cabeamento estruturado

redes corporativas

As redes corporativas são projetadas de modo a prover serviços de transmissão de dados, voz e imagens para aplicações de telecomunicações, segurança, automação e controle. O Padrão Ethernet define o meio físico de conexão do cabeamento, define o controle de acesso dos dados na rede e define o quadro (frame) de informação, tudo isso baseado na norma IEEE 802-2 e 802-3. A LAN óptica passiva, baseada na tecnologia GPON que suporta o transporte de dados Ethernet, ATM e TDM é uma excelente alternativa para aplicações em faculdades, hospitais, escolas, shopping centers, hotéis, entre outros.

Cabeamento estruturado

O projeto de cabeamento estruturado deve ser feito em conjunto com as disciplinas de elétrica e mecânica, afim de evitar conflitos de espaços de eletrodutos, eletrocalhas e dutos de ar condicionado, boas práticas de engenharia devem ser seguidas, sendo imprescindível analisar a integração dos sistemas e a definição das rotas de encaminhamento de cabos (backbone de campus, backbone vertical e cabeamento horizontal), entrada dos cabos das operadoras, sala de equipamentos (servidores e equipamentos de telecomunicações) e locais para conexão cruzada. 

Com o avanço tecnológico já existem cabos de pares trançados que operam com largura de banda de 500Mhz, podendo suportar rede de dados de até 10Gbps, entretanto para escolher a melhor tecnologia a ser instalada, é preciso analisar os serviços oferecidos optando entre um cabeamento óptico, cobre ou misto (óptico + cobre).

Deve ser flexível e escalável para mudanças de layout e inclusão de novos sistemas ou demandas.

Sala de equipamentos

Por ser um local crítico onde abriga os servidores e equipamentos de telecomunicações, onde também chegam os cabos das operadoras e saem todos os cabos da rede, alguns cuidados especiais devem ser tomados, tais como:

1 – Espaços exclusivos com acesso restrito e controlado;

2 – Energia estabilizada, proveniente de fonte ininterrupta;

3 – Temperatura controlada entre 18 e 240C; proveniente de fonte redundante;

4 -Umidade relativa do ar controlada entre 30 e 550C;

5 – Iluminação de 500 lux, nível leitura;

6 – Sistema de aterramento eficiente

 

Padrão Ethernet

O Padrão Ethernet define o meio físico de conexão do cabeamento, define o controle de acesso do dado na rede e define o quadro (frame) de informação, tudo isso baseado na norma IEEE 802-2 e IEEE 802-3,

As Redes Ethernet, se baseiam no princípio de funcionamento do CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), na prática o padrão trabalha enviando dados na rede e detectando colisões de pacotes, sendo o Switch o equipamento que tem a atribuição de gerenciamento, como controle de Broadcast na rede, priorização de tráfego de dados e elevação da segurança de acesso.

Como item da Rede Ethernet, a característica de segurança é fundamental para o funcionamento do sistema, para isso em uma arquitetura, utilizamos os Firewalls, que são equipamentos de hardware e software que tem por objetivo proteger a rede contra acessos não autorizados, ele gerencia permissões de acesso e a origem e destino de dados e permite criptografia de dados para interconexão de serviços entre dispositivos.

As Redes Ethernet continuam em evolução desde sua invenção, além das tecnologias que se agregam, com objetivo de formar sistemas de comunicação, com isso descrevemos abaixo as principais tendências na continuidade e evolução desta tecnologia:

1 – As redes Ethernet aplicadas na Indústria são uma realidade, ainda que haja muito legado de outros padrões, mas o crescimento é dado pela simplicidade, robustez e baixo custo da rede;

2 – Infraestrutura de rede Ethernet, baseado na tecnologia SDN (Redes Definidas por Software), tendem a ser uma nova fronteira, uma vez que é a automação dos dados e serviços dentro da infraestrutura;

3 – Convergência de TI e TA é uma realidade, todavia ainda não está amadurecido a questão da segurança e a geração de valor das informações em conjunto para tomada de decisões, somando a este conjunto, temos agora as informações vindas do IIoT (Internet Industrial das Coisas), tendendo a evoluir a necessidade de redes cada vez mais estruturadas.

Switches Ethernet

Os switches são os principais componentes de uma Rede Ethernet, na prática eles controlam os encaminhamentos de rede, são as chaves de conexão, que controlam o trafego de dados.

Eles podem ser gerenciáveis ou não, sendo que, os nãos gerenciáveis, possuem funções básicas, que controlam o direcionamento dos dados (origem e destino) e gerenciam colisões, de forma a não “travar” a rede.

Os gerenciáveis, além das funções básicas, possuem funções de segurança e gerenciamento individual de portas e informações, por exemplo, criação de diversas redes e subredes de forma virtual (VLAN Redes Virtuais) e com isso obter algumas funções avançadas para controle e gerenciamento, como controle de Broadcast na rede, priorização de tráfego de dados e elevação da segurança de acesso.

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switch l2

  • Trabalham com Endereçamento MAC (de equipamento);
  • Possui gerenciamento de VLAN (dentro da rede) – gerenciável;
  • Gerencia pacote de erros, mas não bloqueia Broadcast;
  • Podem possuir funções para Profinet (RT/IRT) e Ethernet/IP (IGMP);

switch l3

  • Todas as funções do L2;
  • Gerenciam rotas de endereços lógicos (IP);
  • Intercomunicam VLAN;
  • Gerenciam banda de comunicação e latência;
  • Gerencia múltiplos serviços na rede (liberação de acesso);

switch l4

  • Possui todas as funções do L2 e L3;
  • Tem capacidade de distinguir serviços (HTTP, FTP)
  • Configurável para tomada de decisões pelo UDP (User Datagram Protocol);
  • Gerencia tráfico de rede baseado no QoS (Qualidade do Serviço);
  • Podem-se tomar decisões de rota, baseado em erros, latência e demanda;
  • É a base das SDN (Redes Baseada em Software).

Protocolos industriais padrão Ethernet

Abaixo os principais Protocolos Industriais para o Padrão Ethernet, utilizados no Controle e Automação Industrial, limitamos tanto em quantidade de Protocolos, quanto em sua descrição, uma vez que para isso, merecem um texto focado e completo de cada um, além da descrição de todos no mercado.

tcp/ip

Conjunto de protocolos de comunicação entre computadores em rede TCP (Transmission Control Protocol – Protocolo de Controle de Transmissão) e IP (Internet Protocol – Protocolo de Internet, ou ainda, protocolo de interconexão).

modbus tcp

Protocolo de comunicação industrial, originalmente desenvolvido para RS-232/485. Para trabalhar em redes Ethernet, os dados são encapsulados em TCP, trabalha em CSMA-CD e tem modelo Cliente-Servidor.

profinet

PROFINET é uma rede baseada em um padrão de comunicação Ethernet Industrial padronizado pelas normas IEC 61158-5 e IEC 61158-6, 100% compatível com a tecnologia Ethernet ( IEEE 802.3 ) adotada pela associação PI – PROFIBUS & PROFINET International.

ethernet ip

É um protocolo industrial baseado em Ethernet que combina a função CIP (Common Industrial Protocol), gerido pela ODVA (Open DeviceNet Vendors Association). A função CIP trabalha baseado no IGMP (Internet Group Management Protocol), onde a informação da rede e gerenciada em grupos Multicast.

Iiec 61850

É um padrão de comunicação para sistemas de automação elétrica. Os modelos de dados abstratos definidos na norma IEC 61850 pode ser mapeado para um número de protocolos, mapeamentos atuais do padrão devem ser:

1 – MMS (Manufacturing Message Specification);

2 – GOOSE (Generic Object Oriented Subestação Event);

3 – SMV (Amostras de Valores Medidos) e Web Services;

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