Ficando inteligente, ficando robusto Estendendo LANs para ambientes mais adversos

Praticamente tudo o que fazemos hoje no dia a dia tem contato com a rede – seja comprar um lanche, enviar um e-mail ou dar uma volta em um parque de diversões. A proliferação de informações digitais, dispositivos portáteis sem fio e Ethernet em todas as facetas de nossas vidas significa que as conexões com as redes precisam estar em mais lugares do que nunca. Como os ambientes de fabricação migraram rapidamente para a Ethernet Industrial na última década como meio de fornecer informações para sistemas de automação e controle industrial e para integrar os ambientes de fábrica à LAN corporativa, não é de se admirar que o setor esteja observando uma demanda crescente por cabos de rede, patch cords e conectores capazes de suportar condições mais severas.

 

Mas o que dizer de ambientes que se encontram em algum ponto intermediário – não tão severos o suficiente para serem considerados “industriais”, mas que precisam de algo mais robusto do que o que existe em ambientes de escritórios comerciais comuns? Estender a rede para esses tipos de ambientes está se tornando mais comum do que se imagina. À medida que o nosso mundo se torna mais digital, esses tipos de ambientes estão surgindo em todos os lugares e exigindo cabos de rede, patch cords e conectores robustos que mantenham a confiabilidade da rede a longo prazo e evitem a necessidade de substituir componentes devido à corrosão e aos danos causados por uma variedade de elementos.

Conhecendo os padrões – do MICE ao NEMA

Embora os padrões para ambientes industriais sejam certamente aplicáveis a fábricas, plantas de manufatura e instalações de processamento, os mesmos padrões podem ser usados para determinar o tipo de cabo robusto e a conectividade necessária para os ambientes intermediários que não são tão claramente identificados como comerciais ou industriais. A norma internacional ISO/IEC 24702 fornece requisitos independentes de aplicação para sistemas de cabos de cobre balanceados e de fibra óptica que suportam comunicações de dados baseadas em Ethernet em ambientes industriais. A norma oferece opções de implementação e requisitos para cabos e conectividade que refletem os ambientes operacionais das instalações industriais. A ISO/IEC 24702, juntamente com suas normas comparáveis TIA-1005 dos EUA e EN 50173-3 da Europa, incorpora o método MICE de classificação de parâmetros para os materiais necessários à construção de uma rede industrial. MICE significa Mechanical, Ingress, Climatic and Electromagnetic (Mecânico, Ingresso, Climático e Eletromagnético) e inclui três níveis de severidade ambiental – nível 1 para ambientes de escritórios comerciais cotidianos, nível 2 para indústrias leves e nível 3 para indústrias. Por exemplo, os ambientes M3I3C3E3 exigem componentes de infraestrutura de rede capazes de suportar os mais altos níveis de vibração, choque, força de tração, impacto e flexão (consulte a Tabela 1).

Tabela 1: Parâmetros do MICE

 

Embora o método MICE seja usado para determinar o nível de severidade de ambientes comerciais, industriais leves e industriais, raramente um ambiente é exclusivo de uma classificação MICE. Além disso, um trecho de cabeamento do ponto A ao ponto B pode passar por várias classificações MICE ao longo do percurso. Portanto, os projetistas que planejam sistemas de cabeamento em ambientes adversos precisam ter um bom entendimento do ambiente e do que constitui os níveis 1, 2 e 3 para cada parâmetro. Em alguns casos, a medição do ambiente pode exigir equipamentos especializados, especialmente quando se trata de medir a vibração e a interferência eletromagnética. Os padrões incluem tabelas MICE para ajudar a determinar quais níveis existem no ambiente visado (consulte a Tabela 2). O truque para usar os níveis MICE para determinar os componentes é sempre considerar o pior cenário e o parâmetro de nível do pior caso, independentemente dos outros parâmetros. Por exemplo, um ambiente exposto a líquidos pode ser classificado como M1I3C1E1. Se apenas os componentes robustos que atendem a M3I3C3E3 estiverem disponíveis, eles talvez precisem ser usados, independentemente de esse nível de proteção ser necessário para todos os parâmetros

 

Tabela 2: Classificações do MICE

 

Outra classificação baseada em padrões a ser considerada para ambientes adversos é a proteção de entrada Tabela 2: Classificações MICE (IP) desenvolvidas pelo Comitê Europeu de Padronização Eletrotécnica (CENELEC). Às vezes chamada de código IP, a classificação IP consiste nas letras IP seguidas de dois dígitos – o primeiro dígito classifica a proteção contra sólidos (ou seja, poeira) e o segundo classifica a proteção contra líquidos (ou seja, água). Por exemplo, conforme mostrado na Tabela 3, uma classificação IP de IP22 indicaria proteção contra objetos do tamanho de dedos e água pingando verticalmente

 

Tabela 3: Classificações do código IP

 

 

Os gabinetes NEMA 4X oferecem proteção contra poeira, água e corrosão em ambientes difíceis.

 

Uma das classificações de IP comuns observadas para a conectividade robusta em nosso setor é a IP66/IP67, que oferece proteção total contra a entrada de poeira e água. Embora a classificação IP seja especialmente útil para determinar o nível de proteção necessário ao lidar com ambientes úmidos e empoeirados, é importante lembrar os demais parâmetros do MICE, como a capacidade de suportar faixas de temperatura e umidade mais altas ou de manter o desempenho em meio a níveis mais altos de descarga eletrostática (ESD) ou interferência de radiofrequência (RFI).

 

Tabela 4: Classificações de gabinetes NEMA e equivalentes de IP

 

Há ainda outro padrão a ser considerado em relação aos gabinetes, que podem incluir armários, caixas de montagem em superfície, caixas de piso e teto, caixas de junção e até mesmo gabinetes de equipamentos de rede. A National Electric Manufacturer Association (NEMA) usa um sistema de classificação padrão para gabinetes que define os tipos de ambientes em que eles podem ser usados. As classificações NEMA para gabinetes também têm equivalentes de código IP, conforme mostrado na Tabela 4, que destaca os gabinetes NEMA mais comuns.

Identificação dos principais componentes – de cabos a conectores

Quando se trata de selecionar cabos e conectividade robustos, pode ser necessário considerar soluções de cobre e de fibra, especialmente porque mais fibra está se estendendo para fora do data center comercial e do ambiente da sala de telecomunicações para trazer maior largura de banda para mais perto da tomada da área de trabalho ou para lidar com requisitos de distância mais longa. Embora nem todos os parâmetros do MICE estejam relacionados tanto ao cobre quanto à fibra, especialmente pelo fato de a fibra ser imune à interferência eletromagnética, a classificação IP66/IP67 da conectividade pode ser facilmente aplicada a ambos, assim como outros parâmetros mecânicos, climáticos e químicos. Em geral, as soluções robustas de cabos e conectividade para ambientes mais severos devem apresentar componentes e características como as seguintes:

• Invólucro de termoplástico resistente a produtos químicos na conectividade – Os plugues e as tomadas devem usar materiais que ofereçam a mais ampla gama de proteção contra a maioria dos solventes e produtos químicos industriais comuns.
• Tampas contra poeira para saídas – Tampas contra poeira reforçadas podem proteger saídas não utilizadas e vedar saídas durante lavagens.
• Conectividade de cobre e fibra com classificação IP67 – Tomadas robustas e patch cords modulares com vedação com classificação IP66/IP67 protegem os plugues e os contatos das tomadas contra poeira e umidade.
• Cabeamento de par trançado blindado para cobre – O cabeamento de cobre blindado, como os cabos F/UTP e S/FTP, oferece uma resistência muito maior a EMI/RFI.
• Materiais de revestimento de cabos mais duráveis – Materiais de revestimento, como poliuretano e elastômeros termoplásticos, podem oferecer melhor resistência à tração e flexibilidade em temperaturas mais baixas e pontos frágeis, bem como melhor resistência a rasgos, abrasão, produtos químicos e umidade.
• Placas frontais com classificação IP44 – As placas frontais de aço inoxidável com gaxetas de vedação traseiras fornecem uma vedação protetora contra umidade e detritos.
• Gabinetes NEMA 4X – Gabinetes e caixas de montagem em superfície com classificação NEMA protegerão os pontos de terminação das tomadas reforçadas.

A necessidade de conectividade robusta também pode estar relacionada a saídas de fibra em uma variedade de ambientes.

As placas frontais de aço inoxidável com gaxetas de vedação traseiras e tampas contra poeira para conexões não utilizadas
são ideais para proteger conexões de rede críticas em ambientes adversos.

Fazendo a melhor escolha – De pratos caseiros a pratos de frutos do mar

Com a proliferação de informações digitais, dispositivos portáteis e Ethernet, consumidores e funcionários de todos os lugares exigem acesso à rede e à Internet o tempo todo e aplicativos digitais que facilitem suas vidas e seus trabalhos. Consequentemente, as empresas precisam expandir suas redes para locais que, no passado, não tinham conexões de rede e serviço sem fio. Como muitos dos ambientes que agora precisam de acesso estão fora do âmbito dos ambientes comerciais padrão, as empresas estão fazendo parcerias com fabricantes que oferecem cabos e conectividade robustos, além de componentes de nível comercial.

Em uma atualização de US$ 150 milhões no Dodger Stadium, a casa de 52 anos do Los Angeles Dodgers e o terceiro parque mais antigo da Liga Principal de Beisebol, foram feitos muitos aprimoramentos para oferecer uma experiência de última geração aos torcedores, incluindo um novo sistema de cabos de cobre e fibra óptica de alto desempenho para dar suporte a WiFi em todo o estádio, monitores digitais, segurança baseada em IP, bilheterias, quiosques e locais de ponto de venda.

Estádio Dodger

Como parte da atualização, foram acrescentadas duas novas praças nas entradas do campo esquerdo e do campo direito do estádio. Embora os estandes de concessão estejam localizados em todo o estádio, os novos Bullpen Overlook Bars, o Think Blue Bar-B-Que e o Tommy Lasorda’s Italian Trattoria nas novas praças atraíram a maior atenção antes e depois dos jogos.

Durante os estágios de projeto da rede, Ralph Esquibel, vice-presidente de TI dos Dodgers, trabalhou com a Siemon para determinar quais produtos garantiriam melhor a confiabilidade da conectividade LAN nos locais externos de alimentos e bebidas. Devido à possibilidade de fatores ambientais nocivos que poderiam afetar negativamente os componentes de nível comercial, as tomadas e os cabos modulares Siemon Ruggedized Z-MAX categoria 6A blindados com classificação IP66/IP67 foram selecionados para uso nesses locais.

Siemon As tomadas e os cabos robustos Z-MAX
Categoria 6A blindados com classificação IP66/IP67
foram implantados
nos quiosques e estandes de concessão ao ar livre do Dodger Stadium

 

Os conectores Ruggedized Z-MAX oferecem proteção total contra a entrada de poeira e proteção de curto prazo contra a entrada de água, bem como a capacidade de suportar faixas de temperatura e umidade mais altas. Eles apresentam um termoplástico de grau industrial durável e resistente a produtos químicos e um design patenteado de acoplamento de um quarto de volta no estilo baioneta para proteção superior. O cabeamento F/UTP blindado Siemon também foi selecionado para proporcionar o desempenho e a imunidade a ruídos necessários em todo o estádio.

“Não sabemos quando poderemos fazer esse tipo de investimento novamente”, diz Esquibel. “Temos muita tecnologia aqui e precisamos ter certeza de que a estamos protegendo.”

Trident Seafoods

Maior empresa de frutos do mar dos Estados Unidos, a Trident Seafoods, sediada em Seattle, é uma empresa de frutos do mar verticalmente integrada, com embarcações de pesca e fábricas de processamento que produzem produtos de frutos do mar frescos, congelados, enlatados, defumados e prontos para o consumo sob diversas marcas, incluindo Trident, Louis Kemp e Rubenstein’s. Quando a empresa quis estender o acesso à rede em suas três traineiras de fábrica, recorreu à conectividade robusta da Siemon.

Começando com o Kodiak Enterprise, de 276 pés, a Trident procurou atualizar toda a rede a bordo não apenas para melhorar as comunicações existentes na casa do leme, mas também para fornecer Wi-Fi para toda a tripulação de mais de 125 pessoas que vivem no navio por longos períodos de tempo durante a temporada de pesca de pico. Durante o curto período de um mês em doca seca, a Cabling & Technology Services (CTS), uma integradora de serviços completos de sistemas de infraestrutura de rede, removeu e substituiu toda a infraestrutura de cabeamento do navio.

“É muito desafiador implantar cabeamento em um navio devido a espaços apertados, água do mar corrosiva e outros elementos ambientais”, diz James Gannon, gerente de projetos de serviços da CTS. “Precisávamos implantar conexões em todo o navio para acesso Wi-Fi e para conectar os sistemas computadorizados de embalagem na área de processamento de peixes, que geralmente fica molhada do chão ao teto e passa por lavagens como parte do processo de higienização da empresa.”

 

O Kodiak Enterprise, de 276 pés, da Trident Seafoods, é apenas um dos trawlers da empresa
que usa tomadas com classificação Siemon Ruggedized MAX IP66/IP67-
.

 

Em todo o navio, as tomadas e os cabos modulares de categoria 6 com classificação IP66/IP67 do Siemon Ruggedized MAX foram mais uma vez implementados para oferecer proteção contra a entrada de água, bem como a capacidade de resistir à natureza corrosiva da água do mar, que normalmente pode causar falhas em componentes não reforçados.

“A Trident queria algo que pudesse suportar a umidade, e a Siemon tinha o produto”, diz Gannon. “Embora eu tenha usado os produtos da Siemon em muitos projetos no passado, nunca havia usado sua conectividade reforçada. Também estamos usando o produto nos dois outros trawlers da fábrica – o Island Enterprise e o Seattle Enterprise – ambos serão concluídos este ano.”

Escolhendo o parceiro certo – da experiência à amplitude do produto

Com o aumento do número de ambientes agressivos que são uma extensão da LAN corporativa, os projetistas e instaladores com experiência em ambientes comerciais podem não entender necessariamente os padrões industriais, como usar os parâmetros MICE ou quais recursos do produto devem ser procurados. Além disso, os métodos e parâmetros baseados em padrões para determinar o nível de severidade e os componentes necessários nem sempre são claros.

Embora os padrões do setor possam ser usados para determinar os componentes com base no ambiente, eles geralmente se referem a ambientes intermediários como “industrial leve”. Esse termo pode ser confuso quando o ambiente claramente não é industrial, mas simplesmente uma extensão da LAN comercial em um ambiente mais severo. Consequentemente, os padrões “industriais” nem sempre são seguidos durante os estágios de planejamento desses ambientes, o que geralmente resulta no uso de componentes inadequados e em falhas na rede.

A experiência é muito importante ao projetar para esses ambientes. Por exemplo, os projetistas com experiência na implementação de redes em ambientes industriais e adversos provavelmente saberão que o aquecimento por indução a menos de 3 metros de um componente pode exigir uma classificação E3, enquanto a iluminação fluorescente localizada a alguns metros de distância terá pouco impacto e exigirá apenas uma classificação E1.

Outra consideração ao selecionar cabos e conectividade robustos é a variedade de tipos de cobre e fibra em uma variedade de níveis de desempenho. A maioria dos fabricantes de componentes industriais/robustos fornece, no máximo, categoria 6 para cobre, e muitos oferecem apenas categoria 5e. Além disso, poucos oferecem o cabo de fibra e a conectividade mais recentes em versões robustas. Isso pode muito bem ser devido ao fato de que muitos sistemas industriais não exigem a maior largura de banda associada à categoria 6A e à fibra. No entanto, à medida que mais LANs se estendem para ambientes mais adversos, os projetistas procuram manter o mesmo nível de desempenho do restante da LAN corporativa. A seleção de um fabricante com conectividade de cabos de cobre e fibra robustos disponíveis no mesmo desempenho de cobre e fibra que o restante da LAN evitará que as conexões em ambientes mais exigentes tenham que comprometer a largura de banda e o desempenho.

Os projetistas comerciais com experiência limitada no planejamento de cabos e conectividade que se estendem a ambientes adversos devem trabalhar em estreita colaboração com fabricantes de cabos e conectividade que entendam os padrões e as especificações, ofereçam os mais recentes componentes robustos de cobre e fibra e tenham experiência em determinar o tipo de cabo e conectividade necessários com base em uma variedade de fatores ambientais.

Rev. B 2/19