Cabeamento estruturado, TIA-569 e One Shot Design

A figura mostra a capa da primeira versão da norma TIA-569, publicada em outubro de 1990.

Essa norma é uma importante referência para os trabalhos de infraestrutura de cabeamento interno nas edificações, orientando há mais de vinte e dois anos os profissionais sobre a matéria. Já foram publicadas três revisões (A, B e C), tendo sido a última em 2012, cujo escopo vem sendo alterado para acomodar a evolução e a especialização das edificações. É um dos pilares do cabeamento estruturado.

O livro Telecomunicações em Edifícios  dedica um capítulo específico às normas e melhores práticas relacionadas com a questão da infraestrutura de rede interna, abordando também as responsabilidades do arquiteto da edificação e do projetista da rede interna sobre a usabilidade da edificação em relação ao aspecto “telecomunicação interna”.

A questão de rede interna de telecomunicações extrapola os conceitos do cabeamento estruturado convencional, ou seja, a rede interna precisa de conceitos adicionais aos ensinados na matéria “cabeamento estruturado” que vemos em diversos cursos técnicos e de projeto. Esta questão é um ponto importante destacado no livro, mostrando que o projetista de rede interna de telecomunicações precisa saber mais do que aquilo que ele aprendeu no curso de cabeamento estruturado.

O cabeamento estruturado é fundamental, mas segundo a metodologia de projeto “OSD” (One Shot Design) ele é necessário, mas não é suficiente.

O cabeamento estruturado tradicional não contempla todos os subsistemas de comunicação de uma edificação, apesar de buscar esta visão, e, portanto, não atende completamente aos requisitos de comunicação dessa edificação, considerando que se deseja um resultado com máxima relação benefício-custo.

Resumindo: as edificações precisam de um projeto OSD para incorporarem todo seu potencial de usabilidade e valorização patrimonial.

Projeto integrado: os 12 subsistemas de comunicação

Ao vermos as comunicações internas de uma edificação como 12 subsistemas, conseguimos mais claramente entender a necessidade do projeto integrado.

O livro Telecomunicações em Edifícios aborda a metodologia “One Shot Design” e divide as comunicações internas nos seguintes subsistemas:

1)         Telefonia

2)         Computadores (rede de computadores)

3)         Interfone, sinalização e chamada

4)         CATV (TV aberta e a cabo)

5)         CFTV (circuito fechado de TV, gestão visual e segurança)

6)         Redes sem fio (wireless, DAS, Z-wave, ZigBee)

7)         Controle de acesso, detecção de intrusão e alarme

8)         FA - Detecção e alarme de incêndio

9)         PA - Sonorização ambiente

10)    HVAC - Controle ambiental (temperatura, umidade)

11)    Controle de energia elétrica e automação

12)    Captação e roteamento de áudio

 

É recomendável, aliás, eu diria que é obrigatório, haver um projeto de telecomunicações internas antes no início de qualquer construção, seja prédio comercial ou residencial.

É natural que algumas pessoas fiquem surpresas quando falamos em “projeto de telecomunicações para a edificação”, já que a importância dessa matéria ainda está engatinhando em direção ao devido reconhecimento pelos profissionais, arquitetos e engenheiros.

Algumas pessoas tentam demonstrar que o projeto integrado de comunicações internas é dispensável, argumentando que a edificação é pequena, que o projeto da rede de dados é suficiente, que pode resolver depois com wireless ou simplesmente que ficaria muito “caro”.

Resumidamente, cabem as seguintes contra argumentações:

1. Para edificação pequena, projeto pequeno;
2. O fato de a telefonia estar migrando para trafegar na rede de dados pode levar a uma falsa conclusão que tudo migrou para a rede de dados. De fato, essa é a tendência, mas o projeto deve ser integrado, para que o resultado contemple os demais subsistemas;
3. Muitas pessoas pensam que tudo pode ser resolvido depois do prédio pronto, por sistemas sem fio. Grande engano. Os sistemas sem fio são importantes, devem fazer parte do projeto integrado, mas não resolvem tudo;
4. Também pode custar caro terminar a construção e constatar que ela não possui infraestrutura para som ambiente, não há estrutura adequada para rede sem fio, não foram previstos sensores nas portas nem pontos de controle de acesso, não há como automatizar a iluminação, etc.

Wireless com fio

Os sistemas de comunicação sem fio, existentes no interior das edificações, conhecidos simplesmente como “wireless”, por serem muito requisitados se tornaram obrigatórios em qualquer projeto de rede interna. Quem não aprecia a facilidade de usar seu laptop em qualquer lugar da casa, sem se preocupar em conectá-lo a um cabo?

Cada transmissor (Access Point - AP, por exemplo) possui sua antena, uma haste perto de 15 cm, digamos, acoplada à caixa do equipamento, que transmite igualmente em todas as direções. Em um ambiente pequeno apenas um transmissor pode ser suficiente, mas em ambientes maiores ou edificações com vários pavimentos, devido à perda de potência do sinal, serão necessários vários transmissores para cobrir toda a área, o que inclusive exigirá um estudo. Quanto mais perto da antena do transmissor, maior a potência recebida.

Uma alternativa à solução com vários transmissores é utilizar um cabo irradiante, que se comporta como uma longa antena, devido a aberturas estrategicamente dispostas ao longo de sua extensão. A saída do transmissor-receptor se acopla a uma extremidade do cabo que, por sua vez, transmite perpendicularmente ao longo de sua extensão.

 

Algumas vantagens do cabo irradiante são: permitir uma distribuição melhor do sinal e criar uma solução mais flexível de transmissão sem fio no interior da edificação, que aceita transmitir canais simultâneos e distintos, como por exemplo: dados da rede local, telefonia celular, áudio, entre outros.

 

Essa alternativa, bastante utilizada em túneis, pode ser muito interessante em edificações com longas alas. As fotos, feitas durante uma medição realizada no laboratório da Rhox, ilustra um AP acoplado diretamente ao cabo irradiante.

 

Se o cabo metálico ficar molhado seu desempenho muda?

O que acontece com o desempenho da transmissão de dados em um cabo metálico quando ele fica em contato permanente com a água ou em ambiente com alta umidade?

Sabemos que a água é um excelente isolante, mas isso vale apenas para a água pura, aquela obtida pela destilação, por exemplo. A água encontrada na natureza possui contaminação de diversas substâncias, o que a torna um condutor, cujas propriedades dependem da composição dessa contaminação.

O material plástico normalmente utilizado na capa externa dos cabos de rede é o PVC (http://pt.wikipedia.org/wiki/Policloreto_de_vinila). Esses cabos são apropriados para uso em ambiente interno e seco, pois o PVC absorve água.

Quando o cabo com capa de PVC entra em contato com a água, sofre um aumento em sua capacitância mútua, provocando uma degradação do canal. Por exemplo, um cabo de rede em par trançado metálico pode ter sua capacitância mútua de 60 nF/km (valor próximo dos encontrados nesse tipo de cabo) dobrada, o que praticamente vai corresponder a um canal com o dobro do comprimento. Se o enlace fixo tiver, por exemplo, 60 metros, o resultado seria equivalente a um canal de 120 metros, contrariando a norma, cujo máximo é 90 metros. Essa situação pode levar a uma alta taxa de erro que prejudicará ou até impedirá a comunicação.

Um cabo molhado pode também sofrer redução em sua velocidade de propagação, fato que pode invalidar as certificações realizadas com instrumentos do tipo TDR (reflectômetro no domínio do tempo). Se a contaminação ocorrer apenas em algum ponto específico da tubulação, o teste com o TDR pode determinar essa posição.

Um cabo apropriado para uso externo deve ser especificado nesses casos, pois certamente terá isolamentos mais resistentes à água. O uso de cabo óptico também deve ser considerado.

Inundação de caixa externa

          É evidente que as caixas externas fazem parte do projeto de telecomunicações de uma edificação, seja comercial, residencial ou um campus. As caixas visam organizar, proteger e facilitar o lançamento e as futuras ampliações e manutenções dos cabos.

        Um cuidado adicional deve ser tomado em relação à possibilidade de inundação da caixa: diretamente pela chuva ou devido à condição do terreno que faz minar água para dentro da caixa. A situação ilustrada pela foto, além de provocar problemas no funcionamento da rede, pode causar acidentes e prejuízos.

           É importante observar a regra de ouro das instalações de telecomunicações: “Faça certo da primeira vez” e construir a caixa adequada ao terreno, considerando a possibilidade de incluir um dreno.

          O livro apresenta detalhes de projeto, no capítulo 8, das caixas externas subterrâneas primárias e secundárias tipos “P” e tipo “S” e, no capítulo 10, das caixas externas padronizadas para entrada de telecomunicações tipo “R”.

Fique de olho

            A foto ilustra uma instalação típica de cerca elétrica. O cabo branco conduz alta tensão pulsada para alimentar os fios de proteção (azul e branco). Imagine o que vai acontecer quando chover. Com a ajuda do cabo e da lei da gravidade, a água vai entrar na tubulação amarela de encaminhamento do cabo.

 

            Esse defeito é normalmente encontrado nas instalações e uma das principais razões é a prática comum de não se abordar o assunto no projeto, ficando a empresa que instala cerca elétrica com a tarefa de escolher como fazer, o que pode levar a um resultado incompatível com as melhores práticas e deixar o proprietário sem a proteção que ele contratou.

            A instalação correta deve prever uma curva na tubulação, a fim de evitar a entrada de água. Além disso, essa tubulação deveria ser de eletroduto rígido e não flexível.

            O fato da cerca elétrica ser um dos tópicos contemplados no projeto OSD (One Shot Design) aumenta a probabilidade da instalação atender às normas e melhores práticas, consequentemente aumentando qualidade.

Livro sobre infraestrutura para Data Center

          Data Center é o ambiente especial destinado a hospedar os equipamentos de processamento e armazenamento de dados de uma corporação, incluindo todos os recursos necessários à contibuidade dos serviços, como por exemplo o fornecimento da energia elétrica. É um ambiente de missão crítica.

          O livro de Paulo Marin é uma excelente fonte para quem estiver interessado em conhecer detalhes sobre a matéria.

         

O prezado amigo Paulo Marin nos brindou com uma excelente palestra em seu workshop sobre infraestrutura para Data Center. Como coordenador do grupo de trabalho da ABNT para a elaboração da norma brasileira de cabeamento estruturado, o Paulo comparou os cenários brasileiro, americano e europeu, no que se refere a normas de cabeamento estruturado para Data Center. Na foto do almoço: Paulo Marin, eu, Lisias (Krista) e Marcos (TE Connectivity).

Terminação de vídeo no projeto “One Shot Design”

A metodologia “One Shot Design” trata de todos os subsistemas de comunicação dentro da edificação de forma integrada, permitindo a perfeita alocação dos recursos em cada ponto de utilização.

Como exemplo, imagine uma sala de reunião onde é preciso instalar uma TV. Deseja-se apresentar vídeos armazenados remotamente, vídeos originados em leitores Blue Ray instalados na própria sala, apresentações em Power Point instaladas em laptops que estarão na sala, imagens da Internet e vídeo em alta definição de TV aberta e por assinatura.

A terminação de rede para esse aparelho de TV exige mais conectores do que pode parecer em uma abordagem superficial.

 

 

A figura ilustra uma terminação de TV especificada em um projeto “One Shot Design”, que possui duas saídas de vídeo analógico e duas de vídeo digital. Possui dois conjuntos de conectores de áudio e vídeo (conectores RCA) para conexões locais. Possui duas conexões HDMI para conexões locais em alta definição. Possui um conector VGA para acomodar equipamentos antigos e um ponto de rede de dados. Além dessas terminações de rede, o espelho está equipado com duas tomadas elétricas.

Interferência do Projeto de Telecomunicações em estruturas metálicas

Para que o Projeto de Telecomunicações, executado segundo a metodologia “One Shot Design”, atinja seu objetivo de qualidade e eficiência, é preciso que existam interações do responsável pela execução do sistema de telecomunicações com os profissionais que executarão trabalhos que sofrem interferência do projeto, durante a obra, desde as fundações, como já foi comentado aqui em relação ao aterramento, até o acabamento final.

Importante adotar o procedimento de apresentar e discutir o projeto de telecomunicações com os diversos profissionais, antes das respectivas execuções.

Estruturas metálicas, como marquises, grades e portões, tem grande chance de sofrerem interferência do projeto de telecomunicações.

Por exemplo, a figura ilustra que o projeto pediu que serralheiro fizesse dois compartimentos na estrutura do portão, para receber os sensores do sistema de automação e alarme. Toda a fiação faz parte do projeto. Esse detalhe vai conferir segurança e eficácia à detecção de abertura do portão, sem comprometer a estética, já que tudo ficará embutido, seguro e invisível ao observador quando o portão estiver fechado.

 

Os sistemas de abertura de portão e interfone tradicionalmente são renegados a um segundo plano. Resultado? Sempre são deixados para o final da obra quando tudo já está pronto e não há como embutir adequadamente os sensores e cabos, além da fiação ser executada por pessoal não qualificado, ampliando a chance de problemas e falhas, logo em um aspecto que está relacionado com a segurança física do prédio.

 

 

 

Escopo da norma brasileira de cabeamento

Ontem à noite, em uma conversa com um amigo arquiteto, este comentou ter visto a última postagem e me perguntou qual a relação entre a norma brasileira de cabeamento, cuja edição de 2012 acaba de ser publicada, com a questão dos espaços dentro da edificação.

A pergunta tem tudo a ver com nosso assunto, assim resolvi comentar a resposta aqui: “A norma ABNT NBR 14.565 não trata de espaços, a menos de algumas considerações informativas específicas para data center no Anexo F”. Não há uma norma da ABNT que trate especificamente dos espaços para telecomunicações dentro das edificações. Em resumo, a norma NBR 14.565:

Contempla	Não contempla
Cabeamento em edifícios comerciais e data centers – características elétricas	Espaços
Requisitos dos sistemas de cabos metálicos e ópticos	Cabeamento residencial
Categorias dos sistemas de cabos, seus desempenhos e limites	Cabos para detecção de incêndio
Visão sistêmica e funcional	Cabos coaxiais para sistemas de vídeo
Procedimentos de teste dos canais	Cabos para proteção elétrica ou aterramento

Hoje fiquei pensando que poderia ter vindo uma segunda pergunta: “- o que a norma tem a ver com o trabalho do arquiteto?” A pergunta não veio, mas a resposta é “nada”. A norma tem a ver com o fabricante dos componentes e com o projetista do cabeamento de telecomunicações da edificação.

A TIA segue em sentido oposto ao da ABNT em termos de estrutura de normas de cabeamento. Enquanto a ABNT resolveu juntar em uma mesma norma a edificação comercial e data center, a TIA mantém normas separadas, tendo inclusive lançado, em fevereiro de 2009, a TIA 568-C.0 que aborda os aspectos genéricos que teoricamente servem para cabeamento em qualquer tipo de edificação.

Aliás, pode parecer óbvio, mas a norma da ABNT não diz qual é o seu objetivo. A norma TIA 568-C.0, por exemplo, explicita seu propósito como: “estabelecer aspectos genéricos para permitir o planejamento e a instalação de um sistema de cabeamento estruturado para todos os tipos de edificações”.

Revisada a norma brasileira sobre cabeamento

No dia 12 deste mês entrará em vigor a nova norma brasileira sobre cabeamento estruturado para edifícios comerciais e data centers:

NBR-14.565:2012

Este documento é uma revisão da versão anterior, datada de 2007, que engordou 49 páginas. Documento básico obrigatório para os projetistas. 


http://www.abntcatalogo.com.br/norma.aspx?ID=91368

Concretagem e aterramento

         No planejamento de uma nova edificação, é fundamental que se considere a contratação de dois projetos: Arquitetura e Telecomunicações.

         Nos dias de hoje é inadmissível que qualquer edificação, por mais simples que seja, inicie sua construção sem o projeto de telecomunicações internas.

         Há vários argumentos que sustentam esta opinião. Vamos falar de um deles: o aterramento elétrico.

         Os profissionais da construção civil entendem bem a questão do aterramento para a entrada de energia elétrica e aquele destinado ao para-raios, mas normalmente não tomam conhecimento do aterramento de telecomunicações e a razão principal é justamente a falta do projeto de telecomunicações.

         O aterramento de telecomunicações, parte do projeto de telecomunicações internas (principalmente sob a ótica OSD), é muito importante para a segurança das pessoas e equipamentos, bem como para o bom desempenho da rede interna.

         As redes internas que utilizam cabeamento blindado, e isso é uma tendência, como o cabeamento categoria 6A para dados de alta velocidade e categoria 5e blindado para áudio digital e outras aplicações, precisam de um aterramento adequado.

        Aí vem o xis do problema: o aterramento de telecomunicações já começa influenciando na execução das fundações.

         Um bom projeto pode especificar cordoalhas de cobre embutidas nos tubulões do alicerce, como ilustra a foto. 

         O lançamento e as emendas dos cabos devem ser executados antes da concretagem. Se concretar sem considerar essa questão, não tem mais jeito. Só restará acionar o departamento de jeitinhos e remendos. Então? A tarefa de casa é calcular corretamente o valor de xis!

O que é “One Shot Design”?

          É uma nova metodologia de projeto de infraestrutura de rede interna. O nome em inglês sintetiza a ideia: "projeto em um tiro único”. Esta nova metodologia considera que cada um dos projetos da metodologia tradicional, relacionados com telecomunicações, é um subsistema de um único projeto de telecomunicações integrado, visando uma instalação separada por disciplinas. Ou seja, a nova metodologia integra o que era separado (projeto) e separa o que era integrado (instalação).

          A metodologia tradicional separa os projetos de telecomunicações por sistemas: projeto de rede telefônica, projeto de automação, projeto de rede de dados, projeto de segurança eletrônica, etc, e adota uma instalação verticalizada ou por empreitada, na maioria das vezes embolada com a construção civil. Desta forma a visão geral das comunicações dentro da edificação fica prejudicada.
          A sugestão aqui é que se separe claramente as disciplinas: "Edificação" e "Telecomunicações".
         A nova metodologia tem vantagens importantes ligadas à eficiência da obra:


• Redução do tempo do projeto de telecomunicações
• Redução do custo total do projeto de telecomunicações
• Redução das inconsistências entre os subsistemas
• Maior aproveitamento da infraestrutura de encaminhamento de cabos
• Maior qualidade global (menor taxa de falha)
• Redução do custo da obra.

     As comunicações dentro de uma edificação assumiram tamanha importância na vida e no trabalho das pessoas, que se tornaram um vetor fundamental na estratégia de projeto e execução da obra, com forte interferência em diversos aspectos arquitetônicos. 

     A complexidade do tema também cresceu bastante nos últimos anos. Podemos dizer que houve uma mudança de paradigma.

     O lançamento de meu segundo livro, justamente sobre esse assunto, pretende organizar as informações em torno do tema e fornecer subsídios aos arquitetos e profissionais envolvidos com as redes internas das edificações de todos os tipos.

      

     Com este blog pretendo criar um espaço onde poderemos discutir sobre essa matéria. É um meio de comunicação com meus leitores e demais profissionais interessados.

Fabio de Azevedo Montoro