Cabo Ethernet CAT7 para cenários industriais de alta velocidade com largura de banda de 600 MHz

Na evolução dos padrões de cabeamento de par trançado, o CAT7 (cabo de categoria 7) é uma solução de ponta projetada para cenários de alta frequência e alta largura de banda. Comparado ao CAT6A, o CAT7 alcança a transmissão estável de sinais de ultra-alta frequência por meio de um projeto de parâmetros mais rigoroso e otimização estrutural, tornando-se uma tecnologia de cabeamento essencial para suportar redes de alta velocidade de próxima geração. A seguir, uma análise abrangente das características dos parâmetros do CAT7, considerando o desempenho de transmissão, inovação estrutural, parâmetros elétricos e adaptabilidade ambiental.

I. Desempenho de transmissão: superando gargalos de alta frequência para suportar velocidades ultra-altas

A principal vantagem do parâmetro CAT7 está na sua capacidade de lidar com sinais de frequência ultra-alta, ", e seu desempenho de transmissão se alinha diretamente com os requisitos de largura de banda das redes futuras.

Largura de banda

A largura de banda é a atualização de parâmetro mais significativa do CAT7: de acordo com o padrão ISO/IEC 11801, o CAT7 é definido em dois graus — Classe F e Classe FA —

Classe F: A largura de banda nominal é de 600 MHz, capaz de transmitir sinais estáveis com frequências de até 600 MHz;

Classe FA: A largura de banda nominal foi aumentada para 1000 MHz (1 GHz), tornando-o o cabo de par trançado com a maior largura de banda disponível atualmente.

Este parâmetro significa que o CAT7 pode transportar mais sinais de alta frequência do que o CAT6A (500 MHz), fornecendo uma base de canal "" para transmissão em ultra-alta velocidade. Por exemplo, a Ethernet de 100 Gbps requer modulação paralela multipar a uma largura de banda de 1000 MHz, e a largura de banda de 1000 MHz da Classe FA atende precisamente a essa demanda.

Taxa de dados

Dentro da distância de transmissão padrão, o desempenho de velocidade do CAT7 excede em muito o do CAT6A:

A uma distância de 100 metros, a Classe F pode suportar de forma estável 10 Gbps (10 Gigabit Ethernet), que é o mesmo que CAT6A, mas com melhor estabilidade em altas frequências;

A uma distância de 30 metros, a Classe FA pode suportar 40 Gbps (40 Gigabit Ethernet);

A uma distância de 15 metros, a Classe FA pode até suportar 100 Gbps (100 Gigabit Ethernet).

Essa diferença de parâmetros torna o CAT7 um benchmark "" para transmissão de ultra-alta velocidade em curtas distâncias — por exemplo, a conexão entre servidores e switches superiores em data centers (geralmente menos de 15 metros) pode atingir diretamente 100 Gbps de interconexão por meio do CAT7 sem depender de fibras ópticas, reduzindo significativamente os custos de cabeamento.

Equilíbrio dinâmico entre velocidade e distância

Como todos os cabos de par trançado, a velocidade do CAT7 diminui com o aumento da distância, mas a curva de atenuação é mais plana:

Velocidade de 10 Gbps: Sem atenuação em até 100 metros (tanto a Classe F quanto a Classe FA atendem a esse padrão);

Velocidade de 40 Gbps: a classe FA não tem atenuação dentro de 30 metros, e a velocidade cai gradualmente para 25 Gbps além de 30 metros;

Velocidade de 100 Gbps: eficaz somente em um raio de 15 metros, adequada para conexões de curta distância de dispositivo para dispositivo dentro de gabinetes.

Este parâmetro característico de velocidade ultra-alta em curtas distâncias e estabilidade em longas distâncias permite que o CAT7 atenda às necessidades de interconexão de alta densidade de salas de computadores centrais e aos requisitos de cabeamento de longa distância de áreas de escritórios comuns.

II. Projeto Estrutural: Blindagem Dupla + Pares Independentes, Criando uma Fortaleza Anti-Interferência ""

A estrutura física do CAT7 é a base do hardware para seu desempenho em alta frequência. Através de múltiplas blindagens e designs de torção de precisão, o impacto dos sinais de interferência é minimizado.

Design de blindagem: "Proteção dupla" de S/FTP

Para lidar com interferência eletromagnética (EMI) e interferência de radiofrequência (RFI) em alta frequência de 1000 MHz, o CAT7 adota obrigatoriamente uma estrutura S/FTP (par trançado blindado/de folha metálica), ou seja, um projeto de blindagem dupla de blindagem de par individual + blindagem geral:

Blindagem de par: Cada par de fios é envolto com uma camada de blindagem de folha de alumínio (taxa de cobertura ≥98%), e a espessura da folha de alumínio atinge 0,05 mm (mais espessa que 0,02-0,05 mm do CAT6A), o que pode bloquear a diafonia entre os pares;

Blindagem geral: Os quatro pares blindados são envolvidos com uma camada de trança metálica (feita de cobre estanhado, densidade de trança ≥90%) para formar uma camada externa de proteção contra interferências do ambiente externo (como radiação eletromagnética de equipamentos industriais).

Comparado com o STP (blindagem geral) ou FTP (blindagem de camada única) do CAT6A, a blindagem dupla do S/FTP melhora a capacidade antiinterferência do CAT7 em mais de 40%. Por exemplo, em ambientes com forte interferência, como oficinas industriais, o CAT6A pode sofrer perda de pacotes devido à interferência de sinal de alta frequência, enquanto o CAT7 consegue manter a transmissão sem perda de pacotes a uma velocidade de 10 Gbps.

Par Twisting: Código Anti-Crosstalk Controlado com Precisão ""

A diafonia em altas frequências é o principal obstáculo à transmissão do sinal. O CAT7 reduz ainda mais a diafonia otimizando os parâmetros de torção:

Passo de Torção: Os passos de torção dos quatro pares são "simetricamente projetados, "h, sendo 8-10 mm (par azul), 10-12 mm (par laranja), 12-14 mm (par verde) e 14-16 mm (par marrom), respectivamente. Além disso, a diferença de passo de torção entre quaisquer dois pares é ≥2 mm para evitar "hinterferência de ressonância síncrona";

Densidade de Torção: O número de torções por metro chega a 30-40 vezes (CAT6A é de 20-30 vezes). A torção de alta densidade pode aumentar a capacidade anti-vazamento dos sinais e reduzir o acoplamento de sinais entre os pares.

Condutores e Camadas de Isolamento: "Portadoras de Baixa Perda" para Sinais de Alta Frequência

Material do condutor: Utiliza fio de cobre livre de oxigênio de alta pureza "" com uma pureza de ≥99,995% (maior que 99,99%) do CAT6A e o diâmetro do condutor é de 0,58 mm (AWG 23), ligeiramente mais espesso que 0,57 mm do CAT6A, reduzindo a resistência CC (≤8,5Ω/100 metros, melhor que 9,38Ω do CAT6A);

Camada de isolamento: Utiliza polietileno espumado " (PE espumado)" com uma constante dielétrica ≤1,5 (CAT6A é 1,6-1,8) e a perda dielétrica (tanδ) em altas frequências é ≤0,0015, o que pode reduzir a perda de energia dos sinais na camada de isolamento.

III. Parâmetros Elétricos: Limites Estritos para Garantir a Estabilidade do Sinal

Os parâmetros elétricos do CAT7 são estritamente definidos pelo padrão ISO/IEC 11801:2017, e seus limites são muito mais rigorosos do que os do CAT6A, mostrando vantagens significativas de desempenho especialmente em faixas de alta frequência.

Atenuação

Atenuação é a perda de energia dos sinais durante a transmissão. O limite de atenuação do CAT7 é rigorosamente controlado com o aumento da frequência (100 metros é a distância padrão de teste):

A 100 MHz, a atenuação ≤19,0 dB (melhor que 21,6 dB do CAT6A);

A 500 MHz, a atenuação ≤35,0 dB (CAT6A é 43,6 dB);

A 600MHz (Classe F), a atenuação ≤38,0dB;

A 1000 MHz (Classe FA), a atenuação é ≤48,0 dB.

Este parâmetro significa que em alta frequência de 1000 MHz, a perda de sinal do CAT7 é menor que a do CAT6A (43,6 dB a 500 MHz), possibilitando a transmissão de alta frequência em longas distâncias.

Parâmetros de diafonia: Controle de interferência quase zero

A diafonia é o item de avaliação principal dos parâmetros elétricos CAT7, e seus limites são muito mais altos do que os do CAT6A:

Diafonia próxima (NEXT):

A 600 MHz, o limite NEXT da Classe F é ≥30,0 dB (CAT6A é 23,3 dB a 500 MHz);

A 1000 MHz, o limite NEXT da Classe FA é ≥24,0 dB, ainda melhor que o desempenho de alta frequência do CAT6A.

Diafonia de extremidade distante (ELFEXT):

A 600 MHz, o limite ELFEXT da Classe F é ≥20,0 dB;

A 1000 MHz, o limite ELFEXT da Classe FA é ≥15,0 dB, garantindo a estabilidade dos sinais de extremidade distante.

Soma de potência NEXT/PSELFEXT:

A 600 MHz, o PSNEXT da Classe F é ≥ 27,0 dB e o PSELFEXT é ≥ 17,0 dB;

A 1000 MHz, o PSNEXT da Classe FA é ≥21,0 dB e o PSELFEXT é ≥12,0 dB.

Esses parâmetros significam que, quando vários pares transmitem simultaneamente, a interferência de diafonia do CAT7 é insignificante — por exemplo, em um link de 40 Gbps em um data center, a interferência mútua quando quatro pares transmitem em paralelo é de apenas 1/5 daquela do CAT6A, garantindo a sincronização de dados.

Perda de Retorno (RL)

A perda de retorno mede o grau de reflexão do sinal, e o limite do CAT7 é mais rigoroso:

A 100 MHz, RL ≥18 dB (CAT6A é 12 dB);

A 600 MHz, o RL da Classe F é ≥12 dB;

A 1000 MHz, o RL da Classe FA é ≥10 dB.

Este parâmetro se beneficia do projeto de consistência de impedância "ddhhh do CAT7: a impedância característica dos condutores, camadas de isolamento e conectores é estritamente controlada em 100Ω±10Ω (CAT6A é ±15Ω), reduzindo a reflexão do sinal causada pela impedância.

Atraso e distorção de atraso

Atraso: Dentro de uma distância de 100 metros, o atraso máximo a 1000 MHz é ≤ 500 ns (CAT6A é 548 ns) e a transmissão do sinal é mais rápida;

Desvio de atraso: a diferença de atraso entre pares diferentes é ≤20 ns (CAT6A é 50 ns), garantindo "zero desalinhamento" de sinais de quatro pares em Ethernet de 40 Gbps/100 Gbps.

IV. Projeto Estrutural: Otimização de Links Completos, dos Conectores às Bainhas

As vantagens de desempenho do CAT7 não dependem apenas do cabo em si, mas também decorrem do design colaborativo da estrutura "full-link."

Conectores: Interfaces dedicadas para corresponder ao desempenho de alta frequência

O CAT7 não é compatível com conectores RJ45 tradicionais (porque a estrutura do RJ45 causará vazamento de sinal de alta frequência), mas usa dois conectores dedicados: GG45 ou TERA:

GG45: Adiciona 4 pontos de contato com base no RJ45 (um total de 12 contatos), a camada de blindagem é conectada diretamente à blindagem do cabo e o erro de correspondência de impedância é ≤5Ω;

TERA: Adota um design "asymmetric" com um espaçamento de contato maior (1,27 mm), reduzindo a diafonia entre contatos para sinais de alta frequência, e a perda de inserção é ≤0,5 dB (a 1000 MHz).

A taxa de cobertura da camada de blindagem desses conectores é ≥99%, e eles suportam conexão de blindagem completa de 360° para garantir que não haja vazamento de sinal nas juntas.

Diâmetro da bainha e do cabo

Afetado pela blindagem dupla e pela espessa camada de isolamento, o diâmetro do cabo CAT7 aumenta significativamente:

O diâmetro é geralmente de 8 a 10 mm (a Classe FA é mais espessa, cerca de 9 a 11 mm), 30% mais espessa que a CAT6A (6,5 a 8 mm);

O material da bainha é "low smoke zero halogênio (LSZH)" ou " poliolefina retardante de chamas" com um índice de oxigênio ≥35 (CAT6A é 32), e a faixa de resistência à temperatura é de -40℃~90℃ (nível industrial pode atingir -50℃~105℃), adequado para ambientes de alta ou baixa temperatura.

Deve-se observar durante a fiação: CAT7 tem requisitos mais altos para raio de curvatura — curvatura estática ≥16 vezes o diâmetro do cabo (cerca de 128-176 mm), curvatura dinâmica ≥24 vezes o diâmetro do cabo (cerca de 192-264 mm) para evitar quebra da camada de blindagem.

V. Adaptabilidade Ambiental: Confiabilidade em Cenários Extremos

O design dos parâmetros do CAT7 considera totalmente os desafios de ambientes complexos, e seus indicadores de desempenho físico excedem em muito aqueles dos cabos de par trançado comuns.

Resistência à Interferência Eletromagnética (EMI/RFI)

A camada de blindagem dupla permite que a capacidade anti-interferência do CAT7 atinja o nível industrial "":

A eficácia da blindagem contra radiação eletromagnética abaixo de 1000 MHz é ≥85 dB (CAT6A é 60 dB), o que pode resistir a fortes fontes de interferência, como subestações e motores;

A taxa de atenuação da interferência de radiofrequência (como sinais de celulares, ondas de radar) é ≥99,9%, garantindo a pureza do sinal em cenários sensíveis, como equipamentos médicos e comunicações de aviação.

Resistência mecânica e durabilidade

Resistência à tração: curto prazo (durante a instalação) ≤150N, longo prazo (após a fixação) ≤30N (CAT6A é 100N/20N) e os condutores não são fáceis de quebrar;

Resistência ao desgaste: A bainha não apresenta danos após 1000 testes de atrito (carga 5N), adequada para cenários com movimentos frequentes (como fiação de palco);

Resistência à corrosão: A camada de blindagem metálica é feita de cobre niquelado "" com resistência à névoa salina ≥96 horas (padrão ASTM B117), que pode ser usada em ambientes úmidos e corrosivos, como praias ou fábricas de produtos químicos.

Resistência ao fogo e proteção ambiental

Grau retardante de chamas: Atende ao teste de queima vertical "" do padrão IEC 60332-3-24, a velocidade de propagação da chama durante a combustão é ≤10 cm/min e não há gotejamentos;

Proteção ambiental: O conteúdo de metais pesados, como chumbo e cádmio, é ≤10 ppm (padrão RoHS 2.0 da UE), adequado para cenários com altos requisitos de proteção ambiental, como hospitais e escolas.

VI. Compatibilidade e Cenários de Aplicação: Posicionado como de Alta Qualidade, com Foco no Futuro

As características dos parâmetros do CAT7 determinam seus cenários de aplicação "high-end", levando em consideração a compatibilidade limitada.

Limitações de compatibilidade

Os conectores dedicados (GG45/TERA) do CAT7 não são diretamente compatíveis com RJ45 e precisam ser feitos por meio de conversores adaptadores dddhh", mas isso levará à degradação do desempenho:

Se conectado ao equipamento CAT6A por meio de um adaptador, o desempenho geral do link será reduzido para o nível CAT6A (500 MHz/10 Gbps);

Não é recomendado misturar cabos CAT7 com cabos de categoria inferior, caso contrário, a perda de retorno aumentará devido à incompatibilidade de impedância.

Cenários típicos de aplicação

Com base nas vantagens dos parâmetros de largura de banda de 1000 MHz e velocidade de curta distância de 100 Gbps, o CAT7 é usado principalmente em:

Centros de supercomputação/grandes data centers: suporte à interconexão de 100 Gbps entre servidores e switches (dentro de 15 metros), atendendo às necessidades de transmissão de dados em tempo real de treinamento de IA e computação quântica;

Automação industrial: Conexão de CLPs (controladores lógicos programáveis) e sensores em oficinas de fábrica, e a capacidade anti-interferência garante o controle em tempo real da linha de produção (atraso ≤1ms);

Equipamentos médicos de ponta: como fiação interna de máquinas de ressonância magnética nuclear (MRI) e tomografia computadorizada, evitando interferência eletromagnética que afeta a precisão do equipamento;

Estúdios de transmissão e televisão: Transmissão de sinais ao vivo 4K/8K (um único vídeo 8K tem cerca de 100 Mbps), e vários pares podem transmitir vários sinais de forma sincronizada em paralelo.

VII. Comparação de parâmetros com CAT6A: Por que escolher CAT7?

Uma comparação dos parâmetros principais pode refletir mais claramente as vantagens do CAT7:

Parâmetro CAT6A (Classe E) CAT7 (Classe FA)

Largura de banda 500MHz 1000MHz

Velocidade a 100 metros 10Gbps 10Gbps

Velocidade máxima de curta distância 10 Gbps (atenuação além de 55 m) 100 Gbps (dentro de 15 m)

Blindagem anti-interferência STP/FTP (blindagem simples/dupla) S/FTP (blindagem de par + geral)

Atenuação a 1000 MHz (100 m) Indefinida (além da especificação) ≤48,0 dB

Desvio de atraso ≤50ns ≤20ns

Pode-se observar que a atualização dos parâmetros do CAT7 visa principalmente cenários de alta frequência, ultra-alta velocidade e forte interferência, enquanto o CAT6A é mais adequado para necessidades comuns de 10 Gbps — os usuários devem escolher de acordo com a largura de banda real e o ambiente para evitar investimentos excessivos.

Resumo

Com avanços nos parâmetros de largura de banda de 1000 MHz e velocidade de curta distância de 100 Gbps, bem como a otimização estrutural da blindagem dupla S/FTP e conectores dedicados, o CAT7 tornou-se o teto de desempenho entre os cabos de par trançado. Seu controle rigoroso de