Requisitos eléctricos mediante PoE+

El RJ45 se utiliza desde hace más de 40 años. En un principio, se trataba de un simple enchufe para los servicios telefónicos, pero con el tiempo se ha convertido en el conector informático por excelencia. Con la introducción de Power over Ethernet a principios del siglo XXI, el RJ45 no sólo transmite datos, sino también energía para alimentar los dispositivos finales. Con las altas corrientes que se producen con la actual Power over Ethernet Plus (PoE+), los contactos de la toma RJ45 pueden dañarse rápidamente. Para un funcionamiento fiable y seguro, las tomas RJ45 deben estar diseñadas para PoE+, ya que de lo contrario pueden producirse fallos y, en el peor de los casos, la pérdida total del enlace.

Desde Fast Ethernet con 100 Mbit/s, se ha afirmado una y otra vez que el conector RJ45 ha alcanzado sus límites. Pero una y otra vez lo ha conseguido, tanto con Gigabit Ethernet como con 10 Gigabit Ethernet. 40 Gigabit Ethernet (40GBASE-T) también utiliza el RJ45, y los estándares de cableado prescriben la cara de acoplamiento RJ45 para el conector de categoría 8.1. Esto hace que los dispositivos e instalaciones sean compatibles con los miles de millones de conectores RJ45 existentes.

Alimentación remota de los terminales

Incluso en la época de la telefonía clásica de red fija analógica, los dispositivos terminales se alimentaban a través de la misma línea por la que recibían las señales de voz. Algo similar ocurre con Power over Ethernet (PoE) y la variante más reciente Power over Ethernet Plus (PoE+): el dispositivo terminal se alimenta de energía a través de la línea de datos, lo que ofrece numerosas ventajas:

  • No se requiere una línea eléctrica separada
  • No se necesita una toma de corriente de 230 V para el dispositivo final
  • Debido a la baja tensión continua de menos de 60 V DC, no se necesita un electricista para el cableado y los trabajos de conexión
  • Si los dispositivos de alimentación están conectados a un sistema SAI, todos los dispositivos finales alimentados por ellos permanecen en funcionamiento incluso en caso de fallo de alimentación.

Con PoE+, los dispositivos finales pueden recibir hasta 25,5 W según la norma IEEE 802.3at. Aunque no es posible (todavía) manejar ordenadores portátiles o impresoras, sí es posible manejar puntos de acceso WLAN, cámaras IP, lectores para el control de acceso y la grabación de tiempos o pantallas LCD para la automatización de edificios. Incluso los sistemas de iluminación LED, cada vez más populares en las oficinas, pueden funcionar con PoE+. En la actualidad se está debatiendo la posibilidad de utilizar la alimentación a través de Ethernet con potencias superiores, como 60 W o 100 W.

PoE

Norma: IEEE 802.3af

Año de publicación: 2003

Potencia en el terminal: 13 W

Corriente por par de hilos: 350 mA

PoE+

Estándar: IEEE 802.3at

Año de publicación: 2009

Potencia en el dispositivo final: 25,5 W

Corriente por par de hilos: 600 mA

4PPoE

Norma: IEEE 802.3bt

Año de publicación: 2019

Potencia en el terminal: 51 W (tipo 3) / 71,3 W (tipo 4)

Corriente por par de hilos: 600 mA (tipo 3) / 960 mA (tipo 4)

Las chispas de ruptura dañan los contactos

Con PoE+ ya fluyen corrientes de hasta 600 mA por par de hilos, y se está hablando seriamente de hasta 1.000 mA para futuras variantes. Si se retira el enchufe durante el funcionamiento antes de que el dispositivo final se haya apagado completamente, se producen las llamadas chispas de ruptura. Con PoE+ son inofensivos para el usuario, pero los finos contactos de una toma RJ45 se ven inevitablemente dañados en el proceso. El esfuerzo por sustituir una toma en un panel de conexiones o una caja de empalmes suele ser largo, caro y conlleva desagradables interrupciones en el funcionamiento. Por lo tanto, las normas pertinentes estipulan que los dispositivos deben estar siempre apagados antes de ser desenchufados. En un mundo en el que los equipos terminales son utilizados casi siempre por personas que no son profesionales de la informática, esto es imposible de cumplir.

Por lo tanto, la tecnología de conectores debe diseñarse de manera que las tomas RJ45 sigan funcionando de forma fiable incluso si los dispositivos se desenchufan accidentalmente bajo carga. Con este tipo de enchufes, el daño inevitable a los contactos se produce en un punto que no se utiliza para la transmisión de datos.

Si los dispositivos se desenchufan mientras siguen recibiendo alimentación a través de PoE+, inevitablemente se producen chispas de ruptura que dañan los contactos finos de la toma RJ45.

Rendimiento total de la red con Telegärtner

Si se desconecta un enchufe durante el funcionamiento de PoE+, se producen chispas de ruptura. Con las tomas RJ45 de Telegärtner, de diseño práctico, las chispas se producen en una zona de los contactos (roja) alejada de la utilizada para la transmisión de datos (verde).

Incluso después de desenchufar repetidamente bajo carga, el enchufe Telegärtner ofrece un rendimiento de red completo.

Seguridad mediante contactos de toma de corriente optimizados constructivamente

Con los contactos de zócalo optimizados constructivamente, la zona de contacto superior, más interna, se utiliza para la transmisión de datos. Cuando la clavija se desliza fuera de la toma, el punto en el que se tocan los contactos de la clavija y la toma se desplaza hacia abajo, hacia la abertura de la toma. Con los contactos optimizados, las chispas de ruptura se producen en la zona inferior y exterior de los contactos de la toma. Esto significa que las zonas dañadas por las chispas están tan alejadas de la zona de contacto utilizada para la transmisión de datos que no la afectan. Incluso si el enchufe se desconecta repetidamente bajo carga, la toma proporciona la velocidad de datos completa de 10 Gbit/s en la categoría 6A.

Requisitos mecánicos

Además de los mayores requisitos eléctricos debidos a las corrientes relativamente altas con Power over Ethernet Plus (PoE+), los requisitos mecánicos impuestos a una conexión de enchufe RJ45 práctica también son cada vez más estrictos.

Cada vez se utilizan más dispositivos móviles de medición, presentación y diagnóstico en la tecnología médica, la industria, los talleres y las salas de reuniones. En los casos más raros, se pueden equipar sensiblemente con una conexión WLAN. En las aplicaciones móviles, las tomas RJ45 están expuestas a mayores tensiones mecánicas, además de las chispas de ruptura ya descritas. Si los dispositivos se mueven un poco demasiado, lo que puede ocurrir rápidamente en la práctica, el cable de conexión se arranca del enchufe. Con demasiada frecuencia, la conexión de los equipos se daña, lo que casi siempre significa altos costes de reparación y largos tiempos de inactividad. En el peor de los casos, las personas pueden resultar heridas, por ejemplo, si alguien tropieza con el cable de conexión tenso.

Los enchufes RJ45 con una fuerza de desenganche definida son un remedio eficaz en este caso. Con el llamado enlace CP de desconexión definida (enlace DDCP para abreviar), este tipo de clavija se conecta a un extremo de un trozo corto de cable que se enchufa entre el cable de conexión y la caja de empalmes o entre el cable de conexión y el dispositivo terminal. Si se sobrepasa la fuerza de desenganche de la toma, la conexión enchufable se suelta como una atadura de esquí de seguridad antes de que se produzca ningún daño. Gracias a la pieza de cable flexible, la solución también funciona de forma fiable en caso de fuerzas transversales y de cizallamiento, por ejemplo, cuando el dispositivo terminal se mueve a lo largo de la pared.

Protección a través del enlace DDCP

Si los terminales móviles se desplazan demasiado, el cable de conexión se arranca de la toma de corriente, lo que casi siempre provoca daños. Un enlace DDCP ofrece aquí una protección eficaz. Si se supera una fuerza de tracción definida, la clavija RJ45 del cable de conexión se desliza fuera de la toma antes de que se produzcan daños.

Sin carga de tracción

Con carga de tracción

Desconectar la conexión

Si los terminales móviles se desplazan demasiado, el cable de conexión se arranca de la toma de corriente, lo que casi siempre provoca daños. Un enlace DDCP ofrece aquí una protección eficaz. Si se supera una fuerza de tracción definida, la clavija RJ45 del cable de conexión se desliza fuera de la toma antes de que se produzcan daños.

Protección integrada contra la sobrecarga de los contactos

Las tomas optimizadas constructivamente ofrecen aún más ventajas. Por ejemplo, los enchufes RJ11 o RJ12 de las máquinas de teléfono o fax son difíciles de distinguir de los enchufes RJ45 a primera vista por los no expertos. Sin embargo, son más estrechos y, como los bordes de la carcasa son ligeramente más altos que las lengüetas de los contactos, pueden doblarse sobre los dos contactos exteriores de la toma RJ45. Las tomas de corriente de Telegärtner están eficazmente protegidas contra esto, ya que cuentan con una protección de sobredotación de contactos patentada e integrada. Aunque un enchufe RJ11 o RJ12 se enchufe repetidamente, las tomas proporcionan un rendimiento de transmisión completo y, por tanto, ofrecen al usuario la seguridad de una conexión de enchufe tolerante a fallos.

Conclusión:

En las redes de datos actuales, las tomas RJ45 están expuestas a tensiones mayores y más diversas que nunca. Los daños causados por los cables de conexión arrancados en los terminales móviles, los contactos excesivamente doblados causados por los enchufes RJ11 y RJ12 y, en particular, las chispas de arranque cuando se desenchufa bajo carga durante la alimentación remota, requieren un diseño optimizado del enchufe y sus contactos. Sólo así se garantiza que el cableado funcione con tolerancia a los fallos y pueda transmitir las más altas velocidades de datos de forma segura y fiable durante mucho tiempo.