La guida completa ai cavi Ethernet: cosa dovresti sapere

Nonostante i massicci miglioramenti nelle tecnologie wireless, cavi ethernet sono ancora il mezzo più veloce e affidabile per stabilire una connessione di rete. Sono la spina dorsale dell'infrastruttura di rete, in quanto sono resistenti all'usura. Tuttavia, è essenziale sapere che non tutti i cavi Ethernet sono identici. I produttori li realizzano in diverse categorie, come definito dagli standard ANSI e ISO.

Le diverse categorie sono Cat5e, Car6, Cat6a, Cat7 e Cat8. Possono avere diversi spessori di filo, schermatura e qualità del rame, il che li rende più veloci o più lenti. Imparare le differenze tra questi cavi Ethernet e i fattori che influenzano la loro velocità è fondamentale per garantire una rete impeccabile. In questa guida completa ai cavi Ethernet, esploreremo tutti questi aspetti per prendere una decisione di acquisto logica e ben informata nel nostro prossimo progetto. Cominciamo!

Cos'è un cavo Ethernet?

Bob Metcalfe, che lavorava allo Xerox Palo Alto Research Center, creò il primo sistema ethernet il 22 maggio 1973. Era un modo per comunicare digitalmente tra una postazione di lavoro e una stampante. Cambiò il nome del suo progetto di successo, "Rete Alto Aloha,” a Ethernet. La parola si riferisce all'etere luminoso o "Etere", un mezzo di luce postulato dell'universo all'epoca. Facendo un salto in avanti di anni, i cavi che collegavano i dispositivi Ethernet, una versione avanzata di "Alto Aloha Network", hanno preso il nome di cavo Ethernet.

Cavi Ethernet: chi li classifica?

Mentre il mondo si muoveva verso la standardizzazione per ridurre al minimo gli sprechi e migliorare la collaborazione per rapidi progressi, era necessaria un'organizzazione per regolamentare la tecnologia dei cavi Ethernet. ANSI (American National Standards Institute) e ISO (International Organization for Standardization) sono le due organizzazioni che stabiliscono gli standard per i cavi Ethernet. Ci sono principalmente due standard che affrontano direttamente le categorie dei cavi Ethernet:

• ANSI/TIA-568:Riguarda categorie di cavi Ethernet, distanze, schemi di pinout, topologie di cavi, larghezza di banda del segnale, perdita di inserzione e diafonia. Fornisce inoltre linee guida di installazione per le massime prestazioni.

• Norma ISO/IEC-11801:Copre varie categorie di cavi, requisiti prestazionali e pratiche di installazione, garantendo compatibilità, interoperabilità e prestazioni per le reti Ethernet.

L'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) definisce l'aspetto elettronico del networking. Lo standard IEEE 802.3 affronta l'elemento di configurazione di una rete Ethernet e presenta anche la comunicazione tra dispositivi sulla stessa rete. Questo standard è separato dai requisiti delle caratteristiche fisiche dei cavi.

Tipi di cavi Ethernet

I cavi Ethernet assicurano una connettività ad alta velocità tra dispositivi che comunicano digitalmente. I cavi Ethernet di categoria 1 e 2 non sono trattati negli standard moderni, poiché funzionano solo per circuiti vocali, non per dati. Le categorie 3, 4 e 5 sono categorie ben definite secondo gli standard moderni dei cavi Ethernet, ma la loro velocità limitata e la suscettibilità alle imprecisioni elettromagnetiche le hanno rese obsolete. Ecco i cinque cavi Ethernet disponibili che soddisfano le esigenze della moderna connessione Ethernet con connettività ad alta velocità:

Cat5e

Il Cat5e è un cavo Ethernet di categoria 5 Enhanced commercializzato nel 2001, quasi cinque anni dopo il lancio dei cavi Cat5. Cat5e utilizza fili di rame 24AWG, in genere 4 doppini intrecciati (8 fili) per cavo. ANSI/TIA lo definisce Enhanced per le sue velocità di trasferimento dati 10 volte più veloci e per la capacità di garantire il trasferimento dati su lunghezze di cavo maggiori senza diafonia. Cat5e è il cavo ideale per le reti domestiche grazie al suo eccellente rapporto prezzo/prestazioni per velocità Gigabit. Tuttavia, molti utenti stanno passando a Cat6 per una migliore protezione futura, soprattutto con le connessioni Internet ad alta velocità che stanno diventando comuni.

Cat6

Nel 2002, i cavi Cat5e sono stati sostituiti dai cavi Cat6. Questi cavi Ethernet fornivano retrocompatibilità con gli standard precedenti.Differenziare fisicamente un cavo Cat5e e Cat6 dall'esterno è impossibile a causa dei loro connettori RJ45 e colori dei cavi simili. Gli utenti possono leggere la descrizione stampata sulla guaina del cavo dal produttore per la differenziazione. I fili all'interno di un cavo Cat6 sono più spessi, con un AWG di 23. Ciò consente di trasferire più dati e prestazioni migliori rispetto a Cat5e. La torsione nelle coppie di fili è più stretta e una scanalatura di plastica corre tra le coppie per migliorare la separazione e la diafonia.

Cat6a

Il Cat6 è una versione aumentata dei cavi ethernet Cat6. L'unica differenza è la scanalatura più spessa, la guaina e il materiale isolante, che fa sì che il Cat6a fornisca una migliore resistenza ai problemi di diafonia. Lo spessore del filo è lo stesso, AWG23. Lo spessore complessivo del cavo aumenta di diametro. Il suo spessore crescente causa restrizioni di piegatura. In genere, il raggio di curvatura è direttamente proporzionale al diametro del filo. L'instradamento di un cavo ethernet Cat6a è impegnativo e richiede più spazio del cavo Cat6.

Cat7

Lanciato nel 2010, Cavi Cat7 porta i cavi ethernet Cat6 a un livello superiore. Invece di un comune materiale di schermatura, Cat7 scherma coppie singole per migliorare ulteriormente la resistenza alla diafonia. Utilizza ancora la stessa configurazione a 4 coppie di rame AWG 23 o 22. Lo scopo principale dei cavi Cat7 era garantire la protezione futura del sistema di rete per ambienti in cui sono necessarie connessioni ad alta velocità. Funziona inoltre eccezionalmente bene in ambienti ad alta interferenza in cui le EMI possono influenzare direttamente la capacità di trasferimento dati del cavo. La categoria dei cavi ethernet Cat7 è ben definita nello standard ISO/IEC 1181.

Cat8

I cavi Cat8 sono progettati per i data center e gli ambienti aziendali in cui le connessioni ad altissima velocità sono essenziali per le prestazioni. Il gruppo di lavoro TR43 sotto ANSI/TIA 568-C.2-1 ha finalizzato il progetto nel 2016. È il cavo Ethernet più avanzato per il networking. Gli utenti possono trovare cavi Cat8 con calibri di filo che vanno da 22 a 26 AWG. Questi cavi sono dotati di conduttori in rame della massima qualità per connettività ad alta velocità. Hanno schermature più spesse rispetto ai cavi Cat7 e Cat6. Non ci sono cavi Cat8 non schermati.

Prestazioni e applicazioni

I cavi Ethernet sono la spina dorsale di qualsiasi sistema di rete. Devono fornire una connettività impeccabile riducendo al minimo le interferenze e le perdite resistive dei cavi. Le iterazioni di progettazione dei cavi Ethernet mirano tutte a migliorare velocità, larghezza di banda e distanza. Vediamo quali fattori influenzano i cavi Ethernet e le differenze di prestazioni in base alle categorie di cavi.

Fattori che influenzano le prestazioni del cavo Ethernet

● Induzione elettromagnetica (EMI)

Le EMI possono essere presenti in applicazioni domestiche e industriali. Sono prodotte da cavi ad alta tensione che passano vicino al cavo Ethernet. I riscaldatori a induzione e i driver dei motori sono alcuni degli elettrodomestici che producono le EMI peggiori. Le EMI possono causare la caduta dei pacchetti che viaggiano nel cavo Ethernet o indurre errori. Possono anche causare variazioni nei dati, causando jitter nella connessione dati.

● Attenuazione

Il segnale Ethernet utilizza l'elettricità per trasferire i dati. La potenza del segnale può ridursi all'aumentare della distanza del cavo Ethernet. Resistenza, capacità, induttanza ed effetto pelle possono tutti causare attenuazione del segnale. I cavi di fascia alta utilizzano più tecniche di schermatura e rame puro per ridurre significativamente l'attenuazione.

● Dialogo incrociato

I protocolli di comunicazione Ethernet utilizzano più canali per trasmettere dati. Questi canali in genere passano attraverso le diverse coppie di fili di rame di un cavo Ethernet.Tuttavia, la vicinanza di questi fili può causare interferenze tra questi canali. La degradazione del segnale causata dall'interferenza è chiamata effetto cross-talk.

● Perdita di ritorno

Nelle reti gigabit, la perdita di ritorno è il rapporto tra il segnale iniettato dal trasmettitore e il segnale che ritorna alla sorgente. È causata da discontinuità di materiale e disadattamenti di impedenza. Di solito si verifica quando il cavo è piegato troppo o attorcigliato.

Confronto delle prestazioni sulle categorie di cavi Ethernet

I cavi Ethernet variano in termini di prestazioni. La categoria del cavo Ethernet è importante in applicazioni ad alta velocità come data center e streaming di giochi competitivi. Le differenze nello spessore del filo, nella tenuta del doppino intrecciato, nella guaina e nella schermatura influiscono sulle prestazioni di un cavo Ethernet nella trasmissione dei dati.

La velocità di trasferimento dati del cavo può essere superiore ai valori standard menzionati. I valori sottostanti sono la velocità minima che la categoria di cavi offrirà a una larghezza di banda e distanza specifiche. Tuttavia, ridurre la distanza o avere un cavo di qualità ultra elevata può influire sulla velocità. Confrontiamo le prestazioni del cavo Ethernet secondo le categorie ANSI/TIA 568.2-D:

Cat5e

Velocità: 1000 Mbps

Larghezza di banda: 100 MHz

Distanza: 100 metri

Il cavo Ethernet Cat5e raggiunge queste velocità grazie ai miglioramenti nel design rispetto al Cat5, che supporta solo 100 Mbps. È il primo cavo a raggiungere il traguardo di 1 Gbps. Può potenzialmente garantire che le distribuzioni WiFi con connettività multi-dispositivo, come un flusso di traffico più elevato, possano verificarsi su strade più larghe. 100 MHz forniscono più spazio per il segnale, influenzando direttamente la velocità.

Cat6

Velocità: 1000 Mbps

Larghezza di banda: 250 MHz

Distanza: 100 metri

Un altro miglioramento del design del cavo ethernet Cat5e, con una larghezza di banda più ampia, porta a velocità più elevate. Il cavo Cat6 può gestire fino a 10 Gigabit Internet per distanze fino a 55 metri, il che lo rende un'opzione conveniente per applicazioni a breve distanza.

Cat6a

Velocità: 10.000 Mbps

Larghezza di banda: 500 MHz

Distanza: 100 metri

Il Cat6a, una versione aumentata dei cavi Cat6, fornisce una larghezza di banda più ampia di 500 MHz. Ha consentito Internet a 10 Gigabit a una distanza totale di 100 metri. Il cavo utilizza un connettore simile al cavo Ethernet Cat6, con supporto completo per velocità di trasmissione 10GBASE-T.

Cat7

Velocità: 10.000 Mbps

Larghezza di banda: 600 MHz

Distanza: 100 metri

Grazie alla schermatura migliorata e al materiale del filo, il cavo Ethernet Cat7 fornisce una banda da 600 MHz, consentendo una maggiore capacità di dati, gamma di frequenza, velocità di dati e integrità del segnale. Una larghezza di banda più ampia garantisce un rumore e una distorsione inferiori nel trasferimento dei dati. Può anche supportare 90 W di potenza su Ethernet o PoE.

Cat8

Velocità: 40.000 Mbps

Larghezza di banda: 2000 MHz

Distanza: 30 metri

Se stai cercando un sistema di rete altamente a prova di futuro, allora Cavo ethernet Cat8 è adatto. È eccessivo per le applicazioni domestiche ma ideale per i data center. La sua velocità di 40 Gbps con una larghezza di banda di frequenza ultra-alta di 2000 MHz è eccessiva per la maggior parte delle applicazioni moderne. Ha una velocità affidabile garantita di 40 Gbps che arriva fino a 30 metri di distanza. Il diametro massiccio del cavo può anche supportare la trasmissione di potenza su Ethernet, fornendo 200 W di potenza.

Categoria	Velocità (Mbps)	Larghezza di banda (MHz)	Distanza (metri)	Caratteristiche principali
Cat5e	1000	100	100	Primo a raggiungere 1 Gbps, adatto al WiFi multi-dispositivo
Cat6	1000	250	100	Larghezza di banda più ampia per velocità più elevate supporta 10 Gbps per brevi distanze
Cat6a	10.000	500	100	Cat6 aumentato supporta 10 Gbps per distanze maggiori
Cat7	10.000	600	100	Schermatura e materiale del filo migliorati per una maggiore capacità di dati che supportano PoE
Cat8	40.000	2000	30	Ideale per data center, supporta 40 Gbps per brevi distanze e PoE ad alta potenza.

Applicazioni basate sulle categorie di cavi Ethernet

Scegliere la categoria corretta in base alle tue esigenze può farti risparmiare denaro e rendere efficiente il tuo progetto. È facile selezionare un cavo Cat8 per tutti questi scopi, ma come sappiamo, i cavi Cat8 presentano limitazioni di distanza e problemi di routing. Quindi, esploriamo alcune applicazioni e la loro categoria di cavi adatta:

● LAN o gioco online

Durante le competizioni di gioco competitive, la richiesta di velocità e tempo di risposta è al massimo! Gli organizzatori e la gestione di tali eventi assicurano che il loro hardware funzioni al massimo delle sue potenzialità per consentire ai giocatori di dare il meglio di sé in competizioni di fama mondiale come The International (TI), The FNCS Global Championship e LoL Worlds, che hanno montepremi superiori a 25 milioni di $.

È meglio usare una rete via cavo ethernet cablata con una connessione ad alta velocità con minima distorsione del segnale o rumore a tali alte puntate. Consigliamo di usare il cavo Cat7. È facile da instradare e offre buone prestazioni, ideale per il gaming.

● Alto-Definizione Streaming Video

Per lo streaming video ad alta definizione, HDMI 2.1 fornisce le massime velocità di trasferimento dati per lo streaming video 8K, la risoluzione più alta disponibile. Se HDMI 2.1 fornisce 100 Mbps di velocità, può funzionare a 60ed. Stabilisce il punto di riferimento per la nostra velocità di rete. Inoltre, se è richiesto lo streaming con risoluzione 4K, una larghezza di banda di 25 Mbps è sufficiente.

Per lo streaming 8K: cavo Ethernet di categoria 6a

Per lo streaming 4K: cavo Ethernet di categoria 5e

● Futuro Prova dei data center

I data center e le sale server hanno enormi quantità di dati che passano attraverso i loro cavi Ethernet, e la perdita di ritorno di diafonia di attenuazione e le EMI possono influire in modo critico sulle prestazioni. Pertanto, l'approccio ideale è dotarli delle ultime tecnologie per renderli a prova di futuro. Un cavo Cat8 è perfetto per la prova di futuro in quanto può fornire 40 Gbps e 2000 MHz di distanza di 30 metri.

● Aziendale Reti: Aziende

I dipendenti delle reti aziendali o delle aziende raramente hanno bisogno di trasferimento dati, streaming o applicazioni a bassa latenza. Il cavo Ethernet Cat5e ha una larghezza di banda sufficiente per supportare il trasferimento dati ad alta velocità. La differenza tra i cavi Cat8 e Cat5e sarebbe appena percettibile nel programma di lavoro giornaliero.

Cavi schermati vs. non schermati

Cavo Ethernet schermato

I cavi proteggono i fili da fattori esterni come umidità, liquidi, calore e usura fisica. Tuttavia, non possono ancora combattere EMI e diafonia invisibili. I cavi moderni offrono la tecnologia twister pair che riduce naturalmente le interferenze, ma sono comunque suscettibili a queste minacce invisibili. I cavi moderni sono dotati di protezione schermata per ridurre le interferenze dall'ambiente. Ciò porta a prestazioni migliori e più costanti.Tuttavia, esistono diversi tipi di schermatura e i produttori di cavi utilizzeranno i seguenti termini per descrivere la schermatura nei cavi Ethernet:

STP: Coppia intrecciata standard

Connessione FTP: Nessuno scudo complessivo / coppia intrecciata sventata

F/UTP: Schermo di lamina complessivo / coppia intrecciata non schermata

S/FTP o S/STP: Scudo in lamina totale e coppia intrecciata in lamina individuale

Professionisti	Contro
● Protegge da liquidi, calore e usura fisica	● Più costoso
● Prestazioni migliori in condizioni di alta (EMI) e diafonia	● Più rigido e meno flessibile
● Fornisce una qualità del segnale costante	● Più lento in assenza di EMI
● Ideale per la protezione del futuro	● I diametri grandi potrebbero richiedere più spazio

Cavo Ethernet non schermato

Per le connessioni di rete a casa o in un ambiente aziendale, c'è una scarsa possibilità di avere problemi di EMI o di diafonia che richiedono una protezione a lamina. I cavi Ethernet non schermati sono facili da instradare e hanno un eccellente rapporto prezzo/prestazioni. La differenza di velocità dovuta a fattori esterni è evidente per tali applicazioni. Senza EMI, il doppino intrecciato non schermato (USP) funziona meglio dei cavi SSTP.

Professionisti	Contro
● Più accessibile per il routing e l'installazione	● Degrado delle prestazioni in caso di EMI elevato
● Conveniente per ambienti domestici e d'ufficio	● Potenziale di diafonia
● Adatta i collegamenti senza interferenze significative
● Funziona meglio in un ambiente non EMI

CABLETIME fornisce un'ampia gamma di cavi FTP, S/STP e UTP per gli utenti che hanno bisogno di cavi per funzionare in ambienti unici. Utilizzano in modo intelligente gli aspetti più critici dei cavi schermati o non schermati per realizzare prodotti che attraggono tutti i tipi di utenti. La loro gamma di prodotti include cavi di categoria Cat6, Cat7 e Cat8 che aderiscono ai codici e agli standard internazionali. I cavi ethernet patchati sul loro sito Web sono dotati di serraggio e guarnizioni avanzati.

Come scegliere il cavo Ethernet giusto

I nostri lettori devono seguire questi passaggi per trovare il cavo Ethernet più adatto alle loro esigenze, garantendone così la longevità.

Passaggio 1: quanto è veloce il tuo fornitore di servizi Internet (ISP)?

Un utente medio negli USA, in Europa o in qualsiasi altra parte del mondo utilizzerà solo parzialmente le capacità di una velocità di cavo Ethernet di 40 Gbps. La velocità ISP più alta disponibile è di 8 Gbps, offerta da Google Fiber negli USA. Ciò significa che puoi scaricare un gioco da 10 GB in 10 secondi. I computer dei consumatori hanno delle limitazioni che li portano a scaricare a velocità molto più lente di quelle fornite da Google. Quindi, per un utente Internet medio, Cat6a e Cat7 significano rendere la tua casa a prova di futuro per alte velocità Internet.

Passaggio 2: hai bisogno di un filo corto o lungo?

Se intendi far passare il cavo attraverso pareti o canaline, prendi in considerazione l'utilizzo di cavi che supportino velocità su lunghezze maggiori con elevata manovrabilità. Utilizzare un Cat8 per far passare il cavo verso le prese è difficile a causa di problemi di piegatura. Tuttavia, per i data center, potrebbe essere diverso. Hai bisogno di soluzioni a prova di futuro e di velocità elevate su connessioni di breve lunghezza tra router e switcher per sale server e data center.

Fare un passo 3: Cavo patch o personalizzato

A seconda del routing o dell'applicazione, decidi tra un cavo patch e un cavo bulk personalizzato. I cavi patch sono un'ottima opzione se instradi un filo dalla presa al router WiFi. Altrimenti, impara a cablare i cavi Ethernet per il routing a lunga distanza, poiché ti servirà un cavo bulk.

Fase 4: Considerare l'ambiente per schermato o non schermato

Scegliere tra schermato e non schermato richiede di soppesare i vantaggi di ogni cavo rispetto a quelli negativi. Non schermato è più veloce se non ci sono problemi di EMI o diafonia.Tuttavia, i cavi schermati sono ideali per applicazioni industriali in cui è prevista l'inferenza dovuta a motori a induzione, riscaldatori e forni a induzione. Pertanto, i cavi schermati sono fattibili solo in applicazioni limitate in cui le EMI possono interromperne il funzionamento. Nel caso di applicazioni domestiche, i cavi non schermati sono i migliori per alte prestazioni e convenienza economica.

Riepilogo e raccomandazioni

I cavi Ethernet possono influenzare direttamente le prestazioni della tua rete. Valutare attentamente i tuoi requisiti e selezionare il cavo adatto allo scopo appropriato può migliorare la tua rete riducendo al contempo il ritardo o la perdita di pacchetti. Per evitare colli di bottiglia, Cat6, Cat7 e Cat8 sono le categorie di cavi più diffuse, che forniscono le massime velocità di trasmissione dati. Poi arriva la selezione di cavi schermati o non schermati. I cavi schermati sono ideali per applicazioni industriali, mentre quelli non schermati funzionano nella maggior parte delle situazioni, come case e uffici aziendali.

Se la maggior parte degli utenti desidera i cavi Ethernet più performanti per uso domestico o in ufficio, prendi in considerazione la gamma di prodotti CABLETIME. Hanno opzioni per cavi UTP e SSTP con connettori placcati in oro per una connessione solida. Utilizzano rame privo di ossigeno 26AWG nei loro prodotti, riducendo le perdite di attenuazione. I loro cavi Ethernet patchati funzionano come promesso sulle loro specifiche insieme a un periodo di garanzia di 2 anni. Visita il Sito web di CABLETIME per visualizzare la loro gamma di prodotti.

5 domande correlate che i lettori potrebbero porre

1. Qual è la differenza tra i cavi Cat5e e Cat6?

Le differenze fondamentali tra i cavi Cat5e e Cat6 riguardano la larghezza di banda, la schermatura e il rapporto di torsione più stretto. Cat6 fornisce una gamma di frequenza più ampia, simile alle corsie più larghe per le auto in autostrada. Migliora la velocità di trasferimento dati e la qualità del segnale. Fisicamente, i cavi ethernet Cat6 hanno 4 doppini intrecciati con un AWG 23 ispessito. È più alto del cavo Cat5e, riducendo così l'attenuazione.

2. Come posso sapere se un cavo Ethernet è schermato?

I produttori in genere menzionano i nomi dei titoli di schermatura del cavo Ethernet o del cavo patch nelle loro specifiche. Il cavo può essere U/FTP (No Overall Shield / Foiled Twisted Pair), F/UTP (Overall Foil Shield / Unshielded Twisted Pair) o S/STP (Overall Foild Shield and Individual Foiled Twisted Pair). Nei cavi patch, non è possibile vedere i fili all'interno. Tuttavia, è possibile osservare la vista in sezione nei cavi bulk per cercare fogli di alluminio tra i fili o sotto la guaina principale. Questi fogli di alluminio sono gli schermi.

3. Potere Utilizzo un cavo Ethernet sia per le connessioni Internet che per quelle di rete locale?

Lo scopo del cavo Ethernet è di fornire una connessione Internet e una rete locale (LAN). Il connettore RJ45 e il moderno metodo di connessione T568B sono standard nei dispositivi di rete. Tuttavia, avrai bisogno di un router o di uno switcher compatibile per collegare i dispositivi. Utilizza un cavo Cat6 UTP compatibile con la maggior parte delle applicazioni di rete domestica.

4. Fare I cavi Ethernet influiscono sulla velocità di Internet?

La connessione Internet più veloce disponibile nel 2024 è di 8 Gbps, il che dimostra che un cavo Cat5e può rappresentare un collo di bottiglia in quanto fornisce solo una velocità Internet di 1 Gbps. Qualsiasi cavo Ethernet superiore a Cat5e è adatto per la massima velocità Internet. Per l'uso domestico e in ufficio, la possibilità di avere accesso a Internet a velocità più elevate è rara.

5. Quanto tempo può durare un cavo Ethernet prima di perdere la qualità del segnale?

Ogni categoria di cavo ethernet ha una lunghezza del cavo garantita oltre la quale la qualità e la velocità del segnale inizieranno a ridursi. Un cavo Cat6 può essere da 1000 Mbps fino a 100 m di distanza.Un cavo Ethernet Cat8 può aumentare la velocità di trasferimento dati di 40 Gbps, ma solo fino a 30 m, oltre i quali la qualità del segnale diminuisce.