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Notas de aplicativos: Cabos de alumínio cobreado (CCA)

Testes do DSX-5000

Introdução

Há uma crescendo preocupação na indústria de equipamentos de rede sobre a significativa quantidade de cabos de comunicação multicondutores que contêm alumínio revestido de cobre (CCA), aço revestido de cobre e outros condutores fora do padrão que se disfarçam como cabos da Categoria 5e ou mesmo da Categoria 6.

A existência destes produtos de cabeamento que não seguem os padrões e que são frequentemente falsificados no mercado pode apresentar problemas graves para as empresas que os usam, assim como para os instaladores e técnicos de cabeamento que instalam estes produtos nos ambientes de rede de seus clientes.

Enquanto esses produtos podem parecer com um cabo padrão, e parecer ter desempenho semelhante em algumas situações, há diferenças significativas que poderiam causar problemas de rede e perigos de segurança.

A presença de cabeamento falsificado não é um problema novo no setor; os produtos de cabeamento falsificados ou não padrão já existem no mercado há vários anos, de acordo com peritos. É um problema persistente para o setor que parece que não vai desaparecer. Parte da razão disso é que muitas empresas estão procurando soluções pouco dispendiosas para suas redes, e estes produtos de cabeamento tendem a ser
menos caros.

Os métodos existentes para identificar estes produtos não-padrão são somente parcialmente bem-sucedidos. Para que a indústria resolva eficazmente os problemas de CCA e de outros produtos de cabeamento não-padrão, novos métodos são necessários.

As soluções do teste da Fluke Networks são promissoras exatamente em identificar tais produtos. Quando tais soluções não podem identificar imediatamente produtos de cabeamento falsificados bastando para isso apertar um botão, a Fluke Networks está determinada a desenvolver recursos que tornem mais fácil para as organizações identificar estes produtos com desempenho abaixo dos padrões.

Desafio constante para a indústria

Os produtos de cabeamento CCA têm aparecido no mercado por diversos anos, em grande parte porque há uma demanda por cabos mais baratos pelas empresas que estão tentando economizar. Já que o alumínio é mais barato do que o cobre, o cabo CCA normalmente é mais barato do que os produtos inteiramente em cobre. Portanto, muitos compradores que trabalham com orçamentos reduzidos não resistem à atração de produtos de cabeamento mais baratos. Eles podem não perceber que não estão recebendo cabo de cobre sólido compatível com os padrões.

"Não é difícil encontrar estes produtos na internet em atacadistas e distribuidores," diz Frank Peri, diretor executivo da CCCA (Communications Cable and Connectivity Association, ou Associação de Conectividade e Comunicações por Cabos), uma organização que fornece as melhores práticas e informações educacionais sobre a qualidades de cabos de comunicações, dispositivos de conectividade e produtos relacionados.
Os fornecedores estão oferecendo produtos de cabeamento não-padrão a preços significativamente mais baixos do que os produtos que atendem aos padrões. Alguns vendem tanto cabos que atendem os padrões quanto cabos que não atendem os padrões. Peri enfatiza que há algumas indústrias e aplicações para as quais os cabos CCA sejam aprovados e apropriados, mas é nos casos em que cabos CCA não são apropriados que essa necessidade precisa ser discutida.

Um problema comum

É difícil quantificar o mercado de cabos falsificados, diz Peri, mas ele acredita que o número de distribuidores e de cabos CCA representam uma parcela significativa o suficiente para tornar-se uma grande preocupação. "Tendemos a encontrar mais destes produtos na costa oeste [dos Estados Unidos], porque Long Beach [Califórnia] é um grande porto", diz ele.

De acordo com fontes que são bem informadas e seguras, aproximadamente 300 quilômetros de cabos CCA, disfarçando-se como Categoria 5, 5e e 6, estão sendo vendidos no Reino Unido a cada mês, por determinados atacadistas e distribuidores, diz Mike Gilmore, diretor da e-Ready Building Ltd. e diretor técnico da associação FIA (Fibreoptic Industry Association, ou Associação da Indústria de Fibras Ópticas), que está envolvida no projeto, padronização, implementação e operação, de instalações de infraestruturas de telecomunicações no Reino Unido, na Europa e em outras regiões.

"Os cabos geralmente são vendidos através do mercado atacadista de materiais elétricos, não no mercado de materiais para comunicação de dados, portanto só os vejo depois de um problema ter sido identificado", diz Gilmore.

Gilmore atribui a procura por cabeamento CCA à transformação dos produtos em comodidades e à redução de habilidades no setor de cabeamento de dados. "Os empreiteiros de eletricidade agora são óbvios fornecedores de pequenas tarefas de cabeamento de dados e seus trabalhos são muito determinados pelos custos.", diz ele. "Os atacadistas sabem disso e reagem de acordo . Em muitas ocasiões, a instalação não é testada usando o equipamento de teste "padrão da indústria", então os problemas não são descobertos até que seja tarde.

Atualmente, estão sendo realizados esforços no setor para lidar com o problema de cabos falsificados. Por exemplo, em novembro de 2013, a CCCA e a BICSI, associações que oferecem suporte à indústria de Sistemas de TI (ITS) fornecendo informações, treinamento e avaliação de conhecimento, anunciaram que iniciarão uma colaboração em nível internacional para se livrarem dos cabos falsificados e dos cabos que não atendem aos padrões.

Todos os interessados da ITS são afetados por produtos falsificados e de qualidade inferior, disse Jerry Bowman, presidente da BICSI. "Todos na cadeia de fornecimento têm o dever de assegurar-se de que o produto que estão comprando ou instalando está em conformidade com as regulamentações e padrões de qualidade e segurança", diz Bowman. "Quando um produto falsificado é instalado, há mais do que um problema de desempenho — ele pode ameaçar a segurança do ambiente de trabalho e colocar o consumidor em risco."

A CCCA fez avanços significativos na educação de seus consumidores de ITS e na aplicação das leis dos EUA, a fim de assegurar que os consumidores não estejam sendo iludidos quando compram cabeamento falsificado ou os produtos não atingem os padrões divulgados, diz Bowman. E embora o trabalho do CCCA esteja fora da concessão do BICSI, fabricantes de cabos membros do CCCA e distribuidores se uniram para agir como cão de guarda da indústria quanto a estes problemas de qualidade e segurança, disse ele.

Peri chamou isto de "um exemplo excelente" da liderança da CCCA e da BICSI trabalhando juntas para educar a aplicação da lei internacional aos cabos falsificados que ameaçam o setor e põe em risco a segurança pública global.

Peri diz. "É lamentável que os produtos de alumínio folheado a cobre estejam sendo comercializados como compatíveis com códigos e normas da América do Norte para comunicações de baixa tensão quando, na verdade, eles não são. Isto é especialmente preocupante se o cabo estiver sendo usado para oferecer suporte a dispositivos Power over Ethernet (PoE). Estes cabos não devem ser chamados de cabo de categoria porque não satisfazem as normas que exigem condutores de cobre sólido para cabos de comunicações multicondutores, incluindo o Código Elétrico Nacional, UL 444, CSA 22,2 e TIA 568C.2.

Cabos produzidos com condutores CCA não estão relacionados em uma lista de segurança válida de acordo com o Código Elétrico Nacional (National Electrical Code, NEC) e não podem ser legalmente instalados em áreas de edifícios que exigem cabos com classificação CM, CMG, CMX, CMR ou CMP, de acordo com a CCCA. As consequências de instalar esses tipos de cabo podem ser um desempenho de rede reduzido e um potencial perigo de segurança.

Em alguns casos, pode haver riscos legais resultantes da instalação de cabos falsificados. A CCCA publicou um documento técnico intitulado "Potenciais Responsabilidades de Instaladores e Fabricantes que Comercializam Cabos de Alumínio Cobreado com Rotulação Falsificada". Este documento tem a intenção de educar o setor sobre os riscos legais assumidos por instaladores de cabos das comunicações que não são especificamente permitidos pelo Código Elétrico Nacional.

Pesquisas da CCCA indicam que muitos contratantes não estão cientes de que os cabos marcados como Categoria 5e ou 6 e fabricados com condutores CCA não podem ser legalmente instalados em nenhuma área que exija uma classificação de segurança contra fogo do Código Elétrico Nacional. O Código Elétrico Nacional, que foi incorporado à lei em virtualmente todos os estados e municipalidades dos EUA, define os requisitos para cabos instalados em construções, residências e outras estruturas, de acordo com a CCCA. Todas as instalações dos cabos de comunicação multicondutores feitas com condutores CCA atrás de paredes ou em espaços fechados provávelmente representam uma violação do código em todas as jurisdições do país . Dependendo da jurisdição, a violação dos código de construção pode resultar em multas elevadas ou em prisão.

Outra preocupação importante é que estes cabos não oferecem suporte a aplicativos PoE devido à sua resistência D.C. elevada. A resistência de um cabo de alumínio sólido é de aproximadamente 55% mais do que aquela de um cabo de cobre do mesmo diâmetro. A resistência maior resultará em maior aquecimento do cabo e da tensão mais baixa disponível no dispositivo sendo alimentado. Com cabeamento de cobre sólido em conformidade com os padrões, o aquecimento de resistência de pacotes de cabos levou a especificações reduzidas da temperatura ambiente para aplicações com correntes mais altas. Na norma IEEE STD 802,3, a declaração "Operação do Tipo 2 exige uma redução de 10 °C na temperatura ambiente máxima de operação do cabo quando todos os pares de cabos são energizados" está incluída na cláusula 33.1.4.1. Nenhuma exceção é feita para o aquecimento muito maior que ocorreria com um cabo CCA.

Métodos para identificar cabos CCA

Há diversos métodos para detectar produtos de cabeamento falsificados. Uma das maneiras que as empresas podem utilizar para testar a presença de cabos CCA é pesando a caixa do cabo. Porque o alumínio é mais leve do que o cobre, as caixas de cabos CCA tendem a ser visivelmente mais leves do que as caixas de cabos de cobre sólido.

No entanto, vendedores de cabo CCA estão cientes disso, e há relatos de instaladores que encontraram "lastro" nas caixas de cabos projetadas para fazê-los parecer tão pesados como cabos de cobre. Além disso, há algumas versões mais pesadas de CCA que podem se aproximar ao peso das caixas de cobre sólido.

"Pesar a caixa não é uma prova definitiva", diz Peri. Ele diz que um método mais eficaz para identificar cabos CCA é cortar um pedaço do cabo para expor o condutor, e raspá-lo com uma faca para remover a camada superficial de cobre. Se houver uma cor prata debaixo desta camada, isto indica a presença de alumínio.

O método de raspagem é muito bom se uma empresa suspeita que um cabo novo é falsificado", diz Peri. Se o cabo já está instalado em um prédio e a empresa não está satisfeita com o desempenho, cortar o cabo não é tão fácil e provavelmente não será o método preferido da maioria das empresas.

O teste do cabo é uma outra maneira de identificar um cabo falsificado, mas testar estes cabos CCA em campo de acordo com os padrões ANSI/TIA ou ISO/IEC pode não determinar se são cabos CCA. O teste de acordo com a norma ANSI/TIA-568-C.2 é transferido para os Requisitos para Teste de Instrumentos em Campo e Medidas para Cabos de Par Trançado Balanceado da Norma ANSI/TIA-1152, na qual não se exige que a resistência DC seja incluída em um teste de campo. Mesmo se TIA exigisse a resistência DC em um teste de campo, não iria garantir a determinação do cabo ser ou não CCA.

Sabemos disto através da análise dos resultados do ISO/IEC, na qual a resistência DC tem um limite para teste de campo. Usando um cabo CCA específico, um cabo Channel Link da Classe D com menos de aproximadamente 71 m (233 pés) resultaria, quase certamente, em aprovação, porque o limite do teste de resistência DC está fixado em 25 ohms, independente do comprimento do canal.

À primeira vista, a solução pode parecer óbvia: Transformar a resistência DC em um requisito para testes de campo e fazer uma divisão proporcional baseada no comprimento. Na prática, a incerteza de medida associada às medidas do comprimento aumentaria a probabilidade de reprovar um link que esteja em conformidade. Dados limitados de campo sugerem que o cabo CCA falha no Desequilíbrio da Resistência DC, independente do comprimento. Este é um parâmetro que pode ser encontrado tanto nas normas de cabeamento ANSI/TIA e ISO/IEC, quanto em normas da IEEE.

Esta também é uma medição que pode ser realizada com o Versiv DSX CableAnalyzer da Fluke Networks. O DSX-5000 é projetado para melhorar a eficiência da certificação de cobre para testar cabos Cat 6A e da Classe FA. Ao testar um cabo CCA com a adição do Desequilíbrio da Resistência DC, a Fluke Networks descobriu que o Desequilíbrio da Resistência DC estava claramente fora da especificação.

A medida do Desequilíbrio da Resistência verifica que os dois fios em um par têm a mesma resistência e, consequentemente, transportam quantidades iguais de corrente em um aplicativo PoE. Como pode ser visto no exemplo abaixo, o limite de desequilíbrio de resistência é calculado para cada par com base na resistência do circuito medida do par.

Mas há um porém. Enquanto o ISO/IEC 11801:2010 fornece limites para o teste do Desequilíbrio da Resistência DC para as definições de canal e link permanente, os padrões ANSI/TIA-568-C.2 fornecem limites de teste somente para a definição de canal.

Nome do limite do teste do DSX CableAnalyzer Desequilíbrio da Resistência DC (Ω)
Canal Link permanente
TIA Cat 5e Permanente Link (+PoE) >0,20 ou 3,0%
TIA Cat 6 Permanente Link (+PoE) 0,20 ou 3,0%
TIA Cat 6A Permanente Link (+PoE) 0,20 ou 3,0%
Classe D da ISO11801 PL (+PoE) 0,20 ou 3,0% 0,15 ou 3,0%
Classe E da ISO11801 PL (+PoE) 0,20 ou 3,0% 0,15 ou 3,0%
Classe Ea da ISO11801 PL2 (+PoE) 0,20 ou 3,0% 0,15 ou 3,0%

Com a norma de teste em campo ANSI/TIA-1152, agora aberta para revisão, pode haver uma causa justa para definir o Desequilíbrio da Resistência DC como um teste de campo e definir limites de teste na norma ANSI/TIA-568-C.2 ou em sua revisão ANSI/TIA-568-D.2, para ajudar a lidar com o problema de cabos CCA, e oferecer maior garantia de que os requisitos da norma IEEE PoE estão sendo satisfeitos.

Comprador - Tenha Cuidado

Apesar dos esforços atuais para educar o setor sobre a presença de cabeamento falsificado, e dos métodos existentes para identificar cabos CCA, este continua a ser um problema sério para o mercado de cabeamento de rede.

Para evitar problemas potencialmente graves e repercussões legais, é importante que as empresas se assegurem de que estão instalando cabos de confiança e de acordo com os padrões, independentemente do orçamento. A tentação de comprar e instalar cabos baratos exclusivamente para não estourar os orçamento é muito forte. Mas, isto é claramente um exemplo de "comprador: tenha cuidado."

Porque as instalações de produtos não padronizados são "baratas", os testes frequentemente não são realizados de acordo com a prática normal, diz Gilmore. "Problemas de confiabilidade das conexões são geralmente o primeiro alerta que se recebe, geralmente semanas depois que a instalação for concluída", diz ele.

A Fluke Networks compreende que nenhuma solução única e totalmente abrangente existe para o problema atualmente, e está tentando desenvolver um protocolo de testes que efetivamente utilize os padrões existentes relativos a parâmetros dependentes do comprimento, enfocando a resistência de loop DC.

"Na Europa, repetidamente chamei a atenção dos instaladores e dos seus clientes para a existência de limites dependentes do comprimento, já que foram incluídos nas normas internacionais de cabeamento e nas normas europeias há mais de 10 anos", afirma Gilmore. "Portanto, estou muito contente de ver o esforço em curso por parte da Fluke Networks."

A Fluke Networks, como líder do mercado de teste de cabos, claramente demonstra a experiência e o conhecimento para ajudar a abordar este problema.

 
 
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