El artículo Hablamos de los nuevos conmutadores Zyxel diseñados para construir sistemas de videovigilancia y otros segmentos de infraestructura de TI que utilizan energía a través de PoE.
Sin embargo, comprar un buen interruptor y conectar los dispositivos adecuados no lo es todo. Lo más interesante puede aparecer un poco más tarde, cuando habrá que reparar esta finca. A veces surgen peligros peculiares, cuya existencia conviene conocer.
Par trenzado de cobre
En diversas fuentes de información sobre el uso de PoE se puede encontrar una frase como “Utilice sólo cables de cobre”. O “No utilizar para par trenzado CCA”. ¿Qué significan estas advertencias?
Existe la idea errónea de que el alambre retorcido siempre está hecho de alambre de cobre. Resulta que no siempre. En algunos casos, para ahorrar dinero, el fabricante utiliza el llamado cable recubierto de cobre.
Es esencialmente un cable de aluminio cuyos conductores están recubiertos con una fina capa de cobre. Nombre completo: par trenzado de aluminio recubierto de cobre
Un par trenzado de conductores de cobre sólido está marcado como "Cu" (del latín "cuprum"
El aluminio recubierto de cobre se denomina "CCA" (aluminio recubierto de cobre).
Es posible que los fabricantes de CCA no lo etiqueten en absoluto. A veces, incluso los fabricantes sin escrúpulos dibujan el parámetro "Cu" en un par trenzado de aluminio recubierto de cobre.
Nota. Según GOST, dicha marca no es necesaria.
El único argumento indiscutible a favor del cable revestido de cobre es su bajo precio.
Otro argumento mucho menos significativo es el menor peso. Se cree que los carretes de cable de aluminio son más fáciles de mover durante la instalación porque la gravedad específica del aluminio es menor que la del cobre.
Nota. En la práctica, no todo es tan sencillo. El peso del embalaje, el peso del aislamiento, la disponibilidad de medios de mecanización disponibles, etc., influyen. Llevar de 5 a 6 cajas con bobinas de cable CCA en un carro y levantarlo en un ascensor requiere aproximadamente la misma cantidad de tiempo y esfuerzo que la misma cantidad de cajas con bobinas de “cobre de calidad total”.
Cómo reconocer con precisión un cable de aluminio
El aluminio revestido de cobre no siempre es fácil de reconocer. Consejos como: "Raspe la superficie del cable o calcule el peso de la bobina del cable levantándolo con la mano": funcionan de manera muy relativa.
La prueba más accesible y rápida: prender fuego al extremo pelado del cable, por ejemplo, con un encendedor. El aluminio comienza a arder y a desmoronarse con bastante rapidez, mientras que el extremo de un conductor de cobre puro puede calentarse, pero conserva su forma y, cuando se enfría, recupera propiedades físicas, por ejemplo, elasticidad.
El polvo que queda al encender el aluminio recubierto de cobre es, en principio, en lo que se convierte con el tiempo un cable tan “económico”. Todas las historias aterradoras de administradores de sistemas sobre “cables que se caen” tienen que ver simplemente con el “cobre”.
Nota. Puede pelar el aislamiento del cable y pesarlo, calculando la gravedad específica. Pero en la práctica este método rara vez se utiliza. Necesita balanzas precisas instaladas en una superficie plana estrictamente horizontal y tiempo libre para hacerlo.
Tabla 1. Comparación de las gravedades específicas del cobre y el aluminio.
Nuestros amigos de NeoNate, que por cierto fabrica un cable muy bueno, hicieron este Ayudarte
Pérdida de potencia durante la transmisión.
Comparemos la resistividad:
-
resistividad del cobre - 0 ohm*mm0175/m;
-
Resistividad del aluminio - 0 ohm*mm0294/m/
La resistencia total de dicho cable se calcula mediante la fórmula:
Teniendo en cuenta que el espesor de la capa de cobre en un cable barato recubierto de cobre "tiende a cero", obtenemos una mayor resistencia gracias al aluminio.
¿Qué pasa con el efecto piel?
El efecto piel debe su nombre a la palabra inglesa skin. "cuero".
Al transmitir una señal de alta frecuencia, se observa un efecto en el que la señal eléctrica se transmite principalmente a lo largo de la superficie del cable. Este fenómeno sirve de argumento para que los fabricantes de cables de par trenzado baratos justifiquen el ahorro con aluminio recubierto de cobre diciendo que "la corriente seguirá fluyendo por la superficie".
De hecho, el efecto piel es un proceso físico bastante complejo. Decir que en cualquier par trenzado de cobre la transmisión de la señal siempre se realizará estrictamente a lo largo de la superficie del cobre, sin “capturar” la capa de aluminio, no es una afirmación del todo justa.
En pocas palabras, sin un estudio de laboratorio sobre esta marca de cable en particular, es imposible decir con certeza que este cable CCA, debido al efecto de la piel, transmite características que no son peores que un cable de cobre de alta calidad.
menos fuerza
El alambre de aluminio se rompe mucho más fácil y rápidamente que el alambre de cobre del mismo diámetro. Sin embargo, “tómalo y rómpelo” no es el mayor problema. Una molestia mucho mayor son las microfisuras en el cable, que aumentan la resistencia y pueden provocar un efecto de atenuación flotante de la señal. Por ejemplo, cuando el cable se dobla de vez en cuando o se ve influenciado por la temperatura. El aluminio es más crítico para este tipo de influencia.
Criticidad a los cambios de temperatura.
Todos los cuerpos físicos tienen la capacidad de cambiar de volumen bajo la influencia.
temperatura. Con diferentes coeficientes de expansión, estos metales cambiarán de manera diferente.
Esto puede afectar tanto la integridad del revestimiento de cobre como
Calidad de los contactos en las uniones de conductores y dispositivos de aluminio.
fijaciones La capacidad del aluminio para expandirse más a medida que aumenta la temperatura
Promueve la aparición de microfisuras que perjudican la electricidad.
características y reducir la resistencia del cable.
La capacidad del aluminio para oxidarse más rápido.
Además de la expansión térmica, es necesario tener en cuenta la propiedad del aluminio de oxidarse rápidamente, como lo demuestra la prueba del encendedor.
Pero incluso si el alambre de aluminio no se expone a llamas abiertas y calentadores externos de alta temperatura, con el tiempo, debido a los cambios de temperatura o al calentamiento debido a la transferencia de corriente eléctrica a los dispositivos de alimentación (PoE), más átomos de metal entran en contacto con el oxígeno. . Esto no mejora en absoluto las propiedades eléctricas del cable.
Contacto del aluminio con otros metales no ferrosos.
No se recomienda conectar aluminio a conductores hechos de otros metales no ferrosos, principalmente cobre y aleaciones que contienen cobre. La razón es la mayor oxidación del aluminio en las juntas.
Con el tiempo, será necesario reemplazar los conectores y rehacer los conductores del panel de conexión. Es desagradable que esto pueda conllevar errores flotantes.
Problemas con PoE para par trenzado con enlace de cobre
En el caso de PoE, la corriente eléctrica para alimentar los dispositivos se transmite parcialmente a través del revestimiento de cobre, pero principalmente a través del relleno de aluminio, es decir, con alta resistencia y, en consecuencia, con altas pérdidas de energía.
Además, surgen otros problemas: por calentamiento de los cables al transmitir corriente eléctrica, para lo cual este par trenzado no fue diseñado; debido a microfisuras, oxidación del alambre, etc.
¿Qué hacer si se “heredara” un SCS con un cable de aluminio recubierto de cobre?
Debe tener en cuenta que algunos segmentos deberán reemplazarse con el tiempo (por una razón u otra). Es mejor reservar inmediatamente fondos en el presupuesto para este caso. (Entiendo que suena a ciencia ficción, pero ¿qué más puedes hacer?)
Monitorear el estado del SCS. Monitoree la temperatura, humedad y otros indicadores físicos en habitaciones y otros lugares por donde pasan cables de par trenzado. Si hace más calor, más frío, humedad o se sospecha de tensión mecánica, como vibraciones, vale la pena considerar medidas preventivas. En principio, en una situación con un par trenzado de cobre tradicional, dicho control tampoco hará daño, pero los cables de aluminio son más caprichosos ante estos fenómenos.
Existe la opinión de que ya no tiene mucho sentido comprar paneles de conexión, enchufes de red, cables de conexión para conectar usuarios y otros equipos pasivos particularmente buenos. Dado que la parte cableada, digamos, "no es una fuente", es posible que ya no valga la pena gastar dinero en un "kit de carrocería" genial.
Por otro lado, si con el tiempo aún desea reemplazar un par trenzado CCA tan maravilloso "básicamente no diferente" por un "cobre" probado en el tiempo, ¿vale la pena seguir el principio de "un paso adelante, dos pasos atrás" comprando un parche? Paneles y enchufes ahora ?a precio de ganga?
También debe tener mucho cuidado con la pérdida repentina de comunicación. Cuando durante un tiempo no hubo ni siquiera un ping, y mientras miraban, “todo milagrosamente” se restableció. La calidad del cable y de la conexión puede jugar un papel importante en este tipo de incidentes.
Si planea utilizar PoE, por ejemplo, para cámaras de videovigilancia, para esta área es mejor reemplazar inmediatamente el par trenzado por cobre. De lo contrario, puede encontrarse con una situación en la que primero instaló una cámara con bajo consumo de energía, luego la cambió por otra y tendrá que preguntarse por qué no funciona.
¡5E es bueno, pero la categoría 6 es mejor!
La categoría 6 es más resistente a las interferencias y a los efectos de la temperatura; los conductores de estos cables están trenzados con pasos más pequeños, lo que mejora las características eléctricas. En algunos casos, en cat. 6, los separadores se instalan para separar pares (distanciados entre sí para evitar la influencia mutua). Todo esto aumenta la confiabilidad durante la operación.
Para conectar dispositivos con PoE, estos cambios serán útiles, por ejemplo, para garantizar un funcionamiento estable de la red durante las fluctuaciones de temperatura.
Los cables SCS a veces se tienden en habitaciones con mala climatización, por ejemplo, a través del espacio del techo, en el sótano, en el suelo técnico o en el sótano, donde la diferencia de temperatura durante el día alcanza los 25°C. Estas fluctuaciones de temperatura afectan las características del cable.
Colocar un cable de categoría 6 más caro, pero también más fiable y con mejores características, en lugar del de categoría 5E, no supone un aumento de los “gastos generales”, sino una inversión en comunicaciones mejores y más fiables.
La representación rusa de Zyxel realizó su propio estudio sobre la dependencia de la distancia permitida para la transmisión de energía PoE del tipo de cable utilizado. Se utilizaron interruptores para las pruebas.
Figura 1. Aspecto del interruptor GS1350-6HP.
Figura 2. Aspecto del interruptor GS1350-18HP.
Para mayor comodidad, los resultados se resumen en una tabla, divididos por fabricante de cámaras de video (consulte las Tablas 2 a 8 a continuación).
Tabla 2. Procedimiento de prueba
Procedimiento de la Prueba
paso
Descripción
1
Habilitar rango extendido en el puerto 1,2
-GS1300: interruptor DIP en ON y presione el botón de reinicio y aplicación en el panel frontal
-GS1350: Inicie sesión en la GUI web > Vaya a "Configuración de puerto" > habilite el rango extendido y aplique.
2
Conecte una PC o computadora portátil en el conmutador para acceder a la cámara
3
Conecte el cable Cat-5e de 250 m en el puerto 1 y conecte la cámara para encenderla.
4
Utilice una PC/portátil para hacer PING a la IP de la cámara; no debería haber pérdida de ping.
5
Acceda a la cámara y verifique si la calidad del video es buena y fluida.
6
Si fallaron los pasos 4 o 5, cambie el cable a Cat-6 de 250 m y vuelva a realizar la prueba desde el paso 3.
7
Si fallaron los pasos 4 o 5, cambie el cable a Cat-5e de 200 m y vuelva a realizar la prueba desde el paso 3.
Tabla 3. Características comparativas de los cables para conectar cámaras LTV.
Tabla 4. Características comparativas de cables para conectar cámaras LTV (continuación)
Tabla 5. Características comparativas de cables para conectar cámaras LTV (continuación 2).
Tabla 6. Características comparativas de cables para conexión de cámaras UNIVIEW.
Tabla 7. Características comparativas de cables para conexión de cámaras UNIVIEW (continuación).
Tabla 8. Características comparativas de cables para conectar cámaras Vivotek.
Conclusión
Los problemas descritos en el artículo no son obligatorios para la compra. Quizás habrá una persona que diga: “En mis proyectos siempre uso cable de par trenzado bañado en cobre de categoría 5E y no conozco ningún problema”. Por supuesto, la calidad de la mano de obra, las condiciones de funcionamiento, el control periódico y el mantenimiento oportuno juegan un papel importante. Sin embargo, todavía es necesario utilizar PoE y, en tal situación, utilizar cobre de par trenzado de categoría 6 es una solución más prometedora.
Los posibles ahorros al utilizar cables de par trenzado revestidos de cobre baratos son bastante específicos. Si hablamos de proyectos de nivel empresarial a gran escala para empresas críticas de TI, es más prudente utilizar pares de cobre de alta calidad de fabricantes probados y bien establecidos. Si hablamos de redes pequeñas, entonces ahorrar en cable de par trenzado, especialmente en las condiciones de un "administrador entrante", parece bastante dudoso. A veces es mejor pagar más por un cable de calidad para eliminar posibles problemas, mejorar la confiabilidad, ampliar la gama de capacidades (PoE) y reducir el costo de mantenimiento.
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fuentes
Fuente: habr.com