Mejor aún que la Cat. 6A

Fecha: Lun, 30/11/2009 - 12:25 Fuente:

Por Juan Pablo Muñoz, Responsable Técnico, R&M España y Portugal. Dpto. de comunicación de Reichle & De-Massari

La nueva estandarización da vía libre hacia la transmisión de datos de alta calidad en edificios, plantas industriales y centros de datos. No obstante, para garantizar el rendimiento deseado a largo plazo, durante el proceso de diseño del proyecto y selección de los componentes los diseñadores de redes deben tener en cuenta las sutiles diferencias de nomenclatura

Mejor aún que la Cat. 6A

Juan Pablo Muñoz, Responsable Técnico, R&M España y Portugal

 

Con la llegada del soporte a 10Gigabit Ethernet sobre infraestructuras de cobre en par trenzado, han aparecido nuevas revisiones de los estándares de sistemas de cableado genéricos para telecomunicaciones.
La EIA/TIA publicó la especificación Categoría 6A en febrero de 2008, e ISO/IEC hizo lo propio con el estándar para canal Clase EA durante el mismo período. Desgraciadamente, estas dos especificaciones no definen el mismo rendimiento, por lo que han generado confusión en el mercado. Cuando además observamos los componentes, sobre todo el hardware de conexión, esta confusión es todavía mayor. EIA/TIA e ISO/IEC especifican una calidad distinta, aunque la nomenclatura de los componentes es muy similar. Por lo tanto, el usuario debe prestar especial atención en su elección o, de lo contrario, no obtendrá una infraestructura con el rendimiento esperado.

Nuevos estándares de cableado
En julio de 2006 se publicó el protocolo IEEE para 10 Gigabit Ethernet a través de cable de cobre de par trenzado (802.3an). Dado que este protocolo amplió la gama de frecuencias hasta 500 MHz, y el cableado conforme con Categoría 6 únicamente era apto para 250 MHz, fue necesario desarrollar nuevos estándares que lo admitieran. De lo contrario, la alternativa era el uso de sistemas Categoría 7, diseñados para 600 MHz. No obstante, este tipo de cables tan solo contaba con una cuota de mercado del 4% en todo el mundo, por lo que esta opción por sí sola no habría bastado para garantizar el éxito del nuevo protocolo Ethernet.
El estándar IEEE 802.3an estableció los requisitos de canal mínimos que debían cumplir los cables para el funcionamiento del protocolo. De hecho, un buen sistema Categoría 6 blindado, con un funcionamiento estable a altas frecuencias, podía satisfacer estos requisitos mínimos, tal y como se demostró con los sistemas Real10 blindados de R&M.
Pese a ello, el alien crosstalk (diafonía exógena) planteaba un problema con los sistemas sin blindaje: el uso de frecuencias más elevadas y la aplicación de complejos métodos de codificación hacían la débil señal de 10GbE más vulnerable a las interferencias externas que en los protocolos anteriores. Esto dio lugar a limitaciones en sistemas Categoría 6 sin blindaje.
Por todo ello, los distintos grupos de trabajo comenzaron a trabajar en la especificación de nuevas categorías de sistemas con rendimiento hasta  500 MHz y basadas en la tecnología RJ45. EIA/TIA publicó su estándar Categoría 6A en febrero de 2008, e ISO/IEC dio a conocer los requisitos de canal para la Clase EA al mismo tiempo. Desgraciadamente, estos estándares no especifican la misma calidad. La Figura 1 ilustra las diferencias en el parámetro de canal NEXT.
Los requisitos de canal para la Cat. 6A de EIA/TIA reflejan una suave pendiente de 27 dB que comienza en 330 MHz, mientras que la Clase EA de ISO/IEC presenta una línea recta.
Por lo tanto, el concepto ISO/IEC ofrece una calidad de transmisión mejor y más elevada en los sistemas de cobre en par trenzado que funcionan con tecnología RJ45.
A 500 MHz, esto supone que la Clase EA requiere una calidad NEXT 1.8 dB mejor que un canal Categoría 6A. En la práctica, esta calidad superior se traduce en un funcionamiento más fiable que minimiza los
errores. Además, de este modo se maximiza la vida útil de la infraestructura de cableado.

La importancia de los componentes
Una vez aclaradas las características de los estándares de canal, el siguiente paso consiste en definir los estándares de los componentes. EIA/TIA definió las especificaciones para el canal, el enlace y los componentes en un único paquete. Todo se encuentra recogido en el estándar Categoría 6A (568B.2-10) que ya se encuentra publicado. ISO/IEC definió en primer lugar las especificaciones para el canal en la Enmienda 1 de 11801, y en la actualidad está trabajando en la definición del enlace permanente y los componentes (esta se publicará en el mismo documento).
La necesidad de un estándar para los componentes surgió cuando los clientes comenzaron a demandar interoperabilidad o la posibilidad de mezclar y unir componentes de distintos fabricantes sin renunciar a la calidad de canal correspondiente. Por ejemplo, la combinación de un módulo Cat. 6 de marca X, un cable de instalación Cat. 6 de marca Y, y un cable de conexión Cat. 6 de marca Z para lograr la calidad de Clase E.
Para satisfacer estas necesidades, en 2003 se creó la prueba de-embedded. Mediante este procedimiento, se emplea una toma hembra de referencia “conocida” para probar conectores macho en una conexión acoplada. Los efectos de la hembra de referencia se restan o sustraen de los valores de la conexión acoplada para obtener la caracterización NEXT del conector. Este método se utiliza para elegir 12 conectores de referencia en la gama baja, media y alta que, a su vez, se emplean para probar el hardware de conexión.
En el caso de 10 Gigabit Ethernet, en un principio se ofrecían sistemas que cumplían los requisitos de canal del protocolo. Los requisitos de los nuevos componentes permitirán la interoperabilidad o la mezcla y unión de sistemas, tal y como ocurría en el pasado. En el caso de los componentes Categoría 6A (EIA/TIA) y Categoría 6A (ISO), se ha creado la prueba de re-embedded.
La esencia de este procedimiento es similar a la de la prueba de-embedded, pero en este caso, primero se elige un conector de referencia a través de un montaje de medida nuevo y más preciso que se denomina sonda directa. Entonces se calcula la diferencia entre este conector de referencia y los 12 conectores de de-embedded. A continuación se prueba el hardware de conexión con el conector de referencia único. Después se calculan los resultados que se habrían obtenido con los 12 conectores de referencia de-embedded en lugar de probarlos por separado.
En definitiva, el proceso de encontrar y probar los 12 conectores de-embedded se ha sustituido por una medición precisa seguida de cálculos de diferencia. Esto garantiza resultados más rápidos y coherentes.
Al igual que con el canal, un conector Cat. 6A  con especificación ISO ofrecerá mayor calidad que un conector Cat. 6A con especificación EIA/TIA. El actual borrador especifica una pendiente de 40 dB que se inicia a 250 MHz en el caso del Cat. 6A, y una pendiente de 30 dB en el caso del Cat. 6A. A 500 MHz esto supone que un módulo Cat. 6A debe ofrecer una calidad NEXT al menos 3dB mejor que un módulo Cat. 6A.

El nombre del producto es importante
Esta situación se ha vuelto confusa como consecuencia de la estandarización de los componentes de conexión y cableado. Las especificaciones de los componentes que se necesitan para obtener un canal Categoría 6A (EIA/TIA) difieren claramente y son menos estrictas que las que se necesitan para un canal Clase EA (ISO). Por lo tanto, si un usuario quiere calidad en un canal Clase EA, deberá emplear componentes que cumplan las especificaciones Categoría 6A. En cambio, un canal formado por componentes que cumplan las especificaciones Categoría 6A (EIA/TIA) no será garantía de calidad Clase EA. Por lo tanto, la diferencia en la “A” (concretamente el hecho de que esté escrita como subíndice o no) es muy importante. Cat. 6A ≠ Cat. 6A.


Un reto complejo
Puede que ahora se esté preguntando por qué ISO/IEC tarda más en especificar los componentes que EIA/TIA. Uno de los motivos es una diferencia organizativa: ISO/IEC comprende distintas organizaciones que se encargan de las especificaciones del cableado y el hardware de conexión. La coordinación entre estos grupos requiere más tiempo que el que necesita la EIA/TIA, donde todas las partes interesadas se encuentran en el mismo grupo (y en el mismo país).
No obstante, existen otros motivos, como la complejidad técnica y, sobre todo, el hecho de adentrarse en terreno desconocido. Hasta ahora conocíamos el comportamiento de los componentes y su dinámica de funcionamiento conjunto con frecuencias de hasta 250 MHz.
En estos momentos, la frecuencia se está duplicando y el uso de prototipos en tales condiciones no es estable. Dichos prototipos deben tener en cuenta efectos secundarios y terciarios, como el acoplamiento modal transversal, que aumenta la complejidad de forma considerable. Estos fenómenos son menos frecuentes en el hardware de conexión Cat. 7 gracias a la geometría de contacto que separa unos pares de otros.
Hemos visto que, para obtener calidad en un canal Clase EA, un módulo Categoría 6A debe ofrecer valores NEXT 3 dB mejores a 500 MHz que un módulo Categoría 6A (Fig. 3). Esto es importante, ya que para ello es necesario desarrollar módulos completamente nuevos en lugar de modificar los diseños existentes, que es lo que se hace a menudo con los módulos Cat. 6A actualmente disponibles en el mercado.
Concretamente, se necesitan más elementos que compensen el acoplamiento adicional que hemos señalado anteriormente. También hay que prestar más atención para separar unos pares de otros en la unión. Además, el proceso de unión debe ser muy preciso y exacto para garantizar una calidad constante.

Mayor seguridad con la Clase EA y la Cat. 6A
En la actualidad, un canal Clase EA ofrece la mayor calidad disponible con la tecnología RJ45, el estándar de facto en la actualidad. No solo es compatible con la aplicación 10 Gigabit Ethernet, sino que además prolonga la vida útil del cableado y garantiza un funcionamiento más fiable. Por todas estas razones, los canales Clase EA se recomiendan para las redes de datos que precisan transmisión de alta calidad de las nuevas instalaciones.
Cuando se necesita interoperabilidad, es muy importante escoger el hardware de conexión Cat. 6A conforme a ISO/IEC. Los módulos Cat. 6A conformes a EIA/TIA no pueden garantizar la calidad superior que ofrece la Clase EA. A pesar de que los estándares de los componentes Cat. 6A están tardando más en publicarse, la espera vale la pena, ya que el sistema de cableado disfrutará de una calidad adicional que ahorrará dolores de cabeza al usuario.

Definición precisa de los parámetros para LAN
Si lo que necesita es una red LAN para aplicaciones de banda ancha, y para ello quiere utilizar el económico y común formato de conexión RJ45 con cableado de cobre de par trenzado, debe saber que tendrá que lidiar con los nuevos estándares. Los comités de las normas ISO/IEC, EIA/TIA e IEEE han definido distintos criterios de calidad, y sin embargo han escogido designaciones similares en la terminología. En el futuro, será necesario definir con precisión la calidad esperada y los componentes empleados desde la misma fase de planificación. La combinación Clase EA con Cat. 6A (con la “A” como subíndice) ofrece la mayor calidad y un margen de transmisión de señal más seguro.

Fuentes: Libro Blanco de R&M, IEEE 802.3an, ISO/IEC 11801 Enmienda 1, Enmienda 2 (borrador), EIA/TIA 568B.2-10

090.5252: Un nuevo modulo de conexión RJ45 desarrollado por R&M que cumple el estándar Cat. 6A según las especificaciones de ISO/IEC.

 

Fig. 1: el parámetro NEXT del canal establecido por ISO, TIA e IEEE varía considerablemente en la gama de frecuencias altas. Gráfico: R&M.

Fig. 2: el parámetro NEXT de los componentes también varía de forma significativa. Gráfico: R&M.

Fig. 3: el principal problema de la Cat. 6A son los efectos de las frecuencias más elevadas. Para garantizar una transmisión de señal segura por encima de 250 MHz, hay que desarrollar nuevos conceptos para los módulos de conexión RJ45. Gráfico: R&M.

Fig. 4: los últimos módulos de conexión para redes de datos de alta calidad presentan importantes diferencias. Los módulos Cat. 6A (con la “A” como subíndice) cumplen las directrices más estrictas de ISO/IEC. Un canal formado por componentes Cat. 6A conformes con EIA/TIA (con la “A” normal) no garantiza calidad Clase EA. Gráfico: R&M

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