Reparto de cables: una aplicación única e innovadora de la categoría 7A
Tras mucho debate, el Subcomité de Cableado de Cobre TR-42.7 de la Asociación de la Industria de las Telecomunicaciones (TIA) adoptó la «categoría 8» como nomenclatura de su sistema de cableado de par trenzado equilibrado de próxima generación para soportar finalmente 40 gigabits por segundo (Gb/s) a través de un canal de 2 conectores hasta al menos 30 metros (m [98 pies (ft)]. El paso consecutivo de la categoría 6A a la categoría 8 por parte de la TIA puede causar cierta confusión en el sector, y algunos se preguntarán: «¿Y la categoría 7?».
Los responsables de TI y los usuarios finales pueden estar seguros de que existe una categoría 7 y una categoría 7A basadas en estándares. Además, la categoría 7/7A ofrece la ventaja de compartir cables sin interferencias, es decir, la práctica de ejecutar más de una aplicación a través de diferentes pares de un canal de cobre de par trenzado como medio para reducir costes, simplificar la gestión de cables y converger aplicaciones en un único tipo de medio.
Un concepto basado en normas
La categoría 7A es el grado más alto de cableado de cobre de par trenzado respaldado por una norma de rendimiento publicada. Es una opción popular en el mercado europeo y ha ido ganando terreno en EE.UU. y otras regiones, como Latinoamérica. Ratificada en 2010 por la Organización Internacional de Normalización (ISO) en virtud de la enmienda 2 de la norma ISO/IEC, 11801, 2ª edición, la categoría 7A (clase FA) es un sistema totalmente apantallado caracterizado por un ancho de banda de hasta 1.000 megahercios (MHz). Le precedió el cableado de categoría 7 (clase F), ratificado por ISO/IEC en 2002 y caracterizado hasta un ancho de banda de 600 MHz. A efectos de este artículo, nos referiremos a la categoría 7A , ya que es la última norma de categoría 7.
ISO/IEC especifica dos opciones de conectores para la categoría 7A: un conector de tipo RJ según la definición de IEC 60603-7-7 y un conector que no es de tipo RJ según la definición de IEC 61073-3-104. El conector de tipo RJ dispone de circuitos internos de categoría 6A y 7A. Su circuito de categoría 6A es compatible con versiones anteriores, ya que acepta la interfaz de clavija modular de estilo RJ de 8 posiciones y 8 contactos (8p8c) utilizada en el cableado de categoría 6A y categorías inferiores. Su circuito de categoría 7A se activa mediante la inserción de una clavija especial que no es de tipo RJ y que encaja con los contactos situados en las cuatro esquinas exteriores de la toma (véase la figura 1).
El conector no RJ presenta un diseño de contacto de cuadrante aislado (véase la figura 2). Encaja en una abertura de conector modular estándar de tamaño RJ-45 y es compatible con cableado de categoría 6A y categorías inferiores a través de cables de conexión híbridos. El diseño no RJ ofrece una interfaz estandarizada que permite compartir cables de forma innovadora.
El uso compartido de cables es la práctica de ejecutar más de una aplicación a través de diferentes pares de un cable de cobre de par trenzado. Entre los ejemplos más comunes de uso compartido del cable se incluyen la ejecución de doce canales de 10 megabits por segundo (Mb/s) a través de un cable de 25 pares o el uso de adaptadores en Y (divisores) para separar pares y crear líneas de voz y fax independientes a través de un único cable.
Aunque la práctica de compartir cables ha sido aceptada por los profesionales de las telecomunicaciones durante más de dos décadas y fue reconocida en las normas TIA e ISO ya en 1991, el uso compartido de cables no empezó a ganar popularidad hasta la adopción de sistemas de cableado totalmente apantallado como la categoría 7A. Esto se debe a que la cantidad de acoplamiento de diafonía interna (tanto en el extremo cercano como en el lejano) en los sistemas de cableado de par trenzado no apantallado (UTP) hace que sea difícil para los usuarios predecir si varias aplicaciones pueden coexistir en un cable. De hecho, las normas advierten que, a la hora de decidir qué aplicaciones pueden compartir un cable UTP, los usuarios deben ser conscientes de que la diafonía de aplicaciones que operan en bandas de frecuencia similares puede interferir potencialmente entre sí. Por otro lado, el cableado de categoría 7A totalmente apantallado garantiza que haya suficiente aislamiento acústico entre pares para soportar múltiples aplicaciones, o la aparición múltiple de cualquier aplicación, en un canal de cuatro pares.
Algunas normas, como la ISO/IEC 15018, recomiendan específicamente que se tenga en cuenta el uso compartido de cables cuando el espacio de la vía es limitado e identifican la interfaz de categoría 7A sin conector RJ (IEC 61073-3-104) como el estilo de conector preferido para esta aplicación. La interfaz presenta un diseño de cuadrante aislado que permite acceder fácilmente a uno o dos pares de un canal para adaptarse mejor al uso compartido de cables (véase la figura 3).
Compartir y compartir
Cuando se utiliza el conector no RJ IEC 61076-3-104 de categoría 7A, se pueden compartir hasta cuatro aplicaciones en un solo cable. Esta capacidad es exclusiva tanto del cable como del conector. Como en cualquier canal de cableado de categoría 7A, los cuatro pares apantallados se conectan a una única salida. Sin embargo, además de aceptar un cable de 4 pares, la toma no RJ también puede aceptar cuatro cables de 1 par, dos cables de 2 pares o una combinación de ambos, sin necesidad de divisores ni adaptadores. Esta flexibilidad permite que varias aplicaciones converjan en un solo cable, lo que reduce la cantidad de cableado y el espacio de paso necesario asociado a los tendidos múltiples que utilizan cableado de menor calidad.
Los cables modulares que admiten el uso compartido de cables están terminados en un extremo con un conector no RJ de 1, 2 ó 4 pares que encaja en uno, dos o los cuatro cuadrantes del conector IEC 61076-3-104 de categoría 7A. El otro extremo del cable modular se conecta a un conector de interfaz debidamente cableado, como un conector RJ-11 para voz o un conector RJ-45 para Ethernet (véase la figura 4). Los cables con baluns integrados o conexiones modulares a
Los adaptadores balun de tipo F pueden utilizarse para aplicaciones de vídeo de 1 par, como la televisión por cable (CATV). De hecho, la clase FA es el grado apropiado de cableado para soportar todos los canales de CATV digital (hasta aproximadamente 700 MHz) debido a su caracterización de frecuencia extendida. Al igual que con las implementaciones coaxiales, dependiendo de la intensidad de la señal entrante, la longitud del cableado y el canal más alto y más bajo que se distribuye, la amplificación puede ser necesaria para apoyar algunos despliegues de CATV a través de cableado de par trenzado. También hay disponibles adaptadores balun de tipo BNC para facilitar las aplicaciones de circuito cerrado de televisión (CCTV).
Aunque la mayoría de los entornos comerciales proporcionan un mínimo de dos tomas en cada área de trabajo según las normas del sector, hay algunos entornos que necesitan admitir más de dos aplicaciones en un área de trabajo. Por ejemplo, en los centros sanitarios, algunas salas de recuperación de pacientes requieren más de 15 aplicaciones en una sola zona de trabajo. Muchas de estas áreas de trabajo de alta densidad sólo necesitan admitir aplicaciones de baja velocidad. Con las capacidades de compartición de cables de la categoría 7A y el conector IEC 61076-3-104 sin estilo RJ, una sola toma puede admitir varias aplicaciones de baja velocidad de 1 y 2 pares o una aplicación de datos de alta velocidad de 4 pares como 1000 Mb/s (1000BASE-T) o Ethernet de 10 Gb/s (10GBASE-T).
Un área de trabajo de dos salidas que utilice dos conectores de categoría 7A no tipo RJ puede admitir varias aplicaciones más que un área de trabajo típica de dos salidas soportada por cableado de categoría inferior y puede hacerlo de una manera menos derrochadora. En concreto, se eliminan los pares no utilizados que estarían presentes si un canal de 4 pares se dedicara a una aplicación que transmite a través de sólo uno, dos o tres pares, lo que disminuye significativamente el número de cables necesarios y, por consiguiente, reduce los costes de las vías y la complejidad de la gestión del cableado. La Tabla 1 muestra algunas aplicaciones típicas de 1 y 2 pares que pueden utilizarse fácilmente con cables compartidos.
Las prácticas de implantación del uso compartido de cables son extremadamente flexibles y admiten una amplia gama de configuraciones. Por ejemplo, considere un centro de llamadas en el que cuatro agentes dispuestos en un grupo de trabajo necesitan cada uno un teléfono analógico y una conexión a Internet. La toma del área de trabajo para este grupo podría contener un conector no RJ de categoría 7A para soportar cuatro teléfonos analógicos de 1 par y cuatro tomas adicionales para datos de alta velocidad. En otras palabras, cinco tomas en el área de trabajo podrían dar servicio a los cuatro agentes frente a ocho tomas individuales. En este escenario, un centro de llamadas puede obtener un ahorro de costes superior al 10% en materiales y una reducción del 39% en el número total de tomas.
A la hora de diseñar soluciones de compartición de cables, es fundamental planificar los tipos de aplicaciones que se van a admitir y comprender los ciclos de vida de sus equipos. Es importante garantizar que la infraestructura de cableado pueda soportar futuras aplicaciones y actualizaciones. Como resultado, la práctica recomendada para todas las soluciones de cable compartido es proporcionar un mínimo de una salida dedicada para datos y una salida para otras aplicaciones de 1 y 2 pares de baja velocidad. Esto ayuda a facilitar la migración a aplicaciones de datos de alta velocidad que requieren los cuatro pares para la transmisión.
Poner a trabajar el cable compartido
Situada en la zona centro-norte de Carolina del Sur, la ciudad de Rock Hill es una comunidad en crecimiento de 67.000 residentes que abarca más de 36 millas cuadradas. La ciudad es una mezcla de encanto histórico y expansión responsable, y es la única gran ciudad de Carolina del Sur en el área de Charlotte. Cuando el Departamento de Servicios Públicos de Rock Hill, de propiedad municipal, decidió construir un nuevo campus de tres edificios para albergar oficinas administrativas, un taller y un almacén, necesitaban una red versátil que lo soportara todo: desde vídeo, voz sobre protocolo de Internet (VoIP) y telefonía analógica, hasta CATV, videovigilancia, radio IP y datos.
«Normalmente colocamos cuatro tomas en cada zona de trabajo para dar soporte a diversas aplicaciones, incluida una toma coaxial para vídeo. Necesitamos hacer un seguimiento del tiempo y otra información de emergencia importante a través de CATV, al tiempo que soportamos vídeo para formación y señalización digital», explica Brenda Roof, del departamento de sistemas de tecnología de la información (ITS) de la ciudad. «Aunque habíamos presupuestado un sistema de categoría 6A, cuando me topé con el concepto de cable compartido utilizando la categoría 7A con el conector sin estilo RJ, me pareció extremadamente versátil».
Tras investigar a fondo sobre la categoría 7A y el uso compartido de cables, e incluso reunirse con expertos técnicos, Roof pudo convencer a sus superiores de que la solución era ideal para cubrir sus necesidades. «No fue una decisión fácil», afirma. «La primera vez que sacamos una oferta, yo era la rara. La mayoría de los contratistas de cableado nos empujaban hacia la categoría 6A». Roof se mantuvo firme y finalmente encontró un fabricante capaz de respaldar su decisión de implantar la categoría 7A y el uso compartido de cables, incluida la formación y certificación in situ para los instaladores y el personal de ITS y servicios públicos de la ciudad.
Al instalar conectores de categoría 7A sin estilo RJ y compartir el cableado, el Departamento de Servicios Públicos de Rock Hill pudo reducir considerablemente la cantidad de cableado, tomas y mano de obra necesarios. Mediante el uso de cables híbridos terminados en un conector de tipo F y con un balun integrado, también pudieron eliminar el uso de coaxial para soportar CATV, vigilancia y otras aplicaciones de vídeo en tramos de menos de 175 pies. «En lugar de tener cuatro tomas en cada zona de trabajo, hemos podido reducirlas a sólo dos», afirma Larry Williams, del departamento de ITS de la ciudad. «Para la mayoría de nuestros usuarios, una toma proporciona dos pares para una conexión 10/100BASE-T al ordenador y dos pares para un teléfono VoIP. Luego tenemos los cuatro pares adicionales en la segunda toma para dar soporte a una variedad de otros dispositivos como impresoras, teléfonos analógicos y máquinas de fax o para migrar a una conexión 1000BASE-T de 4 pares».
Para CATV y otras aplicaciones de vídeo, el Departamento de Servicios Públicos de Rock Hill es capaz de soportar hasta cuatro televisores desde una sola toma. «Al eliminar las tomas adicionales y gran parte del cableado coaxial para vídeo, pudimos reducir los costes de mano de obra a la mitad», afirma Roof. «Con las tomas de categoría 7A, tampoco tenemos que preocuparnos cuando tenemos que cambiar a la gente de sitio. Es tan sencillo como usar cables de conexión diferentes». Con cables hechos a medida, incluso pudieron dar soporte a su sistema telefónico digital existente que requería un cable cruzado
El Departamento de Servicios Públicos de Rock Hill acabó instalando 480 tomas de categoría 7A en el edificio administrativo, 203 en el taller y 42 en el almacén. «El sistema ya está en marcha y, si tuviera la oportunidad de volver a hacerlo, elegiría el mismo sistema y utilizaría el cable compartido», afirma Roof.
Aún más para compartir
La categoría 7A ofrece ventajas adicionales además de la capacidad de compartir cables. Gracias a su diseño totalmente apantallado, el cable de categoría 7A ofrece un mayor rendimiento que el cableado de categoría inferior de par trenzado no apantallado (UTP). A frecuencias más altas, el uso de pares apantallados individualmente elimina prácticamente la diafonía interna entre pares y la diafonía externa entre cables, tanto a lo largo del recorrido del cable como entre conectores en la zona de trabajo y en el armario de telecomunicaciones. Por tanto, es capaz de soportar aplicaciones de 10 Gb/s sin prácticas de mitigación adicionales como las que suelen ser necesarias cuando se utiliza cableado UTP.
El apantallamiento trenzado exterior del cable proporciona resistencia adicional y una vía de baja impedancia a tierra. El apantallamiento exterior capta el ruido de baja frecuencia procedente de fuentes externas y lo conduce eficazmente a tierra, proporcionando una resistencia superior a las interferencias electromagnéticas y a las interferencias de radiofrecuencia (EMI/RFI) habituales en diversos entornos, como instalaciones sanitarias e industriales.
Aunque la categoría 8 puede estar ahora en el horizonte, la categoría 7A es un sistema existente basado en normas que ofrece las ventajas de compartir cables, mayor capacidad de ancho de banda e inmunidad EMI/RFI a más de 100 metros. Hasta 1000 MHz, los límites de rendimiento propuestos para la categoría 8 no cumplen actualmente los especificados para la categoría 7A. ISO/IEC ya está mirando hacia el futuro del cableado totalmente apantallado. La tercera edición de la norma IEC 61076-3-104, que está a punto de finalizar, ampliará las prestaciones del conector no tipo RJ de categoría 7A de la norma IEC 61073-3-104 hasta 2 GHz, la misma frecuencia propuesta provisionalmente para la categoría 8.
Hasta que no se finalicen las capacidades de procesamiento de señales de una aplicación Ethernet de 40 Gb/s (40GBASE-T) y se puedan realizar análisis más avanzados y representativos de la vida real, es demasiado pronto para garantizar la distancia de soporte de la aplicación 40GBASE-T para cualquier medio. Sin embargo, parece que un sistema totalmente apantallado con el conector no RJstyle y su exclusivo diseño de cuadrante aislado proporcionará en última instancia cierto soporte para la próxima generación de velocidades de 40 Gb/s, al tiempo que ofrecerá la innovadora capacidad de compartir cables. La categoría 7A basada en estándares ya está aquí y para quedarse.
