Compartilhamento de cabos – uma aplicação única e inovadora da Categoria 7A
Depois de muito debate, o subcomitê de cabeamento de cobre TR-42.7 da Telecommunications Industry Association (TIA) adotou a “categoria 8” como a nomenclatura de seu sistema de cabeamento de par trançado balanceado de próxima geração para oferecer suporte a 40 gigabits por segundo (Gb/s) em um canal de 2 conectores até pelo menos 30 metros (m [98 pés (ft)]). A mudança consecutiva da TIA da categoria 6A para a categoria 8 tem o potencial de causar alguma confusão no setor, e alguns podem estar se perguntando: “E a categoria 7?”
Os gerentes de TI e os usuários finais podem ter certeza de que existe, de fato, uma categoria 7 e uma categoria 7A baseadas em padrões. Além disso, a categoria 7/7A oferece o benefício do compartilhamento de cabos sem interferência – a prática de executar mais de um aplicativo em pares diferentes de um canal de cobre de par trançado como forma de reduzir custos, simplificar o gerenciamento de cabos e convergir aplicativos em um único tipo de mídia.
Um conceito baseado em padrões
A categoria 7A é o mais alto grau de cabeamento de cobre de par trançado suportado por um padrão de desempenho publicado. É uma escolha popular para o mercado europeu e vem ganhando espaço significativo nos EUA e em outras regiões, como a América Latina. Ratificada em 2010 pela Organização Internacional de Padronização (ISO) sob a Emenda 2 da ISO/IEC, 11801, 2ª edição, a categoria 7A (classe FA) é um sistema totalmente blindado caracterizado por uma largura de banda de até 1.000 megahertz (MHz). Ela foi precedida pelo cabeamento de categoria 7 (classe F), que foi ratificado pela ISO/IEC em 2002 e caracterizado por uma largura de banda de até 600 MHz. Para fins deste artigo, vamos nos referir à categoria 7A, pois é o padrão mais recente da categoria 7.
A ISO/IEC especifica duas opções de conector para a categoria 7A: um conector estilo RJ, conforme definido pela IEC 60603-7-7, e um conector não estilo RJ, conforme definido pela IEC 61073-3-104. O conector estilo RJ apresenta circuitos internos de categoria 6A e 7A. Seu circuito de categoria 6A é compatível com versões anteriores, pois aceita a interface de plugue modular estilo RJ de 8 posições e 8 contatos (8p8c) usada no cabeamento de categoria 6A e categorias inferiores. Seu circuito de categoria 7A é ativado pela inserção de um plugue especial não RJ que se encaixa nos contatos localizados nos quatro cantos externos do conector (consulte a Figura 1).
O conector não RJ apresenta um design de contato de quadrante isolado (consulte a Figura 2). Ele se encaixa em uma abertura de tomada modular padrão de tamanho RJ-45 e é compatível com o cabeamento de categoria 6A e categorias inferiores por meio de patch cords híbridos. O design não RJ oferece uma interface padronizada que proporciona recursos inovadores de compartilhamento de cabos.
O compartilhamento de cabos é a prática de executar mais de um aplicativo em diferentes pares de um cabo de cobre de par trançado. Exemplos comuns de legado de compartilhamento de cabos incluem a execução de doze canais de 10 megabits por segundo (Mb/s) em um cabo de 25 pares ou o uso de adaptadores em Y (divisores) para separar pares e criar linhas separadas de voz e fax em um único cabo.
Embora a prática de compartilhamento de cabos tenha sido aceita pelos profissionais de telecomunicações por mais de duas décadas e tenha sido reconhecida nos padrões TIA e ISO já em 1991, o compartilhamento de cabos não começou a ganhar popularidade até a adoção de sistemas de cabeamento totalmente blindados, como a categoria 7A. Isso ocorre porque a quantidade de acoplamento de diafonia interna (tanto na extremidade próxima quanto na extremidade distante) em sistemas de cabeamento de par trançado não blindado (UTP) torna difícil para os usuários prever se vários aplicativos podem coexistir em um único cabo. Na verdade, as normas alertam que, ao decidir quais aplicativos podem compartilhar um cabo UTP, os usuários devem estar cientes de que a diafonia de aplicativos que operam em bandas de frequência semelhantes pode interferir uns nos outros. Por outro lado, o cabeamento totalmente blindado da categoria 7A garante que haja isolamento de ruído suficiente entre os pares para suportar vários aplicativos, ou a aparência múltipla de qualquer aplicativo, em um canal de quatro pares.
Algumas normas, como a ISO/IEC 15018, recomendam especificamente que o compartilhamento de cabos seja considerado quando o espaço do caminho for limitado e identificam a interface categoria 7A sem estilo-RJ (IEC 61073-3-104) como o estilo de conector preferido para essa aplicação. A interface apresenta um design de quadrante isolado que permite fácil acesso a um ou dois pares de um canal para melhor acomodar o compartilhamento de cabos (consulte a Figura 3).
Compartilhar e compartilhar da mesma forma
Ao usar o conector não RJ IEC 61076-3-104 categoria 7A, até quatro aplicativos podem ser compartilhados em um único cabo. Essa capacidade é possibilitada exclusivamente pela construção do cabo e do conector. Como em qualquer canal de cabeamento da categoria 7A, todos os quatro pares blindados são terminados em uma única saída. No entanto, além de aceitar um cabo de 4 pares, a tomada não RJ também pode aceitar quatro cabos de 1 par, dois cabos de 2 pares ou uma combinação dos dois, sem a necessidade de divisores ou adaptadores. Essa flexibilidade permite que vários aplicativos sejam convergidos em um único cabo, diminuindo a quantidade de cabeamento e o espaço necessário no caminho associado a várias execuções que usam cabeamento de menor qualidade.
Os cabos modulares que suportam o compartilhamento de cabos são terminados em uma extremidade com um conector não RJ de 1, 2 ou 4 pares que se encaixa em um, dois ou todos os quatro quadrantes do conector IEC 61076-3-104 categoria 7A. A outra extremidade do cabo modular é terminada em um conector de interface com cabeamento adequado, como um plugue RJ-11 para voz ou um plugue RJ-45 para Ethernet (consulte a Figura 4). Os cabos com baluns integrados ou conexões modulares para
Os adaptadores de balun do tipo F podem ser usados para aplicações de vídeo de 1 par, como TV a cabo (CATV). De fato, a classe FA é o grau de cabeamento adequado para suportar todos os canais de CATV digital (até aproximadamente 700 MHz) devido à sua caracterização de frequência estendida. Assim como nas implementações coaxiais, dependendo da intensidade do sinal de entrada, do comprimento do cabeamento e do canal mais alto e mais baixo que está sendo distribuído, a amplificação pode ser necessária para dar suporte a algumas implementações de CATV em cabeamento de par trançado. Adaptadores de balun do tipo BNC também estão disponíveis para facilitar as aplicações de circuito fechado de TV (CCTV).
Embora a maioria dos ambientes comerciais forneça um mínimo de duas tomadas em cada área de trabalho de acordo com os padrões do setor, há alguns ambientes que precisam suportar mais de dois aplicativos em uma área de trabalho. Por exemplo, em instalações de saúde, algumas salas de recuperação de pacientes exigem mais de 15 aplicativos em uma única área de trabalho. Muitas dessas áreas de trabalho de alta densidade precisam suportar apenas aplicativos de baixa velocidade. Com os recursos de compartilhamento de cabos da categoria 7A e o conector não RJstyle IEC 61076-3-104, uma única tomada pode suportar vários aplicativos de baixa velocidade de 1 e 2 pares ou um aplicativo de dados de alta velocidade de 4 pares, como 1000 Mb/s (1000BASE-T) ou 10 Gb/s Ethernet (10GBASE-T).
Uma área de trabalho com duas saídas usando dois conectores não RJ de categoria 7A pode suportar muito mais aplicativos do que uma área de trabalho típica com duas saídas suportada por um cabeamento de categoria inferior e pode fazer isso de forma menos dispendiosa. Especificamente, os pares não utilizados que estariam presentes se um canal de 4 pares fosse dedicado a um aplicativo que transmite por apenas um, dois ou três pares são eliminados, diminuindo significativamente o número de cabos necessários e, consequentemente, reduzindo os custos do caminho e a complexidade do gerenciamento de cabos. A Tabela 1 mostra alguns aplicativos típicos de 1 e 2 pares que podem ser facilmente suportados com o compartilhamento de cabos.
As práticas de implementação de compartilhamento de cabos são extremamente flexíveis e suportam uma ampla gama de configurações. Por exemplo, considere uma central de atendimento em que quatro agentes dispostos em um grupo de trabalho precisam, cada um, de um telefone analógico e de uma conexão com a Internet. A saída da área de trabalho para esse grupo poderia conter um conector não-RJ de categoria 7A para suportar quatro telefones analógicos de 1 par e quatro saídas adicionais para dados de alta velocidade. Em outras palavras, cinco tomadas na área de trabalho poderiam atender a todos os quatro agentes, em vez de oito tomadas individuais. Nesse cenário, uma central de atendimento pode, em geral, obter uma economia de custos superior a 10% em materiais e uma redução de 39% no número total de tomadas.
Ao projetar soluções de compartilhamento de cabos, é fundamental planejar os tipos de aplicativos a serem suportados e entender os ciclos de vida dos equipamentos. É importante garantir que a infraestrutura de cabeamento possa suportar futuros aplicativos e atualizações. Como resultado, a prática recomendada para todas as soluções de compartilhamento de cabos é fornecer um mínimo de uma saída dedicada para dados e uma saída para outros aplicativos de 1 e 2 pares de baixa velocidade. Isso ajuda a facilitar a migração para aplicativos de dados de alta velocidade que exigem todos os quatro pares para a transmissão.
Colocando o compartilhamento de cabos para funcionar
Localizada na região centro-norte da Carolina do Sul, a cidade de Rock Hill é uma comunidade em crescimento com 67.000 residentes que abrange mais de 36 milhas quadradas. A cidade é uma mistura de charme histórico e expansão implementada de forma responsável, e é a única grande cidade da Carolina do Sul na área de Charlotte. Quando o Departamento de Serviços Públicos de Rock Hill, de propriedade do município, decidiu construir um novo campus de três prédios para abrigar escritórios administrativos, uma loja e um depósito, eles precisavam de uma rede versátil que suportasse tudo, desde vídeo, VoIP (voz sobre protocolo de Internet) e telefonia analógica, até CATV, vigilância por vídeo, rádio IP e dados.
“Normalmente, colocamos quatro tomadas em cada área de trabalho para dar suporte a uma variedade de aplicativos, incluindo uma tomada coaxial para vídeo. Precisamos acompanhar o clima e outras informações importantes de emergência via CATV, além de oferecer suporte a vídeo para treinamento e sinalização digital”, disse Brenda Roof, do departamento de sistemas de tecnologia da informação (ITS) da cidade. “Embora tivéssemos orçado um sistema de categoria 6A, quando me deparei com o conceito de compartilhamento de cabos usando a categoria 7A com o conector não RJ, ele me pareceu extremamente versátil.”
Depois de realizar uma pesquisa completa sobre a categoria 7A e o compartilhamento de cabos, incluindo reuniões com especialistas técnicos, Roof conseguiu convencer seus superiores de que a solução era ideal para atender às suas necessidades. “Não foi uma decisão fácil”, disse ela. “Quando fizemos a primeira licitação, eu era a mais estranha. A maioria das empresas de cabeamento estava nos empurrando para a categoria 6A.” Roof manteve-se firme e acabou encontrando um fabricante capaz de apoiar sua decisão de implantar a categoria 7A e o compartilhamento de cabos, inclusive fornecendo treinamento e certificação no local para os instaladores e para a equipe de ITS e de serviços públicos da cidade.
Ao implantar os conectores categoria 7A não RJstyle e implementar o compartilhamento de cabos, o Rock Hill Utilities Department conseguiu reduzir significativamente a quantidade de cabeamento, tomadas e mão de obra necessária. Com o uso de cabos híbridos terminados em um conector tipo F e com um balun integrado, eles também puderam eliminar o uso de coaxial para dar suporte a CATV, vigilância e outros aplicativos de vídeo em distâncias inferiores a 175 pés. “Em vez de ter quatro tomadas em cada área de trabalho, conseguimos reduzir para apenas duas”, diz Larry Williams, do departamento de ITS da cidade. “Para a maioria dos nossos usuários, uma tomada fornece dois pares para uma conexão10/100BASE-T com o computador e dois pares para um telefone VoIP. Temos então quatro pares adicionais na segunda tomada para dar suporte a uma variedade de outros dispositivos, como impressoras, telefones analógicos e aparelhos de fax, ou para migrar para uma conexão 1000BASE-T de quatro pares.”
Para CATV e outras aplicações de vídeo, o Departamento de Serviços Públicos de Rock Hill pode suportar até quatro TVs em uma única tomada. “Ao eliminar as tomadas extras e grande parte do cabeamento coaxial para vídeo, conseguimos reduzir os custos de mão de obra pela metade”, diz Roof. “Com as tomadas de categoria 7A, também não precisamos nos preocupar quando precisamos mudar as pessoas de lugar. É tão simples quanto usar patch cords diferentes.” Com cabos feitos sob medida, eles conseguiram até mesmo suportar o sistema telefônico digital existente que exigia um cabo cruzado
O Departamento de Serviços Públicos de Rock Hill acabou instalando 480 tomadas de categoria 7A no prédio da administração, 203 na loja e 42 no depósito. “O sistema agora está em funcionamento e, se eu tivesse a chance de fazer tudo de novo, escolheria o mesmo sistema e usaria o compartilhamento de cabos”, diz Roof.
Ainda mais para compartilhar
A categoria 7A oferece benefícios adicionais além dos recursos de compartilhamento de cabos. Devido ao seu design totalmente blindado, o cabo da categoria 7A oferece um desempenho superior ao do cabeamento de categoria inferior de par trançado não blindado (UTP). Em frequências mais altas, o uso de pares blindados individualmente praticamente elimina a diafonia interna entre pares e a diafonia externa entre cabos, tanto ao longo do percurso do cabo quanto entre conectores na área de trabalho e no armário de telecomunicações. Portanto, ele é capaz de oferecer suporte a aplicativos de 10 Gb/s sem nenhuma prática de atenuação adicional, como as que geralmente são necessárias ao usar o cabeamento UTP.
A blindagem externa de trança geral do cabo oferece resistência adicional e um caminho de baixa impedância para o aterramento. A blindagem externa capta o ruído de baixa frequência de fontes externas e o conduz efetivamente para o aterramento, proporcionando resistência superior à interferência eletromagnética e à interferência de radiofrequência (EMI/RFI) comuns em diversos ambientes, como instalações industriais e de saúde.
Embora a categoria 8 possa estar no horizonte, a categoria 7A é um sistema baseado em padrões existentes que oferece os benefícios do compartilhamento de cabos, maior capacidade de largura de banda e imunidade a EMI/RFI acima de 100 metros. Até 1000 MHz, os limites de desempenho propostos para a categoria 8 não atendem atualmente aos especificados para a categoria 7A. A ISO/IEC já está olhando para o futuro do cabeamento totalmente blindado. A IEC 61076-3-104, 3ª edição, quase finalizada, estenderá o desempenho do conector não RJ da categoria 7A da IEC 61073-3-104 até 2 GHz – a mesma frequência provisoriamente proposta para a categoria 8.
Até que os recursos de processamento de sinal de um aplicativo Ethernet de 40 Gb/s (40GBASE-T) sejam finalizados e análises mais avançadas e representativas da vida real possam ser realizadas, é muito cedo para garantir a distância de suporte do aplicativo 40GBASE-T para qualquer mídia. No entanto, parece que um sistema totalmente blindado com o conector não RJstyle e seu exclusivo design de quadrante isolado acabará fornecendo algum suporte para a próxima geração de velocidades de 40 Gb/s e, ao mesmo tempo, oferecendo o recurso inovador de compartilhamento de cabos. A categoria 7A baseada em padrões chegou hoje e veio para ficar.
