Mayor Ahorro con Blindaje - Costos Ocultos de los Sistemas UTP Categoría 6A

Aunque los sistemas de cableado de cobre UTP han sido la norma de facto durante años en muchos mercados, las soluciones apantalladas y completamente blindadas han sido las más utilizadas en otros. Con el aumento de ancho de banda para transmisiones de 10 Gb/s, la longitud total del canal permitida por las normas ha disminuido para instalaciones categoría 6, mientras que el diámetro del cable para sistemas UTP categoría 6 aumentada (6A) ha incrementado. Al considerar los costos de instalación de sistemas UTP, el cálculo debe incluir no sólo el cable y los componentes; sino también la canalización y los espacios a través de los cuales se tenderá el cable.

Acerca de las Normas

En transmisiones de 10 Gb/s, la diafonía exógena (alien crosstalk), definida como ruido de cable a cable, es una perturbación importante para el sistema. Si se retira una parte de la cubierta de un cable de par trenzado, se podrá observar que cada par tiene un índice de trenzado distinto. Esos índices de trenzado variables reducen la interferencia generada por el ruido de acoplamiento entre pares bajo la cubierta. Sin embargo, si se tienen varios canales de cable tendidos uno al lado del otro, los pares de igual color (por ejemplo azul/blanco) tendrán la misma configuración de trenzado que el mismo par del cable adyacente. A frecuencias más altas, esos pares interferirán entre sí a través de lo que se denomina diafonía exógena (alien crosstalk). Como este fenómeno no se puede modelar y en consecuencia no se puede cancelar a través de procesamiento de equipo activo, hay que mitigarlo a través del diseño del cable y prácticas de instalación.

El cable aprobado para transmisión de10 Gb/s incluye hasta 55 metros para categoría 6 (utilizando técnicas de mitigación en la instalación), 100m para categoría 6 aumentada UTP o F/UTP (apantallado) y 100 m para categoría 7A/clase FA S/FTP (totalmente blindado). El cableado categoría 6 aumentada UTP tiene un diámetro permitido de 9 mm (0.354 in) a diferencia del cableado de categoría 6 que tiene un diámetro de 6.35 mm (0.250 in). Entre ambos se encuentran los sistemas de categoría 7A/clase FA y categoría 6 aumentada F/UTP que tienen un diámetro promedio de 8.38 mm (0.330 in) y 6.73 mm (0.265 in) respectivamente. A pesar de que en primera instancia parece no ser una diferencia importante entre diámetros, sí genera una diferencia muy significativa en instalaciones grandes donde la canalización y los espacios son de gran importancia

Para soportar 10 Gb/s sobre 55 m con un sistema de categoría 6, hay varios métodos que se tratan en la TIA TSB-155 para mitigar la diafonía exógena; que incluyen por ejemplo cambiar a patch cords blindados, deshacer manojos de cable en los primeros y últimos 15 metros del canal de cableado, proporcionar separación de puertos para puertos energizados (es decir, permitiendo sólo que los puertos nones sean energizados para trabajar a 10 Gb/s); entre otros métodos. Eso origina más trabajo y la posibilidad de un aumento en los costos de materiales para lograr alcanzar el mismo rendimiento de transmisión que los sistemas de desempeño superior. Cuando ya existen canales categoría 6, cualquier canal de más de 55 metros (180 ft) cuya diafonía exógena no se pueda atenuar a través de los métodos de mitigación; deberá ser reemplazado, aumentando así el costo total de propiedad sobre el sistema original.

Tanto en la norma TIA como en la ISO, los pasos considerados para la atenuación de la diafonía exógena son esencialmente iguales e involucran el mismo componente costoso - la mano de obra. En muchos casos, precisarán también un cambio de conectores, patch cords y bloques de conexión cruzada, aumentando tanto la mano de obra como los costos del material. Es importante observar que los cables categoría 6A aumentada utilizan un mayor diámetro que incrementa la separación entre pares individuales con otros cables para reducir la diafonía exógena. Los sistemas apantallados (F/UTP) y blindados (S/FTP) evitan la diafonía exógena mediante el blindaje de cables. Aunque el mayor desempeño y el menor costo de propiedad se dan con la categoría 7A/clase FA, ya que no requiere de costosos procedimientos de mitigación y proporcionan un ciclo de vida útil más largo por su compatibilidad con aplicaciones de más de 10 Gb/s, algunas empresas todavía prefieren mantener su planta instalada categoría 6 o usar sistemas sin blindaje. Con el objetivo de evaluar eficazmente los distintos sistemas, hay que realizar un análisis del costo total de la propiedad para determinar los costos adicionales, no sólo de mano de obra; sino también los derivados de la preparación de canalizaciones y espacios. En particular, los sistemas UTP , F/UTP y S/FTP serán examinados junto con sus canalizaciones y espacios.

Índices de Llenado

Un índice de llenado se refiere a la cantidad de cableado que se puede tender en una canalización o espacio. Para conservar las garantías en materiales ignífugos y para reducir el efecto de diafonía exógena, estos índices se deben mantener de acuerdo con las normas. Para diámetros de cable más grandes, como los permitidos en los diseños UTP de categoría 6 aumentada, el número de cables permitidos en un espacio concreto disminuirá y en muchos casos se requerirán canalizaciones y espacios más grandes. En algunas jurisdicciones en las que todo el cableado debe pasar por conductos debido regulaciones locales, los costos de construcción iniciales y de actualización pueden aumentar de manera significativa. Para áreas en paredes de oficinas donde hay que proporcionar canaletas, se necesitarían conductos de tamaño más grande para los nuevos sistemas 6A UTP.

En la siguiente tabla se muestran tamaños y áreas comerciales de los conductos.

Tabla 1: Áreas y tamaños comerciales de los conductos

El tamaño del conducto se expresa según el tamaño comercial en pulgadas o milímetros. El área es el área interna que puede ser ocupada por cables. Se recomienda usar un índice de llenado de 40% para los tendidos iniciales para dejar espacio para nuevos tendidos futuros. La fórmula para calcular el índice de llenado es la siguiente:

Los codos o curvaturas también se deben tener en cuenta y afectan directamente la capacidad del conducto. Se debe incluir un factor de reducción del 15% por cada codo para asegurar que la tensión de jalado no se vea afectada de modo importante. En consecuencia, un tendido de conducto con un 40% de llenado y 3 codos estaría limitado a una capacidad calculada de:

100%-15%-15%-15%= 55% ; 40% de llenado x 55% de capacidad = 22% de índice
de llenado disponible

Un tendido promedio de 15.2 m (50 ft) con tubo conduit de ¾ incluyendo mano de obra y perforaciones en madera, 3 codos y una tarifa de mano de obra promedio de U$33.86 por hora, costaría un total de U$903.63. Los precios se basan en el Craftsman National Estimator (Estimador Nacional de Trabajadores Especializados - USA). Para acomodar dos cables categoría 6A UTP de mayor diámetro, se tendría que aumentar el tamaño a un conducto de 25 mm (1.0 in) El costo de mano de obra y materiales para un tamaño de 25 mm (1.0 in) es de U$1,163.62 para el mismo tendido de 15.2 m (50 ft). El incremento en el diámetro del conducto y la mano de obra no es necesario para categoría 6 aumentada F/UTP. Estas cifras no incluyen cableado ni conectividad, sólo el conducto. En resumen, en cada área de trabajo se necesita un incremento al costo de U$259.99 para acomodar en la canalización un diámetro mayor para un canal de cableado categoría 6A UTP. Una red promedio tiene 1000 puertos, aumentando los costos de construcción en U$259,990.00 sin incluir cableado ni conectividad.

Si se incluyen materiales de cableado y conectividad para los mismos tendidos de 15.2 m (50 ft) (considerando 2 puertos por área de trabajo, precio promedio de cable plenum, venta minorista), en la siguiente tabla se muestra el ahorro partiendo de una red de 1000 nodos con dos puertos por área de trabajo. El precio del canal incluye patch panel, salida de área de trabajo, mano de obra de instalación/terminación y un patch cord de 3 metros en cada extremo

Tabla 2: canales 15.2 m (50 ft)

Resulta claro ver que las canalizaciones y espacios se convierten en un factor importante en el costo global de infraestructura. La categoría 6A F/UTP proporciona un ahorro de U$169,010.00 respecto a su contraparte UTP. Nota: El cable plenum puede no requerirse si el cableado está dentro de un conducto. Es necesario consultar los reglamentos locales para conocer los requisitos. Aunque la cantidad de dinero total puede cambiar si no se utiliza cable plenum, esto aplicaría a todos los canales y no a las canalizaciones. También se puede ver que la categoría 7A/clase FA es aproximadamente igual a la categoría 6A si se consideran las canalizaciones. Sin embargo, los sistemas categoría 7A/clase FA ofrecen la capacidad de manejar aplicaciones que van más allá de los 10 Gb/s.

En áreas en las que no se usan conductos y la canalización consiste en bandejas de cables, escalerillas, o ganchos "J", se debe incluir el mismo nivel de aumento en el espacio de la canalización en el cálculo global de los costos de instalación. Se recomienda que la bandeja tenga un 50% de índice de llenado y que se considere el diámetro y el peso del cable (según especificaciones que varían de acuerdo al fabricante) para la escalerilla . Lo mismo se aplica a los ganchos "J". Además de los espacios en las instalaciones, podría ser necesario incrementar la capacidad de la administración de alambre en racks ya existentes.

Otra ventaja de los sistemas categoría 7A/clase FA como el TERA® de Siemon, es la posibilidad de correr varias aplicaciones sobre el mismo canal, conocido habitualmente como uso compartido del cable (cable sharing). Dos canales TERA pueden proporcionar una aplicación de alta velocidad de 4 pares y cualquier combinación de aplicaciones de 1 y 2 pares de la tabla que aparece a continuación. El uso compartido de cable se facilita a través del uso de patch cords de 1 y 2 pares (no hay que confundir con acción de dividir los pares por detrás de la placa frontal en tomas separadas). Esta capacidad maximiza todavía más el espacio de canalización al combinar varias aplicaciones sobre un solo cable de 4 pares, contrario a correr cables individuales de 4 pares para cada aplicación.

Tabla 3: Aplicaciones y uso de pares

Acerca de la Conexión a Tierra

Aunque la reducción de costos obtenida con un sistema apantallado o blindado puede ser significativa, la perspectiva de instalar un sistema que necesita pasos adicionales para conectar a tierra puede causar preocupación en mercados en los que el cable UTP es el medio más utilizado. En la época del cableado Tipo 1 de IBM, muchos sistemas no se conectaban a tierra, estaban mal conectados o conectados a diferentes puntos dentro de una red. En la actualidad, se han resuelto los viejos misterios de conexión a tierra. Los nuevos conectores blindados o apantallados terminan automáticamente el blindaje del cable durante la terminación, sin pasos adicionales. Después los conectores se insertan en un patch panel donde se establece el contacto con una barra de tierra integrada.

Figura 1: Conexión a tierra integrada en el conector

Hay una simple lengüeta de conexión a tierra detrás del patch panel que termina en la Barra de Conexión a Tierra para Telecomunicaciones (TGB por sus siglas en inglés) que ya debe existir.

La mayoría de los electrónicos activos más recientes, necesitan tanto conexión a tierra eléctrica como de chasis. Las escalerillas, las bandejas de cable y otros componentes también deben estar conectados y unidos a tierra.

Actualmente existen normas (ANSI-J-STD- 607) para conexión a tierra y con la nueva conectividad que ofrece la capacidad de ser auto-terminada a tierra desde muchos puertos a un punto único, los costos y la complejidad de la conexión a tierra en estos sistemas se reduce en gran medida.

Los sistemas apantallados y blindados no son tan extraños como la gente cree. Si se observan los dispositivos electrónicos activos, todos están blindados. El blindaje que rodea a cada puerto en un switch, router o tarjeta de interfaz de red está ahí porque los fabricantes de dispositivos electrónicos saben desde hace años que la conexión a tierra disminuye en sus componentes algunas cuestiones relacionadas con el ruido. Los viejos paradigmas deben ser eliminados.

Resumen

Independientemente del costo de la mano de obra o de las normas que se sigan, los sistemas apantallados o blindados pueden proporcionar importantes beneficios en costos, a la vez que permiten mayor ancho de banda y velocidad de las aplicaciones. En cualquier sistema, el cableado representa una pequeña porción de la red global. El incremento en el costo de la canalización y el espacio junto con los costos de mitigación para sistemas categoría 6 ya existentes pueden anular cualquier ahorro obtenido en los componentes del cableado. Los espacios de canalizaciones adicionales pueden causar que un sistema categoría 6A UTP sea más caro que los sistemas categoría 6A F/UTP. En los casos donde se tenga que actualizar el cableado, será mejor optar por un sistema categoría 6A apantallado debido al menor diámetro del cable.

Las conexiones a tierra son una tarea fácil cuando se hace adecuadamente y solamente implica una conexión adicional a un sistema de conexión a tierra que ya debe existir. Por supuesto, la selección del sistema de cableado dependerá de sus preferencias, pero tenga en cuenta que el objetivo es disponer de un sistema que funcione por 10 ó 20 años, dependiendo de las necesidades de su red; y recuerde que cada vez que tenga que volver a actualizar el sistema, aumenta el costo total de propiedad, en particular cuando se añade mano de obra una y otra vez.

La familia de productos de cableado de cobre para 10G de Siemon, incluye las soluciones Z-MAX 6A UTP, Z-MAX 6A F/UTP y TERA, las cuales representan la línea más completa de soluciones punta a punta con capacidad de 10 Gb/s. Todas las líneas Z-MAX 6A y TERA de Siemon cumplen o superan los requisitos de la norma 10GBASE-T, incluyendo la diafonía exógena. Si desea una descripción completa de todos los sistemas, visite www.siemon.com.


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