Vários cabos de dados diferentes pairando em frente aos gráficos digitais

Cabeamento de dados à base de cobre Transmissão de dados confiável com tecnologia comprovada

A automação de processos é o foco em muitos campos de aplicação: em infraestrutura, em edifícios ou na indústria. Cada vez mais participantes estão sendo integrados nas redes. O cabeamento está se tornando cada vez mais complexo devido ao aumento do volume de dados e das velocidades de transmissão. O cabeamento de dados à base de cobre já comprovou sua eficiência há décadas.

O aumento das taxas de dados e das velocidades de transmissão representam desafios cada vez maiores para a tecnologia de transmissão e, portanto, também para os cabos de transmissão e os conectores conectados. São necessários desenvolvimentos e produtos prontos para o futuro. Caso contrário, a transmissão segura de dados não é possível. Em aplicações domésticas, os problemas que ocorrem geralmente são toleráveis. No entanto, falhas em transmissões em aplicações industriais podem levar a altos custos. Devido às suas boas propriedades físicas e mecânicas, os cabos de cobre garantem conexões confiáveis para a transmissão de dados.

Vantagens

  • Transmissão de dados com custo otimizado graças a anos de experiência
  • Proteção confiável contra roubo de dados: não é possível acessar os dados através do cabo
  • Interfaces padronizadas como RJ45, USB, HDMI, conectores coaxiais e D-SUB, bem como conectores de encaixe circulares em M8 e M12
  • Propriedades elétricas ideais graças aos condutores de cobre sólidos
  • Alto nível de know-how graças ao desenvolvimento e produção interna
Conectores de dados à base de cobre com cabos dispostos uns ao lado dos outros

Condutores de cobre na aplicação

Por que condutores de cobre? – Os cabos de cobre transmitem energia e tensão utilizando diferentes tecnologias para o fornecimento de energia e dados aos dispositivos. O cobre tem propriedades ideais para a transmissão de energia elétrica. Em alguns casos, materiais alternativos como o alumínio também são utilizados em condutores de baixo custo, mas oferecem um desempenho muito inferior – no caso do alumínio, cerca de dois terços da condutividade elétrica.

Há uma ampla gama de condutores de cobre no mercado, de modo que quase sempre há um cabo ideal com conectores para todas as aplicações com um protocolo específico. Um exemplo disso são os conectores D-SUB para a conexão VGA de telas a um PC. Na indústria, por outro lado, o protocolo PROFINET é amplamente utilizado. Isto é normalmente transmitido por conectores RJ45 em cabos de dois ou quatro pares de par trançado.

O desenvolvimento da tecnologia já está muito avançado, mas outras inovações estão disponíveis no mercado. Um bom exemplo é a Single Pair Ethernet, a transmissão de protocolos Ethernet com apenas um par de fios. Para esta nova tecnologia, estão sendo projetados cabos e conectores completamente novos que, por sua vez, estão sendo padronizados. Isso promove a padronização das interfaces.

Cabos de dados à base de cobre em RJ45 e Single Pair Ethernet, bem como em M8

Como são construídos os cabos de dados à base de cobre?

Geralmente, é feita uma distinção entre dois tipos de cabos de dados à base de cobre:

  • Cabos coaxiais, nos quais um condutor é passado de forma centralizada dentro do cabo.

  • Cabos trançados, nos quais vários condutores são passados em um único cabo e torcidos juntos. Eles podem estar presos em torno de um elemento de enchimento no centro – como é o caso de muitos cabos de quatro polos. Ou os fios de um par são torcidos um ao outro e os pares de fios são torcidos um ao outro – como acontece com muitos cabos de oito polos. Este último tipo de trançado é chamado Twisted Pair (TP).

Há também outras combinações dessas estruturas básicas, p. ex., para cabos que podem transmitir dados e energia de forma híbrida.

A estrutura de um cabo de cobre coaxial

Estrutura interna de um cabo coaxial em L
Estrutura interna de um cabo coaxial em L
Estrutura interna de um cabo coaxial em L
Estrutura interna de um cabo coaxial em L

O revestimento do cabo em cabos coaxiais protege a área interna do cabo contra influências externas. A fim de melhorar as propriedades e resistências mecânicas ou térmicas, este invólucro é normalmente feito de materiais plásticos com aditivos. Assim é possível, p. ex., confeccionar cabos adequados para uso externo e conseguir resistência à umidade e à radiação solar.

O condutor interno pode ser sólido ou com fios finos. Em ambos os casos, fala-se de um cabo flexível.

Muitos cabos coaxiais flexíveis têm uma blindagem feita de uma trança de malha fechada de fios de metal. A fim de obter melhores propriedades de blindagem, também pode ser usada uma película de metal ou plástico revestido de metal. Por outro lado, existem cabos com um condutor externo sólido. Estes cabos rígidos são chamados de cabos semirrígidos.

O dielétrico é o material de isolamento entre os condutores internos e externos. Isto pode consistir de plástico sólido, bem como discos plásticos ou, como na maioria dos casos, uma espuma plástica, p. ex., polietileno.

Estrutura interna de um cabo coaxial em L

Para a transmissão, um parâmetro importante é a atenuação do sinal pelo meio de transmissão.  Como esta atenuação depende da frequência de transmissão, ela é especificada em diferentes frequências – as frequências típicas são, por exemplo, para WLAN 2,4 GHz ou 5,8 GHz. Os cabos com impedância de 50 Ω ou 75 Ω são amplamente utilizados. Somente cabos e outros componentes com a mesma impedância devem ser usados em conjunto. A mistura pode resultar em ajustes incorretos. Eles causam reflexos indesejados.

Estrutura interna de um cabo coaxial em L

Um caso de aplicação típico para cabos coaxiais é a conexão de transmissores ou receptores com uma antena, p. ex., em redes LTE, WLAN, 5G e de campus.

A estrutura de um cabo de cobre de par trançado

Cabo de par trançado de oito polos SF/FPT com quatro pares de fios
Cabo de par trançado de oito polos SF/FPT com quatro pares de fios
Cabo de par trançado de oito polos SF/FPT com quatro pares de fios
Cabo de par trançado de oito polos SF/FPT com quatro pares de fios
Cabo de par trançado de oito polos SF/FPT com quatro pares de fios
Cabo de par trançado de oito polos SF/FPT com quatro pares de fios

Os cabos de dados à base de cobre geralmente têm um revestimento exterior, que protege as áreas internas do cabo contra influências externas. Este revestimento é normalmente feito de material plástico como, p. ex., poliuretano (PUR), cloreto de polivinila (PVC) ou polietileno (PE). A fim de melhorar as propriedades e resistências mecânicas ou térmicas, estes materiais são geralmente misturados com aditivos.

Cabo de par trançado de oito polos SF/FPT com quatro pares de fios

Sob o revestimento do cabo, os cabos de dados à base de cobre geralmente têm uma blindagem elétrica contra influências externas. Dois conceitos diferentes de blindagem são comuns: a malha de blindagem, uma malha fechada de fios de metal (Screened = S) e a película de blindagem, uma película feita de metal ou plástico revestido de metal (Foiled = F). A blindagem total do cabo é então indicada por S, F ou SF.

Cabo de par trançado de oito polos SF/FPT com quatro pares de fios

Não apenas o cabo inteiro, mas também os pares de fios individuais podem ser blindados dos outros pares de fios por sua própria blindagem com uma película de blindagem (Foiled Twisted Pair ou par trançado folheado = FTP).

Cabo de par trançado de oito polos SF/FPT com quatro pares de fios

Em cabos de par trançado, dois fios são torcidos juntos e os pares de fios são torcidos juntos.

Cabo de par trançado de oito polos SF/FPT com quatro pares de fios

Os fios individuais de um cabo de dados à base de cobre são compostos por um isolamento plástico e o núcleo de cobre. Isto difere de acordo com o uso pretendido. Os cabos de instalação têm um núcleo de cobre sólido. Para cabos flexíveis, este núcleo é feito de 7 fios ou para cabos altamente flexíveis, 19 fios. A bitola dos condutores individuais é indicada pela unidade de medida American Wire Gauge (AWG). As medidas mais comuns são AWG 22 para cabos de quatro polos e AWG 26 para cabos de oito polos.

Cabo de cobre com diferentes dispositivos de medição no teste de alta tensão

Como é o desempenho dos cabos de cobre?

O desempenho de um cabo de dados à base de cobre como cabo bruto é indicado pela categoria de transmissão. Para explicar as diferenças nas categorias e os procedimentos de teste, também vale a pena observar aqui o protocolo Ethernet.

Os cabos brutos são definidos por seus próprios padrões. Estas normas também especificam procedimentos de teste, bem como limites elétricos para os parâmetros a serem testados. Um exemplo de tal parâmetro a ser testado é a atenuação do fluxo de retorno. Este valor mede o sinal refletido pelo fio no lado do transmissor. Entretanto, os valores-limite a serem cumpridos diferem muito dependendo se é medido um cabo bruto, um cabo equipado com conectores (medição do cabo Patch – teste do link permanente – ISO 11801) ou um trajeto de transmissão completo (teste do canal – ISO 11801).

Engenheiro de testes com um cabo à base de cobre e configuração de medição

Os valores exigentes devem ser cumpridos neste ponto pelo cabo montado, pois isso representa apenas uma parte de um caminho de transmissão. Os valores-limite das linhas de transmissão são respectivamente mais fracos, de modo que as partes mais fracas podem ser compensadas pelo envelhecimento ou por outros efeitos. A fim de minimizar as influências do dispositivo de medição, a primeira e a última conexão do conector são ocultadas durante a medição de um canal. Se um cabo Patch for medido com um teste de canal para o caminho de transmissão, esta medição não tem, portanto, nenhum valor informativo, pois os dois conectores macho do cabo são ocultados.

O método de medição usado pode ser determinado observando a ficha técnica e as características de transmissão de um cabo Patch. Cabos com teste de canal devem ser indicados com a classe de transmissão, cabos com teste de link permanente, no entanto, com a categoria de transmissão. Infelizmente, isso nem sempre pode ser verificado testando os cabos, por isso é aconselhável ter cuidado ao escolher o cabo certo.

Finalmente, a aprovação de um cabo Patch RJ45 será o foco, como também é feito na Phoenix Contact:

  1. Teste de cabo bruto 100 m após
  2. Montagem de cabos Patch de 2 metros* com dois conectores RJ45
  3. Teste do cabo Patch de link permanente (não de link de canal) após
  4. Aprovação da combinação de conector macho e cabo somente após a conclusão bem-sucedida de todos os testes

*Conforme experiência da Phoenix Contact, dois metros representam o comprimento mais crítico para cabos Patch, de acordo com os padrões atuais.

Conector de dados à base de cobre que é montado com ambas as mãos para RJ45

Soluções baseadas em cobre para cabeamento de campo

Seja diretamente em sua máquina, em edifícios ou mesmo em áreas externas: as soluções de conexão são a escolha perfeita em qualquer ambiente. Use estas propriedades do produto para sua aplicação:

• Velocidades de transmissão de até 10 GBit/s
• Cabeamento híbrido inovador
• Soluções de IP20 até IP69K
• Conexão por mola, Pierce e IDC
• Conceito de blindagem de 360°

Conectores de dados à base de cobre para a conexão de redes e barramentos de campo

Soluções à base de cobre para conexão de dispositivos

Use conectores macho e cabos de alto desempenho que podem ser montados no local em seu dispositivo. Seja o cabeamento de alta velocidade pronto para o futuro com até 10 GBit/s ou o inovador cabeamento híbrido: a Phoenix Contact oferece uma extensa gama de diferentes frentes de encaixe para diferentes propriedades de transmissão – desde SPE, RJ45, HDMI, USB, conectores coaxiais para a placa de circuito impresso até passagens de parede M12 e conectores D-SUB.

• Velocidades de transmissão de até 10 GBit/s
• Cabeamento híbrido inovador
• Soluções de IP20 até IP69K
• Conexão por mola, Pierce e IDC
• Conceito de blindagem de 360°

Perfeitamente adequados para estas indústrias

Os condutores de cobre também são utilizados em tecnologia de medição, comunicação e automação, processamento de dados e em controladores em construção de máquinas e instalações. Eles também entram em jogo para conexões de servidor para switch e desktop para switch.

Ideal para estas áreas de aplicação

Robô colaborativo na fabricação de produtos com mulher em segundo plano
Conversor de frequência com conectores placa a placa na vista interior
Conectores de dados em uso no quadro de comando
Colaborador da Phoenix Contact com iPad e robô em uma linha de produção industrial
Engenheiro com tablet em um edifício moderno
Instalação de uma câmera de monitoramento em um mastro
Robô colaborativo na fabricação de produtos com mulher em segundo plano

Para a operação confiável de robôs e sistemas de transporte são indispensáveis conceitos de blindagem especiais e componentes compatíveis resistentes a torção. Processos complexos de automação exigem comunicação em muitas áreas. Aposte no programa de produtos à base de cobre para a transmissão de dados sem erros, qualificados de acordo com vários padrões de transmissão. Ele inclui, entre outros, Ethernet APL, PROFINET, Ethernet CAT5 e EtherCAT P.

Mais sobre a conexão de dispositivos
Conversor de frequência com conectores placa a placa na vista interior

Os cabos de cobre também são usados em conjunto com conectores placa a placa. Esses conectores oferecem soluções blindadas e não blindadas para a transmissão de sinais e dados no dispositivo em espaços limitados. Podem ser feitas configurações individuais de placas de circuito impresso com formatos diversos e orientados para a aplicação, alturas de pilha e números de polos.

Mais sobre os conectores placa a placa
Conectores de dados em uso no quadro de comando

No quadro de comando, os componentes de cobre oferecem soluções de cabeamento para aplicações Ethernet e PROFINET – compatíveis com seu sistema de transmissão de dados.

Mais sobre os conectores de dados
Colaborador da Phoenix Contact com iPad e robô em uma linha de produção industrial

Soluções de conexão confiáveis e transmissão contínua de dados até 10 GBit/s (CAT6A): os cabos Patch RJ45, USB e HDMI, bem como os conectores RJ45 que podem ser montados sem ferramentas especiais são ideais para as exigências especiais em cabeamento industrial. Para a operação confiável de robôs e sistemas de transporte são indispensáveis conceitos de blindagem especiais e componentes de cobre resistentes a torção.

Mais sobre cabeamento industrial IP20 e IP6X
Engenheiro com tablet em um edifício moderno

Em edifícios inteligentes são interligadas diferentes aplicações de forma descentralizada. Um edifício inteligente só é possível através de conexões de dispositivos padronizados, de modo que os sistemas individuais do edifício e suas aplicações se comuniquem de maneira fluida uns com os outros. Os conectores e cabos Patch formam uma base para isso.

Mais sobre as conexões de dispositivos na automação predial
Instalação de uma câmera de monitoramento em um mastro

A transmissão de dados na área outdoor, p. ex., em telecomunicação ou energias renováveis, estão sob exigências rigorosas no que diz respeito aos componentes utilizados. Conectores especiais para aplicações outdoor suportam condições ambientais exigentes com altas diferenças de temperatura, umidade, UV e vibrações.

E-Paper Conectores de dados
Resumo dos conectores de dados à base de cobre
Você gostaria de navegar por nosso programa à base de cobre? – O E-Paper sobre conectores de dados também fornece uma visão geral das conexões correspondentes para você.
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Resumo de diferentes conectores de dados