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UTP vs. STPEl Futuro es Blindado
Contenido
Introducción
Performance Mitos
Conclusion
Donde comenzo la discusion?
1. IEEE 802.3an (10GB Ethernet) es el primer estándar de aplicación que confirma que para 10GBE el STP performa mejor que el UTP!!!
2. La razón de la limitación de la performance del UTP para 10GBE es el EMC
Que es EMC ?
• Compatibilidad Electromagnética describe la capacidad de un
dispositivo, sistema o instalación a trabajar libre de cualquier
interferencia en su ambiente electromagnético sin afectar la
funcionalidad de otras instalaciones. Por lo tanto, la
interferencia electromagnética causada por alguna instalación
debe ser limitada. Para operar apropiadamente, dicha
instalación debe también ser inmune a cualquier interferencia
que ocurra en su ambiente.
• Es obligación del usuario final asegurar la funcionalidad EMC
apropiada en su sistema IT.
EMC con 10GBE / Cat. 6A
• 10GBE es muy sensible a la radiación y la inmunidad.
Porque ?– El protocolo de 10 Gb/s tiene un muy bajo nivel de señal
– Nuestro ambiente esta transmitiendo un montón de ruido
– El sistema es disturbante por si mismo
BlitzstromableiterParallel geführte Leitungen
Leiterschleife
Bild 6: Elektromagnetischer Impuls (Obo Bettermann)
0V
+260mV
- 260mV
100BASE-TX 1000BASE-T10GBASE-T
MLT-3 PAM 5
1mV
DSQ128
noise
40mV
ANEXT
Reacción de los Estándares de Cableado
• 10 Gb/s Ethernet requiere Alien Crosstalk y comportamiento EMCmejorados
• Las enmiendas 1 y 2 de ISO/IEC 11801 definen parámetros Alien Crosstalk para Clase EA / Cat.6A y superior a fin de cubrir el disturbio causado por si mismo.
• ISO/IEC 14763-2 / EN 50173-1 definen la tabla MICE especificando– Clases de Ambientes
– Parámetros de Testeo y Procedimientos
– Especificaciones Electromagnéticas para EMC
• Los ambientes MICE son mandatorios para sistemas de cableado
Especificaciones MICE para EMC(ISO/IEC 11801 ed. 2.1)
ISO/IEC 11801
ISO/IEC 14763-2
Especificaciones MICE
Requerimiento Nivel 1 Nivel 2 Nivel 3
Calificación Mecánica M1 M2 M3
Calificación de Ingreso I1 I2 I3
Calificación Climática C1 C2 C3
Calificación Electromagnética
E1 E2 E3
• Level 1 es un ambiente de oficina con bajo impacto
• Level 2 es un ambiente de oficina/ edificio comercial con impacto medio
• Level 3 es un ambiente industrial con alto impacto
• Importante: Para algunos grupos de clientes (hospitales, aeropuertos)
puede existir combinación de diferentes clases ( M1,I2; C2, E3))
EMC
Especificaciones MICE para EMC
UTP vs. STP
Performance
Estudio Independiente
Estudio Independiente de 3º Partes
• Objetivo:• Calificación de Sistemas UTP & STP Clase EA
• Pruebas de Radiación
• Testeo en vivo de aplicación 10GBASE-T
• Entornos de Aplicaciones MICE
• Pruebas practicas
• Investigando el mito sobre los sistemas STP
• Estudio realizado desde 06/2008 - 06/2009
por GHMT AG, Alemania
• Todos los testeos realizados de acuerdo a
estándares internacionales en una cámara EMC
Unique
Unique
Unique
Unique
Quien es GHMT AG ?
• Fundada en 1992 en Bexbach, Alemania
• Laboratorio de testeo independiente de acuerdo a la ISO/IEC
17025
(primer laboratorio acreditado en Europa antes del 2000)
• Uno de los 2 laboratorios de testeo de cableado lideres en
Europa
• Fuerte experiencia en
– Cableado & Sistemas
– Análisis y conceptos EMC
– Aplicaciones Wireless
Montaje de las Pruebas 10GBASE-T
Pruebas de Clasificación
La Clasificación
• 3 sistemas UTP Clase EA
• 3 sistemas STP Clase EA– F/UTP
– S/FTP (Standard)
– S/FTP (High End)
• Los 6 sistemas estaban técnicamente actualizados y provenían de compañías lideres del mercado
• Criterios de Clasificación Canal ISO/IEC 11801 Clase EA
Resultados de la Clasificación
• Sistemas UTP Clase EA performan bien en parámetros de Canal tales como NEXT, RL etc. pero 2 de 3
claramente fallan tratando de alcanzar los requerimientos de Alien Crosstalk (en rojo)
• Sistemas STP Clase EA muestran mejor comportamiento en Alien Crosstalk debido a un mayor coupling
attenuation (en verde)
• Conclusión: La supresión de ruido por el trenzado es muy limitado en los requerimientos de ANEXT para
10Gb/s
• Cut: Debido a al comportamiento insuficiente de ANEXT, el sistema 00 ha sido excluido del estudio
Resultados del Estudio
EN 55022 / FCC parte 15 - Radiación
• 10 GBASE-T muestra una radiación mas alta comparada con 1 Gb/s
EN 55022 / FCC parte 15 - Radiación
• Comparación entre ambas tecnologías – UTP irradia mucho mas
Pruebas de Inmunidad - MICE I
Alta Frecuencia Conducida
• Testeo de acuerdo con IEC-EN 61000-4-3 para determinar la inmunidad del sistema contra campos electromagnéticos irradiados. Simula potenciales fuentes de disturbio tales como instalaciones de radio móviles, teléfonos, walkie-talkies y estaciones de TV o radio locales
Alta Frecuencia Irradiada
• Testeo en concordancia con IEC-EN 61000-4-6 para determinar la inmunidad del sistema contra campos electromagnéticos conducidos. Simula potenciales fuentes de disturbio tales como estaciones de TV o radio locales, Walkie-talkies, dispositivos ISM, etc.
Prueba Practica: Teléfonos Móviles
• Los sistemas de Cableado han sido testeados con disturbantes
reales (Teléfonos móviles y Walkie Talkie)
• El trafico de datos 10GBASE-T fue monitoreado mientras los
disturbantes estaban activos
• La transferencia de datos 10GBASE-T sobre sistemas U/UTP han
sido impactados fuertemente o la transferencia se detuvo
completamente!
Syste
m 01
Syste
m 02
System
03
System
04
System
05
Phones ���� ���� � � �Walkie
/Talkie ���� ���� � � �
Pruebas de Inmunidad - MICE II
Descarga Electrostática
Campo Magnético
Fast Transients/Burst
Testeo en concordancia con IEC-EN 61000-4-2 para determinar la inmunidad del sistema contra descarga electrostática (ESD) causada por baja humedad relativa, recubrimientos de pisos de baja conductividad, vestimenta de operadores realizadas con fibras sintéticas.
Testeo en concordancia con IEC-EN 61000-4-4 para determinar la inmunidad del sistema contra disturbios eléctricos (transitorios rápidos) tales como los generados por las conmutaciones transitorias (corte de cargas inductivas, rebote de contactos de relés, energización de lámparas fluorescentes.
Testeo en concordancia con IEC-EN 61000-4-8 para determinar la inmunidad del sistema contra campos magnéticos con frecuencias de potencia (50/60 Hz). Simula potenciales fuentes de disturbios tales como corrientes en líneas y barras de puesta a tierra, transformadores, distribuidores principales de baja tensión.
Prueba Practica: Lámparas Fluorescentes
Sistema 01 Sistema 02 Sistema 03 Sistema 04 Sistema 05
Lámparas
Fluorescentes ���� ���� � � �
• La transferencia de datos 10GBASE-T se
detuvo completamente o fue muy disturbada
con sistemas U/UTP cuando la distancia del
cableado a la lámpara era < 0,5 m
• El mismo efecto pudo observarse cuando la
lámpara se encendía y apagaba y la distancia
era > 0,5 m
• Sin efectos en Cableado STP
Prueba Practica: Lámparas Fluorescentes
• Distancia de Separación a los cables de potencia
• Distancias entre 0-50 cm
• Simulación de practicas comunes de instalación con cables de energía transmitiendo impulso eléctricos
Prueba Practica:
Distancia a los Cables de Potencia
• Sistemas U/UTP necesitan una distancia minima de 30 cm a los cables de potencia
• Sistemas STP no tienen limitaciones
Prueba Practica: Transitorios RápidosDistancia de Separación a los Cables de Potencia
Impacto de la Distancia de Separación
• Que sucede con mis datos cuando ese efecto ocurre?
E1
Conclusión del Estudio
Resumen de los
Resultados de las Pruebas
10GBASE-T es muy sensible al ruido
ANEXT
• Auto disturbanteRelacion Señal-Ruido muy sensible
Una Frecuencia de Transmisión mas alta y bajo nivel de señal causado por un esquema de codificación mas complejo y el hecho del auto disturbio han requerido la definición de un nuevo canal de transmisión de cableado que contemple estos nuevos parámetros
Inmunidad al Ruido = Mejor Performance
El balance no es suficiente, la atenuación de acopl amiento es claveLa atenuación de acoplamiento mejora ambos, el desempeño ANEXT y la inmunidad al ambiente electromagnético. La atenuación de acoplamiento en el cableado no blindado (UTP) es determinada solamente por el balance. En el cableado blindado la atenuación de acoplamiento es determinada por el balance más la efectividad del blindaje de la(s) pantalla(s).Esto significa que la atenuación de acoplamiento del cableado blindado es mucho mayor que aquél del cableado UTP.
Que es atenuación de acoplamiento?Atenuación de acoplamiento esta especificada por el estándar de cableado internacional ISO/IEC 11801 y es una medida de emisión e inmunidad del cableado de par trenzado. Esta definido como la relación de la potencia transmitida dentro del par y la potencia acoplada dentro de su ambiente
Conclusion: STP es mejor
Para mas detalles: www.UTP-vs-STP.com
Los Sistemas STP
Trabajan por Diseño
con 10 Gb/s
Los Sistemas UTP
Requieren Practicas
de “Instalación de
Inmunidad” para 10
Gb/s
UTP vs. STP
Estudio Independiente
Mitos
Que es un Mito ?
• Aunque hay varias evidencias que demuestran la superioridad de los sistemas STP, todavía hay muchas preocupaciones en el mercado
• Estas preocupaciones existen principalmente debido a
– Al miedo producido por los argumentos (mitos, cuentos) desparramados por proveedores UTP
– La falta de conocimiento
• Veamos …
El Cuento
• Sistemas STP actúan como antena e irradian
• Sistemas STP necesitan ser puestos a tierra en ambos lados
• STP requiere un anclaje y puesta a tierra mas compleja
• Sistemas STP tienen bucles de tierra y corriente en la pantalla
• STP tiene muchas desventajas en la instalación (velocidad/espacio/pantalla)
Efecto
Antena
Radiación
Efecto Antena
• El Mito:Un sistema blindado irradia ondas electromagnéticas,
especialmente cuando esta puesto a tierra en uno de los lados
solamente
EN 55022 / FCC parte 15 - Radiación
• La verdad: STP irradia menos que UTP
• La verdad: La puesta a tierra en uno o ambos
lados no tiene efecto de radiación en los sistemas STP
Un lado
EN 55022 / FCC parte 15 - Radiación
Ambos lados
• Radiación general de sistemas de cableado
• Los sistemas U/UTP tienen la mayor radiación
• Una de las razones para las cuestiones de ANEXT
EN 55022 / FCC parte 15 - Radiación
El Cuento
• Sistemas STP actúan como antena e irradian
• Sistemas STP necesitan ser puestos a tierra en ambos lados
• STP requiere un anclaje y puesta a tierra mas compleja
• Sistemas STP tienen bucles de tierra y corriente en la pantalla
• STP tiene muchas desventajas en la instalación
(velocidad/espacio/pantalla)
STP requiere ser puesto a
tierra en ambos lados
Puesta a tierra en ambos lados
• El Mito: Un sistema blindado debe ser puesto a tierra en ambos lados para
lograr una buena performance EMC
Campo Electromagnético Ráfaga de Impulsos
Campo Electromagnético Conducido
Puesta a tierra en ambos lados
• La Verdad: El testeo de EMC de acuerdo a la definición de
MICE no mostró ninguna mejora cuando ambos lados se pusieron a
tierra
E1/E2
E3
El Cuento
• Sistemas STP actúan como antena e irradian
• Sistemas STP necesitan ser puestos a tierra en ambos lados
• STP requiere un anclaje y puesta a tierra mas compleja
• Sistemas STP tienen bucles de tierra y corriente en la pantalla
• STP tiene muchas desventajas en la instalación
(velocidad/espacio/pantalla)
Sistemas de Puesta a Tierra y
Bucles de Tierra
Tierra
• El Mito: Los sistemas STP requieren sistemas de
aterramiento complejos
Tierra
• La Verdad: Los estandares especifican el uso
mandatorio de un sistema de distribucion TN-S
independientemente si es UTP o STP !!!
El Aterramiento es para seguridad personal
Bucles de Tierra
• El Mito: Corriente en la Pantalla debido a una
puesta a tierra inadecuada
Bucles de Tierra
• La Verdad: 1. TN-S con un buen sistema de tierra
mallado no conduce corriente en la pantalla 2. Además, la corriente en la pantalla no
afecta la transmisión de datos
• Corriente inducida en la
pantalla de acuerdo a MICE
• Sin influencia en el trafico
de datos mientras hay
corriente en la pantalla
Sistema 03 Sistema 04 Sistema 05
1 GB/s 0,46 A 1,74 A 2,30 A
Mixed 0,48 A 1,90 A 2,40 A
10 GB/s 0,45 A 2,00 A 2,60 A
Sistema 03 Sistema 04 Sistema 05
1 GB/s ���� � �
Mix � � �
10 GB/s � � �
El Cuento
• Sistemas STP actúan como antena e irradian
• Sistemas STP necesitan ser puestos a tierra en ambos lados
• STP requiere un anclaje y puesta a tierra mas compleja
• Sistemas STP tienen bucles de tierra y corriente en la pantalla
• STP tiene muchas desventajas en la instalación
(velocidad/espacio/pantalla)
Desventajas de
Instalación
Instalación
• Mitos:
1. Instalación Lenta
2. Mucho mas espacio requerido en el TO
3. Se requiere mantenimiento de la Pantalla
• La Verdad: STP es mas rápido, fácil y pequeño
5
7
9
mm
Instalación
El Cable Cat. 6A STP es mas chico que el cable Cat. 6A UTP. Cuanto mas chico, menos espacio se requiere.
UTP STP
Including Screen Contact
El Cuento
• Sistemas STP actúan como antena e irradian
• Sistemas STP necesitan ser puestos a tierra en ambos lados
• STP requiere un anclaje y puesta a tierra mas compleja
• Sistemas STP tienen bucles de tierra y corriente en la pantalla
• STP tiene muchas desventajas en la instalación
(velocidad/espacio/pantalla)
Conclusión
UTP vs. STP
• Este estudio independiente claramente demuestra
– Los parámetros EMC como ANEXT y coupling attenuationdominan la performance del canal de cableado para canales 10Gb/s Ethernet Clase EA
– Todos los argumentos contra el STP provienen de proveedores UTP y no están basados en investigaciones técnicas. No hay testeos independientes de terceros provenientes de proveedores UTP confirmando este mensaje.
• STP ha demostrado ser mejor para 10Gb/s y mas...
Preguntas ?
Introducción
Performance Mitos
Conclusión
UTP vs. STPEl Futuro es Blindado