Infine, vengono esaminati diversi test condotti in laboratori indipendenti per verificare la fattibilità del cablaggio UTP in ambienti come i data center, dove è già in uso il 10GBASE-T, e la necessità di un cablaggio ad alte prestazioni per applicazioni di nuova generazione come NGBASE-T (40 Gbps).
Introduzione:
I sistemi di cablaggio strutturato a doppino intrecciato sono puramente passivi; pertanto, di per sé, non generano alcun tipo di segnale elettromagnetico. Tuttavia, quando collegati ad apparecchiature elettroniche che formano una rete di comunicazione per la trasmissione di voce, dati e immagini, possono diventare sistemi che irradiano nell'ambiente in cui sono installati.
Inoltre, i segnali che viaggiano attraverso questi cavi possono essere influenzati anche dalle radiazioni elettromagnetiche provenienti da altri sistemi.
L'avvento di applicazioni ad altissima velocità, come il 10GBASE-T, implica che le frequenze di trasmissione utilizzate siano molto più elevate di quelle considerate finora. Ciò può generare alcune preoccupazioni nel settore, in quanto, da un lato, il sistema di cablaggio rappresenta una minaccia per altre apparecchiature o dispositivi e, dall'altro, per supportare queste elevate velocità e frequenze, saranno necessari solo sistemi schermati. Questo documento illustrerà la fattibilità dell'utilizzo di sistemi non schermati per le applicazioni attuali, incluso 10GBASE-T, e affronterà anche la necessità di iniziare a utilizzare sistemi schermati per far fronte all'arrivo delle applicazioni 40G.
Compatibilità elettromagnetica (EMC): 
negli Stati Uniti, la Federal Communications Commission (FCC) specifica i limiti di radiazione per le apparecchiature e i sistemi di rete in due classi: Classe A per il funzionamento in ambienti commerciali e Classe B per il funzionamento in ambienti residenziali. I limiti per ciascuna classe sono specificati nella tabella seguente
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In Europa, i paesi appartenenti all'Unione Europea hanno adottato lo standard IEC CISPR-22 (International Special Committee on Radio Interference), che prevede anche le classi A e B e specifica una procedura di prova e limiti di emissione molto simili ai requisiti stabiliti dalla FCC Parte 15, Sottoparte B.
Pertanto, tutti i prodotti e i sistemi commercializzati nell'ambito dell'Unione Europea devono essere conformi ai requisiti della Direttiva sulla Compatibilità Elettromagnetica 89/336, che specifica due requisiti essenziali:
- Il dispositivo o il sistema non deve interferire con apparecchiature radio o di telecomunicazione
. - Il dispositivo o il sistema deve essere immune ai disturbi elettromagnetici dovuti a sorgenti quali trasmettitori a radiofrequenza o altre apparecchiature simili. 
Tipi di rumore e accoppiamento
Esistono fondamentalmente due tipi di rumore su un cavo:
• Rumore di modo comune (CM)
• Rumore di modo differenziale (DM)
La figura seguente illustra i due meccanismi di accoppiamento del rumore a un ricevitore: rumore indotto da un campo elettromagnetico esterno e rumore condotto da anelli di massa esterni. La tensione di accoppiamento di modo comune (VCM) è funzione dell'intensità del campo elettrico (E) e dell'area della spira formata da un conduttore di lunghezza (l) sospeso ad un'altezza media (h) rispetto al piano di terra. Pertanto, l'installazione del cavo in prossimità del piano di terra può avere un effetto significativo sulla riduzione dell'accoppiamento del rumore di modo comune indotto.
Per quanto riguarda il rumore condotto (Vg), esso è dovuto alla differenza di potenziale del sistema di messa a terra tra l'area di lavoro e la sala telecomunicazioni, che si verifica principalmente nei sistemi schermati (i sistemi non schermati non hanno elementi metallici ad eccezione delle coppie stesse). Se la coppia è bilanciata, le correnti di rumore che scorrono in ciascun conduttore sono di uguale intensità e scorrono nella stessa direzione. È noto che correnti uguali che scorrono in ciascuna metà di un avvolgimento primario producono tensioni opposte nell'avvolgimento secondario, annullandosi a vicenda all'ingresso del ricevitore.
A seconda del grado di squilibrio nel cablaggio (solitamente dovuto a problemi di installazione), una parte del segnale di rumore di modo comune viene convertita in un segnale di modo differenziale che passa direttamente al ricevitore. La perdita di trasferimento per conversione longitudinale (LCTL), misurata in dB, è una misura della conversione del rumore di modo comune in rumore di modo differenziale dovuta allo squilibrio del cablaggio.
Evoluzione delle applicazioni e dei sistemi di cablaggio a doppino intrecciato
Così come l'industria dei dispositivi attivi e le applicazioni di trasmissione dati negli ambienti aziendali si sono evolute da basse velocità di trasmissione (10BASE-T) a velocità di trasmissione molto elevate (10GBASE-T e 40GBASE-T), è stata necessaria anche un'evoluzione dei sistemi di cablaggio che supportano le varie applicazioni, richiedendo maggiore larghezza di banda e robustezza contro le interferenze, il rumore interno ed esterno, ecc.
Ogni generazione di interfacce Ethernet utilizza protocolli di segnalazione più efficienti e sistemi di elaborazione del segnale migliorati, che mitigano o compensano le caratteristiche intrinseche dei sistemi di cablaggio a doppino intrecciato all'aumentare della frequenza di trasmissione, come NEXT o la perdita di ritorno (RL).
Anche i sistemi di cablaggio a doppino intrecciato hanno notevolmente migliorato le loro caratteristiche tecniche, soprattutto in termini di larghezza di banda. Mentre le applicazioni 10BASE-T potevano operare su cavi di Categoria 3 utilizzando solo due coppie, il 100BASE-TX (Fast Ethernet) richiede un sistema di Categoria 5, anch'esso con solo due coppie. Il 1000BASE-T (Gigabit Ethernet) necessita di utilizzare tutte e quattro le coppie disponibili, in Categoria 5E, sebbene la Categoria 6 sia fortemente raccomandata a causa del margine NEXT limitato offerto dalla Cat5E in relazione ai requisiti di larghezza di banda, in particolare il NEXT richiesto dal Gigabit Ethernet. Il Gigabit Ethernet utilizza la segnalazione bidirezionale o la trasmissione full-duplex, il che significa che le interfacce necessitano di cancellatori di eco (NEXT) a entrambe le estremità.
L'avvento del 10GBASE-T rende necessario l'utilizzo di un nuovo sistema di cablaggio a doppino intrecciato Cat6A, con una larghezza di banda di 500 MHz e lunghezze massime di 100 m.
Lo standard 10GBASE-T ha una velocità di trasmissione dati, o Symbol Rate, di 800 Mega-Simboli al secondo (MSPS), che, rispetto ai 125 MSPS di Gigabit Ethernet, rappresenta un aumento di 6,4 volte della velocità di trasmissione. Anche il numero di bit per simbolo è aumentato, passando da 2 bit in Gigabit Ethernet a 3,25 bit in 10GBASE-T.
In termini di frequenze di trasmissione massime, Gigabit Ethernet utilizza frequenze intorno agli 80 MHz, mentre 10GBASE-T richiede frequenze superiori a 400 MHz. Questo significativo aumento delle frequenze di trasmissione significa che le applicazioni 10GBASE-T sono molto più vulnerabili alle interferenze elettromagnetiche (EMI) e, pertanto, il sistema di cablaggio che supporta queste applicazioni deve essere molto robusto contro EMC ed EMI. 
La tabella seguente elenca le applicazioni Ethernet che utilizzano cavi a doppino intrecciato e la categoria consigliata per ciascuna implementazione.
Sebbene il rumore o i disturbi presenti nell'ambiente di installazione e l'interferenza interna generata in ciascun cavo a doppino intrecciato siano molto simili per 1000BASE-T e 10GBASE-T, l'eliminazione del rumore è molto più difficile nelle applicazioni 10GBASE-T rispetto a Gigabit Ethernet a causa della maggiore frequenza di trasmissione utilizzata. Pertanto, le interfacce 10GBASE-T devono eliminare il seguente rumore:
- Eco: il segnale trasmesso dal trasmettitore e ricevuto o riflesso nello stesso punto.
- NEXT: interferenza tra coppie sullo stesso cavo all'estremità trasmittente.
- FEXT: interferenza tra coppie sullo stesso cavo all'estremità ricevente.
- ANEXT: interferenza proveniente da cavi adiacenti. 
La figura seguente mostra tutti questi rumori o interferenze prodotti sul canale di trasmissione utilizzando 10GBASE-T o qualsiasi altra applicazione full-duplex.
Tra tutti questi disturbi, il più importante e critico è il crosstalk esterno, ovvero l'interferenza prodotta da cavi adiacenti che condividono lo stesso condotto. Questo accade perché altri rumori possono essere cancellati dalle interfacce tramite tecniche di elaborazione, ma la diafonia esterna non può essere eliminata a causa della sua bassa correlazione.
Pertanto, è necessario utilizzare sistemi di cablaggio a doppino intrecciato Cat6A che attenuino o riducano al minimo questa interferenza. Questo rumore può essere ridotto o eliminato tramite una torsione più stretta, aumentando il diametro del cavo in modo che l'interferenza sia meno pronunciata sulla distanza, oppure schermando i cavi. Lo standard 10GBASE-T, noto anche come IEEE 802.3an, dispone anche di una tecnica di mitigazione della diafonia esterna chiamata Power Back Off (PBO). Il PBO è una tecnica che, se il collegamento è corto e quindi l'attenuazione che offre non è molto elevata, riduce il livello di potenza di trasmissione.
Interferenze elettromagnetiche (EMI):
l'aumento del Symbol Rate nelle applicazioni 10GBASE-T e, di conseguenza, la frequenza di trasmissione più elevata utilizzata, fino a circa 400 MHz, rende questa applicazione altamente suscettibile alle sorgenti di rumore esterne. La figura seguente mostra diverse sorgenti di rumore che possono causare problemi nella trasmissione 10GBASE-T, nonché altre molto meno dannose, note come rumore fuori banda.
I segnali fuori banda possono produrre interferenze causate dalle loro armoniche, sebbene questo non rappresenti generalmente un problema significativo. Inoltre, l'uso di filtri da parte dei dispositivi di trasmissione, necessario per conformarsi alle normative EMC, riduce ulteriormente il problema al di fuori delle frequenze di trasmissione naturali.
I dispositivi le cui frequenze di trasmissione coincidono con quelle utilizzate in 10GBASE-T, ovvero i dispositivi con frequenze di trasmissione inferiori a 500 MHz, sono i principali responsabili da considerare. I segnali irradiati da questi dispositivi possono accoppiarsi nei cavi a doppino intrecciato come segnali di modo comune (CM). Inoltre, parte di questo segnale diventerà rumore differenziale condotto (CDR) che, a causa della sua mancanza di correlazione, non può essere eliminato dai DSP dell'interfaccia, causando errori nella trasmissione e decodifica dei simboli trasmessi.
10GBASE-T, cablaggio UTP Cat6A e suo comportamento rispetto alle interferenze elettromagnetiche (EMI).
Considerando il crescente utilizzo delle interfacce 10GBASE-T e la base installata esistente di cavi UTP Cat6A, SYSTIMAX e il laboratorio indipendente NTS (National Technical System), accreditato per eseguire misurazioni EMC/EMI secondo gli standard IEC 17025, hanno condotto uno studio sulla compatibilità elettromagnetica e sul comportamento del sistema di cablaggio a doppino intrecciato non schermato GigaSPEED X10D e di diverse tipologie e generazioni di schede 10GBASE-T. 
Sono stati eseguiti cinque test EMC per emissioni irradiate, immunità alle scariche elettrostatiche (ESD), immunità alle radiazioni, immunità al rumore a transizione rapida (EFT) e immunità condotta. Tutti i test hanno dato risultati positivi, come mostrato nella tabella.
Inoltre, sono stati creati e testati diversi scenari di trasmissione e interferenza elettromagnetica per osservare le prestazioni dell'applicazione 10GBASE-T su cablaggio UTP GigaSPEED X10D, in particolare per quanto riguarda BER, perdita di pacchetti e perdita di collegamento.
TEST 1: Combinazione di cavi Cat6 e Cat6A con trasmissione a 1000BASE-T e 10GBASE-T.
Esistono molteplici combinazioni di cavi di diverse categorie per applicazioni di vario tipo e velocità. Tuttavia, la più problematica è probabilmente la combinazione di cavi UTP Cat6 e Cat6A operanti a 1000BASE-T e/o 10GBASE-T. È stata utilizzata una configurazione 6:1, ovvero un cavo "vittima" circondato da sei cavi interferenti. L'obiettivo è verificare il tasso di errore di bit (BER) sul cavo "vittima". Secondo lo standard IEEE 802.3an, il BER in 10GBASE-T dovrebbe essere inferiore a 10⁻¹² per un periodo di tempo considerevole.
La Figura 1 mostra gli scenari testati, ottenendo un BER pari a zero in ciascun caso.
In base ai risultati del BER, non sono previsti problemi quando si combinano collegamenti GigaSPEED X10D operanti a 10GBASE-T con altri cavi di diverse categorie operanti a 1000BASE-T o 10GBASE-T. 
TEST 2: Verifica della perdita di pacchetti 10GBASE-T su cablaggio GigaSpeed X10D in un ambiente di interferenza reale.
Per questo test sono state utilizzate due generazioni di interfacce 10GBASE-T: una di prima generazione, ormai completamente obsoleta, e una di seconda generazione, attualmente la più diffusa. Walkie-talkie, telefoni cellulari e lampade fluorescenti sono stati avvicinati ai collegamenti installati per osservare la perdita di pacchetti che poteva essere causata da questi elementi interferenti.
I primi due test sono stati eseguiti avvicinando un walkie-talkie che trasmetteva a una frequenza di 147,5 MHz al cablaggio. Questo dispositivo è stato attivato ripetutamente e posizionato a 1 m di distanza dal cablaggio. Il risultato è stato che si è verificata una perdita di pacchetti sui collegamenti che utilizzavano schede di prima generazione, ma non si sono riscontrati problemi sui collegamenti che utilizzavano schede di seconda generazione.
Per determinare se le schede di seconda generazione potessero essere influenzate da altri dispositivi interferenti, il walkie-talkie è stato sostituito con un telefono cellulare che trasmetteva a 900 MHz e uno schermo a tubo fluorescente, posizionato direttamente al centro del cablaggio. In entrambi i casi non si è verificata alcuna perdita di pacchetti utilizzando schede di seconda generazione. 
TEST 3: Comportamento in presenza di EFT.
Il seguente test simula il comportamento del sistema di cablaggio e dell'applicazione in esecuzione su di esso quando lavorano in presenza di cavi di alimentazione contenenti rumore a transizione rapida (EFT). A tale scopo, un cavo di alimentazione è stato incollato a un cavo GigaSPEED X10D UTP e fissato in modo intrecciato, in modo che rimanesse completamente aderente per tutta la sua lunghezza. Un impulso EFT con le seguenti caratteristiche è stato iniettato sul cavo di alimentazione:
- Tensione: 2 kV
- Frequenza: 5 kHz
- Periodo: 300 ms
- Durata: 15 ms
- Tempo di salita: 5 ns ± 30%
- Larghezza dell'impulso: 50 ns ± 30%
- Impedenza di sorgente: 50 Ohm ± 20%.
La risposta è stata nuovamente verificata utilizzando un'interfaccia di prima generazione e una di seconda generazione. Il test è stato progettato per determinare se si verificava una perdita di collegamento o un guasto dovuto all'EFT durante la trasmissione di un file di 3,8 MB, ripetendo il test per almeno 60 secondi più volte consecutivamente. 
Il risultato è stato che quando l'impulso EFT è stato applicato all'interfaccia di prima generazione, si è verificata una perdita di collegamento e le interfacce si sono riavviate. Tuttavia, con le interfacce di seconda generazione, non si è verificato alcun problema di interferenza.
Di recente, il produttore di semiconduttori Intel ha condotto test simili per verificare le prestazioni delle interfacce 10GBASE-T X540 di nuova generazione integrate nelle schede madri dei server (LOM) e operanti su cavi Cat6A UTP GigaSPEED X10D. Queste interfacce di nuova generazione incorporano un meccanismo per ridurre le interferenze esterne indotte nel cavo, denominato "5° Canale". 
Sono stati utilizzati diversi dispositivi per indurre interferenze, tra cui telefoni cellulari iPhone 4 e HTC BlackBerry, nonché ricetrasmittenti Motorola XPR 6580 e MR350R.
I risultati ottenuti utilizzando le varie sorgenti di interferenza non hanno mostrato alcuna perdita di collegamento, il tasso di errore di bit (BER) è risultato sempre inferiore a 10⁻¹² e la perdita di pacchetti è stata pari a zero in qualsiasi scenario.
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Cablaggio schermato ed efficacia della schermatura
Quando si parla di cablaggio schermato, sorge spontanea una domanda cruciale: quanto è efficace la schermatura del cavo nel ridurre il rumore esterno? Rispondere a questa domanda è tutt'altro che semplice.
Il fattore di schermatura misura l'efficacia della schermatura in presenza di un campo elettromagnetico ed è definito come il rapporto tra la tensione indotta al ricevitore dopo l'introduzione della schermatura e la tensione indotta nello stesso punto prima della schermatura. 
Il fattore di schermatura può variare in base alla frequenza operativa, al tipo, allo spessore e alla geometria della schermatura, al metodo di collegamento della schermatura e ad altri fattori.
Per motivi di sicurezza legati alle scosse elettriche, il telaio delle apparecchiature terminali deve essere messo a terra e anche la schermatura del cavo deve essere messa a terra a entrambe le estremità, in modo che la schermatura protegga le coppie dai campi elettromagnetici esterni. Tuttavia, ciò crea anche la possibilità di rumore condotto a causa delle correnti di anello di terra. 
La figura seguente illustra le correnti di anello di terra causate dalle differenze di potenziale tra le estremità di terra.
Al contrario, se la messa a terra è presente solo a un'estremità, l'anello di massa si interrompe, l'accoppiamento del campo di modo comune persiste e la schermatura diventa inefficace alle alte frequenze (lunghezza > 1/10). Pertanto, è essenziale che i sistemi di cablaggio schermato siano messi a terra a entrambe le estremità; altrimenti, la schermatura risulterà inefficace alle frequenze critiche per il corretto funzionamento di 10GBASE-T.
Conclusioni:
L'avvento di schede e interfacce 10GBASE-T di nuova generazione ha portato a una maggiore immunità delle applicazioni 10GBASE-T alle interferenze elettromagnetiche (EMI).
Un robusto sistema di cablaggio a doppino intrecciato Cat6A UTP, come il GigaSPEED X10D, garantisce il corretto e impeccabile funzionamento del 10GBASE-T, anche negli ambienti più aggressivi dal punto di vista elettromagnetico. Pertanto, la soluzione ideale per lo sviluppo di nuovi progetti di installazione aziendale o data center in cui sono previste applicazioni 10GBASE-T è una robusta soluzione Cat6A UTP come il GigaSPEED X10D, poiché sia i costi di implementazione che di manutenzione saranno inferiori rispetto all'utilizzo di altre soluzioni Cat6A schermate o superiori.
L'avvento di nuove applicazioni Ethernet con trasmissioni ad alta velocità su cavi a doppino intrecciato, come il 40GBASE-T, imporrà l'utilizzo di cavi schermati, principalmente perché né il solo cablaggio è in grado di attenuare i vari disturbi prodotti dalla trasmissione a queste frequenze (1,6 GHz o superiori), né le interfacce dispongono di sufficiente immunità e di tecniche di riduzione e cancellazione del rumore per rendere fattibile l'implementazione di un sistema UTP.
Pertanto, la tecnologia impone la necessità di specifiche categorie di cablaggio e schermatura. Solo ora, e in particolare per le applicazioni 40GBASE-T progettate esclusivamente per gli ambienti dei data center (le distanze massime consentite da questa applicazione su cavi a doppino intrecciato saranno di circa 30 metri e in nessun caso supereranno i 50 metri), è necessario disporre di soluzioni a doppino intrecciato schermate robuste e installate correttamente.
Autore: Alberto Martínez, Direttore tecnico, Spagna e Portogallo CommScope Enterprise
