos Ethernet de fibra óptica multimodo e usa um mecanismo de acoplamento tipo baioneta comumente usado em redes de fibra óptica mais antigas.
• SC: É um conector de fibra óptica com mecanismo de acoplamento push-pull, disponível em versões monomodo e multimodo, e é comumente usado em redes corporativas e data centers.
• GBIC/SFP: São conectores para switches e roteadores Ethernet para fornecer conectividade a redes de fibra óptica, módulos hot-swappable que se conectam a um slot no dispositivo, disponíveis em versões monomodo e multimodo.
• USB: Os adaptadores Ethernet adicionam conectividade Ethernet a dispositivos sem uma porta integrada e convertem a porta USB em porta Ethernet, disponíveis em várias velocidades para cabos de par trançado e de fibra óptica.

Conectores Ethercon

Os conectores Ethercon são um tipo de conector RJ45 reforçado projetado para aplicações profissionais de áudio, vídeo e iluminação. Eles são projetados para suportar ambientes hostis e fornecer uma conexão segura e confiável. Os conectores Ethercon estão disponíveis em dois tipos:

• Conectores Ethercon Cat5, que são compatíveis com cabos Ethernet Cat5 e projetados para uso com redes de 10/100 Mbps.
• Conectores Ethercon Cat6, são adequados para cabos Ethernet Cat6 e projetados para uso com redes Gigabit Ethernet.

Ambos os tipos de conectores Ethercon apresentam um mecanismo de travamento que trava o conector com segurança no lugar, evitando desconexões acidentais. O invólucro do conector é feito de um material durável e resistente, como zinco fundido, que fornece proteção contra danos físicos.

Os conectores Ethercon são comumente usados em eventos ao vivo, transmissões e outras aplicações profissionais de áudio, vídeo e iluminação, onde uma conexão Ethernet segura e confiável é essencial.

Você também pode usar um painel de patch como um local centralizado para conectar e desconectar cabos de rede, o que ajuda a simplificar o gerenciamento de cabos e reduzir o risco de danos ou falhas nos cabos.

Um patch panel é um dispositivo de hardware usado em redes de computadores que permite que cabos de rede sejam terminados e conectados a switches de rede, roteadores ou outros dispositivos. O patch panel geralmente consiste em uma estrutura de metal que abriga um conjunto de portas onde cabos de rede podem ser inseridos e conectados a portas correspondentes em dispositivos de rede.

Pinagem do cabo Ethernet

A pinagem do cabo Ethernet se refere ao arranjo dos fios e sua conexão aos pinos em um conector Ethernet. Além das pinagens padrão, também há pinagens de cabos Ethernet especializadas usadas para aplicações específicas, como Power over Ethernet (PoE) e cabos crossover Ethernet.

As pinagens PoE permitem que a energia seja transmitida pelo cabo Ethernet, enquanto as pinagens cruzadas permitem que dois dispositivos sejam conectados diretamente um ao outro sem a necessidade de um switch ou hub.

A pinagem determina como os sinais são transmitidos e recebidos entre dispositivos conectados ao cabo. Os cabos Ethernet normalmente usam um esquema de fiação de par trançado de quatro pares, com cada par de fios tendo um código de cor diferente. Aqui estão os tipos de pinagem de cabos Ethernet:

• Pinagem direta: Esta é a pinagem de cabo Ethernet mais comum para conectar dispositivos de rede, como computadores, switches e roteadores. Em uma pinagem direta, a configuração de pinos em uma extremidade do cabo é a mesma que na outra.
• Pinagem de Crossover: A pinagem do cabo Ethernet conecta dois dispositivos similares, como dois computadores ou dois switches, sem precisar de um hub ou switch. Em uma pinagem crossover, a configuração de pinos em uma extremidade do cabo é invertida da configuração de pinos na outra extremidade.

• Pinagem T1/E1: Esta pinagem de cabo Ethernet conecta linhas T1 e E1, linhas de transmissão digital usadas em telecomunicações. A pinagem para linhas T1 e E1 difere daquela usada para cabos Ethernet padrão.
• Pinagem de rollover: Também conhecido como cabo de console, esse pinout de cabo Ethernet conecta um computador ou terminal à porta de console em um roteador ou switch. Em um pinout roll-over, a ordem dos fios em uma extremidade é invertida na outra extremidade.
• Pinagem do adaptador USB Ethernet: Este pinout de cabo Ethernet é usado com adaptadores USB Ethernet, que são usados para adicionar conectividade Ethernet a dispositivos que não têm uma porta Ethernet integrada, como laptops e tablets. A configuração de pinos para adaptadores USB Ethernet varia dependendo do adaptador específico.

As características dos cabos Ethernet dependem do tipo de conector usado. O conector de cabo Ethernet mais comum é o RJ45, que tem oito pinos.

O cabo Ethernet padrão é tipicamente feito de cabo de par trançado Categoria 5 (Cat 5) ou Categoria 6 (Cat 6) com um comprimento máximo de 100 metros. No entanto, outros tipos de cabos Ethernet, como cabos de fibra óptica e coaxiais, têm dimensões e pinagens diferentes.

Blindagem e tipos de cabos Ethernet

Importância da blindagem do cabo

Blindagem de cabos é o uso de materiais e técnicas para proteger condutores de sinais contra interferência eletromagnética e de radiofrequência. Ela evita interferências que podem levar a erros, perda de dados e redução do desempenho da rede local.

A blindagem pode assumir diferentes formas e é comumente usada em ambientes de transmissão de dados de alta velocidade. Ela também fornece uma barreira entre condutores e fontes externas de EMI/RFI, impedindo que os condutores atuem como antenas e captem sinais indesejados.

Blindagem do condutor

A blindagem de condutores é uma técnica usada para proteger os condutores transportadores de sinais de um cabo contra interferência eletromagnética externa (EMI) e interferência de radiofrequência (RFI). A blindagem é colocada ao redor de cada condutor para criar uma barreira que impede a interferência de penetrar no cabo.

A blindagem do condutor é um aspecto importante do design do cabo, pois protege os condutores portadores de sinal de interferência eletromagnética, resultando em transmissão de dados confiável. O tipo de blindagem usado depende da aplicação específica e do nível de interferência esperado.

Tipos de blindagem de cabos

Blindagem trançada: Uma blindagem trançada é feita de uma malha de fios finos que são tecidos ao redor do núcleo do cabo. A blindagem trançada fornece um alto grau de flexibilidade e reduz efetivamente a interferência eletromagnética de alta frequência (EMI).

Blindagem de folha: Uma blindagem de folha compreende uma fina camada de folha de alumínio ou cobre enrolada ao redor do núcleo do cabo. A blindagem de folha reduz efetivamente EMI de alta e baixa frequência, mas é menos flexível do que a blindagem trançada.

Blindagem combinada: A blindagem combinada usa blindagem trançada e de folha em um único cabo. Esse tipo de blindagem fornece um alto grau de proteção contra EMI de alta e baixa frequência e é comumente usada em aplicações de transmissão de dados de alta velocidade.

Blindagem de cabo coaxial: O cabo coaxial tem um condutor interno e externo separados por um material dielétrico. O condutor externo atua como uma blindagem, protegendo contra EMI. O cabo coaxial é comumente usado em aplicações como TV a cabo, internet e comunicações de radiofrequência.

Blindagem de cabo de par trançado: O cabo de par trançado tem dois fios isolados trançados juntos para reduzir diafonia e EMI. O cabo de par trançado blindado (STP) tem uma camada adicional de blindagem, geralmente uma blindagem de folha metálica ou trançada, para fornecer proteção adicional contra EMI.

Escudos Espirais: Blindagens espirais consistem em um enrolamento helicoidal de um fio fino ao redor dos condutores internos. Esse tipo de blindagem fornece boa cobertura em altas frequências e é relativamente flexível.

Servir Escudos: As blindagens de serviço consistem em uma série de fiação interna torcida ao redor de condutores. Esse tipo de blindagem fornece boa cobertura em altas frequências e também é relativamente flexível.

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre os padrões de fiação T568A e T568B?

T568A e T568B são esquemas de fiação padrão para cabos de conexão Ethernet. A principal diferença entre eles é a ordem dos fios coloridos no conector. Os pares verde e laranja trocam de posição entre os dois padrões, mas ambos podem ser usados na maioria das aplicações. É importante usar o mesmo padrão de fiação em ambas as extremidades de um cabo para uma operação adequada.

Quais são os principais tipos de blindagem usados em cabos Ethernet?

Cabos Ethernet podem ter blindagem para reduzir interferência eletromagnética (EMI). Cabos de par trançado não blindado (UTP) não têm blindagem, contando somente com a torção de pares de fios para eliminar diafonia. Cabos de par trançado blindado (STP) têm uma camada adicional de blindagem ao redor dos pares individuais ou de todo o cabo, fornecendo proteção adicional contra EMI.

Como os níveis de tensão do sinal Ethernet afetam o desempenho do cabo?

Os níveis de tensão do sinal Ethernet impactam a relação sinal-ruído e o desempenho geral do cabo. Níveis de tensão mais altos podem ajudar a minimizar o impacto do ruído e da interferência, levando a uma melhor qualidade de transmissão de dados. A maioria dos dispositivos Ethernet usa sinalização diferencial, que ajuda a rejeitar ruído de modo comum e aumenta o desempenho geral do sistema de cabeamento.

Quais são as melhores práticas para instalação de cabeamento de rede?

Garantir uma instalação de cabeamento de rede bem-sucedida envolve diversas práticas recomendadas:

• Planeje seu layout, considerando comprimentos de cabos, requisitos de energia e expansões futuras.
• Use o tipo de cabo e a categoria de desempenho apropriados para sua aplicação específica.
• Siga o padrão de fiação T568A ou T568B consistentemente durante toda a instalação.
• Instale sistemas adequados de gerenciamento de cabos, como bandejas ou racks, para manter os cabos organizados e protegidos.
• Teste e rotule cada conexão para simplificar a solução de problemas e a manutenção.
• Evite passar cabos Ethernet perto de fontes de interferência elétrica, como conduítes elétricos ou canos de sprinklers.