INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE TANTOYUCA

INGENIERIA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES

DOCENTE: EDGAR GUILLERMO MEDELLIN

ASIGNATURA: REDES DE COMPUTADORAS

TRABAJO: ARTICULO CABLEADO ESTRUCTURADO

INTEGRANTES DEL EQUIPO:

JHONATAN FLORES HERNANDEZ

FECHA: 02/06/2013

Cableado Estructurado 10GBASE-T Y Su Comportamiento Frente A EMC-EMI

Cableado Estructurado 10GBASE-T

En el siguiente documento se pretende explicar las características de las nuevas aplicaciones de alta velocidad 10GBASE-T y sus necesidades en cuanto al cableado que lo soporta. También se repasan los límites de emisión electromagnética recogidos en los estándares para evitar excesiva ruido electromagnético en el entorno y los mecanismos de acoplamiento de dicho ruido en el cableado.

Por último se repasan distintas pruebas efectuadas en laboratorios independientes para comprobar la viabilidad de los cableados UTP en entornos como Centros de Datos donde ya se está usando 10GBASE-T y la necesidad de disponer de cableado de mayores prestaciones para las aplicaciones de nueva generación como NGBASE-T (40Gbps).

Introducción Los sistemas de Cableado Estructurado de Par Trenzado son sistemas meramente pasivos, por tanto, por si solos no generarán ningún tipo de señal electromagnética. Pero unidos a equipos electrónicos que formarán una red de comunicaciones para transmisión de voz, datos, imágenes, se pueden convertir en sistemas que radien al entorno donde se han instalado. Además, las señales que viajan por estos cables también se pueden ver afectadas por las radiaciones electromagnéticas de otros sistemas. La llegada de aplicaciones de muy alta velocidad, como por ejemplo 10GBASE-T, hace que las frecuencias de transmisión que se manejan sean muy superiores a las consideradas hasta ahora, por lo que puede existir en el sector cierto temor de, por un lado, que el sistema de cableado supongo una amenaza frente a otros equipos o dispositivos y, por otro lado, que para soportar estas altas velocidades y frecuencias, sea necesario disponer de sistemas solamente apantallados. Se tratará de explicar la viabilidad de usar sistemas sin apantallar para las aplicaciones actuales, incluso para 10GBASE-T e igualmente se verá la necesidad de empezar a usar sistemas apantalladas para poder afrontar la llegada de aplicaciones a 40G. Compatibilidad Electromagnética - EMC

En EEUU, la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) especifica los límites de radiación para los equipos y sistemas de red en dos clases, Clase A para operar en ambiente comercial y Clase B para operar en ambiente residencial. Los límites de cada clase se especifican en la siguiente tabla. '

En Europa, los países pertenecientes a la unión europea han adoptado la normativa IEC CISPR-22 (Comité Especial Internacional en Interferencia de Radio) que también dispone de los tipos Clase A y Clase B y especifica un procedimiento de prueba y límites de emisión que son muy similares a los requisitos marcados por FCC Parte 15, Subparte B.

Así, todos los productos y sistemas comercializados dentro del marco de la unión europea, deben cumplir con los requisitos de la Directiva de Compatibilidad Electromagnética 89/336, la cual especifica dos requisitos esenciales: - El dispositivo o sistema no debe interferir con equipos de radio o telecomunicación - El dispositivo o sistema debe ser inmune a la perturbación electromagnética debida a fuentes tales como transmisores de radiofrecuencia u otros equipos similares.

Tipos de Ruido y Acoplamiento Existen básicamente dos tipos de ruido sobre un cable: • Ruido en Modo Común (CM) • Ruido en Modo Diferencial (DM)

En la siguiente figura se ilustran los dos mecanismos de acoplamiento de ruido hacia un receptor, ruido inducido debido a un campo electromagnético externo y ruido conducido debido a bucles de tierra externos. El voltaje de acoplamiento en modo común (VCM) es función de la fuerza del campo eléctrico (E) y el área de bucle formada por un conductor de longitud (l) que está suspendido a una altura promedio (h) por encima del plano de tierra. Por tanto, la instalación del cable cerca del plano de tierra puede tener un efecto significativo en la reducción del acoplamiento del ruido de modo común inducido.

En cuanto al ruido conducido (Vg) es debido a la diferencia de potencial del sistema de tierras entre el área de trabajo y el cuarto de telecomunicaciones, lo cual se producirá mayoritariamente en sistemas apantallados (los sistemas sin apantallar no disponen de elementos metálicos a excepción de los propios pares). Si el par está balanceado, las corrientes de ruido que fluyen en cada conductor son iguales en magnitud y fluyen en la misma dirección, y es sabido que corrientes iguales que fluyen en cada mitad de un primario producen voltajes opuestos en el bobinado secundario, anulándose mutuamente a la entrada del receptor.

Dependiendo del grado de desbalanceo que disponga el cableado (generalmente por problemas de instalación), una parte de la señal de ruido en modo común se convierte en una señal en modo diferencial que pasa directamente hacia el receptor. La pérdida de transferencia por conversión longitudinal (LCTL) medido en dB es una medida de la conversión del ruido de modo común a modo diferencial debido a efectos de desbalanceado del cableado.

Evolución de las Aplicaciones y de los Sistemas de Cableado de Par Trenzado Así como la industria de los dispositivos activos y las aplicaciones para transmisión de datos en

entornos empresariales ha evolucionado de bajas tasas de transmisión (10BASE-T) a muy altas tasas de transmisión (10GBASE-T y 40GBASE-T), también ha sido necesario una evolución de los sistemas de cableado que soportan las distintas aplicaciones, con mayor ancho de banda y robustez frente a interferencias, ruidos internos y externos, etc. Cada generación de interfaces Ethernet usa protocolos de señalización más eficientes y sistemas de procesamiento de señal mejorados, que permiten mitigar o compensar las características intrínsecos de los los sistemas de cableado de par trenzado a medida que aumenta la frecuencia de transmisión, como son el NEXT o las Pérdidas de Retorno (RL)

Los sistemas de cableado de par trenzado también han mejorado enormemente sus características técnicas y sobre todo de ancho de banda. Mientras que las aplicaciones 10BASE-T podían funcionar sobre un cableado de Categoría 3 usando solamente 2 pares, 100BASE-TX (Fast Ethernet) necesita de un sistema de Categoría 5, también usando sólo dos pares. 1000BASE-T (Gigabit Ethernet) necesita usar los 4 pares disponibles, en Categoría 5E aunque es muy recomendable usar Categoría 6 por el escaso margen NEXT que ofrece Cat5E sobre las necesidades de ancho de banda y en particula de NEXT que requiere Gigabit Ethernet, y usa una señalización bidireccional o transmisión Full-Duplex, lo que implica que los interfaces necesitan canceladores de eco (NEXT) en ambos extremos. La llegada de 10GBASE-T hace necesario el uso de un nuevo sistema de cableado de par trenzado de Cat6A, con un ancho de banda de 500MHz y longitudes máximas de 100 m.

10GBASE-T dispone de una tasa de transmisión de datos ó Symbol Rate de 800 Mega-Símbolos por segundo (Msps), que comparados con los 125 Msps de Gigabit Ethernet, hacen que la tasa de transmisión haya aumentado en 6,4 veces. La tasa de bits por símbolo también ha aumentado desde los 2 bits de Gigabit Ethernet hasta los 3,25 bits que usa 10GBASE-T. En términos de frecuencias máximas de transmisión, Gigabit Ethernet usa frecuencias máximas del orden de 80MHz, mientras que 10GBASE-T necesita frecuencias superiores a 400 MHz. Este aumento tan considerable de frecuencias de transmisión implica que la aplicación 10GBASE-T es mucho más vulnerable a interferencias electromagnéticas (EMI), y por tanto el sistema de cableado que soporta dicha aplicación tiene que ser muy robusto frente a EMC y EMI.

En la siguiente tabla se exponen las aplicaciones Ethernet usadas a través de cableado de par trenzado y la categoría recomendada para dicha implementación.

Aunque los ruidos ó perturbaciones existentes en los entornos de instalación y las propias interferencias internas generadas en cada cable de par trenzado sean muy similares para

1000BASE-T y para 10GBASE-T, es mucho más difícil de eliminar los ruidos en la aplicación 10GBASE-T que en Gigabit Ethernet, debido a la mayor frecuencia de transmisión usada. Así pues, los interfaces 10GBASE-T necesitan cancelar los siguientes ruidos: - Eco: La señal transmitida por el transmisor y recibida o reflejada en el mismo punto. - NEXT: La interferencia entre pares del mismo cable en el extremo transmisor. - FEXT: La interferencia entre pares del mismo cable en el extremo receptor. - ANEXT: Interferencia procedente de cables adyacentes.

En la siguiente figura se muestran todos estos ruidos o interferencias producidos sobre el canal de transmisión usando 10GBASE-T o cualquier otra aplicación Full-Duplex.

De todas estas perturbaciones, lo más importante y crítico es el Alien Crosstalk, o perturbación producida por los cables adyacentes y que comparten la misma canalización. Esto es debido a que es resto de ruidos pueden ser cancelados por los interfaces mediante técnicas de procesamiento, pero el Alien Crosstalk no puede ser eliminado debido a la poca correlación que dispone.

Por ello, es necesario disponer de sistemas de cableado de par trenzado de Cat6A que mitiguen o reduzcan al máximo dichas interferencias. La forma de reducir o eliminar dicho ruido es, o bien mediante trenzados más ajustados, bien aumentando el diámetro del cable para que mediante distancias la interferencia sea menor, o apantallando los cables. 10GBASE-T, también denominado IEEE 802.3an, dispone igualmente de una técnica de mitigación del Alien Crosstalk llamada Power Back Off (PBO). PBO es una técnica por la cual, si el enlace es de corta longitud y por tanto la atenuación que ofrece no es muy grande, reduce el nivel de potencia de transmisión.

Interferencias Electromagnéticas - EMI El incremento en el Symbol Rate de las aplicaciones 10GBASE-T y con ello la mayor frecuencia de transmisión usada, hasta alrededor de 400MHz, hace que dicha aplicación sea muy

Bibliografía: https://www.Cableado%20estructurado%2010GBASET%20y%20su%20comportamiento%20frent%20a%20EMCEMI%20%20%20Cableado%20Estructurado.htm