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Serie 101: Conocer la ley de equilibrio del cableado de cobre

Mark Mullins

 Probablemente ha escuchado referirse al cableado de red de cobre como cableado de cobre de par trenzado equilibrado, y tal vez ha escuchado del parámetro de comprobación conocido como desequilibrio de resistencia de CD. Pero, ¿qué significa realmente toda esta terminología relacionada al equilibrio y por qué debería importarle?

Todo es cuestión de equilibrio

Las señales eléctricas viajan en uno de dos modos: modo común o diferencial. El modo diferencial se considera “equilibrado”, donde la señal viaja sobre dos conductores en referencia a cada uno, que esencialmente viajan en fuerzas opuestas. En contraste, el modo común, o desequilibrado, las señales viajan simultáneamente y son referidas al suelo.

Ya que los cables equilibrados portan señales que hacen referencia una a otra, estos típicamente presentan un diseño simétrico, como los pares trenzados que ve en un cable de red. Los cables desequilibrados incluyen aquellos en los que los conductores comparten un eje común como un cable coaxial. Nota: es importante comprender que la potencia de CC y ruido electromagnético de fuentes externas se inyecta en el cable en el modo común.

Cuando el ruido del modo común se acopla en dos conductores en un par trenzado perfectamente equilibrado, el diseño equilibrado cancela la señal para lograr inmunidad al ruido. Sin embargo, los cables de par trenzado equilibrados nunca están equilibrados “perfectamente”, la razón por la que tenemos parámetros de rendimiento para el equilibrio, como se especifica en los estándares del sector.

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El enigma PoE

Ahora que esperamos haya comprendido la diferencia entre el modo común (desequilibrado) y diferencial (equilibrado), veamos la forma en que esto se relaciona con transmitir la potencia de CC sobre el cableado de par trenzado en las aplicaciones de potencia sobre ethernet (PoE).

Cuando la potencia se entrega simultáneamente con los datos en aplicaciones de 4 pares, esta se transmite como un voltaje de modo común, que es dividido equitativamente entre cada conductor del par. Aquí es donde el equilibrio juega un papel nuevamente.

Si la resistencia de CC de cada conductor en el par es perfectamente equivalente, no hay diferencia en la resistencia. Esto es lo que permite al voltaje de modo común de la potencia dividirse equilibradamente. Mucho desequilibrio de resistencia puede distorsionar las señales de datos, causando errores, retransmisiones e incluso enlaces de datos que no funcionan. Nuevamente, alcanzar el equilibrio perfecto es imposible, y por eso también tenemos parámetros de rendimiento para este tipo de equilibrio.

Alteración del equilibrio

Entonces, ¿qué provoca este desequilibrio que puede tener un efecto negativo sobre las señales de datos? Un desequilibrio puede ser consecuencia de un trabajo mal hecho, terminaciones incompatibles y calidad de cable mediocre.

Para mantener el equilibrio, son claves las prácticas como asegurar el radio de curvatura mínimo y mantener la torsión del par tan cerca al punto de terminación como sea posible. Y cuando se trata de prevenir la resistencia de CC en aplicaciones PoE, la compatibilidad en las terminaciones de conductor individual es crítica.

La calidad general y el mantener la geometría física adecuada del cable también es un punto crítico para mantener el equilibrio. Cuando un cable de baja calidad presenta variaciones en el diámetro, la concentricidad (redondez), el contorno y la suavidad de los conductores de cobre, existe un mayor riesgo de desequilibrio de resistencia.

Comprobación de TI

Cuando se trata de la certificación de cableado para mantener un equilibrio adecuado para minimizar la interferencia de ruido, la preocupación es la conversión del modo. Este fenómeno ocurre cuando un cable no está equilibrado y el ruido inyectado en el cable en el modo común ocasiona que los voltajes sean desiguales y deteriora el rendimiento de la red.

Los dos parámetros de conversión de modo basados en estándares que indican el equilibrio son Transverse Conversion Loss - TCL (Pérdida de conversión trasversal) y Equal Level Transverse Conversion Transfer Loss - ELTCTL (Pérdida de transferencia de conversión transversal de igual nivel), que se miden al inyectar una señal en modo diferencial y después medir la señal en modo común dentro del par. Para ambos parámetros, cuanta más pequeña sea la señal común devuelta de modo, mejor será el equilibrio.

Cuando se trata de comprobar las diferencias en la resistencia, el desequilibrio de resistencia de CC es la prioridad, y los estándares del sector especifican un máximo de desequilibrio de resistencia CC entre los conductores. Esto verifica que ambos conductores en un par tienen la misma resistencia para permitir que la corriente de modo común necesaria para apoyar efectivamente PoE y evitar la distorsión de las señales de datos que se transmiten en el mismo par.

Afortunadamente, el DSX CableAnalyzer tiene la habilidad para medir las señales de modo común y diferencial quiere decir que es capaz de verificar ambos tipos de equilibrio mediante la comprobación de conversión de modo y la comprobación de desequilibrio de resistencia CC. Y a medida que la velocidad de datos evoluciona y más dispositivos PoE ofrecen potencia en simultáneo con los datos, la verificación del equilibrio es ahora más importante que nunca.


 
 
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