Desarrollo de una nueva aplicación: Ethernet 40G sobre par trenzado

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1 Desarrollo de una nueva aplicación: Ethernet 40G sobre par trenzado Miguel Aldama RCDD NTS OSP WD RTPM(i) CCRE Servicios Técnicos y Educativos The Siemon Company

2 Contenido Aplicaciones Ethernet actuales Factibilidad de 40G y 100G en par trenzado Trabajos actuales en normas Conclusión

3 Tecnologías de Red Ethernet Actuales 10 Mb/s 100 Mb/s 1000 Mb/s 10 Gb/s 40 Gb/s 100 Gb/s Futuras 400 Gb/s 1 Tb/s

4 Evolución de aplicaciones 100M B 1GB 10GB 40GB 100G B 10 años de transición para 1 Gb 5 años para10gb 5 años para 40GB Fuente: Intel & Broadcom 2007

5 Intel Market Research 10Gb Physical Media Percentage Forecast CX-4 Direct Attach BaseT Fiber 100% 14% 11% 6% 1% 1% 1% 90% 80% 70% 10% 18% 2% 4% 46% 47% 42% 44% 60% 50% 40% 74% 68% 4% 16% 36% 44% 30% 20% 44% 35% 10% 21% 12% 0%

6 6 Demanda de Ancho de Banda

7 Evolución de las aplicaciones Las aplicaciones Ethernet en par trenzado van siguiendo la misma evolución que las aplicaciones en fibra óptica: Ethernet FO 10G Estándar: Primeros productos: G Estándar: G Estándar: G en preparación Ethernet Par Trenzado 10G Estándar: Primeros productos: G en preparación (estudios para 100G)

8 Network Design Options In a Layer 3 environment WAN Consolidation of Core and Aggregation Tiers Core & Aggregation Access L3 Layer 3 Layer 2 10GBase-T starts here!!!

9 40G y 100G fibra únicamente? Para 40G se requieren 8 fibras y para 100G se requieren 20 fibras OM3 u OM4 por cada canal en conectores MTP/MPO pre-terminados (en monomodo sería aún más costoso ya que, aunque sólo se requieren dos hilos, los transmisores láser tienen un costo mas alto) 40G y 100G en par trenzado sólo requeriría un cable de 4 pares por canal e interfaces de cobre Para PoE+ se requiere forzosamente par trenzado, lo cual será fundamental cuando 40G y 100G lleguen al cableado horizontal, o incluso en el centro de datos si se empiezan a diseñar servidores o dispositivos PoE+

10 Más allá de 10G Debido a la creciente adopción de 10GBASE-T, actualmente vivimos el boom de la categoría 6A, y hace cuatro años se aprobaron en la ISO las características de canal clase FA con elementos de categoría 7A, la cual permite aplicaciones por encima de los 10G en cobre con menor consumo de potencia y más confiabilidad.

11 Más allá de 10G en Par Trenzado Data centers y server clusters El almacenamiento se duplica cada año Virtualización de servidores Necesario a corto plazo ( 3 a 5 años) Local area networks (LAN s) Video (on-demand, gaming, etc.) High performance computing Necesario a largo plazo ( 5 a 10 años) Ahora es el momento de iniciar los trabajos para 40G en par trenzado!

12 Para 40G Cobre, todo comenzó con. Investigación de la Universidad de Pensilvania USA White paper Junio 2009:

13 .y siguió con la presentación de Alan Flatman (IEEE) ante comité ISO Oct

14 14 Cuáles ventajas plantearon allí:

15 Porcentaje esperado de nodos de acuerdo a su longitud 15

16 La TIA no se quedo atrás...proyectos actuales de la TIA Informe aprobado de reunión TR Feb-11. Proyecto de cableado de frecuencia extendida con tres propuestas: Grupo de estudio para la investigación de la factibilidad técnica Proyecto para armonizacion con ISO Categoría 7A Proyecto de cableado de próxima generación Se inicia este último 16

17

18 En desarrollo TIA-568-C.2-1 Specifications for 100Ω Next Generation Cabling The TIA TR-42.7 Copper Cabling Subcommittee confirma el interés de la industria para aplicaciones más allá de 10G en par trenzado para aplicaciones Ethernet Título del proyecto: Specifications for 100Ω Next Generation Cabling Alcance: Develop a new category of cabling to support future applications beyond 10GBASE-T. Justificación: A new category of cabling to support increased capacity for future applications. Addendum 1 del ANSI/TIA-568-C.2 proyectado para el 2014 Brian Celella es el líder del grupo de trabajo de conector de próxima generación Valerie Maguire es la editora del documento 40G Requerido Posibilidad también 100G 18

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20 La ISO se adelanta ISO/IEC JTC 1/SC 25/WG 3 ha iniciado un NWIP (New Work Item Proposal) para desarrollar los requisitos para cableado balanceado capaz de soportar transmisión de datos 40 GBit/s data transmission ISO/IEC x Guidance for balanced cabling in support of at least 40 GBit/s data transmission Parte 1: Componentes existentes. Specification of the transmission characteristics of channels having at least two ISO/IEC compliant connections whose worst case length is the maximum practically achievable to support 40 Gbit/s data transmission. Parte 2: Componentes nuevos. Specification of the transmission characteristics of channels consisting of connections exhibiting performance headroom to ISO/IEC requirements (e.g. higher bandwidth performance and/or improved transmission characteristics) 20

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23 Nueva generación de probadores Probadores para cableado balanceado de gran ancho de banda: Clase F 600 MHz Clase FA 1000 MHz Prueba de parametro definitivo Alien crosstalk Ya están algunos disponibles en el mercado hasta 1600 MHz La IEC tiene como proyecto especificación para probadores nivel V

24 Factores Esenciales. Cat 6A F/UTP tiene una capacidad Shannon de 27 Gb/s vs 14 Gb/s de Cat 6A UTP y 43 Gb/s de cat 7A 24

25 Categoria 7A/Clase FA Publicada Abril 2010

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28 TIA-1179 Healthcare Facility Cableado Reconocido a) Par trenzado balanceado 100 Ω categoría 6A mínimo recomendado b) Fibra óptica multimodo OM3 μm mínimo recomendado c) Fibra óptica monomodo OS1 u OS2

29 29

30 Comparativo de voltaje de salida y corriente de operación para PoE PoE (Tipo 1) PoE Plus (Tipo 2) Voltaje de salida Permitido VDC VDC Voltaje de salida Nominal 48 VDC 53 VDC Corriente contínua máxima 350 ma (por par) 600 ma (por par)

31 Incrementando la potencia de salida PoE Plus Plus de nueva generación Objetivo: 100 W sobre 4 pares Trabajos en conjunto con HDBASE-T Alliance para potencia remota para TV Energy Star Se desea reemplazar HDMI con Ethernet para video de banda ancha CFI en Marzo 2012 Number of cables in Bundle (1A over Each Pair) Worst Case Temperature Rise of 10 C Category 5e 22 Category 6A UTP 44 Category 6A F/UTP 63 Category 7A S/FTP 100

32 Ancho de Banda Canal Frecuencia de Caracterización (MHz) ACR-N = 0 (MHz) MHz (db) Clase D/Categoría 5e Clase E/Categoría Clase EA/Categoría 6A Clase F/Categoría Clase FA/Categoría 7A

33 Importancia de conexión a tierra en comunicaciones 33

34 Clase EA vs Clase FA 1 MHz 100 MHz 250 MHz 500 MHz 1000 MHz Clase EA ACR-N = MHz Clase EA ACR-N = MHz Clase FA ACR-N = MHz NEXT Class EA NEXT Class FA IL Class EA IL Class FA Clase FA ACR-N = MHz -70

35 Conclusiones Los trabajos normativos para el desarrollo de 40G sobre par trenzado ya han iniciado por parte de, ISO y TIA. Se están haciendo pruebas considerando cables Categoría 6A y Categoría 7A. Los trabajos se han enfocado en altas frecuencias con longitudes de 50 m caracterizado a 1600 y 2000 MHz para las aplicaciones por encima de 10G. Se esperan los primeros draft para final de 2013.

36 Muchas gracias por su atención alguna pregunta?

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