Conectores RJ45 y conectores modulares

Los conectores RJ45 y los conectores modulares son vitales para la fiabilidad de todo el sistema de cableado estructurado. A menudo, los diseñadores de sistemas no seleccionan marcas específicas, sino que las nombran genéricamente, siempre que cumplan las normas. Eso puede haber estado bien para la conectividad de voz y datos de bajo ancho de banda, pero el cableado actual es necesario para suministrar tanto datos como alimentación (PoE) a muchos sistemas integrados que ahora se conectan a la red. Además, la conectividad a dispositivos finales como puntos de acceso inalámbricos (WAP) y cámaras de seguridad puede incluir el rendimiento en condiciones extremas, como distancias más largas y entornos difíciles.

Los conectores de los enlaces y canales del cableado estructurado han recibido la mala reputación de ser el eslabón más débil del sistema. Esto se debe a que son el primer y el último contacto con el componente activo y con los dispositivos finales. Están situados donde la intensidad de la señal saliente es mayor y la de las señales entrantes es menor. La transmisión de PoE a través del sistema de cableado, además de la transmisión de datos, añade aún más tensión al rendimiento.

A primera vista, no es fácil distinguir un conector de mayor rendimiento, ya que todos parecen similares. Pero no lo son. La ingeniería del diseño de la conectividad interna marca la diferencia y hay que reconocerlo. Seleccionar el conector adecuado se convierte en un componente vital, ya que ahora tiene que maximizar la intensidad de la señal y minimizar la pérdida de potencia, para aumentar el rendimiento y la fiabilidad de la transmisión.

Pequeño, pero poderoso

Aunque los conectores parezcan una parte pequeña del enlace de cableado, deben diseñarse para mejorar el manejo de la potencia, lo que incluye reducir las pérdidas de potencia en el sistema de cableado. Los conectores son los componentes de interconexión más importantes de toda la transmisión. Con las crecientes demandas de potencia de PoE, especialmente con PoE de alta potencia de hasta 100W, las mayores pérdidas se atribuyen principalmente al tipo de cableado. A diferencia del cableado, las pérdidas del conector no dependen de la longitud ni del calibre, pero son factores que contribuyen a las pérdidas totales de transmisión de potencia del cableado debido a los materiales internos.

Además del recubrimiento exterior, los componentes internos incluyen contactos metálicos, la placa de circuito impreso (PCB) y los contactos de desplazamiento de aislamiento (IDC). El factor más importante para el rendimiento del conector en lo que respecta a la potencia son los tipos de ruta del conductor PCB, que varían de un fabricante a otro.

Los conductores PCB difieren en materiales, anchura, grosor y tipos. Clasificados como conductores de línea de transmisión de tipo Microstrip o Stripline, el flujo de corriente varía, especialmente cuando se introduce electricidad (o PoE). Además, la resistencia del circuito PCB contribuye a la pérdida de potencia de la conectividad. Los conectores con el conductor de estilo de diseño microstrip suelen tener una base de cobre con un área de transmisión más amplia y han demostrado ser más eficientes debido a su menor resistencia y caída de tensión.

¿Qué son los vatios?

La pérdida total de potencia de un conector se denomina CpL (Connector power Loss), calculada en vatios (W), que incluye la TRL (Total Route Loss) que se calcula para obtener la mejor conectividad para la eficiencia de potencia PoE. Básicamente, cuanto menor sea la CpL, más eficiente será la conectividad para la transferencia de potencia PoE debido a una menor pérdida de calor interna.

Si se compara el rendimiento del conductor Stripline con el del diseño Microstrip, el CpL por conductor puede ser casi insignificante por tramo y no notarse inmediatamente, pero con el tiempo puede suponer pérdidas significativas. En un reciente estudio de laboratorio realizado por Legrand, el TRL utilizando un estilo Stripline promedió una pérdida de 56 milivatios (mW) en comparación con el conductor Microstrip, que tuvo un TRL de 7.6 mW por conector. Esto puede parecer poco por conector, pero cuando se suma en una instalación empresarial, la menor pérdida contribuye a reducir el uso de energía, lo que también afecta a los costes operativos, que pueden ser significativos en función del tamaño de la planta de cableado y el número de conexiones.

Un beneficio adicional de un conector con más eficiencia de energía es el impacto medioambiental. Cada pequeña reducción de la huella de carbono es una gran ventaja para la sostenibilidad y la conservación del planeta. Seleccionar un conector que permita menores emisiones de dióxido de carbono puede suponer un ahorro de 1.76 kWh por conexión.

Cumpliendo de las normas del sector

Las normas del sector han guiado a los diseñadores de sistemas a la hora de seleccionar el cable y la conectividad adecuados para las instalaciones en función de parámetros de rendimiento específicos. ANSI/TIA-568.2-D define el cableado de par trenzado equilibrado y los componentes para el suministro de datos y energía. El boletín técnico TSB-184-A de la TIA específicamente ofrece recomendaciones sobre los cables de par trenzado que soportarán el suministro de corriente continua (DC) a los dispositivos conectados en red. En particular, pretende minimizar el aumento de temperatura en grupos o conjuntos e incluye también distintos tipos de vías. Entre las directrices de conectividad se incluye IPC-2152, que es la norma para determinar la capacidad de transporte de corriente en la PCB.

ISO/IEC 11801-1 es la norma internacional que define el cableado genérico y la conectividad en las instalaciones del cliente. Sin embargo, otra norma internacional, IEC 60512-99-001, se creó para establecer los requisitos de prueba de los conectores RJ45, concretamente bajo cargas de capacidad PoE durante los procesos de conexión y desconexión. Si los conectores superan todas las pruebas, se considera que cumplen la normativa, lo que significa que su rendimiento de transmisión no se ve afectado por el uso de PoE, es decir, no aparece corrosión en la superficie del contacto utilizado para la transmisión. La norma IEC 60512-99-002 se creó para direccionar la alta potencia, como en los Tipos 3 y 4. En situaciones en las que no se ha aplicado la norma IEC 60512-99-00x, puede aparecer un arco eléctrico durante el proceso de desconexión y dañar y corroer el contacto. Como resultado, es posible que el contacto ya no pueda utilizarse tras varias desconexiones y sea necesario sustituir el conector. Esto incrementará los costes de mantenimiento e instalación.

La conectividad Clarity, que incorpora el diseño Microstrip, ha demostrado que cumple o supera las especificaciones de clasificación óptimas recomendadas con la vista puesta en el valor CpL más bajo para ofrecer el mejor rendimiento en conectividad PoE a la vez que se reduce la huella energética. Evaluado y verificado por ETL, el programa de nivel de conector (CpL) de Legrand obtuvo el Certificado de Conformidad, que se ha publicado en el informe #105180855CRT-001.

La fiabilidad futura de las redes es una consideración clave para el cumplimiento de las normas, ya que las redes pasivas son caras de actualizar y hay que evitar la rápida obsolescencia de la tecnología, especialmente en el sector de los edificios. Cada fabricante varía en la selección del material utilizado en sus conectores y plugs RJ45. Las líneas de productos de conectividad Clarity de Legrand están diseñadas para ofrecer una de las soluciones de mayor eficiencia PoE. Respaldado por la verificación de terceros, es una gran victoria para el componente más pequeño, pero más poderoso del sistema de cableado.