Clientes perguntam, com frequência, sobre as categorias de cabos de dados e o que eles significam. Para muitos usuários finais, engenheiros e compradores, que não trabalham com esses tipos de cabos diariamente, as diferentes categorias podem parecer bastante complicadas. No entanto, o que parece ser complexo à primeira vista, pode se tornar simples de entender com algumas dicas. A categoria se correlaciona positivamente à velocidade dos dados. Quanto maior a categoria, maior a frequência possível, e quanto maior a frequência, maior a taxa de dados.
Noções básicas de cabos de dados
A categoria de um cabo pode ser comparada a uma estrada com várias pistas; quanto mais pistas uma estrada tem, mais veículos podem viajar nesta estrada simultaneamente. Geralmente, os padrões baseiam-se em um comprimento máximo de cabo de 100 metros. Este comprimento do cabo consiste em 90 metros de cabo de instalação e 10 metros de cabo de remendo. Após os 100 metros iniciais, repetidor/extensor é adicionado ao sistema de cabos, que fortalece o sinal e prepara-o para a transmissão de sinal adicional de 100 metros conforme necessário para conectar a máquina ou seus aparelhos à unidade de controle. Além disso, as categorias de cabos de dados precisam cumprir os valores de desacoplamento dos pares, por exemplo, NEXT (cross end talk).
Categoria | Padrão | Taxa de dados | Frequência | Nº de condutores |
Cat 5 | 100BASE-TX | 100 Mbit | 100 MHz | 4 ou 8 |
Cat 5e | 1000BASE-TX | 1 Gbit | Duplex de 100 MHz | 8 |
Cat 6 | EIA/TIA 568B2.1 | 1-10 Gbit* | 250 MHz | 8 |
Cat 6A | 10GBASE-T | 10 Gbit | 500 MHz | 8 |
Cat 7 | 10GBASE-T | 10 Gbit | 600 MHz | 8 |
Cat 7A | 10GBASE-T | 10 Gbit | 1000 MHz | 8 |
Cat 8 | 40GBASE-T | 40 Gbit | 1600-2000 MHz | 8 |
* Depende do comprimento e do tipo de cabo
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Esta tabela mostra a diferença entre a categoria 5 e a categoria 8, mas também é necessário considerar os materiais de revestimento, a qualidade do cabo e outros detalhes para encontrar o cabo certo, que corresponda a uma determinada aplicação.
Para os cabos de categoria 5, o desacoplamento dos pares é realizado na construção do cabo com diferentes comprimentos de torção de cada par. Isso significa que para quatro pares, há quatro comprimentos individuais de torção durante a produção.
A eficácia da torção não é capaz de alcançar os valores-alvo e você tem que considerar etapas adicionais durante a construção de cabos para categorias superiores.
Os cabos de categoria 6 permitem que você escolha entre dois desenhos técnicos. Os valores de dissociação relevantes da categoria 6 podem ser alcançados com uma cruz de plástico que cria distância entre os pares. Outra forma é usar um par em folha metálica (PIMF). A espessura da folha de alumínio influencia a eficácia da blindagem. Muitas pessoas pensam que a blindagem protege o cabo de influências ambientais. No entanto, ele também tem o efeito inverso – a blindagem mantém o sinal elétrico no cabo e evita influenciar negativamente outros equipamentos nas proximidades.
Para categorias ainda maiores, como categoria 7, 7e e 7A, uma trança de cobre é obrigatória para cumprir os valores elétricos padronizados, porque uma folha de alumínio por si só não é suficiente. Além disso, cada material de blindagem tem vantagens e desvantagens.
A folha de alumínio é barata, mas por si só este material não tem um bom desempenho em aplicações que requerem cabos flexíveis, de pista ou de torção. Se você mover uma folha de metal repetidamente, começará a ver rachaduras, o que diminui a eficácia da blindagem no cabo. Esta é a razão pela qual alguns fabricantes constroem cabos que se movem frequentemente ou estão localizados em áreas de vulnerabilidade eletromagnética (EMV) usando tanto a folha de alumínio quanto a trança de cobre. Isso se aplica até a cabos que são “apenas” categoria 5.
Para cabos com altas quantidades de ciclos de flexão e pequenos raios de curvatura, alguns fabricantes usam uma fita metalizada adicional para promover uma proteção eficaz. É similar a uma fita tecida com peças metalizadas, que oferece vida útil mais longa sem rachar em comparação com uma folha de alumínio padrão.
Marcações de cabos
Os fabricantes de cabos geralmente recebem perguntas sobre as marcações nos cabos de dados, como U / UTP ou SF / UTP. As marcas de identificação antes do símbolo de barra (/) referem-se à blindagem geral do cabo; as marcas de identificação após a barra referem-se à blindagem dos pares. Aqui estão algumas marcações comuns de cabos de dados:
– | Blindagem total / Blindagem em pares | Categorias | |
U/UTP | Par trançado não blindado / não blindado | categoria 5 | categoria 6 com cruz de distância
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F/UTP | Par trançado blindado / não blindado | ||
S/UTP | Par trançado blindado / não blindado da trança | ||
SF/UTP | Trançado e folha blindada / par trançado não blindado | ||
U/FTP | Par trançado blindado / não blindado | categoria 6 | |
F/FTP | Folha trançada / Folha trançada Par trançado | categoria 6 / 6A | |
S/FTP | Trançado blindado / Folha trançada par trançado | categoria 7 / 7e / 7A / 8 | |
SF/FTP | Trançado e folha blindada / folha trançada par trançado | ||
Opções de material condutor
Vamos agora abordar uma variedade de opções possíveis de condutores, tanto do ponto de vista material como de encordoamento. Na maioria das aplicações, o cobre nu é o material condutor preferido para uso. No entanto, em aplicações específicas, como a indústria ferroviária, um condutor de cobre estanhado é preferido devido à sua maior resistência à corrosão.
Em termos de encordoamento do condutor, geralmente são utilizados condutores sólidos em instalações fixas, enquanto aplicações flexíveis exigem um condutor mais ágil, que geralmente consiste em sete fios. Condutores flexíveis são usados para trilhos e aplicações robóticas com comprimento de configuração curto, a fim de obter um cabo mais flexível e um raio de curvatura menor. Para os menores raios de curvatura e quantidade máxima de ciclo / vida útil, os clientes podem solicitar que os cabos de dados sejam construídos com condutores de 19 fios. Quanto mais fios em um condutor, maior sua flexibilidade; no entanto, a melhor solução para a aplicação específica de cada cliente e as respectivas especificações técnicas devem ser discutidas em consulta com o fabricante do cabo.
Uma vez definida a estrutura do condutor, é hora das próximas etapas: extrusão de isolamento, torção dos condutores individuais em pares (ou quatro condutores conhecidos como quad estrela), blindagem e, por último, a capa externa.
Cada etapa da produção é voltada para aplicações específicas dos clientes e requisitos técnicos para alcançar um projeto que garanta o mais alto nível de segurança e confiabilidade operacional. Exemplos de estrutura incluem:
- Condutores com comprimentos longos para instalações de cabos fixas e comprimentos curtos para aplicações flexíveis e com alta flexibilidade.
- Blindagem de folha de alumínio para instalação fixa, pois o alumínio racha após alguns ciclos, diminuindo assim a qualidade da blindagem. Quando a folha de alumínio é usada como blindagem em aplicações flexíveis, é sempre em combinação a uma trança de cobre, e a folha de alumínio é incorporada ao processo de blindagem.
- Blindagens trançadas com comprimento longo para instalações fixas, mas comprimento curto para aplicações flexíveis e flexíveis.
Opções de material para capa externa
Os revestimentos de cabo são abundantes e podem ser limitados dependendo de sua aplicação. Para instalações de cabo em edifícios, cloreto de polivinila (PVC) ou compostos não corrosivos retardantes de chama (FRNC) são a escolha típica do material da capa. O PVC não é livre de halogênio, mas é flexível e barato. Os compostos FRNC atendem aos requisitos livre de halogênio e retardante de chamas, e emitem uma fumaça menos opticamente densa, o que facilita a saída de um edifício e permite operações aprimoradas de combate a incêndios em caso de emergência por incêndio.
Os revestimentos de polietileno (PE) são usados principalmente para aplicações em cabos externos e/ou nos casos em que um cabo precisa ser enterrado no chão. Esses revestimentos são bons para resistir à umidade e à exposição ao sol.
Devido ao aumento de cabos de dados usados na automação industrial, é comum o uso de misturas de PVC resistentes a óleo, compostos de revestimento de poliuretano (PUR) ou elastômero termoplástico (TPE). Esses tipos de revestimento de cabo são preferidos por sua maior resistência ao óleo e capacidade de suportar tensões mecânicas frequentemente associadas ao uso de trilhos de cabos / esteiras porta-cabos e robótica. A escolha de um composto ou mistura em particular é baseada na aplicação e nas condições operacionais.
Qualidade do cabo
Por fim, é altamente recomendável ter cabos de dados que tenham suas capacidades mecânicas testadas extensivamente para suportar os rigores de operar em aplicações de flexão contínua (trilhos de cabos) e torção (robótica). As taxas de transmissão de dados podem diminuir ou a qualidade do sinal pode erodir devido a cabos que não conseguem suportar condições operacionais árduas. Os fabricantes devem usar uma combinação de equipamentos de teste, como trilhos de cabos, aparelhos de torção, fornos e freezers e, em alguns casos, equipamentos de teste de aplicativos específicos, como torres que imitam a tensão e a carga nos cabos encontrados nas turbinas eólicas.