Cabos de rede

Existem basicamente 3 tipos diferentes de cabos de rede: os cabos de par trançado (que são, de longe, os mais comuns), os cabos de fibra óptica (usados principalmente em links de longa distância) e os cabos coaxiais, que são usados em cabos de antenas para redes wireless e em algumas redes antigas.

Existem vários motivos para os cabos coaxiais não serem mais usados hoje em dia: eles são mais propensos a mal contato, os conectores são mais caros e os cabos são menos flexíveis que os de par trançado, o que torna mais difícil passá-los por dentro de tubulações. No entanto, o principal motivo é o fato de que eles podem ser usados apenas em redes de 10 megabits: a partir do momento em que as redes 10/100 tornaram-se populares, eles entraram definitivamente em desuso, dando lugar aos cabos de par trançado.

A única exceção ficou por conta dos padrões 1000BASE-CX e 10GBASE-CX4, dois padrões para redes de curta distância que são baseados em cabos twinax, um cabo coaxial duplo, onde os dois fios são trançados (de forma similar a um cabo de par trançado) o que é combinado com uma blindagem mais espessa.

Os cabos de rede transmitem sinais elétricos a uma freqüência muito alta e a distâncias relativamente grandes, por isso são muito vulneráveis a interferências eletromagnéticas externas. Os cabos de par trançado são classificados em categorias, que indicam a qualidade do cabo e a freqüência máxima suportada por ele. Cada categoria é composta por um conjunto de características técnicas e de normas de fabricação, que precisam ser atendias pelos fabricantes.

Fabricar cabos de rede é mais complicado do que parece. Diferente dos cabos de cobre comuns, usados em instalações elétricas, os cabos de rede precisam suportar freqüências muito altas, causando um mínimo de atenuação do sinal. Para isso, é preciso minimizar ao máximo o aparecimento de bolhas e impurezas durante a fabricação dos cabos. No caso dos cabos de par trançado, é preciso ainda cuidar do entrançamento dos pares de cabos, que também é um fator crítico.

Os cabos de par trançados são compostos por 4 pares de fios de cobre que, como o nome sugere, são trançados entre si. Este sistema cria uma barreira eletromagnética, protegendo as transmissões de interferências externas, sem a necessidade de usar uma camada de blindagem. Este sistema sutil de proteção contrasta com a “força bruta” usada nos cabos coaxiais, onde o condutor central é protegido de interferências externas por uma malha metálica:

O uso de tranças nos cabos é uma idéia antiga, que remonta ao final do século 19, quando a técnica passou a ser utilizada no sistema telefônico, de forma a aumentar a distância que o sinal era capaz de percorrer.

Originalmente, as tranças dos cabos não seguiam um padrão definido, mas com o passar do tempo número de tranças por metro, juntamente com outros detalhes técnicos foram padronizados. Isso permitiu que os cabos de par trançado, originalmente desenvolvidos para transportar sinais de voz, dessem um grande salto de qualidade, passando a atender redes de 10, 100, 1000 e recentemente de 10000 megabits, um salto realmente notável.

Nos cabos de par trançado, cada par de cabos utiliza um padrão de entrançamento diferente, com um número diferente de tranças por metro, como você pode ver na foto a seguir:

Para potencializar o efeito da blindagem eletromagnética, as placas de rede utilizam o sistema balanced pair de transmissão, onde, dentro de cada par, os dois fios enviam o mesmo sinal (e não transmissões separadas, como geralmente se pensa), porém com a polaridade invertida. Para um bit “1”, o primeiro fio envia um sinal elétrico positivo, enquanto o outro envia um sinal elétrico negativo:

Ou seja, o segundo fio é usado para enviar uma cópia invertida da transmissão enviada através do primeiro, o que tira proveito das tranças do cabo para criar o campo eletromagnético que protege os sinais contra interferências externas, mesmo nos cabos sem blindagem. Devido a esta técnica de transmissão, os cabos de par trançado são também chamados de “balanced twisted pair”, ou “cabo de par trançado balanceado”.

À primeira vista, pode parecer um desperdício abrir mão de metade dos fios do cabo, mas sem isso o comprimento máximo dos cabos seria muito menor e as redes seriam muito mais susceptíveis a interferências.