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