A certificação de cabeamento metálico é o processo de verificar se a instalação do cabeamento está de acordo com as normas técnicas e padrões exigidos para seu desempenho ideal.
Os parâmetros de testes de certificação de cabos de par trançado referem-se a um conjunto de medições técnicas destinadas a avaliar o desempenho e a conformidade do cabeamento com padrões estabelecidos pelas normas técnicas de cabeamento estruturado.
Esses testes visam verificar características elétricas fundamentais que podem influenciar diretamente a performance do cabeamento. Os resultados obtidos fornecem uma análise detalhada do comportamento do cabo ao transmitir sinais, assegurando que o mesmo seja capaz de suportar as taxas de dados e os padrões de comunicação para os quais foi projetado.
Testes de Pinagem (Wire Map)
O teste de pinagem tem como objetivo verificar a integridade das conexões dos quatro pares de condutores em um cabo de par trançado, assegurando que cada condutor esteja conectado corretamente de acordo com os padrões estabelecidos pelas normas.
Durante este teste, os oito condutores do cabo são avaliados para garantir conformidade com as especificações normativas. Os principais aspectos verificados incluem:
- Continuidade pino a pino;
- Curto-circuito;
- Transposição de Pares;
- Inversão de Pares;
Testes de Propagação
Os testes de propagação são utilizados para avaliar a eficiência de transmissão de sinais em um meio físico.
O Atraso de Propagação refere-se ao tempo necessário para que um sinal percorra o comprimento total de um cabo, de um ponto a outro, medido em nanossegundos (ns). Este “atraso” é um dos fatores determinantes na limitação de comprimento do cabeamento metálico em uma rede de telecomunicações.
Em redes que utilizam protocolos de detecção de colisões, como no caso de redes Ethernet (grande maioria das redes), o atraso de propagação deve ser controlado para evitar que o tempo de resposta das comunicações seja comprometido. As normas definem um limite máximo de atraso horizontal de 570 ns para cabos de até 100 metros.
Como cada par no cabo de rede tem sua própria taxa de torção única, o atraso irá variar em cada par.
O Desvio de Atraso ou Delay Skew, refere-se à essa diferença do tempo de propagação entre o par de cabos mais rápido e o par mais lento em um sistema de cabeamento de par trançado.
Essa variação não deve exceder 50 ns em qualquer segmento de link de até 100 metros.
Esta diferença pode ter um impacto significativo na transmissão de dados, principalmente em transmissões que utilizam os quatro pares, como aplicações de Gigabit Ethernet.
Embora os dispositivos receptores sejam projetados para tolerar pequenas variações no atraso de propagação, um desvio de atraso muito grande pode tornar impossível a recombinação correta do sinal original.
Comprimento do Cabo
As medições de comprimento do cabeamento são realizadas a partir do valor de atraso de propagação.
Essa avaliação é baseada na Velocidade Nominal de Propagação (NVP), geralmente expressa como uma porcentagem (%) em relação à velocidade da luz no vácuo (300.000 km por segundo).
O valor de NVP é fornecido pelos fabricantes e geralmente varia entre 56% e 78%, dependendo do design e dos materiais utilizados no cabo. Esse valor é calculado com base no par mais curto dentro do revestimento do cabo.
Os critérios de aceitação para o comprimento do cabo são baseados no limite máximo permitido para o canal (100 m) ou link permanente (90 m), acrescido de uma margem de incerteza de 10% relacionada à NVP, conforme especificado nas normas.
No exemplo abaixo, vemos que o comprimento (com base no par mais curto) excede o limite em 0,8 m, mas ainda assim passa – por causa da regra dos 10%.
O comprimento do cabo é importante por diversas razões. Quanto maior o comprimento do cabo, maior a atenuação do sinal, tornando os sinais mais fracos e potencialmente levando a erros de transmissão e à redução da taxa de transferência de dados.
Uma consideração importante é que o comprimento dos condutores dentro do cabo tende a ser ligeiramente maior que o comprimento linear do cabo. Isso ocorre devido ao trançado dos fios, que serve para reduzir a interferência eletromagnética e melhorar a integridade do sinal.
Na prática, a melhor abordagem é sempre minimizar o comprimento dos cabos de rede. Para isso, o layout da rede deve ser planejado de forma a posicionar os pontos de conexão o mais próximo possível dos dispositivos conectados, evitando rotas desnecessariamente longas.
Resistência dos Condutores
A resistência é a medida da oposição ao fluxo de corrente elétrica em um condutor. Em sistemas de cabeamento estruturado, a resistência dos condutores deve estar dentro dos limites estabelecidos pelas normas para garantir uma transmissão eficiente de dados.
A resistência de um cabo é diretamente proporcional ao seu comprimento e inversamente proporcional à sua área de seção transversal. Isso significa que cabos mais longos ou com condutores de menor diâmetro terão uma resistência maior.
A resistência também aumenta com a temperatura, portanto, cabos que operam em ambientes mais quentes terão uma resistência elevada. Este é um fator importante a ser considerado em projetos de redes para ambientes com altas temperaturas.
A resistência assume uma importância ainda maior quando consideramos aplicações PoE (Power over Ethernet). Neste contexto, um parâmetro crítico é o balanceamento resistivo, que é a diferença de resistência entre os dois condutores de um par em um sistema de cabeamento.
O desbalanceamento resistivo pode resultar em inconsistências de corrente no canal de cabeamento, o que pode causar saturação nos transformadores do equipamento de fornecimento de energia (PSE) e consequentemente comprometer a entrega adequada de energia.
Atenuação do Sinal (Insertion Loss)
A Perda por Inserção refere-se à atenuação que um sinal sofre durante sua propagação ao longo de um cabo. É expressa em decibéis (dB) e indica a quantidade de sinal que é perdida devido à resistência, capacitância e outras formas de dissipação de energia no cabo.
As características da perda por inserção de um link variam com a frequência do sinal transmitido. Sinais de frequência mais alta enfrentam mais resistência e, portanto, maior perda por inserção.
A perda por inserção deve ser medida ao longo da faixa de frequência aplicável ao canal em questão. Por exemplo, para um canal Categoria 5e, a perda por inserção deve ser verificada para sinais variando de 1 MHz até 100 MHz. Para links de Categoria 6, a faixa de frequência é de 1 MHz até 250 MHz.
A perda por inserção também aumenta de maneira aproximadamente linear com o comprimento do link. Isso significa que cabos mais longos terão mais atenuação.
Perda por Retorno (Return Loss)
A Perda por Retorno é uma medida que indica a quantidade de sinal refletido de volta ao transmissor devido a descontinuidades ou imperfeições no caminho de transmissão. Ela é calculada a partir da razão entre a potência do sinal transmitido e a potência refletida de volta, e é expressa em decibéis (dB).
Um valor mais alto de Perda por Retorno representa um desempenho melhor do sistema, pois significa que uma proporção menor do sinal está sendo refletida de volta ao transmissor, resultando em uma transmissão mais eficiente do sinal para o receptor.
A Perda por Retorno pode ser causada por danos físicos aos cabos, como dobras ou esmagamentos que introduzem descontinuidades na impedância. Além disso, práticas inadequadas de terminação, como o excesso de desenrolamento dos pares trançados na terminação dos cabos, também podem comprometer a uniformidade da impedância e aumentar a reflexão do sinal.
A infiltração de água é outra fonte significativa de Perda por Retorno, pois altera as propriedades dielétricas do isolante do cabo, impactando diretamente sua impedância característica e, consequentemente, aumentando as reflexões do sinal.
Diafonia (Crosstalk)
A diafonia é um fenômeno que ocorre quando um sinal transmitido em um par de fios interfere em outro par dentro do mesmo cabo. Isso pode resultar em ruído e degradação do sinal, afetando a qualidade da transmissão de dados.
Existem três tipos principais de diafonia que são comumente considerados durante a certificação de uma rede de cabeamento estruturado:
NEXT
O NEXT, também conhecido como paradiafonia, é uma medida da interferência que ocorre no mesmo extremo do cabo de onde o sinal é transmitido. Em outras palavras, é a quantidade de sinal que “vaza” de um par de fios para outro no ponto mais próximo à fonte do sinal.
A interferência é causada pela acoplação eletromagnética entre os pares de fios. Quando um sinal elétrico é transmitido por um par, ele cria um campo eletromagnético circundante.
Se houver outro par de fios suficientemente próximo, este campo eletromagnético pode induzir um sinal elétrico nesse segundo par, resultando em interferência.
Essa medição é expressa em decibéis (dB) e representa a relação entre o sinal injetado e o nível de ruído induzido pela interferência. Um valor mais alto em dB indica uma melhor atenuação da paradiafonia e, portanto, um desempenho superior.
O NEXT é particularmente problemático em redes de alta velocidade e alta frequência, onde os sinais são mais suscetíveis à interferência. Ele pode resultar em erros de transmissão e degradação da qualidade do sinal, afetando a eficiência e a confiabilidade da rede.
PSNEXT
O PSNEXT, é uma medida cumulativa da interferência que ocorre no mesmo extremo do cabo de onde o sinal é transmitido.
Esta métrica é calculada somando os efeitos individuais de NEXT (Near End Crosstalk) de todos os outros pares de fios no ponto mais próximo à fonte do sinal.
Em redes de alta velocidade e alta frequência, como o Gigabit Ethernet, que suporta esquemas de transmissão de 4 pares simultaneamente, o PSNEXT pode ser um indicador mais preciso da qualidade do sinal do que o NEXT isoladamente.
Durante o teste de PSNEXT, são injetados sinais nos diferentes pares de fios do cabo, enquanto a interferência nos pares receptores é medida.
O objetivo é avaliar o nível de diafonia cumulativa que um par específico pode experimentar quando todos os outros pares estão transmitindo sinais simultaneamente.
A medição do PSNEXT permite verificar a capacidade do cabeamento de lidar com a interferência eletromagnética resultante da transmissão simultânea de todos os pares, garantindo assim uma comunicação de alta qualidade e confiável.
Relação Sinal/Ruído
A Relação Sinal/Ruído (Signal-to-Noise Ratio), é uma métrica expressa em decibéis (dB) que quantifica a clareza de um sinal em relação ao ruído de fundo.
Em um sistema de cabeamento estruturado, a relação sinal/ruído é um importante indicador da qualidade do sinal.
Existem várias formas de SNR que são comumente consideradas durante a certificação de uma rede de cabeamento estruturado, incluindo ACR-F (Attenuation to Crosstalk Ratio at Far-end) e PSACR-F (Power Sum ACR-F).
ACR-F
O ACR-F, também conhecido como ELFEXT (Equal Level Far-end Crosstalk), é um parâmetro que quantifica a diferença entre o FEXT e a atenuação no par de cabos em análise.
Ao subtrair a atenuação do sinal no par em questão da telediafonia medida, o ACR-F fornece uma medida mais precisa da interferência causada pela diafonia, isolando-a dos efeitos da atenuação do sinal.
Isso possibilita uma avaliação mais precisa do desempenho do cabeamento em relação à diafonia em diferentes pares de cabos.
PSACR-F
O PSACR-F, também conhecido como PSELFEXT (Power Sum Equal Level Crosstalk), segue o mesmo princípio do PS-NEXT, sendo o somatório do efeito ELFEXT de um par sobre os outros três pares do cabo.
Assim como o PS-NEXT, o PSACR-F é uma medida importante em instalações que utilizam todos os quatro pares para transmitir e receber dados, como é o caso de certos padrões de transmissão de alta velocidade, como o Gigabit Ethernet.
O PSACR-F leva em consideração a soma do efeito ELFEXT causado por um par específico sobre os outros três pares do cabo.
Isso permite avaliar a interferência causada pela diafonia em todos os pares do cabo, considerando as interações entre eles.
Através do PSACR-F, é possível obter uma visão mais abrangente do desempenho do cabeamento em relação à diafonia, considerando o efeito conjunto de todos os pares de cabos.
Isso ajuda a garantir uma transmissão confiável e de alta qualidade em sistemas que utilizam todos os pares para a transmissão de dados.
Equipamentos Certificadores
Os testes de certificação de cabeamento metálico são realizados com equipamentos especializados que garantem a precisão das medições e o cumprimento dos padrões exigidos. Um dos dispositivos mais amplamente utilizados para esse fim é o Fluke Networks DSX CableAnalyzer, especialmente da linha DSX. Esses equipamentos são projetados para realizar todos os testes mencionados de forma rápida e confiável, seguindo as normas de certificação internacionais.
A linha Fluke DSX oferece uma série de recursos que tornam a certificação mais eficiente e precisa. Ela é capaz de testar e certificar cabos de par trançado para aplicações até 10 Gigabit Ethernet (10GBASE-T), e é amplamente utilizada em ambientes corporativos e industriais, onde a confiabilidade da rede é crítica.
Acervo: A3A Engenharia de Sistemas
Objetivo da Certificação do cabeamento
A certificação de cabeamento tem como principal objetivo garantir que a instalação foi realizada corretamente e que a rede apresenta o desempenho esperado, de acordo com o tipo de cabo utilizado. Essa certificação verifica se o cabeamento suporta a taxa de transferência necessária e oferece a largura de banda definidas em projeto, assegurando que a infraestrutura de rede atenda aos requisitos de velocidade e confiabilidade. Além disso, a certificação é fundamental para evitar problemas futuros, como perda de pacotes ou falhas na comunicação, garantindo que a rede opere com eficiência máxima e sem interrupções.
Largura de Banda x Taxa de Transferência
Largura de Banda
A largura de banda refere-se à capacidade máxima de um cabo ou meio de transmissão de transportar sinais, considerando a faixa de frequências que ele pode suportar. É medida em hertz (Hz) e indica quantas oscilações por segundo o cabo consegue transmitir. Em termos simples, quanto maior a largura de banda de um cabo, maior é o volume de dados que ele pode teoricamente transportar ao mesmo tempo.
Por exemplo, um cabo com maior largura de banda pode suportar tecnologias que utilizam frequências mais altas, o que é necessário para transmitir grandes quantidades de dados, como em redes 10 Gigabit Ethernet.
Taxa de Transferência
A taxa de transferência refere-se à quantidade real de dados que pode ser transmitida através do cabo em um determinado período de tempo. É medida em bits por segundo (bps) e depende não apenas da largura de banda, mas também de fatores como a qualidade do cabo, a interferência e a eficiência dos dispositivos conectados.
Mesmo que um cabo tenha uma grande largura de banda, a taxa de transferência pode ser limitada por fatores físicos ou de configuração da rede. Portanto, a taxa de transferência é uma métrica mais prática de como o cabeamento se comporta em uso real.
Conclusão
A certificação de cabeamento garante que a largura de banda projetada para o cabo seja suficiente para suportar a taxa de transferência necessária, assegurando que a rede atue de forma eficiente e confiável.
Agradecimentos
Agradecemos por ter lido nosso artigo sobre certificação de cabeamento metálico! Se você precisa garantir que sua infraestrutura de rede esteja dentro dos padrões de desempenho ou busca consultoria especializada para projetos de cabeamento estruturado, estamos à disposição.
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