Quais são os diferentes tipos de cabos de rede?

selecionar cabos é uma parte crucial do design da rede. Taxa de dados necessária, custo e distância tudo ditar a gama de opções para cada conexão. Algumas conexões exigem uma opção de cabo óbvia. Mas outros podem escolher entre uma variedade de seleções possíveis.

os Serviços de rede, como compartilhamento de arquivos, acesso à internet, impressão e E-mail, são todos entregues aos usuários finais por meio da infraestrutura de rede. Essa infraestrutura geralmente inclui switches, roteadores e-sustentando tudo-cabeamento de rede, um dos componentes mais antigos e essenciais da arquitetura de rede.

um histórico rápido de cabos de rede

a comunicação Digital não é exatamente uma ideia nova. Em 1844, Samuel Morse enviou uma mensagem 37 milhas-de Washington, D. C., Para Baltimore-usando sua invenção, O telégrafo. Isso pode parecer muito distante das redes de computadores atuais, mas os princípios são os mesmos.O código Morse é um tipo de sistema binário que usa pontos e traços em diferentes sequências para representar letras e números. As redes de dados modernas usam uns e zeros para alcançar o mesmo resultado.

a grande diferença entre agora e depois é a velocidade com que os dados são transmitidos. Operadores telegráficos de meados do século 19 poderiam transmitir talvez quatro ou cinco pontos e traços por segundo. Os computadores agora podem se comunicar a velocidades de até 100 Gbps-ou, dito de outra forma, 100.000.000.000 de uns e zeros separados a cada segundo.

embora o telégrafo e o teletypewriter fossem os precursores das comunicações de dados, os computadores avançavam com velocidades cada vez maiores. Esse avanço impulsionou o desenvolvimento de equipamentos de rede mais rápidos. No processo, cabos de especificação superior e hardware de conexão foram necessários.

vamos rever os principais tipos de cabeamento de rede e as diferentes opções disponíveis com esses cabos.

Cabo Coaxial

Cabo Coaxial, ou coaxial, é uma opção para cabeamento de rede. Um núcleo condutor interno é cercado por uma camada condutora de blindagem. Esta camada de blindagem é então cercada por uma camada protetora externa.

o núcleo que transporta os sinais é cobre sólido, cabo de aço blindado de cobre ou cobre trançado. Os escudos de núcleo e condutores operam no modo diferencial para evitar a emissão de interferência eletromagnética e a intrusão de interferência externa.

Coax tem uma longa história. Em meados do século 19, foi usado para cabeamento submarino. Hoje, é usado em uma ampla gama de aplicações, incluindo banda larga residencial, linhas telefônicas e conexões com emissoras de rádio e TV.

dentro dos data centers, o coaxial é frequentemente usado para conexões de canal de fibra entre servidores e unidades de disco. Sua resistência ao ruído elétrico o torna valioso em ambientes ruidosos, como instalações industriais.

desenvolvimento de Ethernet

o primeiro padrão Ethernet usado cabeamento coaxial. A Ethernet foi desenvolvida em meados da década de 1970 por Robert Metcalfe e David Boggs no Palo Alto Research Center da Xerox, na Califórnia. Em 1979, a Digital Equipment Corp. e a Intel uniram forças com a Xerox para padronizar o sistema Ethernet. A primeira especificação das três empresas, chamada Ethernet Blue Book, foi lançada em 1980. Também era conhecido como o padrão DIX, após as iniciais das empresas.

esse padrão exigia velocidades de até 10 Mbps – 10 Mbps é igual a 10 milhões de uns e zeros por segundo. O padrão Ethernet dependia de um grande cabo de backbone coaxial em todo o edifício, com cabos coaxiais menores tirados em intervalos de 2,5 metros (m) para se conectar às estações de trabalho. O coaxial maior, que geralmente era amarelo, ficou conhecido como Thick Ethernet, ou 10Base-5.

abaixo está uma repartição do termo 10Base-5:

• 10 refere-se à velocidade-10 Mbps.
• Base refere-se ao sistema de banda base. Baseband usa toda a sua largura de banda para cada transmissão. Em contraste, a banda larga divide a largura de banda em canais separados para usar simultaneamente.
• 5 refere-se ao comprimento máximo do cabo do sistema-neste caso, 500 m.

em 1983, o Instituto de engenheiros elétricos e eletrônicos (IEEE) lançou o padrão Ethernet oficial. Foi chamado IEEE 802.3, após o nome do grupo de trabalho responsável pelo seu desenvolvimento.

Versão 2, IEEE 802.3 a, foi lançado em 1985. Esta segunda versão é comumente conhecida como Ethernet fina, ou 10Base-2. Nesta versão, o comprimento máximo é de 185 m, embora o 2 sugira que deveria ser de 200 m. desde 1985, vários padrões Ethernet foram introduzidos.

Cabo Twinax

o cabo Twinax é semelhante ao coaxial, mas em vez de um único núcleo, o núcleo twinax consiste em dois fios. Twinax carrega Ethernet de alta taxa de dados a um custo menor do que a fibra.

o Twinax passivo suporta conexões de curta distância. O Active twinax inclui componentes que aumentam a força do sinal, o que permite conexões de longa distância.Os cabos Triax e quadrax

os cabos Triax e quadrax também são semelhantes aos cabos coaxial. Eles são mais usados para conexões de TV, mas também podem transportar Gigabit Ethernet.

o núcleo triax é semelhante ao coaxial, mas possui uma camada de isolamento adicional e uma camada de blindagem. Um núcleo quadrax tem quatro fios individuais. Tanto o triax quanto o quadrax possuem camadas extras de isolamento e blindagem, o que permite a transmissão de sinais adicionais ou energia de transporte.

par Trançado

Originalmente inventado por Alexander Graham Bell para transportar sinais telefônicos, cabos de par trançado é a escolha mais comum para cabos de rede.

Twisted pair usa fios de cobre que são, como o nome sugere, torcidos juntos em pares. O efeito de torção de cada par nos cabos garante que qualquer interferência apresentada ou captada em um cabo seja cancelada pelo parceiro do cabo que torce ao redor do cabo inicial. Torcer os dois fios também reduz a radiação eletromagnética emitida pelo circuito.

cabeamento de par Trançado vem em dois tipos:

1. par trançado blindado (STP)
2. par trançado sem blindagem (UTP)

par trançado Blindado

Em STP, os fios de cobre são o primeiro coberto pelo isolamento de plástico. Um escudo de metal, que consiste em folha de metal ou trança, envolve o feixe de pares isolados. Onde a radiação eletromagnética é um problema sério, cada par de fios pode ser protegido individualmente, além do escudo externo. Isso é conhecido como par trançado de folha (FTP).

10 Mbps e 100 Mbps usam dois pares de cabo para transmitir Ethernet. A taxa de transferência Gigabit requer o uso de todos os quatro pares.

par trançado não blindado

o cabo UTP é o tipo mais popular de cabo de rede. É fácil trabalhar, instalar, expandir e solucionar problemas. Os cabos UTP normalmente contêm quatro pares de fios de cobre, com cada par contendo dois fios torcidos juntos. Esses pares são cobertos por isolamento plástico. Eles não têm nenhuma blindagem e apenas têm uma jaqueta externa.

a maioria das categorias de cabos de par trançado estão disponíveis como UTP. Mas algumas categorias mais recentes também estão disponíveis em combinações de blindagem, blindagem de folha e blindagem.

categorias de cabos de par trançado

o American National Standards Institute e a Comissão Eletrotécnica Internacional, parte da Organização Internacional de padronização, estabeleceram uma série de padrões, ou categorias, para Par Trançado. Categoria 1, ou Cat1, e Cat2 não foram oficialmente padronizados, mas de fato padrões desenvolvidos ao longo do tempo. Oito categorias de cabos estão atualmente disponíveis.

essas categorias especificam o tipo de fio de cobre e conectores. O número-1, 3, 5 e assim por diante-refere-se à revisão da especificação e ao número de torções dentro do fio-ou seja, a qualidade da conexão em um macaco.

Cat1

Cat1 é normalmente usado para fio de telefone e comunicações de voz. Este tipo de fio não é capaz de suportar o tráfego da rede de computadores e não é torcido.

as empresas de telecomunicações podem usar o Cat1 para fornecer serviços integrados de rede Digital e serviços públicos de rede telefônica comutada. Nesses casos, a fiação entre o site do cliente e a rede da operadora de telecomunicações é realizada usando o cabo do tipo Cat1. Cat1 também agora é usado para algumas redes IoT de baixa taxa de dados.

Cat2

os cabos Cat2 são especificações do fio de rede, usando quatro pares de fios de cobre torcidos. Esses tipos de fios podem suportar rede de computadores e tráfego telefônico. Cat2 é usado principalmente para redes token ring e suporta velocidades de até 4 Mbps. Para velocidades de rede mais altas-100 Mbps ou superior-Cat5e ou superior deve ser usado.

Cat3

os cabos Cat3 são quatro pares de fios de cobre torcidos. Cat3 foi usado para suportar a Ethernet inicial de 10 Mbps, normalmente para redes token ring. Embora as velocidades de 10 Mbps estejam quase extintas, algumas implantações ainda usam Cat3.

Cat4

os cabos Cat4 são quatro pares de fios de cobre torcidos. Tal como acontece com os cabos Cat3, o Cat4 é usado para redes de token ring. Embora o Cat3 forneça suporte de no máximo 10 Mbps, o Cat4 elevou o limite para 16 Mbps. Ambas as categorias têm um limite de comprimento de 100 m. Cat4 não é amplamente utilizado.

os cabos Cat5 e Cat5e

Cat5 são quatro pares de fios de cobre torcidos. O Cat5 tem mais torções por polegada do que o Cat3, para que possa funcionar em velocidades mais altas e comprimentos maiores.

o fio Cat5 mais popular foi amplamente substituído pela especificação Cat5e. Cat5e fornece a especificação melhorada do crosstalk, permitindo que apoie velocidades de até 1 Gbps.

UTP-Cat5e é um dos cabos UTP mais populares. Ele substituiu os antigos cabos coaxiais que não conseguiam acompanhar a crescente necessidade de redes mais rápidas e confiáveis. Cat5e é o tipo o mais amplamente utilizado de especificação de expedição de cabogramas da rede no mundo inteiro e é eficaz na redução de custos. Ao contrário dos cabos de categoria que se seguem, Ele perdoa quando as Diretrizes de terminação e implantação de cabos não são atendidas.

Cat5 e Cat5e são mais amplamente utilizados para Ethernet de 10 Mbps e 100 Mbps.

Cat6 e Cat6a

Cat6 wire foi originalmente projetado para suportar Gigabit Ethernet, embora outros padrões permitam a transmissão gigabit por fio Cat5e. Cat6 é semelhante ao fio Cat5e, mas contém um separador físico entre os quatro pares para reduzir ainda mais a interferência eletromagnética.

nenhum tipo de cabo é apropriado em todos os lugares.

Cat6 pode suportar velocidades de 1 Gbps para comprimentos de até 100 m. Ele também suporta 10 Gbps para comprimentos de até 55 m. Ele usa a largura de banda de freqüências de até 250 MHz.

ao instalar novos cabos Cat6, é importante observar que todos os componentes de cabeamento-conectores, painéis de patch, patch cords e similares-devem ser certificados pelo Cat6. Isso requer que os profissionais de rede sejam mais cautelosos com o término adequado das extremidades do cabo. As organizações que executam instalações usando cabeamento Cat6 devem solicitar um relatório de teste completo, usando um analisador de cabos certificado, para garantir que a instalação tenha sido realizada de acordo com as diretrizes e padrões Cat6.

em 2009, o Cat6a foi introduzido como um cabo de especificação superior, oferecendo melhor imunização contra interferência e interferência eletromagnética. Ele oferece uma melhor largura de banda utilizando frequências de até 500 MHz, suporta 10 Gbps e tem um comprimento de cabo de até 100 m.

Cat7

Cat7 é um cabo de cobre de especificação concebido para suportar uma velocidade de 10 Gbps em distâncias de até 100 m. Para conseguir isso, o cabo usa FTP para quatro pares blindados individualmente, mais um adicional de blindagem do cabo para proteger os sinais de interferência e interferência eletromagnética.

devido às taxas de dados extremamente altas, todos os componentes usados durante a instalação de uma infraestrutura de cabeamento de rede Cat7 devem ser certificados pela Cat7. Isso inclui patch panels, patch cords, jacks e conectores RJ-45. A ausência de componentes certificados pelo Cat7 degradará o desempenho geral e levará à falha de qualquer teste de certificação Cat7-por exemplo, usando um analisador de cabos-porque os padrões de desempenho do Cat7 provavelmente não são atendidos.

Cat7 é geralmente usado em data centers para conexões de backbone entre servidores, switches de rede e dispositivos de armazenamento.

Cat8

Cat8 é uma categoria mais recente de cabeamento de par trançado que compete melhor com a velocidade e escala de fibra óptica. Tem uma taxa de dados máxima de 40 Gbps e usa conectores RJ-45. Ele usa a frequência de 2 GHz-ou 2.000 MHz -, um aumento em relação aos 600 MHz do Cat7.Os cabos Cat8 são normalmente usados em ambientes de data center. Eles são compatíveis com os padrões anteriores e suportam Power over Ethernet (PoE).

PoE elimina a necessidade de executar um fio de energia separado para dispositivos, como pontos de acesso instalados no teto. Para baixas taxas de dados, os cabos PoE fornecem energia usando os pares não necessários pela Ethernet. Para taxas mais altas, onde todos os quatro pares são usados, PoE adiciona corrente contínua aos fios que transportam o sinal, sem interferir nos sinais.

Cabo De Fibra Óptica

as taxas de dados aumentaram em toda a rede e, em alguns casos, a fibra óptica é a única opção. Enquanto os cabos de par trançado Cat8 podem transportar até 40 Gbps de dados, a fibra suporta taxas de dados de até 400 Gbps. O trabalho está em andamento para testar 800 Gbps.

os cabos de fibra ótica consistem em uma fibra ótica fina cercada pelo revestimento. O revestimento é feito do vidro que é menos puro do que o núcleo e tem um índice de refração mais baixo do que o núcleo. A diferença nos índices de refração faz com que a luz seja refletida no limite. Camadas adicionais, como a camada tampão e a camada de revestimento, cercam o revestimento para adicionar força e proteger o cabo contra danos.

a fibra tem uma baixa taxa de erro. Os dados da rede são codificados em um feixe de luz. Ao contrário dos cabos de par trançado, o feixe de luz não gera nem é afetado por interferência eletrônica. Além disso, fluxos de dados de frequência múltipla podem ser multiplexados em uma única fibra para aumentar a taxa de dados total.

fibra multimodo vs. fibra monomodo

os tipos de fibra diferem pelo diâmetro da fibra. A fibra ótica multimodo varia de 50 mícrons a 100 mícrons (10-4 m). Em um cabo de modo único, a fibra óptica tem apenas 8 mícrons a 10,5 mícrons de diâmetro.

cabo multimodo é menos caro para fazer e instalar do que o modo único, mas é limitado na taxa de dados e distância. Embora o multimodo possa transportar 100 Gbps por 150 m, o modo único pode transportar 400 Gbps por até 10 quilômetros e taxas mais baixas para distâncias adicionais.

o desempenho varia entre fibra multimodo e monomodo por causa de como a luz viaja através de cada um. A fibra maior usada em multimodo faz com que o feixe de luz reflita do limite da fibra e do revestimento em um ângulo mais íngreme do que o núcleo mais fino no único modo. O núcleo mais fino do modo único faz com que a distância entre os reflexos seja menor. Quando as reflexões são mais frequentes, as perdas são maiores no limite.

nenhuma escolha é permanente

nenhum tipo de cabo é apropriado em todos os lugares. Taxas de dados suportadas, custo instalado e adequação futura devem ser consideradas para cada aplicativo. Os custos de manutenção contínuos também devem ser um fator.

lembre-se, nenhuma escolha é permanente. Assim como as organizações substituem periodicamente servidores e estações de trabalho, elas podem reconsiderar sua escolha de tecnologia de conexão para cada atualização de rede.