Jumpers de cabo de rede Cat5e Tipos de blindagem Jumpers diretos Jumpers de cabo de rede de localização de linha de um segundo

As especificações físicas dos jumpers de cabos de rede determinam suas capacidades básicas de transmissão, resistência mecânica e flexibilidade, estabelecendo a base para uma transmissão estável de dados.

I. Parâmetros de especificação física: a base material do desempenho da transmissão

As especificações físicas dos jumpers de cabos de rede determinam suas capacidades básicas de transmissão, resistência mecânica e flexibilidade, estabelecendo a base para uma transmissão estável de dados.

1. Material e estrutura do condutor

O condutor é o principal portador da transmissão do sinal elétrico em jumpers de rede, e seu material e estrutura afetam diretamente a condutividade, a integridade do sinal e a resistência à oxidação:

Materiais do núcleo:

Cobre Livre de Oxigênio (OFC): Com pureza ≥99,95% e teor de oxigênio ≤0,003%, possui excelente condutividade (condutividade elétrica ≥100% IACS). A resistividade a 20°C é ≤0,0172Ω·mm²/m, o que pode reduzir eficazmente a perda de transmissão do sinal. É o material principal para jumpers de rede de alto desempenho (como Cat6 e superiores).

Cobre Estanhado: Uma camada de estanho de 2 a 5 μm é aplicada na superfície de condutores de cobre isentos de oxigênio. O estanho pode prevenir a oxidação do cobre (a resistência à oxidação é 5 vezes maior que a do cobre puro), garantindo condutividade estável mesmo em ambientes úmidos (como salas de computadores com alta umidade do ar condicionado). É comumente usado em jumpers de data centers.

Alumínio Revestido de Cobre (CCA): O núcleo de alumínio é revestido com uma fina camada de cobre. Sua condutividade é de apenas 60% a 70% da do cobre livre de oxigênio e a resistividade é ≥ 0,028Ω·mm²/m. A atenuação do sinal é alta e, devido ao seu baixo custo, é usado apenas em jumpers de baixo custo (como Cat5e para conexões temporárias).

Aço Revestido de Cobre (CCS): Núcleo de aço com revestimento de cobre, possui alta resistência mecânica, mas baixa condutividade (condutividade ≤30% IACS). É usado apenas em cenários especiais que exigem resistência à tração (como conexões externas de curta distância), não sendo adequado para transmissão de dados em alta velocidade.

Estrutura do condutor:

Condutor Sólido: Um único fio de cobre sólido com diâmetro de 0,4-0,6 mm (especificações comuns: 24 AWG, 23 AWG). Possui desempenho de transmissão de sinal estável e baixa atenuação, mas baixa flexibilidade (raio de curvatura mínimo ≥8 vezes o diâmetro do cabo). É adequado para cabeamento fixo em painéis de conexão e salas de equipamentos.

Condutor Encordoado: Composto por 7 a 19 fios finos de cobre (diâmetro de cada fio: 0,08 a 0,1 mm) trançados juntos. Possui excelente flexibilidade (raio de curvatura mínimo ≥ 4 vezes o diâmetro do cabo) e pode suportar ≥ 10.000 testes de curvatura sem romper. É adequado para jumpers que precisam ser conectados e desconectados com frequência (como conexões entre switches e servidores).

2. Tamanho e peso do cabo

O tamanho e o peso dos jumpers de rede afetam sua conveniência de instalação, ocupação de espaço e estabilidade estrutural:

Bitola do condutor: expressa em AWG (American Wire Gauge). As especificações comuns para jumpers de rede são 24 AWG (diâmetro de 0,511 mm) e 23 AWG (diâmetro de 0,573 mm). Com o mesmo comprimento, os condutores 23 AWG apresentam uma área de seção transversal maior que os 24 AWG, com atenuação de 15% a 20% menor. São adequados para transmissão de alta frequência (≥ 500 MHz) e jumpers de longa distância (≥ 5 m).

Diâmetro externo do cabo: varia de acordo com as categorias de cabo e os tipos de blindagem. Os jumpers Cat6 sem blindagem (UTP) têm um diâmetro externo de 5 a 6 mm; os jumpers Cat6a blindados (STP) têm um diâmetro externo de 6 a 8 mm devido à camada de blindagem adicional. Um diâmetro externo maior oferece melhor proteção, mas ocupa mais espaço, por isso precisa ser selecionado de acordo com a densidade da fiação (como em gabinetes de alta densidade em data centers).

Peso: Os jumpers UTP 24AWG pesam de 12 a 18 g/m²; os jumpers STP 23AWG pesam de 20 a 25 g/m² devido à camada de blindagem e aos condutores mais espessos. Jumpers leves são mais fáceis de gerenciar (como agrupar e rotear), enquanto os jumpers reforçados têm maior durabilidade.

3. Materiais de isolamento e revestimento

Os materiais de isolamento isolam os condutores adjacentes para evitar diafonia, e os materiais da capa protegem o cabo contra danos mecânicos e erosão ambiental:

Materiais de isolamento:

PEAD (Polietileno de Alta Densidade): Possui excelente desempenho de isolamento elétrico (constante dielétrica 2,3-2,4) e baixa absorção de água (≤ 0,01%/24h). Mantém desempenho estável na faixa de temperatura de -40°C a +80°C. É o principal material isolante para jumpers de rede, garantindo baixa capacitância entre condutores (capacitância ≤ 56pF/m).

PP (Polipropileno): Semelhante ao PEAD em desempenho, mas com maior rigidez. É frequentemente utilizado no isolamento de condutores trançados para aumentar a estabilidade estrutural do feixe de condutores.

PEAD espumado: Ao adicionar agentes espumantes ao PEAD, a constante dielétrica é reduzida para 1,8-2,0, o que pode reduzir ainda mais a atenuação do sinal (a atenuação a 100 MHz é 10% menor do que a do PEAD sólido). É usado em jumpers de alta frequência (como Cat6a e Cat7).

Materiais da bainha:

PVC (Cloreto de Polivinila): Baixo custo, retardante de chamas (grau UL94 V-2) e faixa de temperatura de operação de -15 °C a +60 °C. É adequado para ambientes internos secos (como redes de escritórios). No entanto, é propenso a endurecer em baixas temperaturas e libera gases nocivos quando queimado.

LSZH (Baixa Emissão de Fumaça e Zero Halogênio): Sem elementos halógenos, baixa geração de fumaça durante a queima (densidade da fumaça ≤ 50% do PVC) e emissão de gases atóxicos. O grau retardante de chamas pode atingir a norma UL94 V-0 e a faixa de temperatura operacional é de -20 °C a +70 °C. É obrigatório para data centers, redes de metrô e navios com altos requisitos de segurança.

PE (Polietileno): Excelente flexibilidade e resistência ao impacto, mas baixa resistência à chama (inflamável). É usado em jaquetas para áreas externas (com aditivos adicionais resistentes a UV) para resistir à erosão causada pelo vento e pela chuva.

II. Parâmetros de Desempenho Elétrico: Indicadores Principais que Determinam a Qualidade da Transmissão da Rede

O desempenho elétrico é o parâmetro mais crítico dos jumpers de rede, determinando diretamente a taxa de transmissão, a largura de banda e a estabilidade do sinal.

1. Categoria do cabo e taxa de transmissão

Os jumpers de rede são classificados de acordo com os padrões TIA/EIA-568 e ISO/IEC 11801, e diferentes categorias correspondem a diferentes capacidades de transmissão:

Cat5e (Categoria 5 Aprimorada):

Largura de banda: até 100 MHz.

Taxa máxima de transmissão: 1000Mbps (Gigabit Ethernet) a 100m.

Principais aplicações: redes domésticas, desktops de escritório e dispositivos IoT de baixa velocidade.

Cat6 (Categoria 6):

Largura de banda: até 250 MHz.

Taxa máxima de transmissão: 10 Gbps a 55 m, 1000 Mbps a 100 m.

Melhorias: Indicadores de diafonia e atenuação mais rigorosos que o Cat5e, com um separador longitudinal (estrutura cruzada de plástico) para isolar quatro pares de condutores, reduzindo a interferência mútua.

Aplicações: Redes Gigabit empresariais, vigilância por vídeo (câmeras 4K).

Cat6a (Categoria 6 Aumentada):

Largura de banda: até 500 MHz.

Taxa máxima de transmissão: 10 Gbps a 100 m.

Melhorias: Melhor blindagem ou torção mais apertada para reduzir a diafonia alienígena (AXT), suportando transmissão full-duplex de 10 Gbps em todos os 100 m.

Aplicações: Conexões de backbone de 10 Gbps em data centers, estações de trabalho de edição de vídeo de alta definição.

Cat7 (Categoria 7):

Largura de banda: até 600 MHz.

Taxa máxima de transmissão: 10 Gbps a 100 m, 40 Gbps a 50 m.

Características: Totalmente blindado (estrutura SFTP), cada par de condutores é blindado individualmente e todo o cabo é revestido com uma blindagem externa. A eficácia da blindagem é ≥85 dB a 1 GHz.

Aplicações: Data centers de alta densidade, pré-conexão Ethernet 40G/100G.

Cat8.1/Cat8.2:

Largura de banda: até 2000MHz (Cat8.1) e 2400MHz (Cat8.2).

Taxa máxima de transmissão: 40 Gbps/100 Gbps a 30 m.

Características: Blindagem de alta resistência, compatível com conectores RJ45 e GG45, projetada para conexões de curta distância e alta velocidade entre switches e servidores de data center.

2. Característica de Impedância

A impedância característica dos jumpers de rede é projetada para corresponder ao equipamento de rede (normalmente 100Ω), o que é crucial para reduzir a reflexão do sinal e garantir a integridade do sinal:

Impedância nominal: 100Ω ±20Ω (padrão TIA/EIA), que precisa corresponder à impedância de 100Ω de placas de rede, switches e outros equipamentos.

Estabilidade de Impedância: A flutuação da impedância dentro da faixa de frequência operacional (0-2000 MHz) deve ser ≤15 Ω. Flutuações excessivas causarão reflexão do sinal (redução da perda de reflexão), levando a erros de bit.

Casamento de Impedância: A diferença de impedância entre o jumper e o equipamento conectado deve ser ≤10Ω. Caso contrário, ocorrerá reflexão do sinal no ponto de conexão e a perda por reflexão (RL) será ≤10dB, afetando a estabilidade da transmissão.

3. Atenuação (Perda de Inserção)

Atenuação refere-se à perda de potência do sinal durante a transmissão, que aumenta com a frequência e o comprimento:

Definição: Expressa em dB, a fórmula é atenuação = 20 lg (potência de entrada/potência de saída). Quanto menor o valor, melhor o desempenho da transmissão.

Indicadores específicos:

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

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

Cat6a: A 500 MHz, atenuação ≤39 dB/100 m.

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

Fatores de influência: Material do condutor (cobre sem oxigênio tem menor atenuação que CCA), área da seção transversal (condutores mais grossos reduzem a atenuação) e material de isolamento (isolamento de espuma tem menor perda dielétrica).

4. Diafonia (Interferência entre condutores)

Diafonia é a interferência de sinal entre pares de condutores adjacentes, que é o principal fator que limita a taxa de transmissão:

Diafonia próxima (NEXT): Interferência da extremidade transmissora para a extremidade receptora de pares adjacentes na mesma extremidade do cabo. Quanto maior a frequência, mais grave é a NEXT.

Padrões: Cat6 requer NEXT ≥44dB a 250MHz; Cat6a requer NEXT ≥46dB a 500MHz.

Diafonia na Extremidade Distante (FEXT): Interferência da extremidade transmissora para a extremidade receptora de pares adjacentes na extremidade distante do cabo. É afetada principalmente pelo comprimento e pela frequência do cabo.

Diafonia de Extremidade Distante de Nível Igual (ELFEXT): FEXT menos atenuação, que reflete melhor a interferência real. Cat6a requer ELFEXT ≥24dB a 500MHz.

Diafonia Alienígena (AXT): Interferência entre cabos diferentes no mesmo feixe (como vários jumpers agrupados). É um indicador importante para Cat6a e acima, exigindo AXT ≥35 dB a 500 MHz para Cat6a.

Diafonia de Ponta Próxima de Soma de Potência (PSNEXT): A soma da interferência NEXT de todos os outros pares em um único par, que é mais rigoroso que o NEXT. Cat6 requer PSNEXT ≥42dB a 250MHz.

5. Perda de Retorno (RL)

A perda de retorno é a razão entre a potência do sinal refletido e a potência do sinal incidente, refletindo a correspondência de impedância:

Indicador: Expresso em dB, quanto maior o valor, menor a reflexão. Cat6 requer RL ≥12dB a 250MHz; Cat6a requer RL ≥10dB a 500MHz.

Impacto: Perda de retorno baixa (≤8dB) causará distorção do sinal, levando à perda e retransmissão de pacotes, reduzindo a taxa de transferência da rede.

6. Atraso e distorção de atraso

Atraso de Propagação: O tempo necessário para um sinal percorrer o cabo. Para jumpers de 100 m, a Cat6 requer um atraso de propagação ≤555 ns a 250 MHz.

Desvio de Atraso: A diferença no atraso de propagação entre os quatro pares de condutores. É crítico para sistemas de par trançado que utilizam todos os quatro pares (como Ethernet de 10 Gbps). Cat6 requer desvio de atraso ≤50 ns a 100 m, garantindo que os sinais de diferentes pares cheguem à extremidade receptora de forma sincronizada.