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Introducción
El término “Cables de Categoría” rige el rendimiento que deben tener los
sistemas de cableado de datos y comunicaciones tal y como se especifica en la
IEC 11801. En Europa dicho rendimiento se rige a través de la normativa
equivalente, la EN 50173.
Se ha hecho necesario clarificar el término de acuerdo a aquellos cables
diseñados y fabricados ”presuntamente” bajo las directrices especificadas por la
normativa EN 50173, pero que, en realidad, se alejan de ella como cables de
“categoría”, en tanto que no cumplen muchas de sus directrices. Muchos
usuarios e instaladores desconocen las – importantes – diferencias entre los
cables de “categoría” (regulados por la EN 50288) y aquellos otros que no están
sujetos a control.
Las implicaciones de usar cables que se definen como (por ejemplo) Categoría
5e, pero que no cumplen con los estándares para ser considerados como tales,
son mayoritariamente desconocidas. En general, suelen ser productos que usan
conductores de materiales tipo CCA (Copper Clad Aluminium) o combinaciones
similares, no regulados por la normativa vigente (ver especificaciones de
cableado ISO/IEC11801, EN50173 y ANSI-TIA-568). Estas normativas delimitan
los requerimientos y métodos de test para Cables de Comunicaciones y Datos (y
sus componentes) cuando se instalan en edificios o recintos externos. Asimismo,
recogen toda una serie de recomendaciones para garantizar el nivel óptimo de
rendimiento de los cables, previamente a su instalación.
La ISO/IEC 14763-2 y la EN50174-2 recogen las líneas maestras que garantizan
el rendimiento de los cables instalados de acuerdo a los estándares definidos por
la normativa vigente.
Toda persona involucrada en el proceso de diseño, fabricación, adquisición e
instalación de cables de categoría, según las ISO/IEC 11801 y EN 50173 para
instalaciones de cableado estructurado, deberían ser conscientes de los
problemas que acarrea el uso de conductores de materiales distintos al Cobre.
La información y sugerencias que en este Boletín Técnico se aportan, tienen que
ver con prácticas de instalación y aplicaciones típicas para cableado de datos de
productos con conductores de Cobre, según la normativa EN 50173 (ISO/IEC
11801). Este Boletín aporta también una evaluación de los riesgos implícitos para
aquellas instalaciones donde se pretende instalar cables de datos con
conductores tipo CCA y similares.
En ningún caso pretende este Boletín mitigar los riesgos o dar advertencias
acerca del uso de cables de categoría con conductores tipo CCA. Como
“productos fuera de normativa” que son, en ningún caso alcanzan
“Categoría” alguna.
El mensaje fundamental que este Boletín pretende transmitir es el riesgo de
daños, fallos y caídas de rendimiento en aquellas instalaciones para las que se
han elegido productos fuera de normativa y que, por tanto, por muy bien que se
puedan promocionar en términos de bajo coste, en ningún caso son adecuados
para sistemas de cableado estructurado.
Un cable que no cumple los requerimientos que específicamente regulan
su comportamiento es sinónimo de instalación fallida e insegura.
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1. Conductores en Cables de Datos
1.1 Cobre vs Aluminio
Normativa
Las normativas que regulan los Cables de Datos, ya sea vía CENELEC, IEC, ISO o
ANSI, especifican los requerimientos y pruebas de rendimiento para conductores
de Cobre. La tensión mecánica, pureza y resistencia del Cobre son elementos
clave que justifican su uso para garantizar la fiabilidad de las aplicaciones para
las cuales se usa.
En el caso de los cables de Energía, es bien sabido que la normativa que los
regula es similar, si bien en estos casos la pureza del conductor es un elemento
menos importante, pues dichos cables no transportan datos que deban
garantizar una comunicación clara y segura. No existen especificaciones para
cables de comunicaciones y datos con conductores de Aluminio, dado que el
aluminio es un elemento con peores propiedades conductoras de la electricidad,
así como de menor pureza, tensión mecánica y durabilidad. Inevitablemente,
esto conduce a peores propiedades de resistencia, flexibilidad y ductibilidad.
Los siguientes conceptos son claves en la elección del tipo de conductor para
cables de comunicaciones y datos:
i) Forma circular
ii) Resistencia
iii) Masa de Cobre (=pureza)
iv) Envoltorio
v) Elongación
vi) Fuerza de tensión
vii) Oxidación (brillo)
viii) Dimension global
Los conductores de aluminio no son adecuados para las comunicaciones, dado
que no garantizan unos mínimos para ninguno de dichos conceptos. Y lo que es
más, en laposible elección del aluminio como elemento conductor en un cable de
datos, debe tenerse muy en cuenta su reducido ciclo de vida, aunque tan sólo
sea en términos de inversión económica.
1.2 Conductores: Debilidades a considerar
En el supuesto de plantearse el uso de un cable con conductores fuera de
normativa, y en particular conductores tipo CCA, los siguientes factores deben
quedar claros:
I) Durante los tests de homologación es probable que el rendimiento del cable no
alcance los valores mínimos de transmisión.
II) Los enlaces de conexión es fácil que fallen, tanto en instalación como en
operación.
III) La temperatura de trabajo se incrementará considerablemente,
especialmente en el uso de aplicaciones tales como Power over the Ethernet.
IV) Se incrementa la probabilidad de oxidación del aluminio en los puntos de
conectorización, lo que reduce la vida útil de dicha conexión, especialmente en
condiciones de vibración o movimiento.
V) Probables caídas de la conexión cada vez que el cable se mueva, por ejemplo,
durante tareas de mantenimiento.
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VI) El tiempo de instalación se alarga, dada la inestabilidad de la conexión.
VII) Las (probables) caídas constantes de los enlaces incrementarán los
chequeos de mantenimiento y requerirán de más tramos de cable para sustituir
los defectuosos.
Los conductores CCA típicos constan generalmente de un núcleo central de aluminio que
supone hasta el 80% del diámetro total del conductor; el 20% restante es una capa de Cobre
que rodea al núcleo de aluminio.
Algunas aplicaciones de cableado (no estructurado), por ejemplo, aquellas en que se usan
cables coaxiales, usan en ocasiones conductores CCA para reducir el peso y el coste total
del cable. El aluminio es un conductor de la electricidad menos eficiente que el Cobre; las
altas frecuencias de trabajo asociadas a la transmisión de datos hacen trabajar al
revestimiento de Cobre, no al núcleo de aluminio, dada su naturaleza de peor conductor, lo
que hace del 80% del aluminio contenido, un elemento intrascendente en la transmisión, de
lo que se deriva que el 20% restante (Cobre) es quien tiene que hacer todo el trabajo, lo cual
no garantiza la transmisión.
Podríamos, así, presuponer que un cable de pares con conductores tipo CCA podría trabajar
con cierta solvencia no a alta frecuencia, pero sí a baja – por ejemplo, a 100MHz, como se
define para la Categoría 5e. Sin embargo, es justo en las frecuencias de trabajo más bajas
donde el aluminio intenta asumir un rol relevante en la transmisión, lo cual deriva en que se
degrada la calidad de la misma aún más, dada la inactividad del Cobre.
Nota:
La resistividad del Cobre es 1,72 x 10-8_.m, mientras que la del aluminio es 2,82 x 10-8 _.m.
Asimismo, la resistencia de un conductor de aluminio es un 64% más alta que la de un
conductor de Cobre de la misma sección. Un conductor CCA tiene aproximadamente un
40% más de resistencia que su equivalente en Cobre.
La resistencia en bucle ( DC loop ) de los conductores es una especificación de obligado
cumplimiento con:
• Los requerimientos de las Categorías 5e, 6 o 6A para enlaces y canales permanentes, de
acuerdo a la normativa ANSI/TIA-568-C.2;
• Los requerimientos de las Clases D, E, EA, F y FA para enlaces y canales permanentes,
de acuerdo a las normativas ISO/IEC 11801 y EN 50173-1.
En ambos casos los límites son el mismo; por ejemplo, 25 _ para canales, 21 _ para enlaces
permanentes.
Si la resistencia de los conductores CCA es un 40% superior a la de los conductores de
Cobre, entonces los enlaces permanentes no cumplirán para longitudes más allá de los
65m. Si la resistencia es menor al 40%, la longitud a partir de la cual no se cumple, será
mayor.
Nota:
Todas esas longitudes no pasarían las especificaciones de Clases, según ISO/IEC 11801 y
EN 50173-1, de acuerdo al hecho que los actuales requerimientos de longitud se basan en
la presunción de 0,22 _ por metro para el cable y las conexiones. Debe apreciarse que la
mayoría de los equipos de testeo no evalúan con respecto a límites de cálculo basados en
longitudes.
Power over Ethernet y otras aplicaciones de distribución de energía
La reciente Power over Ethernet IEEE 802.3at (también conocida como PoEplus)
incrementa la corriente en el conductor hasta 300 mA, que es el actual estándar que se
aconseja desde ANSI/TIA-568-C.2 y ISO/IEC 11801.
Claramente, si la resistencia de los conductores se incrementa, el impacto térmico es mayor.
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Está, por tanto, en discusión el uso de cables de pares balanceados para soportar voltajes
de este tipo. Si los conductores son del tipo CCA, la temperatura se dispara hasta límites
insospechados si se pretende que, además, soporten PoE. El resultado de un
sobrecalentamiento del conductor durante la transmisión de datos es la pérdida de la
fiabilidad de la transmisión, la caída de la conexión y la pérdida parcial o total de esos
datos, sin opción de volver atrás a una condición de trabajo segura. Y lo que es más,
este efecto puede hacerse extensivo a todos los cables adyacentes, provocando un
daño en cadena irreparable.
1.3 El impacto de la oxidación
El aluminio comienza su proceso de oxidación tan pronto entra en contacto con el aire.
En el momento en que un conductor queda desnudo para conectorizarse, la oxidación
comienza. Y el rendimiento eléctrico de la zona oxidada cae en picado, lo cual deriva en
pérdida de la conexión.
Algunos países ya han prohibido el uso del aluminio en los cables de Energía, debido a los
problemas surgidos por la oxidación instantánea de los extremos al conectorizarse, lo que
incluso ha provocado fuegos. El rendimiento eléctrico de la zona afectada en el caso de
conductores CCA en cables de datos puede incluso acabar en la rotura o desprendimiento
de la parte oxidada de dicho conductor. Y la caída de la operatividad para el usuario
puede ser incluso prohibitiva en términos de mantenimiento / reparación. Lo barato
puede resultar caro.
2 Marcado y Directrices
Una etiqueta, una caja, una bobina o un cable pueden llevar el marcaje “Categoría 5 / 5e”;
por tanto, es de esperar que el cable en cuestión esté diseñado / fabricado de acuerdo a las
especificaciones y normativas que regulan dicha categoría. Sin embargo, la realidad es que
es bastante usual que determinadas promociones o acciones de venta tiendan a usar la
palabra “Categoría” para productos que, en ningún caso, se encuentren bajo la regulación
de las normativas EN 50173 y ISO/IEC 11801, que justo delimitan cuándo la palabra
“Categoría” puede usarse o no. La normativa ANSI/TIA va un paso más allá y usa la
abreviación “Cat” para indicar que el cable es un cable de datos fabricado según las
especificaciones delimitadas por dicha normativa. En cualquier caso, un cable de datos
fabricado con conductores CCA puede intentar enmascarar la realidad, pero por mucho
disfraz que se ponga, la realidad es la que es: el cable no es de “categoría”, puesto que no
cumple ningún requisito.
En Europa el uso de los estándares EN permiten que el producto lleve el marcaje CE.
Elmarcaje CE es esencial para que el producto pueda comercializarse más allá de las
fronteras del país de origen y ser considerado un producto apto de importación por otros
países de Europa. Sólo un producto que cumpla la normativa EN (o cualquier otra
normativa similar de ámbito nacional que tenga su equivalente en el marco de EN) puede
marcarse como CE. Los cables de datos de CCA no están regulados por ningún estándar o
normativa, motivo por el cual todo importador o fabricante debe aportar documentos de test
que certifiquen las pruebas de cumplimiento del cable en relación a la normativa EN.
Es ilegal marcar como CE un producto que no cumple los requerimientos para ser
considerado CE.
La marca CE, asimismo, garantiza que el producto cumple todas las directrices de la Unión
Europea en relación a los componentes que lo conforman. Un producto que disfraza su
auténtica naturaleza, probablemente incumpla otras normativas y directrices, tales como las
de seguridad.
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CONCLUSIÓN — En este documento se explicitan muchos de los riesgos de instalar cables
de datos CCA, tanto a nivel del rendimiento del sistema, como también a nivel de seguridad.
Es en este sentido que, en determinadas condiciones extremas, incluso se pone el peligro
no sólo el sistema, sino también a las personas que pueden estar trabajando en las
inmediaciones. Los estándares europeos, y el marcaje CE en particular, tienen como
finalidad principal garantizar la seguridad de uso del producto y prevenir de lesiones a las
personas que lo manipulan o están cerca de él, ya sea, referido al mundo del cable, a
gruesos cables de energía de alta tensión, ya sea a pequeños cables de datos. El resultado
final podría ser el mismo.
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