Puentes de cable de red Cat5e Tipos de blindaje Puente de paso directo Puentes de cable de red con detección de línea en un segundo

Las especificaciones físicas de los puentes de cable de red determinan sus capacidades básicas de transmisión, resistencia mecánica y flexibilidad, sentando las bases para una transmisión de datos estable.

I. Parámetros de especificación física: la base material del rendimiento de la transmisión

Las especificaciones físicas de los puentes de cable de red determinan sus capacidades básicas de transmisión, resistencia mecánica y flexibilidad, sentando las bases para una transmisión de datos estable.

1. Material y estructura del conductor

El conductor es el portador principal de la transmisión de señales eléctricas en los puentes de red, y su material y estructura afectan directamente la conductividad, la integridad de la señal y la resistencia a la oxidación:

Materiales básicos:

Cobre libre de oxígeno (OFC): Con una pureza ≥99,95 % y un contenido de oxígeno ≤0,003 %, presenta una excelente conductividad (conductividad eléctrica ≥100 % IACS). Su resistividad a 20 °C es ≤0,0172 Ω·mm²/m, lo que reduce eficazmente la pérdida de transmisión de señal. Es el material principal para puentes de red de alto rendimiento (como Cat6 y superiores).

Cobre estañado: Se recubre la superficie de los conductores de cobre libre de oxígeno con una capa de estaño de 2-5 μm. El estaño previene la oxidación del cobre (su resistencia a la oxidación es 5 veces mayor que la del cobre desnudo), lo que garantiza una conductividad estable incluso en entornos húmedos (como salas de ordenadores con alta humedad en el aire acondicionado). Se utiliza comúnmente en puentes de centros de datos.

Aluminio revestido de cobre (CCA): El núcleo de aluminio está recubierto con una fina capa de cobre. Su conductividad es solo del 60 % al 70 % de la del cobre libre de oxígeno, y su resistividad es ≥0,028 Ω·mm²/m. Presenta una gran atenuación de la señal y, debido a su bajo coste, solo se utiliza en puentes de gama baja (como los Cat5e para conexiones temporales).

Acero revestido de cobre (CCS): El núcleo de acero con revestimiento de cobre presenta alta resistencia mecánica, pero baja conductividad (conductividad ≤30 % IACS). Se utiliza únicamente en situaciones especiales que requieren resistencia a la tracción (como conexiones exteriores de corta distancia); no es apto para la transmisión de datos a alta velocidad.

Estructura del conductor:

Conductor sólido: Un solo cable de cobre sólido con un diámetro de 0,4-0,6 mm (especificaciones comunes: 24 AWG, 23 AWG). Ofrece una transmisión de señal estable y baja atenuación, pero presenta poca flexibilidad (radio de curvatura mínimo ≥8 veces el diámetro del cable). Es adecuado para cableado fijo en paneles de conexión y salas de equipos.

Conductor trenzado: Compuesto por 7-19 hilos finos de cobre (diámetro de cada hilo: 0,08-0,1 mm) trenzados entre sí. Presenta una excelente flexibilidad (radio de curvatura mínimo ≥4 veces el diámetro del cable) y soporta ≥10 000 pruebas de curvatura sin romperse. Es adecuado para puentes que requieren enchufarse y desenchufarse con frecuencia (como conexiones entre switches y servidores).

2. Tamaño y peso del cable

El tamaño y el peso de los puentes de red afectan su conveniencia de instalación, la ocupación del espacio y la estabilidad estructural:

Calibre del conductor: Se expresa en AWG (American Wire Gauge). Las especificaciones comunes para puentes de red son 24 AWG (diámetro de 0,511 mm) y 23 AWG (diámetro de 0,573 mm). Con la misma longitud, los conductores de 23 AWG tienen una sección transversal mayor que los de 24 AWG, con una atenuación entre un 15 % y un 20 % menor. Son adecuados para transmisiones de alta frecuencia (≥500 MHz) y puentes de larga distancia (≥5 m).

Diámetro exterior del cable: Varía según la categoría del cable y el tipo de blindaje. Los puentes Cat6 sin blindaje (UTP) tienen un diámetro exterior de 5-6 mm; los puentes Cat6a blindados (STP) tienen un diámetro exterior de 6-8 mm debido a la capa de blindaje adicional. Un diámetro exterior mayor ofrece mayor protección, pero ocupa más espacio, por lo que debe seleccionarse según la densidad del cableado (como en los gabinetes de alta densidad de los centros de datos).

Peso: Los puentes UTP de 24 AWG pesan entre 12 y 18 g/m; los puentes STP de 23 AWG pesan entre 20 y 25 g/m debido a la capa de blindaje y a los conductores más gruesos. Los puentes ligeros son más fáciles de manejar (como el agrupamiento y el enrutamiento), mientras que los puentes de alta resistencia ofrecen mayor durabilidad.

3. Materiales de aislamiento y revestimiento

Los materiales de aislamiento aíslan los conductores adyacentes para evitar la diafonía, y los materiales de la cubierta protegen el cable de daños mecánicos y erosión ambiental:

Materiales de aislamiento:

HDPE (Polietileno de Alta Densidad): Presenta un excelente aislamiento eléctrico (constante dieléctrica 2,3-2,4) y baja absorción de agua (≤0,01 %/24 h). Mantiene un rendimiento estable en un rango de temperatura de -40 °C a +80 °C. Es el principal material aislante para puentes de red, garantizando una baja capacitancia entre conductores (≤56 pF/m).

PP (Polipropileno): Similar al HDPE en rendimiento, pero con mayor rigidez. Se utiliza frecuentemente en el aislamiento de conductores trenzados para mejorar la estabilidad estructural del haz de conductores.

HDPE espumado: Al añadir agentes espumantes al HDPE, la constante dieléctrica se reduce a 1,8-2,0, lo que puede reducir aún más la atenuación de la señal (la atenuación a 100 MHz es un 10 % menor que la del HDPE sólido). Se utiliza en puentes de alta frecuencia (como Cat6a y Cat7).

Materiales de la funda:

PVC (cloruro de polivinilo): Económico, ignífugo (grado UL94 V-2) y con un rango de temperatura de funcionamiento de -15 °C a +60 °C. Es apto para entornos interiores secos (como redes de oficinas). Sin embargo, tiende a endurecerse a bajas temperaturas y libera gases nocivos al quemarse.

LSZH (Low Smoke Zero Halogen): Sin halógenos, baja generación de humo durante la combustión (densidad de humo ≤50 % del PVC) y emisión de gases no tóxicos. El grado de retardancia de llama alcanza la certificación UL94 V-0 y el rango de temperatura de funcionamiento es de -20 °C a +70 °C. Es obligatorio para centros de datos, metro y redes marítimas con altos requisitos de seguridad.

PE (Polietileno): Excelente flexibilidad y resistencia al impacto, pero baja resistencia al fuego (inflamable). Se utiliza en saltadores de exterior (con aditivos adicionales resistentes a los rayos UV) para resistir la erosión del viento y la lluvia.

II. Parámetros de rendimiento eléctrico: Indicadores clave que determinan la calidad de la transmisión de la red

El rendimiento eléctrico es el parámetro más crítico de los puentes de red y determina directamente la velocidad de transmisión, el ancho de banda y la estabilidad de la señal.

1. Categoría de cable y velocidad de transmisión

Los puentes de red se clasifican según los estándares TIA/EIA-568 e ISO/IEC 11801, y las diferentes categorías corresponden a diferentes capacidades de transmisión:

Cat5e (Categoría 5 mejorada):

Ancho de banda: hasta 100 MHz.

Velocidad máxima de transmisión: 1000Mbps (Gigabit Ethernet) a 100m.

Aplicaciones clave: redes domésticas, computadoras de escritorio de oficina y dispositivos IoT de baja velocidad.

Cat6 (Categoría 6):

Ancho de banda: hasta 250 MHz.

Velocidad máxima de transmisión: 10 Gbps a 55 m, 1000 Mbps a 100 m.

Mejoras: Indicadores de atenuación y diafonía más estrictos que el Cat5e, con un separador longitudinal (marco transversal de plástico) para aislar cuatro pares de conductores, reduciendo la interferencia mutua.

Aplicaciones: Redes Gigabit empresariales, videovigilancia (cámaras 4K).

Cat6a (Categoría 6 aumentada):

Ancho de banda: hasta 500 MHz.

Velocidad máxima de transmisión: 10 Gbps a 100 m.

Mejoras: Mejor blindaje o torsión más ajustada para reducir la diafonía exógena (AXT), lo que admite transmisión de 10 Gbps en dúplex completo en los 100 m.

Aplicaciones: Conexiones troncales de centros de datos de 10 Gbps, estaciones de trabajo de edición de vídeo de alta definición.

Cat7 (Categoría 7):

Ancho de banda: hasta 600 MHz.

Velocidad máxima de transmisión: 10 Gbps a 100 m, 40 Gbps a 50 m.

Características: Totalmente blindado (estructura SFTP), cada par de conductores está blindado individualmente y todo el cable está cubierto con un blindaje exterior. La efectividad del blindaje es ≥85 dB a 1 GHz.

Aplicaciones: Centros de datos de alta densidad, preconexión Ethernet 40G/100G.

Categoría 8.1/Cat. 8.2:

Ancho de banda: hasta 2000 MHz (Cat8.1) y 2400 MHz (Cat8.2).

Velocidad máxima de transmisión: 40 Gbps/100 Gbps a 30 m.

Características: Blindaje de alta resistencia, compatible con conectores RJ45 y GG45, diseñado para conexiones de alta velocidad de corta distancia entre conmutadores de centros de datos y servidores.

2. Característica de impedancia

La impedancia característica de los puentes de red está diseñada para coincidir con el equipo de red (normalmente 100 Ω), lo que es crucial para reducir la reflexión de la señal y garantizar la integridad de la señal:

Impedancia nominal: 100 Ω ± 20 Ω (estándar TIA/EIA), que debe coincidir con la impedancia de 100 Ω de las tarjetas de red, conmutadores y otros equipos.

Estabilidad de impedancia: La fluctuación de impedancia dentro del rango de frecuencia de operación (0-2000 MHz) debe ser ≤15 Ω. Una fluctuación excesiva provocará reflexión de la señal (reducción de la pérdida por reflexión), lo que a su vez generará errores de bit.

Adaptación de impedancia: La diferencia de impedancia entre el puente y el equipo conectado debe ser ≤10 Ω. De lo contrario, se producirá reflexión de la señal en el punto de conexión y la pérdida de reflexión (RL) será ≤10 dB, lo que afectará la estabilidad de la transmisión.

3. Atenuación (pérdida de inserción)

La atenuación se refiere a la pérdida de potencia de la señal durante la transmisión, que aumenta con la frecuencia y la longitud:

Definición: Expresada en dB, la fórmula es atenuación = 20 lg (potencia de entrada/potencia de salida). Cuanto menor sea el valor, mejor será el rendimiento de la transmisión.

Indicadores específicos:

Cat5e: A 100 MHz, atenuación ≤24 dB/100 m.

Cat6: A 250 MHz, atenuación ≤30 dB/100 m.

Cat6a: a 500 MHz, atenuación ≤39 dB/100 m.

Cat7: A 600 MHz, atenuación ≤40 dB/100 m.

Factores influyentes: material conductor (el cobre libre de oxígeno tiene menor atenuación que el CCA), área de la sección transversal (los conductores más gruesos reducen la atenuación) y material de aislamiento (el aislamiento espumado tiene menor pérdida dieléctrica).

4. Diafonía (interferencia entre conductores)

La diafonía es la interferencia de señales entre pares de conductores adyacentes, que es el principal factor que limita la velocidad de transmisión:

Diafonía de extremo cercano (NEXT): Interferencia del extremo transmisor al receptor de pares adyacentes en el mismo extremo del cable. Cuanto mayor sea la frecuencia, más grave será la NEXT.

Estándares: Cat6 requiere NEXT ≥44dB a 250MHz; Cat6a requiere NEXT ≥46dB a 500MHz.

Diafonía de extremo lejano (FEXT): Interferencia entre el extremo transmisor y el receptor de pares adyacentes en el extremo lejano del cable. Se ve afectada principalmente por la longitud y la frecuencia del cable.

Diafonía de extremo lejano de igual nivel (ELFEXT): Diafonía de extremo lejano de igual nivel (ELFEXT) menos atenuación, lo que refleja mejor la interferencia real. Cat6a requiere ELFEXT ≥24 dB a 500 MHz.

Diafonía Externa (AXT): Interferencia entre diferentes cables en el mismo conjunto (como varios puentes agrupados). Es un indicador clave para Cat6a y superiores, que requiere una AXT ≥35 dB a 500 MHz para Cat6a.

Diafonía de extremo cercano por suma de potencias (PSNEXT): La suma de la interferencia NEXT de todos los demás pares a un solo par, lo cual es más riguroso que NEXT. Cat6 requiere PSNEXT ≥42 dB a 250 MHz.

5. Pérdida de retorno (RL)

La pérdida de retorno es la relación entre la potencia de la señal reflejada y la potencia de la señal incidente, lo que refleja la adaptación de impedancia:

Indicador: Expresado en dB. Cuanto mayor sea el valor, menor será la reflexión. Cat6 requiere una RL ≥12 dB a 250 MHz; Cat6a requiere una RL ≥10 dB a 500 MHz.

Impacto: Una pérdida de retorno baja (≤8dB) provocará distorsión de la señal, lo que provocará pérdida y retransmisión de paquetes y reducirá el rendimiento de la red.

6. Retraso y sesgo de retraso

Retardo de propagación: El tiempo que tarda una señal en viajar por el cable. Para puentes de 100 m, Cat6 requiere un retardo de propagación ≤555 ns a 250 MHz.

Desfase de retardo: La diferencia en el retardo de propagación entre los cuatro pares de conductores. Es crucial para los sistemas de par trenzado que utilizan los cuatro pares (como Ethernet de 10 Gbps). Cat6 requiere un desfase de retardo ≤50 ns a 100 m, lo que garantiza que las señales de los diferentes pares lleguen al receptor de forma sincronizada.