Cisco CCNAv7 - Cabeamento de cobre (UTP, STP e coaxial)

Introdução

O cobre ainda é o meio mais usado dentro de casas, escritórios e escolas. É barato, fácil de instalar e atende bem às redes locais. Neste post, você vai conhecer os tipos de cabo de cobre, seus limites e os problemas que podem afetar o sinal.

Se quiser uma visão geral dos três tipos de meio, revise o post sobre meios de rede.

Características do cabeamento de cobre

O cobre transporta os bits como pulsos elétricos. Por ser um condutor elétrico, ele traz vantagens e limitações:

Vantagens	Limitações
Baixo custo	Alcance limitado (em Ethernet, 100 metros por segmento)
Fácil de instalar e de conectorizar	Sensível a interferências elétricas
Bem conhecido e amplamente compatível	Sinal se degrada com a distância
Pode transportar energia (PoE)	Menor velocidade máxima que a fibra em longas distâncias

Problemas que afetam o sinal

Problema	O que é	Como reduzir
Atenuação	O sinal enfraquece com a distância	Respeitar o limite de comprimento (100 m)
EMI (Electromagnetic Interference)	Interferência de campos elétricos de motores, lâmpadas fluorescentes e cabos de energia	Afastar o cabo de rede das fontes de interferência; usar cabos blindados
RFI (Radio Frequency Interference)	Interferência de sinais de rádio e TV	Blindagem e boa instalação
Crosstalk	Interferência entre pares de fios vizinhos no mesmo cabo	Trançar os pares de fios; respeitar os padrões de montagem

Por que os fios são trançados?

Cada par de fios é torcido em um número específico de voltas por metro. Esse trançado cancela boa parte das interferências, pois o campo gerado por um fio é compensado pelo outro. Pares diferentes têm torções diferentes, para não interferirem entre si.

flowchart LR
  A["Fios paralelos: sofrem mais interferência"] --> B["Fios trançados em pares: interferência cancelada"]

Tipos de cabo de cobre

Existem três tipos principais:

Tipo	Uso típico	Blindagem
UTP (Unshielded Twisted Pair)	Redes locais (LAN) em casas e escritórios	Sem blindagem
STP (Shielded Twisted Pair)	Locais com muita interferência	Com blindagem
Coaxial	TV a cabo, internet a cabo, antenas	Condutor central com blindagem

Cabo UTP

O UTP é o cabo mais usado em redes locais. Tem quatro pares de fios trançados (8 fios), cobertos por uma capa plástica, sem blindagem metálica.

Característica	Detalhe
Pares	4 pares trançados, com cores diferentes
Custo	Baixo
Flexibilidade	Alta, fácil de passar em dutos
Alcance	Até 100 metros por segmento
Vulnerabilidade	Mais sensível a EMI e RFI

Cabo STP

O STP é parecido com o UTP, mas tem blindagem que protege os fios contra interferências: uma malha metálica ou uma folha de alumínio em volta dos pares ou do cabo todo.

Característica	Detalhe
Blindagem	Folha ou malha metálica
Proteção	Maior contra EMI e RFI
Custo	Mais alto
Instalação	Mais rígido e exige aterramento adequado para funcionar bem
Uso	Ambientes industriais, hospitais, locais com muito ruído elétrico

Cabo coaxial

O coaxial tem um condutor central de cobre, uma camada isolante, uma malha metálica (blindagem) e uma capa externa. Os dois condutores compartilham o mesmo eixo, daí o nome.

flowchart TB
  A["Capa externa"] --> B["Blindagem: malha metálica"]
  B --> C["Isolante"]
  C --> D["Condutor central de cobre"]

Característica	Detalhe
Uso hoje	TV a cabo, Internet a cabo (HFC) e antenas
Conectores	BNC, tipo F
Vantagem	Boa proteção contra interferências e suporta altas frequências
Em redes locais	Praticamente abandonado, substituído pelo par trançado e pela fibra

Comparação

Característica	UTP	STP	Coaxial
Blindagem	Não	Sim	Sim
Custo	Baixo	Médio a alto	Médio
Imunidade a interferências	Baixa	Alta	Alta
Facilidade de instalação	Alta	Média	Média
Uso mais comum	Redes locais	Ambientes com ruído	TV e Internet a cabo

Segurança e boas práticas na instalação

Boa prática	Motivo
Não passar o cabo de rede junto ao de energia	Reduz a interferência
Respeitar o raio de curvatura	Dobras fechadas deformam os pares e pioram o sinal
Não esticar nem amassar o cabo	Deforma o trançado
Manter a destrama (parte sem trança) mínima nos conectores	Reduz o crosstalk
Identificar e etiquetar os cabos	Facilita a manutenção
Respeitar os 100 m	Evita a atenuação excessiva

Mini laboratório: escolhendo e testando o cabo no Packet Tracer

Objetivo: observar o efeito de usar o tipo de cabo correto entre dispositivos.

Cenário: três situações de ligação, no Packet Tracer.

flowchart LR
  P1["PC1"] --- P2["PC2"]
  S1["Switch 1"] --- S2["Switch 2"]
  PC["PC3"] --- S3["Switch 3"]

Adicione dois PCs e ligue-os com um cabo Copper Straight-Through (direto). Observe a cor das luzes de link nas portas.
Troque o cabo por um Copper Cross-Over. Observe que o link fica ativo.
Adicione dois switches e ligue-os com um cabo Cross-Over. Observe o resultado.
Troque por um cabo Straight-Through. Observe se o link continua ativo (alguns switches com Auto-MDIX se adaptam ao cabo).
Ligue um PC a um switch com um cabo Straight-Through.

Ligação	Cabo direto	Cabo cross-over
PC ↔ PC	?	?
Switch ↔ Switch	?	?
PC ↔ Switch	?	?

Perguntas para fixar:

O que a cor da luz da porta (verde ou vermelha) indica?
Por que dispositivos de tipos diferentes (PC e switch) usam cabo direto?
O que é o Auto-MDIX e que problema ele resolve?

Resumo

O cobre transporta sinais elétricos e tem limite de 100 metros em Ethernet.
Os principais problemas são atenuação, EMI, RFI e crosstalk, e o trançado dos pares ajuda a reduzi-los.
UTP é o mais usado nas LANs; STP tem blindagem para ambientes com ruído; coaxial é usado em TV e Internet a cabo.
Boas práticas de instalação (evitar fontes de ruído, respeitar curvaturas e distâncias) preservam a qualidade do sinal.