Alcance extendido: ficha técnica

Antes de hablar sobre cómo resolver el problema, entendamos un poco mejor. ¿Por qué hay exactamente un límite de 100 m?

La limitación de distancia de 100 m, según se codifica en los estándares de la industria (es decir, ANSI/TIA-568, ISO 11801 y otros estándares de cableado para edificios comerciales), se basa en las limitaciones eléctricas del cableado de cobre de par trenzado. A medida que la señal viaja de un extremo del cable al otro, su resistencia se ve afectada por ciertos parámetros, principalmente la pérdida de inserción. Cuanto más largo sea el cable, mayor será la pérdida de inserción. Basándose en estos parámetros de rendimiento, la industria estandarizó en la distancia de 100 m. 

La limitación de distancia representa el peor de los casos para una aplicación y longitud dadas cuando se conduce una señal a la frecuencia máxima del cable. Supone un canal de cuatro conectores que utiliza un cable troncal de 90 m y un cable de conexión de 5 m en cada extremo.

El límite se estandarizó en la década de 1990 y ha resistido la prueba del tiempo incluso cuando las aplicaciones de mayor frecuencia y las nuevas construcciones de cables han entrado en el mercado. En ese tiempo, los proveedores de equipos de red optimizaban los costes de sus transceptores en función del límite de 100 m, lo que lo consolidaba aún más como el límite de distancia aceptado. 

¿Por qué tener solo un estándar de distancia?

Es interesante tener en cuenta que el límite de 100 m se aplica a todas las categorías de cable, desde la Categoría 2, introducida en 1991, hasta la Categoría 7A, que debutó en 2010 como trampolín a 40 Gbps. Las capacidades de las diversas generaciones de cableado de categoría han aumentado constantemente, pero la limitación de distancia se ha mantenido constante. ¿Por qué no desarrollar estándares para cada generación de categoría Ethernet? La respuesta sencilla es que el uso de un cable de categoría superior en las mismas aplicaciones amplía la distancia admitible en solo unos pocos metros como mucho. Pero hay más que eso.

Tener un estándar diferente para cada categoría de cable proporciona beneficios marginales; sin embargo, no hacerlo crea múltiples oportunidades. La estandarización a 100 m para todos los tipos de cables proporciona un objetivo uniforme para los fabricantes y arquitectos de instalaciones involucrados en la planificación del piso, y elimina la necesidad y el costo de probar y certificar cada tipo de cable según un estándar diferente. Además, permite a los clientes mezclar y combinar cableado de diferentes fabricantes y garantiza la interoperabilidad con equipos de red activos. 

El efecto de la aplicación y el entorno 

Si bien el tipo de cable tiene un efecto mínimo en las distancias soportables, la aplicación tiene un efecto mayor. Un buen ejemplo es la alimentación a través de Ethernet (PoE). Una aplicación PoE+ (PoE tipo 2) puede admitir hasta 30 vatios de potencia de más de 150 m. La distancia máxima depende de la velocidad requerida. Sin contar diseños especiales como los que requieren SYSTIMAX® GigaREACH (ver a continuación), la distancia horizontal máxima a 10 Mbps es de 185 m; a 100 Mbps cae a 150 m. Las condiciones ambientales como la temperatura de funcionamiento también tendrán un impacto en la distancia máxima soportable.

Dicho esto, el límite de canal de 100 m tiene un efecto significativo en la forma en que se diseñan e implementan las redes empresariales. Los administradores de red deben admitir más dispositivos ubicados más lejos de las fuentes de alimentación y tener la alta confianza de que funcionarán. Entonces, ¿cuáles son sus opciones?  

Otro enfoque es instalar un extensor PoE en línea entre el equipo y el dispositivo de la fuente de alimentación. Esto divide el canal en dos enlaces: uno a cada lado del extensor. Cada enlace puede abarcar 100 m, lo que permite a los diseñadores de redes duplicar la longitud del canal mientras se adhieren a los estándares.

Sin embargo, un extensor PoE (también conocido como “repetidor”) está sujeto a las limitaciones de potencia y ancho de banda de la tecnología PoE y el medio de cable utilizado. Esto significa que sigue necesitando alimentación local y está limitado al número de dispositivos que puede admitir. Un extensor PoE también requiere espacio dedicado y, sin un seguimiento cuidadoso y documentación de ubicación, la gestión y la resolución de problemas pueden ser difíciles. 

Una tercera opción para suministrar energía y datos más allá del límite de 100 m es simplemente usar un enlace de cableado de par trenzado más largo. Aunque este método no es compatible con los estándares de cableado, es posible utilizar los estándares de aplicación junto con la comprobación de aplicaciones para crear un enlace fiable. Los estándares de aplicación ayudan a los diseñadores de redes a medir si una aplicación específica puede ejecutarse en un segmento de enlace, independientemente de los componentes de cableado utilizados y la distancia atravesada. 

Para obtener un análisis más detallado de este enfoque y el uso de estándares de aplicación y  pruebas de aplicación, consulte este artículo de Cabling Installation & Management.

La solución de par trenzado ampliado, minuciosamente examinada e instalada correctamente, admite la gestión centralizada y la entrega eficiente de PoE, al tiempo que reduce el número de componentes de enlace y proporciona conectividad e instalación RJ45 familiares.

La infraestructura UTG permite una gama de capacidades de red existentes y de próxima generación, desde aplicaciones estandarizadas como puntos de acceso (AP) Wi-Fi conectados o teléfonos IP, hasta aquellas con necesidades que van más allá de los estándares, como distancia extendida, potencia y ciberseguridad. 

Algunos ejemplos de aplicaciones de UTG son:

• Automatización del control ambiental de edificios
• Supervisión y vigilancia de la seguridad
• Sistemas de señalización digital
• Aplicaciones PoE mejoradas
• Dispositivos y sensores IoT
• AP Wi-Fi
• Dispositivos VoIP 

Los organismos de normalización tardarán tiempo en alcanzar el rendimiento de alcance extendido de la plataforma de infraestructura UTG. Por lo tanto, CommScope ha trabajado junto con Anixter, UL y otros expertos en tecnología de terceros para validar todas las afirmaciones de rendimiento. Estos esfuerzos han dado como resultado estándares de rendimiento específicos de UTG y soluciones de cableado de infraestructura con clasificación UTG. Juntos, admiten diversas aplicaciones, sistemas y dispositivos en una red común.

Todos los requisitos de rendimiento y las clasificaciones de UTG se prueban y verifican de forma independiente por los laboratorios de UL para garantizar y diseñar aplicaciones de forma óptima en una única plataforma de construcción. Los resultados se basan en pruebas de aplicaciones definitivas en el mundo real y protocolos de pruebas exclusivos de UTG. Basándose en las pruebas de UL, las soluciones UTG de CommScope superan al cableado no UTG.

Los clientes que implementan soluciones de infraestructura UTG disfrutan de un nivel similar de soporte de aplicaciones disponible a través del programa de garantía de aplicaciones SYSTIMAX de CommScope. Este soporte proporciona las capacidades de diseño y el rendimiento que ayudan a los propietarios de edificios y a las empresas a migrar con confianza. De hecho, el programa UTG es altamente complementario con el programa de garantía de aplicaciones SYSTIMAX, y creemos que podemos desarrollarlo para ampliarlo más allá de lo que admitimos actualmente.  

CommScope continúa centrándose en la innovación y la mejora continua, invirtiendo casi $200 millones en I+D, incluidas las inversiones en nuestras soluciones SYSTIMAX. Estas inversiones, combinadas con un programa de verificación de UL para validar tecnologías emergentes y mejoradas, brindan a nuestros clientes la satisfacción de saber que sus productos y soluciones CommScope son realmente los mejores de su clase. 

 

Para obtener más información sobre la cartera de infraestructura UTG de CommScope:

Guía de aplicación: Infraestructura de grado de servicio (UTG)

Folleto: Soluciones de utility grade infrastructure

La pérdida de inserción (atenuación), la reducción de la intensidad de la señal eléctrica a medida que se propaga a lo largo de la ruta de transmisión, está presente en todos los tipos de medios. Determina la distancia máxima sobre la que se puede resolver una señal transmitida y, por lo tanto, la distancia máxima que se pueden separar dos dispositivos mientras se mantiene la comunicación.

Normalmente expresado en decibelios por unidad de longitud (p. ej., dB/1000 pies), la pérdida de inserción es una medida de cuánto se debilita o reduce la amplitud de la señal a medida que la señal atraviesa el cable. También aumenta a medida que aumenta la temperatura de funcionamiento del cable.

En un alambre de cobre, la pérdida de inserción se debe a dos factores principales:

La pérdida de cobre está relacionada con el grosor del conductor de cobre del cable; cuanto más grueso es el conductor, menor es la pérdida de inserción. Aunque puede reducir la pérdida de inserción aumentando el tamaño del conductor, eso aumentaría los costes de cableado y reduciría sus opciones para acoplar correctamente el conductor a los conectores y/o enchufes correctos. En realidad, un conductor sobredimensionado es innecesario para la gran mayoría de las instalaciones que tienen menos de 100 m de longitud.

La pérdida dieléctrica (disipación) está relacionada con las propiedades de pérdida eléctrica del aislamiento y revestimiento del cable. La elección de estos materiales afecta a la pérdida de inserción y al rendimiento del cable durante las pruebas de seguridad, como las que caracterizan la inflamabilidad y la liberación de humo. Las compensaciones entre el rendimiento eléctrico y el de seguridad a menudo dictan los materiales necesarios, lo que puede complicar el cumplimiento de las normas de seguridad regionales, como las de los entornos con clasificación plenum y con clasificación de baja emisión de humo y cero halógenos (LSZH).

Es importante tener en cuenta que hay otros factores, como la resistencia y el calor, que pueden influir en la pérdida de inserción. Por ejemplo, la pérdida de inserción máxima permitida para la categoría 6A (a 500 MHz) es de 42,8 dB, en comparación con la categoría 6 (a 250 MHz), que es de 31,1 dB. Por este motivo, los enlaces que implican cables de calibre más pequeño con más resistencia, y donde la temperatura ambiente es superior a 20 °C (68 °F), pueden requerir una reducción de la longitud. Cuanto mayor sea la pérdida de inserción, más corto debe ser el alcance para que una señal en el extremo más lejano del enlace sea comprensible. Esta es una razón clave por la que la pérdida de inserción tiene un impacto tan importante en la distancia soportada.

El retardo de propagación es el tiempo necesario para que una señal iniciada en un extremo del canal se reciba en el extremo opuesto. En el cableado de par trenzado, este intervalo de tiempo se ve afectado por la longitud del cable y la frecuencia de funcionamiento (anteriormente discutida), así como por un tercer factor: velocidad nominal de propagación (NVP). NVP es una medida relativa de la velocidad de la señal en comparación con la velocidad de la luz en un vacío (c). Los cables de cableado estructurado típicos muestran un NVP de 0.6 c a 0.9 c, lo que significa que la señal viaja a un 60–90 % de la velocidad de la luz en un vacío.

La NVP máxima de un cable está dictada, en parte, por características físicas como el número y la tirantez de los giros en un par de hebras. A medida que aumenta el número de pares trenzados en un haz de cables, también aumentan las posibilidades de disparidades en los giros entre pares. La diferencia en las velocidades de propagación entre los pares más rápidos y más lentos se conoce como “desviación del retraso de la propagación”. A medida que crece la desviación del retardo de propagación, más dificultad tiene el equipo de red para leer la señal. Las longitudes de cable extendidas pueden exacerbar este problema.   

Cuando comparamos los rendimientos de las diferentes categorías a la luz de los parámetros mencionados anteriormente, es fácil entender la ventaja de la categoría 6A cuando necesitamos ir más lejos que los 100 m estándar:

• A 100 MHz, la categoría 5e tiene una pérdida de inserción máxima de 24 dB, mientras que la categoría 6 es de 21,3 y la categoría 6A es de 20,9 (según las especificaciones del canal TIA). Hay que recordar; Cuanto menor sea el dB para la pérdida de inserción, mejor.  
• El calibre de cable y cuerda común de 6A es más grande (más grueso) que para otras categorías, lo que mejora los parámetros de pérdida de inserción, resistencia y SNR.
• El calentamiento de cables es menor para 6A cuando se transmite la misma corriente y vataje para fines PoE, lo que hace posibles paquetes de cables más grandes.
• Como se mencionó anteriormente, las soluciones 6A de primera clase se ajustan cuidadosamente para proporcionar una menor reflexión de la señal.
• Todas las ventajas anteriores, combinadas con el rendimiento inherentemente superior para la diafonía exógena, hacen de Cat 6A la elección perfecta.