Padrões Ethernet sobre um par

Todos os profissionais da área de infraestrutura de TI conhecem os clássicos padrões de rede Ethernet que utilizam dois ou quatro pares de cabos de par trançado, como por exemplo:

  • 10BASE-T: Ethernet a 10 Mb/s em 2 pares
  • 100BASE-TX: Ethernet a 100 Mb/s em 2 pares
  • 1000BASE-T: Ethernet a 1 Gb/s em 4 pares
  • 10GBASE-T: Ethernet a 10 Gb/s em 4 pares

Mas com o avanço da Internet das coisas (IoT) e da Indústria 4.0, o protocolo Ethernet tem evoluído e se adaptado para atender a dispositivos cada vez mais diversos e inusitados, como sensores ambientais, de presença e luminosidade, máquinas de todos os tamanhos, luminárias, sistemas de som e de alarme, equipamentos audiovisuais e de telemedicina, relógios e muitos outros.

Só que nem todos esses equipamentos precisam das altas velocidades disponibilizadas pelo 10GBASE-T, e nem todos podem ser limitados aos 100 metros tradicionais. Por outro lado, alguns dispositivos geralmente estão bem próximos (como dentro de um automóvel), então porque precisar de um padrão elaborado para 100 metros e suas limitações?

E ainda há o problema do tamanho dos cabos. Com a utilização maciça do Ethernet em edifícios inteligentes, em veículos e em ambientes industriais, o espaço necessário para os caminhos que transportam cabos de quatro pares passa a ser um empecilho.

Com tudo isso em mente, novos padrões Ethernet que utilizam apenas um par trançado estão surgindo. Alguns exemplos:

  • 10BASE-T1, padrão IEEE 802.3cg para 10 Mb/s (previsto para 2019)
  • 100BASE-T1, padrão IEEE 802.3bw para 100 Mb/s (aprovado em 2015)
  • 1000BASE-T1, padrão IEEE 802.3bp para 1 Gb/s (aprovado em 2016)

Todos trabalham com cabos contendo apenas um par trançado, com bitolas de condutor entre 18 e 24 AWG, frequências de transmissão entre 1 MHz e 1000 MHz, e para distâncias de canal entre 10 m e 1000 m.

Esses padrões são chamados de single-pair Ethernet (SPE), e estão sendo desenvolvidos pelo IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), com suporte da TIA (Telecommunications Industry Association), ISO (International Organization for Standardization), ODVA (Open DeviceNet Vendors Association) e OPEN (One-Pair Ether-Net), dentre outros. Aliás, é o desenho de um carro dotado de Ethernet sobre um par da aliança OPEN que ilustra este artigo.

Além dos padrões de dados acima expostos, em 2016 o IEEE também publicou o padrão 802.3bu, para alimentação elétrica sobre cabos de um par, chamado de PoDL (Power over Data Lines), similar ao que o PoE (Power over Ethernet) representa para os cabos de quatro pares. O PoDL pode trabalhar com tensões entre 5,5 V e 60 V em corrente contínua, fornecendo potências entre 0,5 W e 50 W, dependendo da bitola dos fios e do comprimento do canal.

As comissões de estudo de cabeamento da ISO e da TIA estão trabalhando para publicar novas normas e boletins técnicos para suplementar as normas existentes de forma a acomodar essas novas necessidades, incluindo aspectos como:

  • Especificações para cabos, conectores, patch cords e enlaces de um par em cobre
  • Requisitos de desempenho e procedimentos de teste
  • Topologia e arquitetura
  • Transições de cabos de quatro pares para cabos de um par, incluindo compartilhamento de capa e utilização de equipamento ativo na transição
  • Conexão direta dos dispositivos nas áreas de serviço

Todos esses novos padrões, de cabeamento e de aplicações, voltados a comunicações em canais de um par, facilitarão a adoção do Ethernet como tecnologia padrão para sistemas de comunicação em indústrias, veículos e edifícios inteligentes, em adição à sua já completa hegemonia nas redes corporativas de voz e dados.

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Até a próxima!

Marcelo Barboza, RCDD, DCDC, NTS, ATS, DCS Design
Clarity Treinamentos
marcelo@claritytreinamentos.com.br

Padrões Ethernet sobre o cabeamento estruturado

Em Maio/2017 lançamos o curso online “SCE381 – Padrões Ethernet sobre cabeamento estruturado” na plataforma Oráculo EAD. Nesse curso você aprende os principais tipos de padrões Ethernet aptos a trafegarem sobre links de par trançado e fibra óptica, como o 1000BASE-T, 10GBASE-SR e 40GBASE-ER4, apenas para citar alguns.

No total, são explicados 28 padrões Ethernet e seus requisitos mínimos de cabeamento, como categoria mínima de cabo, quantidade de pares ou fibras, velocidade por via, conectores utilizados e distâncias máximas suportadas.

São oito vídeo aulas, em um total de 60 minutos de apresentação, mais um material extra para baixar, como referência. Se o aluno for bem na prova final, receberá um certificado de conclusão do curso, da Clarity Treinamentos e do Oráculo EAD, com assinatura do autor e instrutor do curso, que é este que vos escreve.

Confira aqui o SCE381.

Uma das aulas foi disponibilizada gratuitamente, como teaser.

Até a próxima!

Marcelo Barboza, RCDD, DCDC, NTS, ATS
Clarity Treinamentos

1000BASE-T ou -TX? Eis a questão!

Já se enganou ao especificar o padrão Ethernet a 1 Gb/s para par trançado? O correto é 1000BASE-T ou 1000BASE-TX? Na verdade, ambos existem! Mas somente um é comercializado atualmente. Sabe qual dos dois?

Primeiro, o que eles têm em comum? Ambos especificam comunicação Ethernet a 1 Gb/s e ambos foram feitos para rodar em cabos de par trançado de quatro pares e 100 ohms de impedância, de até 100 metros

E as semelhanças param por aí.

Enquanto o 1000BASE-T foi especificado pelo IEEE 802.3ab, o 1000BASE-TX foi especificado pela TIA/EIA-854.

O 1000BASE-T roda em cabos de Categoria 5e, utilizando os quatro pares, onde cada par trafega a uma velocidade de 250 Mb/s em full-duplex.

Por outro lado, o 1000BASE-TX precisa de cabos pelo menos Categoria 6, também utilizando os quatro pares, mas nesta tecnologia cada par trafega a 500 Mb/s em modo simplex (cada par, em um único sentido).

A ideia do 1000BASE-TX era a de permitir a fabricação de placas e interfaces mais baratas, pois cada par do cabo trafegaria em modo simplex, diferente do 1000BASE-T, que, por utilizar full-duplex a cada par, tornaria as placas mais caras.

Mas a tecnologia 1000BASE-TX acabou não vingando, ainda mais por necessitar de um tipo de cabo mais caro, o Categoria 6. Resultado: hoje temos somente o 1000BASE-T sendo utilizado, permitindo o Gigabit Ethernet em cabeamento a partir da Categoria 5e.

Em breve, lançaremos um curso rápido explicando as diferenças (e semelhanças!) entre as mais utilizadas interfaces Ethernet, desde os 10 Mb/s até os 100 Gb/s. Aguarde!

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Até a próxima!

Marcelo Barboza, RCDD, DCDC, NTS, ATS
Clarity Treinamentos

Quero rodar Ethernet a 40 Gigabits em minha fibra existente, posso?

Depende! Do quê? De qual fibra possui, primeiramente.

Se seu link for composto por fibras monomodo, você precisará de equipamentos nos padrões 40GBASE-LR4 ou 40GBASE-ER4, dependendo da distância pretendida, 10 km ou 40 km.

Mas se você possuir um link multimodo, precisará ser, no mínimo, de categoria OM3. Se for inferior, sem chances, precisará trocar de fibra. Se for OM3 ou OM4, precisará de um link com 8 fibras em um cabo tronco terminado em conectores MPO. O equipamento deverá ser do padrão 40GBASE-SR4.

Para OM3, o alcance será de 100 metros. Para OM4, de 150 metros. Mas atenção à perda óptica total de seu link! Com OM3, não deverá ser superior a 1,9 dB. Para OM4, não superior a 1,5 dB! Também há limites de perda para os links monomodo, portanto deve-se consultar as tabelas do padrão IEEE 802.3.

Há também opções de equipamentos proprietários, como o 40GBASE-SR-BiDi, da Cisco, que permite utilizar apenas duas fibras OM3 ou OM4. Para maiores informações, como alcance e perda máximos, consultar as tabelas da Cisco.

Para saber a perda total de seu link, deverá realizar um teste óptico Tier 1, com um equipamento do tipo OLTS (optical loss test set). Para estimar a perda total de seu link antes de fazer o teste, pode fazer o cálculo do balanço de perda óptica utilizando os valores padrões de perda. Se a instalação tiver sido bem feita, a perda medida deverá ser inferior a esse cálculo.

Para saber mais sobre como realizar o cálculo do balanço de perda óptica, há o curso SCE335.

Confira também o curso sobre os padrões Ethernet sobre cabeamento estruturado, o SCE381, e o curso sobre teste óptico tier 1, o SCE333.

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Até a próxima!

Marcelo Barboza, RCDD, DCDC, NTS, ATS
Clarity Treinamentos

100GBASE-SR10 & 100GBASE-SR4

O que têm em comum essas duas tecnologias Ethernet a 100 Gigabits por segundo?

Ambas foram feitas para trafegar sobre fibras multimodo, com transmissão no comprimento de onda de 850 nm.

Mas, a grande pergunta é: qual a diferença entre elas?

Resposta: enquanto uma (SR10) trabalha com transmissão a 10 Gb/s por fibra, a outra (SR4) trabalha a 25 Gb/s por fibra. Isso faz com que a SR10 precise de 20 fibras para perfazer um link (10 fibras em TX, mais 10 fibras em RX). Já a SR4 precisa de apenas 8 fibras (4 em TX, 4 e RX).

Com isso, um cabo tronco de 24 fibras multimodo, que antes poderia suportar apenas um link 100GBASE-SR10, agora pode acomodar três links 100GBASE-SR4.

Mas, atenção para a mudança na distância máxima do link! O 100GBASE-SR10 trafega a até 100 m em fibra OM3 e até 150 m em fibra OM4, enquanto o 100GBASE-SR4 suporta, respectivamente, 70 m e 100 m.

Para saber mais sobre o assunto, conheça nosso curso rápido que explica as diferenças (e semelhanças!) entre as mais utilizadas interfaces Ethernet, desde os 10 Mb/s até os 100 Gb/s, o SCE381.

Até a próxima!

Marcelo Barboza, RCDD, DCDC, NTS, ATS
Clarity Treinamentos