Cables Ethernet blindados en edificios de oficinas: ¿bucles de tierra?

Tengo una pregunta relacionada con el blindaje y la puesta a tierra del cableado ethernet en entornos industriales, oficinas y centros de datos.

Lo que asumí como correcto hasta ahora (corríjame si me equivoco):

  1. En las PC de consumo, el protector de ethernet está conectado a la carcasa a través del IO-Shield. La caja está conectada a tierra sobre el conductor PE en la fuente de alimentación.
  2. En un servidor comercial es lo mismo (solo tenía uno para verificar).
  3. El estándar de Ethernet especifica transformadores de señal en cada interfaz para lograr un aislamiento galvánico entre los puntos finales.
  4. Para que el blindaje de un cable sea efectivo (a altas frecuencias) y no actúe como una antena, debe estar conectado a tierra al menos en ambos extremos. Para cables muy largos, pueden ser necesarias más conexiones a tierra. Para romper los bucles de tierra, esta conexión puede ser capacitiva en un extremo.
  5. Supongo que el aislamiento galvánico en la línea de señal está ahí para proteger la electrónica sensible de una posible diferencia de voltaje entre los dos puntos finales. Pero si usa cables Ethernet blindados, creará una conexión de baja impedancia entre los dos puntos finales y fluirá una corriente a través del blindaje.

Ahora a mi pregunta: las interfaces industriales como EtherCat tienen un acoplamiento capacitivo del escudo a la carcasa. Y supongo que en los centros de datos y similares, el sistema de conexión a tierra está estrictamente controlado para que no puedan surgir diferencias potenciales. Pero, ¿cómo se maneja esto en los edificios de oficinas? ¿Se supone simplemente que el sistema de conexión a tierra es lo suficientemente bueno como para que no haya corrientes de equilibrio, o solo muy pequeñas, en el blindaje entre los dos puntos finales? ¿O estas corrientes simplemente no son un problema en estas aplicaciones prácticas?

anuncio 4) Esto no es correcto. Un blindaje se conecta preferentemente a tierra en un solo extremo.
No estoy de acuerdo. Para blindaje contra campos E a frecuencias más bajas (l < λ/10), se recomienda una terminación de blindaje de un solo punto (como en las aplicaciones de audio). Contra campos E a frecuencias más altas (l > λ/10), ambos extremos o incluso múltiples puntos a lo largo del cable deben estar conectados a tierra (Fuente: Grounds for Grounding – Elya B. Joffe, Kai-Sang Lock, Capítulo 7.3.5). Si se conecta a tierra en un solo extremo, el blindaje puede actuar como una antena y aumentar los problemas.
Si el cable de red está blindado, el blindaje está definitivamente conectado a tierra de protección en el patch bay. El extremo del conector del área de trabajo del blindaje del cable normalmente no está conectado a tierra. No me queda claro si el conector del área de trabajo proporciona conexión al blindaje o no, pero si lo hace, entonces el cable de conexión a la PC debe ser UTP para que no conecte la tierra del chasis de la PC al blindaje del conector del área de trabajo. Realmente no desea conectar el chasis de la PC a tierra a través del cableado de red, ya que eso generaría un bucle de corriente. Peor aún si la PC está en una toma de corriente sin conexión a tierra y solo la conexión a tierra es a través del cable de red.
@Justme De hecho, este también es mi pensamiento. El cable está conectado a tierra en el panel de conexión, el otro extremo, el enchufe de pared, no está conectado a tierra. Usted conecta la PC con un cable de conexión UTP, por lo que realmente está conectado a tierra en un solo extremo.
@MarkoBuršič Sí, pero no sé qué pasaría si tuviera un cable de conexión STP: ¿el enchufe de la pared mantendrá los escudos desconectados?
@MarkoBuršič Ese es un muy buen punto. Ahora la pregunta es ¿qué sucede si alguien conecta un cable STP? Los cables Cat7 más nuevos están casi todos blindados.
Activado 4) Por cuestiones de EMC y de alta velocidad, los blindajes de los cables siempre deben estar conectados a tierra en ambos extremos. Esta es una práctica de diseño estándar para la mayoría de las aplicaciones actuales. OP tiene razón en que un escudo terminado en un solo extremo es una antena, que puede irradiar cualquier ruido que llegue al escudo.

Respuestas (1)

En las PC de consumo, el protector de ethernet está conectado a la carcasa a través del IO-Shield. La caja está conectada a tierra sobre el conductor PE en la fuente de alimentación.

Y NO supone un cable Ethernet blindado.

Para que el blindaje de un cable sea efectivo y no actúe como una antena, debe estar conectado a tierra al menos en ambos extremos. Para cables muy largos, pueden ser necesarias más conexiones a tierra. Para romper los bucles de tierra, esta conexión puede ser capacitiva en un extremo.

Incorrecto. Esto no es solo un problema de conexión a tierra desde el punto de vista de la protección, también se trata de la integridad de la señal. La corriente que fluye a través del blindaje causará problemas con la señal en los cables de su interior, ya que la fuente de corriente está muy cerca y puede tener un valor considerable. Hace un tiempo estuve investigando puestas a tierra y líneas de transmisión largas (pero en audio), y había una serie de recomendaciones de cómo minimizar el ruido en las señales diferenciales, recuerdo claramente una que decía que si se usa cable con puesta a tierra hay que conectarlo al chasis solo en un lado. Lamentablemente no se puede encontrar este documento en este momento.

Pero, ¿cómo se maneja esto en los edificios de oficinas?

Esta es una pregunta demasiado amplia: cada país puede tener sus propios requisitos para la electricidad en los edificios y, por lo tanto, los circuitos de puesta a tierra para los dispositivos que se conectan a la red eléctrica.

Supongo que en los centros de datos y similares, el sistema de conexión a tierra está estrictamente controlado, por lo que no pueden surgir posibles diferencias.

Lo ideal es que sea así. En el entorno del consumidor que no es del centro de datos, son posibles las variaciones, pero debe saber una cosa: si hay una regla para la puesta a tierra, debe seguirse estrictamente. Como ejemplo, la peor situación es llevar un dispositivo sin conexión a tierra (que tiene conexión a tierra virtual) al entorno totalmente conectado a tierra.

¿O estas corrientes simplemente no son un problema en estas aplicaciones prácticas?

Sí en entornos de oficina. No se requieren cables blindados. El uso de cables blindados en realidad puede empeorar el medio ambiente.

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