o artigo falamos sobre os novos switches Zyxel projetados para a construção de sistemas de vigilância por vídeo e outros segmentos de infraestrutura de TI usando energia via PoE.
Porém, apenas comprar um bom switch e conectar os dispositivos apropriados não é tudo. O mais interessante pode aparecer um pouco mais tarde, quando esta fazenda tiver que passar por manutenção. Às vezes, existem armadilhas peculiares, das quais você deve estar ciente.
Par trançado de cobre
Em várias fontes de informação sobre o uso de PoE, você pode encontrar uma frase como “Use apenas cabos de cobre”. Ou “Não use para par trançado CCA”. O que esses avisos significam?
Existe um equívoco bem estabelecido de que o fio trançado é sempre feito de fio de cobre. Acontece que nem sempre. Em alguns casos, para economizar dinheiro, o fabricante utiliza o chamado cabo revestido de cobre.
É essencialmente um cabo de alumínio cujos condutores são revestidos com uma fina camada de cobre. Nome completo: par trançado de alumínio revestido de cobre
Um par trançado de condutores sólidos de cobre é marcado como “Cu” (do latim “cuprum”
O alumínio revestido de cobre é designado “CCA” (Alumínio Revestido de Cobre).
Os fabricantes de CCA não podem nem rotulá-lo. Às vezes, até mesmo fabricantes inescrupulosos desenham o parâmetro “Cu” em um par trançado feito de alumínio banhado a cobre.
Observação. De acordo com o GOST, tal marcação não é obrigatória.
O único argumento indiscutível a favor do cabo revestido de cobre é o seu baixo preço.
Outro argumento muito menos significativo é o menor peso. Acredita-se que os carretéis de cabos de alumínio são mais fáceis de mover durante a instalação porque a gravidade específica do alumínio é menor que a do cobre.
Observação. Na prática, nem tudo é tão simples. O peso da embalagem, o peso do isolamento, a disponibilidade dos meios de mecanização disponíveis e similares desempenham um papel. Trazer de 5 a 6 caixas com bobinas de cabo CCA em um carrinho e levantá-lo em um elevador leva aproximadamente a mesma quantidade de tempo e esforço que o mesmo número de caixas com bobinas de “cobre de qualidade total”.
Como reconhecer com precisão um cabo de alumínio
O alumínio revestido de cobre nem sempre é fácil de reconhecer. Dicas como: “Arranhe a superfície do fio ou estime o peso da bobina do cabo levantando-a na mão” - funcionam de forma muito relativa.
O teste mais acessível e rápido: atear fogo à ponta desencapada do fio, por exemplo, com um isqueiro. O alumínio começa a queimar e a esfarelar rapidamente, enquanto a extremidade de um condutor de cobre puro pode ficar incandescente, mas mantém sua forma e, quando resfriado, retorna propriedades físicas, por exemplo, elasticidade.
A poeira que sobra da ignição do alumínio revestido de cobre é, em princípio, o que um cabo tão “econômico” se transforma com o tempo. Todas as histórias assustadoras de administradores de sistemas sobre “queda de cabos” são apenas sobre “cobre”.
Observação. Você pode retirar o isolamento do fio e pesá-lo, calculando a gravidade específica. Mas na prática este método raramente é usado. Você precisa de balanças precisas instaladas em uma superfície plana e estritamente horizontal e de tempo livre para fazer isso.
Tabela 1. Comparação das gravidades específicas do cobre e do alumínio.
Nossos amigos do NeoNate, que por sinal faz um cabo muito bom, fizeram esse te ajudar.
Perda de potência durante a transmissão
Vamos comparar a resistividade:
-
resistividade do cobre - 0 ohm*mm0175/m;
-
Resistividade do alumínio - 0 ohm*mm0294/m/
A resistência total desse cabo é calculada pela fórmula:
Considerando que a espessura do revestimento de cobre em um cabo cobreado barato “tende a zero”, obtemos maior resistência devido ao alumínio.
E o efeito de pele?
O efeito de pele é nomeado a partir da palavra inglesa skin. "couro".
Ao transmitir um sinal de alta frequência, observa-se um efeito no qual o sinal elétrico é transmitido principalmente ao longo da superfície do cabo. Este fenómeno serve de argumento através do qual os fabricantes de cabos de par trançado baratos tentam justificar a poupança na forma de alumínio revestido de cobre, dizendo: “a corrente ainda fluirá ao longo da superfície”.
Na verdade, o efeito cutâneo é um processo físico bastante complexo. Dizer que em qualquer par trançado com ligação de cobre a transmissão do sinal sempre ocorrerá estritamente ao longo da superfície do cobre, sem “capturar” a camada de alumínio, não é uma afirmação totalmente justa.
Simplificando, sem ter um estudo de laboratório sobre esta marca específica de fio, é impossível dizer com segurança que este cabo CCA, devido ao efeito pelicular, não transmite características piores do que um cabo de cobre de alta qualidade.
Menos força
O fio de alumínio quebra com muito mais facilidade e rapidez do que o fio de cobre do mesmo diâmetro. No entanto, “pegar e quebrar” não é o maior problema. Um incômodo muito maior são as microfissuras no cabo, que aumentam a resistência e podem levar a um efeito flutuante de atenuação do sinal. Por exemplo, quando o cabo está sujeito a flexões ou influências de temperatura de tempos em tempos. O alumínio é mais crítico para esse tipo de influência.
Criticidade para mudanças de temperatura
Todos os corpos físicos têm a capacidade de alterar o volume sob a influência
temperatura. Com diferentes coeficientes de expansão, esses metais mudarão de maneira diferente.
Isto pode afetar a integridade do revestimento de cobre e
qualidade dos contatos nas junções de condutores e dispositivos de alumínio
fixações A capacidade do alumínio de se expandir mais à medida que a temperatura aumenta
promove o aparecimento de microfissuras que prejudicam
Características e reduzir a resistência do cabo.
A capacidade do alumínio de oxidar mais rápido
Além da expansão térmica, é preciso levar em consideração a propriedade do alumínio de oxidar rapidamente, conforme evidenciado pelo teste mais leve.
Mas mesmo que o fio de alumínio não seja exposto a chamas abertas e aquecedores externos de alta temperatura, com o tempo, devido a mudanças de temperatura ou aquecimento devido à transferência de corrente elétrica para dispositivos de energia (PoE), mais átomos metálicos entram em contato com oxigênio . Isto não melhora em nada as propriedades elétricas do cabo.
Contato do alumínio com outros metais não ferrosos
O alumínio não é recomendado para ser conectado a condutores feitos de outros metais não ferrosos, principalmente cobre e ligas contendo cobre. O motivo é o aumento da oxidação do alumínio nas juntas.
Com o tempo, os conectores terão que ser substituídos e os condutores do patch panel terão que ser refeitos. É desagradável que erros flutuantes possam estar associados a isso.
Problemas com PoE para par trançado com ligação de cobre
No caso do PoE, a corrente elétrica para alimentar os dispositivos é transmitida parcialmente através do revestimento de cobre, mas principalmente através do enchimento de alumínio, ou seja, com alta resistência e, consequentemente, com elevadas perdas de potência.
Além disso, surgem outros problemas: devido ao aquecimento dos fios durante a transmissão da corrente de potência, para a qual este par trançado não foi projetado; devido a microfissuras, oxidação de fios e assim por diante.
O que fazer se um SCS com cabo de alumínio revestido de cobre for “herdado”?
Você precisa ter em mente que alguns segmentos terão que ser substituídos ao longo do tempo (por um motivo ou outro). É melhor reservar imediatamente fundos no orçamento para este caso. (Entendo que pareça ficção científica, mas o que mais você pode fazer?)
Monitore a condição do SCS. Monitore a temperatura, a umidade e outros indicadores físicos em salas e outros locais por onde passam cabos de par trançado. Se estiver mais quente, mais frio, úmido ou houver suspeita de esforços mecânicos, como vibrações, vale a pena considerar medidas preventivas. Em princípio, em uma situação com par trançado de cobre tradicional, tal controle também não fará mal, mas os fios de alumínio são mais caprichosos com esses fenômenos.
Há uma opinião de que não faz mais sentido comprar painéis de conexão, tomadas de rede, cabos de conexão particularmente bons para conectar usuários e outros equipamentos passivos. Como a parte com fio, digamos, “não é uma fonte”, gastar dinheiro em um “kit corporal” legal pode não valer mais a pena.
Por outro lado, se com o tempo você ainda quiser substituir um CCA de par trançado tão maravilhoso “basicamente não diferente” por “cobre” testado pelo tempo - vale a pena seguir o princípio “um passo à frente, dois passos para trás”, comprando patch painéis e tomadas agora? a preço de banana?
Você também precisa ter muito cuidado com a perda repentina de comunicação. Quando não houve nenhum ping por algum tempo, e enquanto eles olhavam, “tudo milagrosamente” foi restaurado. A qualidade do cabo e da conexão pode desempenhar um papel importante em tais incidentes.
Se você planeja usar PoE, por exemplo, para câmeras de videovigilância, para esta área é melhor substituir imediatamente o par trançado por cobre. Caso contrário, você poderá se deparar com uma situação em que primeiro instalou uma câmera com baixo consumo de energia e depois a trocou por outra e terá que se perguntar por que ela não funciona.
5E é bom, mas a categoria 6 é melhor!
A categoria 6 é mais resistente a interferências e influências de temperatura, os condutores desses cabos são torcidos em passos menores, o que melhora as características elétricas. Em alguns casos, em gato. 6, os separadores são instalados para separar pares (distância um do outro para evitar influência mútua). Tudo isso aumenta a confiabilidade durante a operação.
Para conectar dispositivos com PoE, tais alterações serão úteis, por exemplo, para garantir a operação estável da rede durante flutuações de temperatura.
Os cabos SCS são por vezes colocados em divisões com mau controlo climático, por exemplo, através do espaço do tecto, na cave, piso técnico ou cave, onde a diferença de temperatura durante o dia atinge os 25°C. Tais flutuações de temperatura afetam as características do cabo.
Instalar um cabo de Categoria 6 mais caro, mas também mais confiável e com melhores características, em vez do cabo de Categoria 5E, não é um aumento de “overhead”, mas um investimento em comunicações melhores e mais confiáveis.
O escritório de representação russo da Zyxel conduziu seu próprio estudo sobre a dependência da distância permitida para transmissão de energia PoE do tipo de cabo utilizado. Switches foram usados para testes
Figura 1. Aparência do switch GS1350-6HP.
Figura 2. Aparência do switch GS1350-18HP.
Por conveniência, os resultados estão resumidos em uma tabela, divididos por fabricante de câmera de vídeo (ver Tabelas 2 a 8 abaixo).
Tabela 2. Procedimento de teste
Procedimento de teste
Passo
Descrição
1
Habilite alcance estendido na porta 1,2
-GS1300: Chave DIP para ON e pressione o botão reset e aplicar no painel frontal
-GS1350: Faça login na GUI da Web > Vá para "Configuração da porta" > habilite o alcance estendido e aplique.
2
Conecte PC ou laptop no switch para acesso à câmera
3
Conecte o cabo Cat-5e 250m na porta 1 e conecte a câmera para ligar.
4
Use PC/Laptop para fazer PING no IP da câmera, não deve haver perda de ping.
5
Acesse a câmera e verifique se a qualidade do vídeo está boa e suave.
6
Se a etapa 4 ou 5 falhar, troque o cabo para Cat-6 250m e teste novamente a partir da etapa 3
7
Se a etapa 4 ou 5 falhar, troque o cabo para Cat-5e 200m e teste novamente a partir da etapa 3
Tabela 3. Características comparativas de cabos para conexão de câmeras LTV
Tabela 4. Características comparativas de cabos para conexão de câmeras LTV (continuação)
Tabela 5. Características comparativas de cabos para conexão de câmeras LTV (continuação 2).
Tabela 6. Características comparativas de cabos para conexão de câmeras UNIVIEW.
Tabela 7. Características comparativas de cabos para conexão de câmeras UNIVIEW (continuação).
Tabela 8. Características comparativas de cabos para conexão de câmeras Vivotek.
Conclusão
Os problemas descritos no artigo não são necessários para compra. Talvez haja alguém que diga: “Em meus projetos eu sempre uso cabo de par trançado revestido de cobre da categoria 5E o tempo todo e não conheço nenhum problema”. É claro que a qualidade do acabamento, as condições operacionais, o monitoramento periódico e a manutenção oportuna desempenham um grande papel. No entanto, ainda existe a necessidade de usar PoE e, para tal situação, usar par trançado de cobre Categoria 6 é uma solução mais promissora.
As possíveis economias ao usar cabos de par trançado revestidos de cobre baratos são bastante específicas. Se estamos falando de projetos de grande escala em nível empresarial para empresas críticas de TI, é mais sensato usar pares de cobre de alta qualidade de fabricantes comprovados e bem estabelecidos. Se estamos falando de redes pequenas, então economizar em cabos de par trançado, especialmente nas condições de um “administrador próximo”, parece bastante duvidoso. Às vezes é melhor pagar mais por um cabo de qualidade para eliminar possíveis problemas, melhorar a confiabilidade, expandir a gama de capacidades (PoE) e reduzir o custo de manutenção.
Agradecemos aos nossos colegas da empresa para obter assistência na criação do material.
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fontes
Fonte: habr.com