NGBASE-T Requisitos de cableado

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1 NGBASE-T Requisitos de cableado Notas del producto Dr. T C. Tan, Miembro distinguido del personal técnico en los laboratorios de CommScope Licenciatura en Ciencias (Ingeniería), DIC, doctorado, ingeniero colegiado, miembro del Instituto de Ingeniería y Tecnología (IET)

2 Contenido Contents Contents Introducción Grupo de estudio NGBASE-T del IEEE Subcomité del cableado de cobre TIA (TR-42.7) Comité técnico conjunto 1 de ISO/ICE, Subcomité 25, Grupo de trabajo 3 (JTC1 SC25 WG3): Comité de cableado Arquitectura de cableado Conclusión 7 2

3 1.0 Introducción NGBASE-T significa BASE-T de última generación, una aplicación Ethernet que funciona a más de 10 Gb/s en cableado de par trenzado o balanceado. La manifestación de interés (CFI, del inglés call for interest) del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) sobre NGBASE-T se anunció en julio de 2012, y derivó en la formación de un grupo de estudio para investigar y, posiblemente, desarrollar esta tecnología. La principal aplicación de esta tecnología se centra en el entorno de los centros de datos (CPD) para realizar conexiones server to-switch en una fila, lo que normalmente se denomina como arquitecturas end of row o middle of row. La Tabla 1 muestra las opciones entre las que los directores de IT pueden elegir a la hora de implementar la tecnología Ethernet de 40 y 100 Gigabits (40 GbE y 100 GbE) en la actualidad. TABLA 1: OPCIONES DE 40 GBE Y 100 GBE Interfaces Estándar IEEE Medio compatible 40GBASE-SR ba Fibra multimodo a 850 nm4 enlaces) 40GBASE-lR ba Fibra monomodo a 1310 nm (CWDM) 40GBASE-FR 802.3bg Fibra monomodo a 1550 nm (serie) 40GBASE-KR ba Placa base (4 líneas) 40GBASE-CR ba Cable twinaxial (4 líneas) 100GBASE-SR ba Fibra multimodo a 850 nm (10 enlaces) 100GBASE-lR ba Fibra monomodo a 1310 nm (CWDM) 100GBASE-ER ba Fibra monomodo a 1310 nm (CWDM) 100GBASE-CR ba Cable twinaxial (10 enlaces) Cable de conexión directa + de factor de forma pequeño conectable Ninguno Cable de fibra Nota: CWDM significa multiplexación de división ordinaria de longitud de onda. La Tabla 2 muestra las diferentes tecnologías de 40 GbE y 100 GbE que actualmente desarrolla el IEEE. TABLA 2: TECNOLOGÍAS DE 40 GBE Y 100 GBE EN DESARROLLO Interfaces Estándar IEEE Medio compatible 40GBASE-ER bm Fibra monomodo a 1310 nm (CWDM) 100GBASE-SR bm Fibra multimodo a 850 nm(4enlaces) 100GBASE-xxxx 802.3bm Fibra monomodo a 500 metros 100GBASE-KR bj Placa base (4 enlaces) 100GBASE-CR bj Cable twinaxial (4 enlaces) 100GBASE-Kp bj Placa base heredada (4 enlaces) Notas: CWDM significa multiplexación de división ordinaria de longitud de onda ; xxxx indica que está aún sin definir. Depende de la tecnología que se seleccione. Por lo tanto, el grupo de estudio NGBASE-T del IEEE se centrará principalmente en desarrollar una aplicación 40GBASE-T. Un informe anterior1 publicado por el autor proporcionaba una sencilla explicación que predecía que la frecuencia crítica para 40GBASE-T sería 1,6 GHz. Si tenemos en cuenta la solicitud del IEEE de añadir un 25 % más de frecuencia en las especificaciones de cableado, los requisitos obligatorios para el cableado de última generación especificarían una frecuencia de 2 GHz. 1 The Future of Balanced (Twisted Pair) Cabling T. C. Tan, 21 de agosto de 2012 Este informe proporcionará información actualizada sobre el desarrollo más reciente de NGBASE-T por parte del IEEE y las especificaciones de cableado asociadas de la Asociación de Industrias de Telecomunicaciones (TIA) de los Estados Unidos y de la Organización Internacional de Estandarización (ISO)/Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) compatibles con esta aplicación. 3

4 2.0 Grupo de estudio NGBASE-T del IEEE El grupo de estudio NGBASE-T ha adoptado los siguientes objetivos: Soporta solo la operación dúplex completa Conservar el formato de trama Ethernet utilizando MAC Conservar el tamaño de trama mínimo y máximo del actual estándar Admitir una tasa de errores de bit en una interfaz MAC/plS Soporta una velocidad de datos de 40 G en la interfaz de servicio MAC/plS Soporta la negociación automática Soporta Ethernet Energy Efficient Ser compatible con redes de área local que utilizan enlaces punto a punto en topologías de cableado estructurado, que incluyen segmentos de enlace directamente conectados No descartar el cumplimiento de los requisitos de EMC de la FCC y del CISpR Definir un segmento de enlace basado en los soportes de cobre especificados por ISO/IEC SC25 WG3 y TIA TR42.7 que cumpla las siguientes características: -- Cableado de cobre de par trenzado equilibrado, 4 pares -- Hasta 2 conectores -- Al menos hasta 30 m Definir una única capa phy de 40 Gb/s que admita el funcionamiento en el segmento de enlace En la reunión de enero de 2013, CommScope demostró una prueba de concepto para un canal 40GBASE-T utilizando conectores prototipo RJ-45 de (TIA) y cables de par trenzado balanceados. Los canales de cableado completos constan de lo siguiente: Un canal largo y otro corto Cable horizontal Dos tomas RJ-45 Dos cables de conexión con terminal RJ-45 de doble extremo Canal de cableado sometido a prueba toma RJ-45 Cable prototipo de toma RJ-45 2 Category 8 Structured Cabling Channel Demonstration by CommScope Wayne Larsen, IEEE NGBASE-T SG January 2013, Larsen_01_0113_NGBT cable RJ-45 cable RJ-45 PL largo: 24 metros PL corto: 3 metros (PL: Permanent Link, enlace permanente) cable RJ-45 Canal largo: 30 metros, cables = 3 metros Figura 1: Prueba de Canal concepto corto: de 5 metros, canal cables de cableado = 1 metrode demostrada para el grupo de estudio NGBASE-T del IEEE Los parámetros del canal se midieron a una frecuencia de 2 GHz e incluyen pérdida de inserción (Il), pérdida de retorno (Rl), diafonía del extremo cercano (NEXT) y relación atenuación-diafonía en el extremo lejano (ACR-F). Este parámetro se denominaba antiguamente diafonía del extremo lejano del mismo nivel (ElFEXT). Esta contribución2 demostró la viabilidad técnica de los sistemas de cableado de TIA propuestos y constituye un paso más en el camino hacia una solución 40GBASE-T viable para las aplicaciones de centros de datos (CD). Los dos aspectos esbozados por esta prueba de concepto incluyen los conectores RJ-45 de amplia aceptación y la capacidad de ancho de banda de cableado de TIA. Hasta ahora, dos empresas de cableado han hecho demostraciones de conectores prototipo de (TIA) y una ha hecho demostraciones del cable de (TIA) para el grupo de estudio NGBASE-T. Es muy probable que este grupo de estudio llegue a convertirse en un grupo operativo y el trabajo de estandarización sobre 40GBASE-T comience tras la formación de dicho grupo operativo. 4

5 3.0 Subcomité de cableado de cobre TIA (TR-42.7) En octubre de 2012, el subcomité de TIA TR-42.7 seleccionó la Categoría 8 como la nomenclatura para las especificaciones de cableado de par trenzado balanceado de última generación en desarrollo. Esta especificación fue propuesta por primera vez por CommScope en febrero de Aunque la propuesta no especificaba explícitamente el requisito de apantallamiento, resulta evidente que a partir de la especificación de diafonía exógena, el diseño de construcción de cableado incluirá una protección general (F/ UTp). Además, al igual que los estándares TIA publicados actualmente, el proyecto de norma propuesto requiere que los componentes de cableado de mantengan la compatibilidad retroactiva con categorías de cableado inferiores. En el proyecto de norma se proporciona una matriz de rendimiento del componente acoplado compatible con versiones anteriores. Esto se muestra en la figura 2. Category of Modular Plug and Cord Performance Categoría de rendimiento de hardware de conexión modular Cat. 3 Cat. 5e Cat. 6 Cat. 6A Cat. 8 Cat. 3 Cat. 3 Cat. 3 Cat. 3 Cat. 3 Cat. 3 Cat. 5e Cat. 3 Cat. 5e Cat. 5e Cat. 5e Cat. 5e Cat. 6 Cat. 3 Cat. 5e Cat. 6 Cat. 6 Cat. 6 Cat. 6A Cat. 3 Cat. 5e Cat. 6 Cat. 6A Cat. 6A Cat. 8 Cat. 3 Cat. 5e Cat. 6 Cat. 6A Cat. 8 Figura 2: Matriz TIA de rendimiento del componente acoplado compatible con versiones anteriores 5

6 4.0 Comité técnico conjunto 1 ISO/ICE, Subcomité 25, Grupo de trabajo 3 (ISO/IEC JTC1 SC25 WG3):Comité de cableado En noviembre de 2012, el ISO/IEC JTC1 SC25 WG3 propuso un borrador de informe técnico (pdtr) ISO/IEC titulado Information technology Guidance for balanced cabling in support of at least 40 Gbit/s data transmission (Tecnología de la información, guía para cableado balanceado para transmisiones de datos de al menos 40 Gbit/s). En este pdtr se propusieron dos tipos de canales, concretamente de clase I y clase II, con especificaciones hasta 1,6 GHz y con posibilidad de ampliación hasta 2 GHz. El diseño de construcción de cableado mínimo para la clase I será de F/UTp y para la clase II será de x/ftp. Sin embargo, en una reciente reunión en México, el ISO/IEC JTC1 SC25 WG3 acordó adoptar las categorías 8.1 y 8.2 como las nomenclaturas para los componentes de nueva generación para los canales de clase I y de clase II respectivamente. Las nomenclaturas propuestas se encuentran ahora estrechamente vinculadas con la categoría 8 propuesta por la TIA. No obstante, en el estándar de cableado ISO/IEC IS publicado actualmente existe también un requisito idéntico en relación con la compatibilidad retroactiva de diferentes categorías de rendimiento. El estándar define la compatibilidad retroactiva para determinar que los conectores macho y hembra acoplados de diferentes categorías deben cumplir todos los requisitos para el componente de categoría inferior. Desgraciadamente, este no es el caso con las nomenclaturas adoptadas recientemente, tal y como se muestra en la figura 3. El sector del cableado finalmente tendrá que aceptar esta situación en pro de la armonización de los estándares. Category of Modular Plug and Cord Performance Categoría de rendimiento de hardware de conexión modular Cat 5e Cat 6 Cat 6 A Cat 7 Cat 7 A Cat 8.1 Cat 8.2 Cat. 5e Cat. 5e Cat. 5e Cat. 5e Cat. 5e Cat. 5e Cat. 5e Cat. 5e Cat. 6 Cat. 5e Cat. 6 Cat. 6 Cat. 6 Cat. 6 Cat. 6 Cat. 6 Cat. 6 A Cat. 5e Cat. 6 Cat. 6A Cat. 6A Cat. 6A Cat. 6A Cat. 6A Cat. 7 Cat. 5e Cat. 6 Cat. 6A Cat. 7 Cat. 7 Cat. 6A Cat. 7 Cat. 7 A Cat. 5e Cat. 6 Cat. 6A Cat. 7 Cat. 7A Cat. 6A Cat. 7A Cat. 8.1 Cat. 5e Cat. 6 Cat. 6A Cat. 6A Cat. 6A Cat. 8.1 Cat. 8.1 Cat. 8.2 Cat. 5e Cat. 6 Cat. 6A Cat. 7 Cat. 7A Cat. 8.1 Cat. 8.2 Figura 3: Matriz de rendimiento del componente acoplado compatible con versiones anteriores usando las nuevas nomenclaturas de categoría del ISO/IEC JTC1 SC25 WG3 6

7 5.0 Arquitectura de cableado Tal y como se ha indicado, la principal aplicación de esta tecnología se centra en el entorno de los centros de datos (CD) para realizar conexiones server-to-switch dentro de una fila, lo que normalmente se denomina como arquitecturas end of row o middle of row. Como respuesta, el grupo de estudio NGBASE-T ha adoptado un modelo de canal de 2 conexiones y de 30 metros para reducir la complejidad y el consumo energético asociado del transceptor de 40GBASE-T. Por lo tanto, este objetivo se ajusta a muchos diseños de CPD`s basados ahora en centros de datos para optimizar el rendimiento (pod, por sus siglas en inglés) modulares o diseños portátiles en contenedores. Sin embargo, este objetivo se desvía enormemente del modelo de canal de cableado de 4 conexiones y 100 metros que ha sido adoptado por todos los estándares de cableado publicados actualmente. Todo ello se resolverá finalmente en los diversos comités de estándares de cableado y queda por ver si los estándares de cableado adoptarán ampliamente este drástico cambio de arquitectura. De nuevo, el sector tendrá que aceptar este cambio al planificar la migración a 40GBASE-T. 6.0 Conclusión IEEE pronto comenzará el trabajo de estandarización sobre 40GBASE-T. Es probable que se haga referencia a este estándar como IEEE 802.3bq y puede tardar varios años en llevarse a cabo. Los comités de estándares de cableado están en las fases iniciales de desarrollo de especificaciones de cableado de par trenzado balanceado para admitir esta aplicación. La reciente contribución de la prueba de concepto de CommScope al grupo de estudio NGBASE-T del IEEE ha demostrado la viabilidad técnica de los sistemas de cableado de TIA que utilizan los muy usados conectores RJ-45 y ha superado un desafío importante en cuanto al desarrollo de componentes de cableado a tan alta frecuencia. Además, la reciente adopción por parte del ISO/IEC JTC1 SC25 WG3 de la categoría 8.1 y la.2 como las nomenclaturas para los componentes de última generación se puede considerar un importante logro para allanar el camino hacia una armonización más estrecha con la propuesta de la TIA. Visite nuestra web o póngase en contacto con su representante local de CommScope para obtener más información CommScope, Inc. Todos los derechos reservados. Todas las marcas comerciales que se identifican con el símbolo o son marcas comerciales registradas o marcas comerciales respectivamente de CommScope, Inc. El presente documento se proporciona exclusivamente con fines de planificación y no pretende modificar ni reemplazar las especificaciones o las garantías relativas a los productos o servicios de CommScope. WP EN (3/13) 7