EuroWire May 2015

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Artículo técnico
Mayo de 2015 111
Brand-Rex Ltd
Glenrothes
Fife
Reino Unido
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Por lo tanto, como se esperaba, el cable con
mayor resistencia CC tendrá el aumento de
temperatura mayor, y viceversa.
Argumentación
Se sabe que el calentamiento de los cables
aumenta la atenuación[9], que tiene un
efecto limitante en el alcance del cable.
Por lo que se refiere a la tecnología PoE,
es probable que la temperatura máxima
esté cerca de los conductores energizados
que se podrían usar para la transmisión de
datos. Por lo tanto, se deberían tomar en
consideración las consecuencias que tiene
la alimentación CC sobre la atenuación del
mismo par.
Los resultados presentados en este
artículo muestran el aumento de la
temperatura de un par energizado con
alimentación de CC usando un cable
puesto en un entorno controlado a
20°C. En la práctica, la temperatura
ambiente variará dependiendo del lugar
de instalación y, por lo tanto, se debería
prestar mucha atención cuando se instalan
sistemas PoE en ambientes no controlados
o más calientes.
También se debería tener en cuenta la
correlación de los datos simulados con
los del lugar de instalación. Por un lado, la
simulación puede basarse en un escenario
del caso peor; sin embargo, en la realidad,
el ciclo de servicio puede imponer que se
suministre electricidad sólo durante una
fracción de tiempo.
Se debería aplicar buenas prácticas de
instalación siempre que fuera posible,
como reducir de las dimensiones del fajo,
tomar en consideración el aumento de
temperatura para longitudes de cable
máximas, y eliminar materiales aislantes
térmicamente en los recorridos y espacios
libres.
Es importante notar que, aunque se haya
observado una excelente correlación entre
los resultados simulados y los medidos en
el caso de un solo cable, con este trabajo
no se pretende reproducir dicho resultado
cuando los cables están instalados en
fajos. Sin embargo, se espera que la buena
correlación entre teoría y práctica también
sea válida en instalaciones en fajos, al
aire libre y en varios tipos de sistemas de
contención de cables, como barandillas,
conductos, tubos, etc.
Una comparación entre las muestras
UTP 24AWG CCA y U/FTP 26AWG Cat6A
muestra que los cables con conductores
más pequeños pueden irradiar menos
calor que los con conductores más
grandes cuando son alimentados con
valores de corriente CC idénticos. Se sabe
también que la lámina conductora de los
cables blindados actúa como disipador
térmico, lo que ayuda a reducir la cantidad
de calor irradiado del cable [10]. Por lo tanto,
es importante tomar en consideración la
estructura del cable y no sólo el diámetro
del conductor a la hora de instalar
sistemas PoE.
La demanda creciente de mayor
suministro eléctrico desde el equipo de
alimentación (PSE) hasta el dispositivo
alimentado (PD) resulta evidente, y
se espera que la IEEE[11] normalice la
alimentación de los cuatro pares y una
serie de productos no normalizados
actualmente disponibles en el mercado
que proporcionan niveles de potencia
mayores que los indicados por la norma
IEEE 802.3at.
Un nivel de potencia más alto conlleva
un aumento del riesgo funcional, pero
también permitirá usar los sistemas PoE en
un campo de aplicaciones más amplio.
Conclusiones
Se realizó un modelo en dos dimensiones
usando el software COMSOL Multiphysics
para reproducir los resultados medidos.
Se utilizó un método de prueba propuesto
por el subcomité 46C de la IEC para probar
los cables para sistemas de alimentación
sobre Ethernet, que describía de forma
general cómo tomar medidas en cables de
datos calentados por corriente de CC.
Se ha demostrado la excelente correlación
entre los resultados simulados y los
medidos en el caso de un solo cable. Esta
correlación fomenta el uso del software
para prever el comportamiento térmico
de los cables instalados en redes de
alta densidad de población. Se espera
también dar una importante indicación
del aumento de temperatura para
varios tamaños de fajos, temperaturas
ambiente y sistemas de contención, etc.
Se ha demostrado también el rendimiento
térmico de un cable CCA alimentado
con CC y se ha comprobado que, usando
valores de corriente CC iguales, irradia
más calor respecto a los cables con
conductores de cobre macizo.
Las instalaciones que usan tecnología
PoE difieren mucho en términos de
configuración y entorno. Para la creciente
demanda de mayor potencia, que
probablemente requerirá un suministro
de alimentación por los cuatro pares, es
necesario realizar un estudio más detenido
sobre las prestaciones de los cables y
componentes cuando están dispuestos
en fajos, el comportamiento térmico
en entornos con distintas temperaturas
ambientes, el alcance de los cables en
sistemas PoE y el desacoplamiento de
conectores bajo carga. n
Referencias
[1] IEEE Standard 802.3at, 2009
[2] M Gilmore, ‘The impact of copper clad aluminium
(and steel) conductors within balanced pair cables
(intended for use within implementations of
generic cabling),’FIA-IAN-002, 2011
[3] IEC Subcommittee 46C, ’Proposal for measuring
of heating of data cables by current,’ 46C/906/NP,
2009
[4] COMSOL Multiphysics:
[5] G J Anders, Rating of Electric Power Cables
in Unfavorable Thermal Environment,
Wiley-Blackwell, pp 2-4 (2004)
[6] National Instruments LabVIEW:
labview
[7] Minitab:
[8] J Wilson and C Hernández-Hall, Physics Laboratory
Experiments, Brooks/Cole, p 361 (2009)
[9] F S Akinnuoye, H Sasse, V Kang, A Duffy, ‘Heating
Effects on channel performance for Power over
Ethernet (PoE) applications,’ Proceedings of the
International Wire & Cable Symposium (IWCS),
November, 2013
[10] H Congdon, B Davis, ‘Mythbusting takes on
shielded cabling,’Bicsi Presentation, 2009
[11] Four-pair PoE study group: 802.
org/3/4PPOE
Este documento es presentado por cortesía
del 63º Simposio Técnico IWCS, Providence,
Rhode Island, EE.UU, Noviembre de 2014.