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Sobre o autor Marcelo Barboza, instrutor da área de cabeamento estruturado desde 2001, formado pelo Mackenzie, possui mais de 30 anos de experiência em TI, membro de comissões de estudos sobre cabeamento estruturado e data center da ABNT, certificado pela BICSI (RCDD, DCDC), Uptime Institute (ATS) e DCPro (Data Center Specialist – Design). Instrutor autorizado para cursos selecionados da DCProfessional, Fluke Networks, Panduit e Clarity Treinamentos. Assessor para o selo de eficiência para data centers – CEEDA.
Neste artigo, vamos explicar o conceito dos parâmetros de diafonia/crosstalk NEXT e FEXT para cabeamento em par trançado e ressaltar suas diferenças.
O “par trançado” é um dos meios físicos mais utilizados nas instalações de cabeamento estruturado. Popularmente conhecido como “UTP” (embora algumas vezes seja composto por cabos blindados, e UTP se refira apenas aos não blindados), hoje permite a transmissão de dados a velocidades de 10 gigabits por segundo ou mais em enlaces de até 100 metros.
Mas, nem tudo são flores. Se não forem utilizados produtos de boa qualidade, ou se o procedimento de instalação não for corretamente seguido, problemas podem ocorrer. É por isso que, após a instalação, são realizados testes de certificação. São diversos testes, mas neste artigo abordaremos dois deles, o NEXT e o FEXT (para entender estes e outros testes, veja meu vídeo abaixo). Vocês sabe o que são eles? Quais as semelhanças e as diferenças entre eles?
Parâmetros de teste para cabos de par trançado
Diafonia
Ambos são parâmetros que medem a “diafonia” (“crosstalk”, em inglês, abreviado como “XT”), ou seja, a interferência eletromagnética que o sinal trafegado por um par de fios trançados provoca em outro par do cabo. Qual o problema da diafonia? Por que ela é indesejável?
Cada par de um cabo interliga um equipamento transmissor (TX, que está em uma extremidade do cabo) a um equipamento receptor (RX, na outra extremidade do cabo), ambos componentes de equipamentos de comunicações, como uma placa de rede ou porta de switch, por exemplo.
Só que em uma transmissão de rede, pelo menos dois dos pares do cabo são utilizados simultaneamente. Em uma transmissão Ethernet a 1 Gb/s (ou mais), são utilizados os quatro pares do cabo. Ou seja, dois ou mais TX transmitem simultaneamente para seus respectivos RX.
Só que cada RX está interessado apenas no sinal enviado pelo TX correspondente, que está do outro lado do par/cabo. Se o sinal transmitido por um TX, através de um par, “vaza” para outro par, acaba chegando em outro RX, que não era o destinatário original da mensagem. Pior, o RX acaba recebendo pelo menos dois sinais: o desejado, isto é, aquele enviado pelo TX correspondente, mais um, indesejado, enviado por outro TX (que é a diafonia/XT), e acaba somando e, portanto, confundindo ambos! Se a intensidade da diafonia for próxima à do sinal desejado, o RX não conseguirá distinguir dentre ambos e rejeitará o sinal por completo. Se isso ocorrer com frequência, a velocidade da transmissão cairá e, eventualmente, a conexão será interrompida.
Agora que já sabemos o que é diafonia e como ela pode afetar a transmissão, vamos perceber que há dois tipos de medições realizadas de diafonia: NEXT e FEXT.
Introduzindo o NEXT e o FEXT
O NEXT (near-end crosstalk) mede a diafonia que afeta o RX que está localizado na mesma extremidade do cabo (“extremidade próxima” ou “near end”) em relação ao TX que causou essa diafonia. Ou seja, o NEXT mede a interferência que um equipamento transmissor causa no cabo e acaba afetando a habilidade do próprio equipamento de entender sinais provenientes da outra extremidade do cabo.
Já o FEXT (far-end crosstalk) mede a diafonia que afeta o RX que está localizado na extremidade oposta do cabo (“extremidade distante” ou “far end”) em relação ao TX que causou essa diafonia. Ou seja, o FEXT mede a interferência que um equipamento transmissor causa no cabo e acaba afetando a habilidade do equipamento oposto de entender seus sinais.
Em português, o NEXT é chamado de “paradiafonia”, enquanto o FEXT é a “telediafonia”. Ambos medem as consequências do mesmo fenômeno, que é a diafonia.
Testes de NEXT e FEXT
Ambos os testes devem ser realizados bidirecionalmente, ou seja, enviando-se sinal a partir de ambas as extremidades do cabo. Isso ocorre porque o próprio sinal indesejado (resultado da diafonia) sofre atenuação ao longo do cabo até chegar em algum RX. Por exemplo: um dano ao cabo que aumente a diafonia causará um NEXT muito mais elevado quando este for medido a partir da extremidade do cabo que estiver mais próxima a esse dano.
As medições de NEXT e FEXT são reportadas em combinações de dois pares ou somadas para todos os pares do cabo (“powersum”). A unidade de medida utilizada é o decibel (dB), resultado da comparação na intensidade do sinal transmitido com a do sinal indesejado recebido. O FEXT usualmente é reportado apenas após a computação da Perda de Inserção, resultando no ACR-F, mas isso já é um assunto para outro artigo!
Para saber mais sobre os testes realizados em enlaces de par trançado, não perca o curso SCE331.
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Sobre o autor Marcelo Barboza, instrutor da área de cabeamento estruturado desde 2001, formado pelo Mackenzie, possui mais de 30 anos de experiência em TI, membro da BICSI e da comissão de estudos sobre cabeamento estruturado da ABNT/COBEI, certificado pela BICSI (RCDD, DCDC e NTS), Uptime Institute (ATS) e DCPro (Data Center Specialist – Design). Instrutor autorizado para cursos selecionados da DCProfessional, Fluke Networks, Panduit e Clarity Treinamentos. Assessor para o selo de eficiência para data centers – CEEDA.
A principal norma de cabeamento estruturado dos EUA, uma das primeiras do mundo a tratar do tema, é a ANSI/TIA-568. Ela é dividida em 5 partes, sendo elas:
Parte 0: estabelece as bases para um sistema genérico de cabeamento estruturado
Parte 1: cabeamento estruturado para edifícios comerciais
Parte 2: especifica os componentes de par trançado balanceado
Parte 3: especifica os componentes em fibra óptica
Parte 4: especifica os componentes em cabo coaxial
Ao final do artigo, não deixe de conferir meus vídeos sobre as normas nacionais de cabeamento estruturado. E para obter a relação das normas mais relevantes relacionadas ao cabeamento estruturado, leia este artigo.
Periodicamente, a TIA-568 passa por revisões, assim como a maioria das normas, para se atualizar em relação à tecnologia, produtos e melhores práticas adotados. Uma letra ao final indica a revisão. A primeira revisão foi indicada com a letra “A”. A revisão seguinte recebeu a letra “B”, e assim por diante. Assim, o nome ANSI/TIA-568-C.2 indica a revisão “C” (3ª revisão) da parte 2 da referida norma.
Só que a quarta revisão (“D”) mudou a ordem desses dois indicadores, tornando o nome mais coerente com as demais normas. Os indicadores de parte e revisão se inverteram, de forma que a 4ª revisão da 2ª parte passou a se chamar ANSI/TIA-568.2-D. A revisão “D” das demais partes já haviam sido publicadas nesse formato. Agora os nomes são:
ANSI/TIA-568.0-D, Generic Telecommunications Cabling for Customer Premises, publicada em 15/dez/2015
ANSI/TIA-568.1-D, Commercial Building Telecommunications Cabling Standard, publicada em 9/set/2015
ANSI/TIA-568.2-D, Balanced Twisted-Pair Telecommunication Cabling and Components Standard, a ser publicada em breve
ANSI/TIA-568.3-D, Optical Fiber Cabling And Components Standard, publicada em 25/out/2016
ANSI/TIA-568.4-D, Broadband Coaxial Cabling and Components Standard, publicada em 27/jun/2017
O que mudou na ANSI/TIA-568.2-D em relação à revisão anterior? Em resumo, os principais pontos alterados foram:
A adição da configuração MPTL (Modular Plug Terminated Link)
Incorporação da Categoria 8 ao corpo da norma
O reconhecimento de patch cords com bitola de condutor 28 AWG
Considerações ao suporte ao PoE
A adição da configuração MPTL (Modular Plug Terminated Link)
O MPTL é um acréscimo aos outros dois modelos padrões de enlace que já existiam, o canal (CH) e o enlace permanente (PL). Resumidamente, o CH é a configuração que inclui todo o cabeamento horizontal, incluindo todos os patch cords, enquanto o PL é a configuração que inclui apenas a parte “permanente” ou “fixa” do cabeamento, desde a terminação no rack até a terminação na tomada, sem incluir os patch cords.
Esta nova configuração, o MPTL, atende aos anseios de muitos usuários e instaladores, que se sentiam “incomodados” ao instalar uma tomada de telecomunicações, mais um patch cord, para conectar equipamentos fixos, principalmente próximos ao forro, como pontos de acesso wireless (WAP) e câmeras de vigilância (CFTV). Nesta configuração, o cabo horizontal é terminado diretamente com um plugue RJ45 (macho), em campo, que será diretamente conectado ao dispositivo terminal. Os principais fabricantes de cabeamento já estão disponibilizando tais plugues, com garantia de desempenho, para confecção em campo, incluindo versões com desempenho de Categoria 6A e até mesmo Categoria 8. Para ver a montagem de um plugue Cat.6A em campo, confira este vídeo:
A norma também dará provisionamento para a forma como um enlace MPTL deverá ser testado. O desempenho do plugue terminado em campo deverá ser incluso no teste. Isso é diferente dos requisitos de teste de um canal, que exclui o desempenho dos plugues das extremidades. Outra coisa a ser ressaltada é que a norma continua obrigando a utilização de tomadas e patch cords para a conexão de dispositivos de usuário nas áreas de trabalho, como desktops, notebooks, telefones e impressoras. Tais dispositivos podem mudar de lugar com frequência, por isso o requisito de utilizar patch cords em sua conexão.
Incorporação da Categoria 8 ao corpo da norma
A Categoria 8 de cabeamento de par trançado era parte de um adendo à norma TIA-568-C.2. Agora, fará parte da nova revisão 2-D. Lembramos que essa categoria, testada até 2000 MHz, permite a utilização de Ethernet a 40 Gb/s sobre um canal Cat. 8 de até 30 metros, sendo um enlace permanente de 24 metros, mais dois patch cords de até 3 metros cada. Tal aplicação foi pensada para conexões entre equipamentos localizados na mesma fileira de racks de um data center, e permitirá a configuração MPTL para conexão direta ao servidor.
A nossa norma nacional de cabeamento estruturado, a NBR 14565, agora também reconhece a Categoria 8. Confira neste meu artigo e neste vídeo:
A categoria 8 e os 40 Gb/s
O reconhecimento de patch cords com bitola de condutor 28 AWG
Anteriormente, apenas condutores 22 a 26 AWG eram reconhecidos para utilização em patch cords. Mas em racks de alta densidade, abrigando a terminação de centenas de cabos, isso poderia tornar a organização dos patch cords uma tarefa quase impossível! Grandes quantidades de patch cords grossos poderiam também causar restrições ao fluxo de ar para a refrigeração de equipamentos ativos, causando seu sobreaquecimento.
Mas patch cords com bitola reduzida, como 28 AWG, apresentam maior atenuação de sinal e maior resistência à corrente elétrica. Por esse motivo, a norma provê recomendações para restringir o tamanho de canais contendo patch cords 28 AWG. Patch cords 28 AWG deverão utilizar 1,95 como fator de correção. Por exemplo, um canal com 10 metros em patch cords 28 AWG poderá ter um máximo de 92,5 m, sendo 82,5 m para o enlace permanente, em vez dos tradicionais 90 m. Com o tempo, melhores práticas deverão ser desenvolvidas e aplicadas com tais patch cords para minimizar possíveis problemas com sua utilização em canais que utilizem PoE, especialmente acima de 30 W, que surgirão com sua nova versão, o four-pair PoE, ou 4PPoE.
Considerações ao suporte ao PoE
Com a chegada do 4PPoE, que permite alimentação de quase 100 W pelo switch, garantindo um mínimo de 71 W no dispositivo remoto, começa a aumentar a preocupação com os projetos e instalações de sistemas em par trançado de forma a evitar anomalias na alimentação elétrica, como quedas excessivas de tensão e aumento exagerado da temperatura no feixe de cabos.
Referências ao boletim técnico ANSI/TSB-184-A, Guidelines for Supporting Power Delivery Over Balanced Twisted-Pair Cabling, são feitas nessa nova revisão, assim como o requisito para um teste particularmente importante para o PoE, que é o desequilíbrio resistivo dentro dos pares e entre os pares do cabo.
Norma nacional de cabeamento para data centers
Última revisão da norma nacional de cabeamento estruturado
Normas nacionais de cabeamento
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