Como o PoE usa o cabo
O Power over Ethernet, definido na família IEEE 802.3 (as emendas 802.3af, 802.3at e 802.3bt), envia energia CC de um switch ou injetor a um dispositivo alimentado pelos pares trançados de um cabo de rede. Os tipos mais antigos usam dois dos quatro pares para energia; os tipos de maior potência definidos na 802.3bt podem usar os quatro. Os níveis de potência na fonte e no dispositivo são fixados pela norma para cada tipo e classe, e o cabo precisa entregar essa energia sem superaquecer e sem perder tensão demais no caminho.
Os dois limites dependem de uma propriedade do cabo: a resistência CC dos condutores. Cada metro de condutor transforma parte da corrente em calor e derruba parte da tensão. Um condutor de menor resistência desperdiça menos energia, esquenta menos e deixa mais tensão para o dispositivo. A resistência do condutor é definida por duas coisas: a seção transversal do condutor e o metal de que ele é feito.
Bitola: 23 AWG contra condutores mais finos
A construção Cat6 U/UTP de referência em nossa página de cabos LAN e coaxiais usa condutores de cobre sólido 23 AWG de cerca de 0,555 a 0,58 mm. Uma ficha técnica pública dessa construção indica uma resistência CC do condutor abaixo de 9,38 ohm por 100 m. Muitos cabos Cat5e, e alguns cabos de custo menor vendidos como Cat6, usam condutores 24 AWG, mais finos e portanto de maior resistência por metro. Na escala AWG, um número maior significa um fio mais fino.
Para um enlace curto isolado, a diferença é pequena. Ela se torna significativa quando o trajeto é longo, quando o dispositivo consome potência PoE alta e quando muitos cabos PoE estão agrupados. Nessas condições, o condutor mais grosso produz menos calor por cabo, e o feixe como um todo esquenta menos. É uma das razões pelas quais projetos com cargas PoE densas, como malhas de access points de Wi-Fi e iluminação PoE, costumam especificar Cat6 ou Cat6A 23 AWG. As trocas entre categorias estão em Cat6 vs Cat6A.
| Condutor | Resistência por metro | Efeito no PoE | Conformidade de categoria |
|---|---|---|---|
| Cobre sólido, 23 AWG (Cat6 de referência) | Menor; conforme ficha técnica, abaixo de 9,38 ohm/100 m em um exemplo | Menos calor e queda de tensão | Sim, quando o cabo atende à categoria |
| Cobre sólido, 24 AWG | Maior que 23 AWG | Mais calor em feixes grandes e trajetos longos | Sim para Cat5e; Cat6 conforme ficha técnica e registros de ensaio |
| Cobre encordoado (cordões) | Maior que sólido da mesma bitola | Serve só para cordões curtos | Para cordões, não para enlaces permanentes |
| Alumínio cobreado (CCA) | Bem maior que o cobre do mesmo tamanho | Mais calor, mais queda de tensão | Não; o cabo de categoria exige condutores de cobre sólido |
Por que o CCA é um problema no PoE
O alumínio cobreado é um núcleo de alumínio com uma pele fina de cobre. O alumínio conduz menos que o cobre, de modo que um condutor CCA do mesmo tamanho tem resistência visivelmente maior. Associações do setor apontam que o risco é maior sob PoE, porque o condutor de alumínio esquenta mais que o cobre quando leva dados e energia ao mesmo tempo. Condutores CCA também são mais quebradiços e podem romper nos terminais de inserção, e o alumínio pode oxidar nos contatos com o tempo.
A regra é simples: o cabo de categoria exige condutores de cobre sólido. Um cabo vendido como Cat5e, Cat6 ou Cat6A, ou marcado com classificação CM, CMR ou CMP, que use CCA não atende à categoria e deve ser tratado como falsificação. Ele pode até passar em um teste básico de continuidade, e é por isso que chega ao mercado. Os métodos de detecção estão em condutores CCA vs cobre:
- O cabo CCA é cerca de 30% mais leve que o cobre, de modo que uma caixa de 305 m bem abaixo do peso esperado é um sinal de alerta.
- Raspar ou cortar a ponta do condutor mostra o alumínio prateado sob o cobre.
- A análise por XRF identifica o metal sem destruir a amostra.
- A resistência CC do condutor no relatório de ensaio, comparada com a ficha técnica, revela tanto CCA quanto cobre subdimensionado.
Feixes, calor e instalação
O calor de um cabo isolado escapa com facilidade. Em um feixe grande, os cabos do meio ficam cercados por outros cabos mornos e operam mais quentes, e a temperatura mais alta eleva a resistência do condutor e a perda de inserção. Por isso as normas de cabeamento e as orientações de instalação dão limites e recomendações para o tamanho do feixe e para o PoE em espaços fechados; o instalador e o engenheiro do projeto os aplicam ao projeto real. Medidas práticas incluem feixes menores, calhas abertas em vez de eletrodutos lotados, e um condutor maior onde muitos dispositivos de alta potência compartilham a mesma rota.
Os cordões de manobra merecem menção. Costumam ser feitos com condutores encordoados para flexibilidade, e o cobre encordoado tem resistência maior que o sólido da mesma bitola. Isso é aceitável nos poucos metros de um cordão, mas é uma das razões pelas quais os enlaces permanentes devem usar condutores sólidos, e por que cordões encordoados longos não devem ser usados para estender um trajeto PoE. Manter os cordões curtos e da mesma categoria do cabo instalado mantém o canal inteiro dentro do projeto.
A capa e a classe de incêndio são questões à parte do desempenho em PoE, mas entram na mesma especificação: uma capa LSZH ou PVC com a classe CPR declarada na DoP para edifícios na UE, ou uma classificação CMR ou CMP para projetos nos EUA, para atender à autoridade competente (AHJ). O PoE não muda esses requisitos. Para o planejamento do edifício inteiro, veja a página de aplicação em construção de edifícios.
O que especificar e conferir
Em qualquer pedido de cabo que vá levar PoE, o desk escreve o seguinte na ficha técnica e confere antes do embarque:
- Condutor: cobre sólido, bitola declarada (23 AWG para a Cat6 de referência), sem CCA nem aço cobreado.
- Resistência do condutor: resistência CC conforme a ficha técnica, com o registro de ensaio da fábrica para o lote.
- Categoria e registros de ensaio: resultados de ensaios de transmissão em relação à categoria pedida.
- Conferências de amostra: peso da caixa, cor do condutor em uma ponta cortada e diâmetro do condutor em uma amostra.
- Capa e classificação: classe CPR na DoP, ou a classificação de tipo dos EUA, para o mercado do projeto.
Essas conferências fazem parte do processo de controle de qualidade do desk. O MOQ da Cat6 costuma ser de 50 a 100 caixas de 305 m, confirmado por escrito para cada pedido junto com o prazo de entrega. Envie a aplicação PoE, os comprimentos dos trajetos e a quantidade pelo formulário de cotação.