De 10G a 400G: análisis del pasado,

presente y future de las soluciones

de cableado

22 Agosto

2019Sonesta Hotel

El Olivar

Expositor:

Jorge AlcántaraBDM Infraestructura Digital,

Legrand Perú

Soporte:

Gautier Humbert, RCDD

Standards Coordinator – Digital

Infrastructure, Legrand Group

District Chair – Mainland Europe,

BICSI

1- Normas2- Sistemas de cobre3- Instalación Compatible con PoE4- Sistemas de fibra

Agenda

IEEE para Ethernet

802.5: Token Ring (en desuso)

802.15: WPAN (bluetooth, Zigbee,...)

IEEE 802: Normas para LAN/Man

802.1: ProtocolosLAN más altos

802.3 802.11

Ethernet (CSMA/CD) Wireless (CSMA/CA)

802.3 (1983) 802.11a (1999)

10 Base 5 54 Mbps @ 5 GHz, OFDM

802.3i (1990) 802.11b (1999)

10 Base-T 11 Mbps @ 2.4 GHz, DSSS

802.3u (1995) 802.11g (2003)

100 Base-TX, 100 Base-T4, 100 Base-FX 54 Mbps @ 2.4 GHz, OFDM

802.3z (1998) 802.11n (2009)

1000 Base-X (fibra óptica) 150 Mbps @ 2.4 y 5 GHz, hasta 600 Mbps OFDM, MIMO 4

802.3ae (2003) 802.11ac (2013)

10G Base-SR, 10G Base-LR 867 Mbps @ 5 GHz, hasta 6.93 Gbps OFDM, MIMO 8

802.3af (2003) 802.11ad (2012)

Power over Ethernet, 15.4 w 6.75 Gbps @ 2.4, 5 y 60 GHz, OFDM

802.3an (2006) 802.11ax (2019?)

10G Base-T mejora de 802.11ac para alta densidad

802.3at (2009)

PoE+, 25.5 w

802.3ba (2010)

40 Gbps y 100 Gbps sobre fibra

802.3bq (2016)

25G/40G Base-T

802.3bs (2018)

200 Gbps y 400 Gbps sobre fibra

802.3bt (2018)

PoE++, 100 w

IEEE 802: normas para LAN/MAN

Cableado para instalaciones del cliente: ISO, Internacional

Componentes

Revisión 2 soon out

New types of channels: End-to-End, Modular Plug terminated, and Direct Attach.

Amendment 1 ratified. Edition

2.1 in draft

ANSI/TIA: Telecommunications Cabling for Customer Premises

Components, Performance Design Implementation Validation Technical Reports

TIA - 568.2-D TIA - 568.0-D TIA - 569-D TIA - 526-7-A TIA - TSB-155-A

Balanced twisted-pair cabling Generic cabling Telecommunications pathways and spaces Single-mode fibre testing Support of 10Gbase-T on existing Cat.6

TIA - 568.3-D TIA - 568.1-D TIA - 607-C TIA - 536- 14-C TIA - TSB - 184A

Optical fibre cabling Commercial building Bonding and grounding

telecommunications

Multi-mode fibre testing Supporting PoE over twisted pair

TIA - 568.4-D TIA - 758-B TIA - 606-C TIA - TSB-5021

Broadband coaxial cabling and

components

Customer-owned outside plant Administration Guidelines for 2.5G and 5G on Cat5e and

Cat6

TIA - 568.5 (Draft) TIA - 942-B TIA - 862-B

Single pair cabling Data centers Intelligent building systems

TIA - 1005-A TIA - 5017

Industrial premises Physical network security

TIA - 1179-A

Healthcare facilities

TIA - 570-C

Residential

TIA - 4966

Educational facilities

TIA - 162-A

Cabling for wireless access points

TIA - 5018

Cabling for distributed antena systems

New

Customer premise cabling :TIA, North American

Agenda

1- Normas2- Sistemas de cobre3- Instalación Compatible con PoE4- Sistemas de fibra

Categorías de cobreMhz

1000

2000

100

10

500

10Base-T

Clase CCat.3

Cat.3

100Base-T

Clase DCat.5

1000Base-T

Clase ECat.6

Cat.6

1000Base-Tx

TIA

ISO

IEEE Aplicaciones

Clase CCat.3

Cat.5

Clase ECat.6

10Base-T

Clase DCat.5

100Base-T 1000Base-T1000Base-Tx

(TIA-854)

1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017

1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018

Cat.3 Cat.5 Cat.6Cat.5e

568 568 A 568 B

11801 Ed.2ISO TIA

(Nuevo)

Cat.5e

Clase FCat.7

Clase FCat.7

Ed.2.1IEEE

Aplicaciones

Categoría 7

▪ Diseñado para un futuro 10 Gigabit Ethernet.

▪ La definición de 600MHz fue una “major suposición”.

▪ La tecnología para el cable a 600MHz era imposible sin doble blindaje.

▪ La tecnología para 600MHz RJ45 fue considerada imposible.

▪ La categoría 7 fue creada con cable “PIMF” y conectores “no-RJ45”.10Mbps 100Mbps 1Gbps 10Gbps

¿600MHz?

Categorías de CobreMhz

1000

2000

100

10

500

10Base-T

Clase CCat.3

Cat.3

100Base-T

Clase DCat.5

1000Base-T

Clase ECat.6

Cat.6

1000Base-Tx

10GBase-T

Clase FCat.7Clase EA

Cat.6ACat.6a

Clase FA

Cat.7A

TIA

ISO

IEEE Aplicaciones

Clase CCat.3

Cat.5

Clase ECat.6

Clase EA

Cat.6A

10Base-T

Clase DCat.5

100Base-T 1000Base-T

Clase FCat.7

1000Base-Tx (TIA-854)

10GBase-T

Clase FA

Cat.7A

1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017

1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018

Cat.3 Cat.5 Cat.6 Cat.6aCat.5e

568 568 A 568 B 568 C...D

11801 Ed.2 Ed. 2.2Ed.2.1ISO TIA IEEE

Aplicaciones

(Nuevo)

Cat.5e

IEEE 802.3bg 10GBase-T▪ 10G fue ratificado en el 2006:

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

2003 2004 2005 2006 2007 2008

Venta de cables en % de mercado(BSRIA)

Category 7a

Category 7

Category 6a

Category 6

Category 5e

Category 5

Categoría / Clase Cumplimiento Condiciones

Cat.6 / Clase EA Posible Pruebas adicionales*

Cat. 6A / Clase EA Sí RJ45 connector

Cat.7 / Clase F Sí Non-RJ45 connector

* Sólo para cableado existente. Prueba de canal hasta 500MHz y prueba de ruido Alien noise

Categoría 7A

▪ No existen equipos activos para 10G en Categoría 7 / Clase F.

▪ De modo que tan pronto como se ratificó Cat6A, ningún sistema de cableado para 10G que usa conectores distintos a RJ45 dejó de ser competitivo.

▪ La categoría 7A se creó para ofrecer una solución con la frecuencia más alta disponible con los conectores "no-RJ45". (alrededor de 1GHz en el 2006)

10Mbps 100Mbps 1Gbps 10Gbps

1.6 -2GHz ?

40Gbps

Ventas 2008 10G compliant (BSRIA)

Category 6 Category 6a Category 7 Category 7a

2.5GBase-T 5GBase-T

Categorías de CobreMhz

1000

2000

100

10

500

10Base-T

Clase CCat.3

Cat.3

100Base-T

Clase DCat.5

1000Base-T

Clase ECat.6

Cat.6

1000Base-Tx

10GBase-T

Clase FCat.7Clase EA

Cat.6ACat.6a

Clase FA

Cat.7A

2.5

GB

ase

-T5

GB

ase-

T

TIA

ISO

IEEE Aplicaciones

Clase CCat.3

Cat.5

Clase ECat.6

Clase EA

Cat.6A

10Base-T

Clase DCat.5

100Base-T 1000Base-T

Clase FCat.7

1000Base-Tx (TIA-854)

10GBase-T

Clase FA

Cat.7A

1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017

1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018

Cat.3 Cat.5 Cat.6 Cat.6aCat.5e

568 568 A 568 B 568 C...D

11801 Ed.2 Ed. 2.2Ed.2.1ISO TIA IEEE

Aplicaciones

(Nuevo)

Cat.5e

Nbase-T 2.5G y 5G

▪ 802.11ac y 802.11ad existen desde 2013, ofrecen 6.75Gbps inalámbricos

▪ Sólo Cat6a ofrece más de 1Gbps en el cable.

▪ Los access points inalámbricos necesitan conectarse al cableadoexistente rendimiento “major que” 1Gbps

6.77 Gbps

Category 5 Category 5e Category 6

Category 6a Category 7 Category 7a

Table from NG-Base-T

2.5GBase-T 5GBase-T

Categorías de CobreMhz

1000

2000

100

10

500

10Base-T

Clase CCat.3

Cat.3

100Base-T

Clase DCat.5

1000Base-T

Clase ECat.6

Cat.6

1000Base-Tx

10GBase-T

Clase FCat.7Clase EA

Cat.6ACat.6a

40GBase-T(30m)

25GBase-T(30m)

Clase FA

Cat.7A

Clase I / IICat.8

Cat.8

2.5

GB

ase

-T5

GB

ase-

T

TIA

ISO

IEEE Aplicaciones

Clase CCat.3

Cat.5

Clase ECat.6

Clase EA

Cat.6A

10Base-T

Clase DCat.5

100Base-T 1000Base-T

Clase FCat.7

1000Base-Tx (TIA-854)

10GBase-T

Clase FA

Cat.7A

Clase I / IICat.8

25GBase-T(30m)

40GBase-T(30m)

1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017

1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018

Cat.3 Cat.5 Cat.6 Cat.6a Cat.8Cat.5e

568 568 A 568 B 568 C...D

11801 Ed.2 Ed. 2.2Ed.2.1ISO TIA IEEE

Aplicaciones

(Nuevo)

Cat.5e

25G y 40G

▪ IEEE 802.3bq 25Gbase-T y 40Gbase-T está diseñado para el cableado horizontal en datacenters.

▪ La distancia máxima es 30m.

Cat.8, Clase I y Clase II

Frequencia Distancia 25 y 40 GBase-T

Cable Conectores

TIA Cat.8

2 GHz 30m Sí

F/UTP or S/FTP Cat.8

“RJ45” Cat.8

ISO Clase I

Cat 8.1 =

TIA Cat8

“RJ45” Cat.8.1 =

TIA Cat.8

ISO Clase IIS/FTP Cat.8.2 “No-RJ45”

¿Qué sigue?

▪ Actualmente no hay trabajo en una futura Categoría 9.

▪ 40G está limitada 30m en categoría 8.

▪ La major solución para LAN es actualmente 10G, trabajando en Categoría 6A.

▪ Pero 25G podría trabajar para distancias mayores en Cat.8. (no trabajará en Cat.7A1000MHz)

▪ Actualmente en Desarrollo en las normas ISO/IEC: Nuevo 25G en Categoría 8 para 50m o más.

30m 50m 100m

Datacenter LAN

Diseñoespecial de

LAN

Cuidado: IEEE ha anunciado que ellos no están interesados en tal desarrollo.

Agenda

1- Normas2- Sistemas de cobre3- Instalación Compatible con PoE4- Sistemas de fibra

Normas PoEIEEE HDBase-T Alliance IEC ISO / IEC CENELEC TIA NEC

Applications

802.3af 15.4W

HDBase-T802.3at 30W

802.3bt 60W and 100W

Cable testing under load 61156-1-4 (draft) LP Rating

Connector testing under load60512-99-001

60512-99-002 (draft)

Cabling testing under load TS-29125 TR 50174-99-1 TSB-184-A

Conditions for new cabling 14763-2 (revision) 50174-2

Publicado en el 2018

Existente

CDV, casi final

Borrador final

publicado enel 2018

Usuarios finales adquierenequipos que cumplen

Fabricantes prueban sus componentes.

Como implementar PoE encableado existente

Cómo instalar cableadonuevo conforme a PoE

Novedades en camino desde el lado de Eléctrico de las normas (aspectos de seguridad):

IEC 60364-7-716 Edition 1, borrador.

Entonces ¿qué es tan importante en el cableado PoE?

▪ Energía a través de un cable, debido a la resistencia, crea calor.

▪ ISO/IEC 11801-1, capítulo 9.3.2.3: La temperatura operative de los cables es -20°C a +60°C.

▪ Mayor temperatura = mayor resistencia = menor desempeño.

P= i2 R

▪ ISO /IEC 14673-2 (borrador), Tecnología de la información - Implementación y operación del cableado eninstalaciones del cliente – Parte 2: Planeamiento e instalación.

▪ Para cableado balancead de acuerdo con ISO/IEC 11801-1

▪ Equipo de alimentación remota para asuministrar no más de 500mA por conductor.

▪ La instalación debe estar diseñada en una de las siguientes categorías:

Cumplimiento con PoE para el nuevo cableado

Borrador. Pero el contenido en PoE es idéntico a EN 50174-2 ya ratificado.

Obligatorio controlar antes de conectar a un dispositivo PoE. Excepto RP3.

-> Alguien toma responsailidad del cumplimientodurante la operación.

Etiquetado requerido para identificar el tipo

Correspondencia Entre Corriente y Potencia

Cálculo del incremento de calor

▪ Dado que se debe cumplir con RP3, se asume 500mA por conductor para el 100% de los enlaces (Tipo 4 100W en todos lados).

▪ Independientemente del PoE, el máximo número de cables en un mazo debe ser de 24.

▪ Sin embargo, los mazos podrían unirse en áreas específicas. Por ejemplo, a través de los corta fuegos.

Calcular una temperatura promedio

Sugerencia: primero calcular solo el peor caso

Cálculo del incremento de calor

N = número de cablesK = coeficiente de temperatura de la gestion de cablesD = diámetro de los cablesR = resistencia de los cables

▪ Calcular el incremento de la temperatura con la formula:

Estimaciones de ∆T▪ Se puede estimar usando las tablas.

▪ O tener algo más preciso usando el anexo I.

▪ O más preciso aún usando ISO/ IEC TS 29125

▪ Abajo una simplificación. (Cuidado: sobre – simplificado. Sumar un margen extra)

▪ Ajustar si los mazos son rectangulares y no circualres

Alto a Ancho 1:1 1:2 1:3 1:4 1:5 1:6 1:7 1:8 1:9 1:10

Multiplicador ∆T 0.89 0.84 0.77 0.71 0.66 0.62 0.59 0.56 0.53 0.51

Ventilado Bandeja no perforada Canaleta / Conduit Aislamiento

Cat. Típica 24 72 216 24 72 216 24 72 216 24 72 216

Cat.5 7.0 15.0 32.5 9.0 18.0 38.0 13.0 25.0 > 40 27.0 > 40 > 40

Cat.6 4.5 9.5 22.0 5.5 11.5 25.0 7.5 15.0 32.0 15.5 29.0 > 40

Cat.6A 4.0 8.0 18.5 4.5 9.5 21.0 6.0 12.5 26.0 12.5 23.0 > 40

Verificar la solución

▪ Estimar la temperatura ambiental y sumar.

▪ En cualquier caso T + ∆T debería ser máximo 60 °C para que el cableado cumpla con las normas.

▪ Calcular tus longitudes máximas para enlaces permanentes ajustados con la temperatura. Aquí una tabla simplificada.

T (°C) Enlace Permanente (m)

20 90

25 88

30 85

35 83

40 80

45 78

50 75

55 73

60 70

Asumiendo 10m de cordones con 50% de

atenuación extra

Mitigar

▪ En este punto, podría estar intentando encontrar soluciones para alcanzar una temperatura más baja.

▪ Calcule con mayor precisión en lugar de usar sólo el peor caso.

▪ Luego mire:

▪ La separación de los mazos

▪ Mazos más pequeños

▪ Cables con menor resistencia

▪ Cables con diámetro más grande

▪ Cambios del ambiente

▪ Reducción de la temperatura ambiental

▪ Si todo falla, bajar a RP2 y verificar de nuevo.

▪ En todos los casos, una buena práctica es arreglar los mazos para mejorar el flujo de aire

Cumplimiento con PoE para el nuevo cableado

▪ No diseñe ni instale cableado nuevo sin tener en cuenta las necesidades de PoE.

▪ Use el peor caso, luego mejore con cálculos más precisos.

▪ Olvide el límite de enlace permanente de 90m. Siempre será menor.

Agenda

1- Normas2- Sistemas de cobre3- Instalación Compatible con PoE4- Sistemas de fibra

Multimodo vs. Monomodo

Monomodo por distancia, multimodo por precio

Transmisor y receptor juntos

conocidos como

transceiver

Transmisión dúplex

Fuente

Detector

Cable de fibra óptica

dúplex

Elección del conector

Obsoletos

SC - Dúplex ST

Alternativa: el MPO

Pines de alineamiento

Fibra tipo cinta de 12 núcleos

Aumento del performance en fibra MMLAN 10G VCSEL

(NRZ)DC 10G VCSEL

(NRZ)DC 25G VCSEL

(NRZ)DC 50G VCSEL

(PAM4)DC 100G VCSEL

(PAM4)

10G

25G

40G

50G

100G

200G

400G

300mOM3

400mOM4

100mOM3

150mOM4

70mOM3

100mOM4

70mOM3

100mOM4

(WDM: Diferentes distancias)

(WDM: Diferentes distancias)

(WDM: Diferentes distancias)

(WDM: Diferentes distancias)

(WDM: Diferentes distancias)

(WDM: Diferentes distancias)

?

Fibra OM5

Desempeño

Longitud de onda850nm

Fibra OM5

Fibra OM3 / OM4

Nuevos desarrollos en monomodo25G LASER

(NRZ)40G LASER

(NRZ)50G LASER

(PAM4)100G LASER

(NRZ)

10G

25G

40G

50G

100G

200G

400G

8 longitudes de onda

Datacenter

¿Qué sigue?

▪ Cada vez más altas tasas de transmision de datos en el datacenter.▪ Nuevas aplicaciones basadas en señales de 25G, 50G and 100G, no

40G.▪ La óptica paralela usa 4, 8 y 16 núcleos en lugar de la base 12 original

en los conectores MPO.▪ Distancia (financiera) límite entre la óptica paralela y la multiplexación

de longitud de onda no clara aún.▪ Para el cableado backbone basado en 2 núcleos, OM5 parece tener

muchas más probabilidades de aplicaciones futuras que OM3 u OM4.▪ Nuevos trabajos en bidireccional

LAN

70m 150m 300m100m 500m 2000m

Cuidado: OM3 y OM4 han cambiado a un máximo IL = 3.0dB/km en lugar de 3.5dB/km, para alinearse con OM5.

Co-Organizador

Muchas gracias

Expositor:

Jorge AlcántaraBDM Infraestructura Digital,

Legrand Perú

Soporte:

Gautier Humbert, RCDD

Standards Coordinator – Digital

Infrastructure, Legrand Group

District Chair – Mainland Europe,

BICSI