Sinalização diferencial
Para entender por que o cabo Ethernet é construído do jeito que é, ele exige familiaridade com a forma como os sinais são transmitidos ao longo dos fios. O termo técnico sinalização diferencial. Durante um pulso digital, cada fio do par conduz um sinal de mesma voltagem, mas de polaridade oposta. O slide abaixo (cortesia da Wikipedia) exemplifica o processo:
Para entender por que o cabo Ethernet é construído do jeito que é, ele exige familiaridade com a forma como os sinais são transmitidos ao longo dos fios. O termo técnico sinalização diferencial. Durante um pulso digital, cada fio do par conduz um sinal de mesma voltagem, mas de polaridade oposta. O slide abaixo (cortesia da Wikipedia) exemplifica o processo:
Quanto maior a diferença entre os pulsos de entrada, maior o impulso na saída, tornando mais fácil para a lógica do receptor diferenciar uns e zeros. Eu poderia acrescentar que isso se torna mais importante quanto mais se aumentar as taxas de transferência da informação.
Como você pode ver no slide, a sinalização diferencial tem alguma capacidade de cancelamento de ruído, mas não o suficiente quando se trata de cabeamento Ethernet. Isso porque dois tipos de interferência entram em jogo, a radiação eletromagnética, a partir de fontes de ruídos, como os fios de energia elétrica, ou a interferência de outros pares (ruído de crosstalk) no mesmo cabo. Ambos introduzem ruído que reduz o diferencial. Se houver ruído suficiente, o receptor pode interpretar mal o que foi enviado.
Tudo sobre as torções
Os cabos Ethernet, com os quais a maioria de nós está familiarizada, consiste de quatro pares de fios entrelaçados e envolvidos em uma única capa de revestimento isolante. Essas torções são um desconforto ao se fazer as conexões, mas estão lá por uma razão. A transmissão de sinais Ethernet através de um cabo, com pouca potência, não seria possível sem elas.
Os cabos Ethernet, com os quais a maioria de nós está familiarizada, consiste de quatro pares de fios entrelaçados e envolvidos em uma única capa de revestimento isolante. Essas torções são um desconforto ao se fazer as conexões, mas estão lá por uma razão. A transmissão de sinais Ethernet através de um cabo, com pouca potência, não seria possível sem elas.
Para entender a importância de torcer os fios, requer o aprendizado sobre o chamado “modo comum de rejeição”. Parece que a eletrônica digital conectada com linhas equilibradas, como o de par trançado Ethernet, é capaz de rejeitar o ruído, pois que as emissões espúrias (ruído) são comuns a ambas as pontas no par trançado.
Pode ajudar se usarmos um exemplo. Eu mencionei, anteriormente, o ruído crosstalk. Se os pares não forem torcidos num cabeamento Ethernet, é perfeitamente possível que dois fios em pares adjacentes estarem ao lado uns dos outros durante todo o comprimento do cabo. Isso poderia distorcer os resultados, acrescentando ruído de crosstalk (comunicações cruzadas) em apenas uma perna do par de fios.
Se os fios do par trançado forem torcidos, ambos os fios do par seriam afetados da mesma forma. Então, o receptor usando o modo comum de rejeição seria capaz de filtrar a interferência crosstalk.
Alerta Geek para curiosidades: Este fenômeno foi descoberto por Alexander Graham Bell.
Na verdade, os fios telegráficos foram o primeiro par trançado. Os fios trocavam de posição no poste depois de uma certa distância (cortesia da Wikipedia):
Outras informações sobre as torções
Você já notou que alguns dos pares trançados são mais fáceis de distorcer? Há uma razão para isso. Se os pares adjacentes têm uma taxa de torção equivalente, os mesmos fios de cada par poderiam ser vizinhos durante todo o comprimento do cabo, invalidando a sinalização diferencial. Para evitar isso, fabricantes de cabos Ethernet usam taxas de torção diferentes (cortesia da Wikipedia):
Outras informações sobre as torções
Você já notou que alguns dos pares trançados são mais fáceis de distorcer? Há uma razão para isso. Se os pares adjacentes têm uma taxa de torção equivalente, os mesmos fios de cada par poderiam ser vizinhos durante todo o comprimento do cabo, invalidando a sinalização diferencial. Para evitar isso, fabricantes de cabos Ethernet usam taxas de torção diferentes (cortesia da Wikipedia):
| Cor do par | Cm por volta | Voltas por m |
| Verde | 1,53 | 65,2 |
| Azul | 1,54 | 64,8 |
| Laranja | 1,78 | 56,2 |
| Marrom | 1,94 | 51,7 |
Uma última nota: de acordo com as melhores práticas de cabeamento, um par de fios não deve ser distorcido por mais de 13 mm. Isto entra em jogo quando se utiliza blocos punch-down.
UTP versus STP
Existem dois tipos de cabos Ethernet, par trançado não blindado (UTP) e par trançado blindado (STP). Tudo o que mencionei até agora, aplica-se a ambos. O cabeamento STP é utilizado quando existe uma quantidade anormal de interferência eletromagnética. O STP utiliza uma folha metálica de blindagem que direciona todo o ruído externo para o solo (terra). A folha metálica pode envolver cada par trançado (STP), todos os pares trançados (S/UTP), ou ambos (S/STP).
Existem dois tipos de cabos Ethernet, par trançado não blindado (UTP) e par trançado blindado (STP). Tudo o que mencionei até agora, aplica-se a ambos. O cabeamento STP é utilizado quando existe uma quantidade anormal de interferência eletromagnética. O STP utiliza uma folha metálica de blindagem que direciona todo o ruído externo para o solo (terra). A folha metálica pode envolver cada par trançado (STP), todos os pares trançados (S/UTP), ou ambos (S/STP).
Algumas dicas de instalação
Toda vez que eu trabalho com instaladores de cabo, eu pergunto-os impiedosamente, tentando aprender o que é importante. Aqui estão algumas de suas dicas:
Toda vez que eu trabalho com instaladores de cabo, eu pergunto-os impiedosamente, tentando aprender o que é importante. Aqui estão algumas de suas dicas:
• Para o cabo UTP sólido, o raio de curvatura mínimo é de oito vezes o diâmetro externo do cabo. Qualquer coisa menos do que isso afeta a taxa de torção, reduzindo a rejeição de ruído.
• Ao instalar longas distâncias de cabeamento, tenha cuidado para não esticar demais o cabo, isso poderia alterar a taxa de torção, novamente reduzindo as rejeições ao ruído.
• Devido à alta freqüência das transmissões digitais, o fenômeno do efeito da superfície (skin effect) entra em jogo. Portanto, tenha cuidado para não lascar o fio de cobre.
• Certifique-se de utilizar cabos Ethernet Plenum, se a instalação está localizada em um espaço que é utilizado para circulação de ar.
• Passar cabos Ethernet distantes de, pelo menos, 15 cm de qualquer linha de alta tensão, sendo que a distância de 30 cm é melhor ainda.
• Se o cabo Ethernet deve cruzar uma linha de alta tensão, fazê-lo em um ângulo de 90 graus.
• Ao instalar longas distâncias de cabeamento, tenha cuidado para não esticar demais o cabo, isso poderia alterar a taxa de torção, novamente reduzindo as rejeições ao ruído.
• Devido à alta freqüência das transmissões digitais, o fenômeno do efeito da superfície (skin effect) entra em jogo. Portanto, tenha cuidado para não lascar o fio de cobre.
• Certifique-se de utilizar cabos Ethernet Plenum, se a instalação está localizada em um espaço que é utilizado para circulação de ar.
• Passar cabos Ethernet distantes de, pelo menos, 15 cm de qualquer linha de alta tensão, sendo que a distância de 30 cm é melhor ainda.
• Se o cabo Ethernet deve cruzar uma linha de alta tensão, fazê-lo em um ângulo de 90 graus.
Se eu me esqueci de alguma dica que você sente que é importante, por favor, compartilhe-a com o resto de nós.
Considerações finais
Como as taxas de transferência digital continuam a aumentar, a margem de erro diminui rapidamente. Certifique-se de manter os pares trançados.
Como as taxas de transferência digital continuam a aumentar, a margem de erro diminui rapidamente. Certifique-se de manter os pares trançados.
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