Ethernet è di fatto l'unico standard utilizzato nelle reti locali. In questa pagina è descritto unicamente il livello fisico in riferimento alle tecnologie attualmente utilizzate.
Oggi il cablaggio è realizzato in rame oppure in fibra ottica, tecnologie caratterizzate da una diversa distanza di copertura e, nella fascia più alta, da diverse velocità.
Il cablaggio Ethernet in rame è costituito da quattro doppini intrecciati (twisted pair) terminati da connettori di tipo RJ45.
I due conduttori che costituiscono ciascuna coppia sono obbligatoriamente intrecciati tra di loro allo scopo di ridurre le interferenze elettromagnetiche generate e ricevute; il passo è diverso per ciascuna coppia al fine di ridurre la diafonia (crosstalk), cioè l’interferenza elettromagnetica mutua tra due coppie.
Possono essere inoltre presenti diverse particolarità costruttive che determinano alcune caratteristiche del cavo:
Di seguito alcuni esempi di cavi di rete:
Ovviamente la presenza di elementi aggiuntivi rende i cavi più rigidi e più pesanti (ed anche più costosi).
I colori mostrati sono quelli standard e ciascuna coppia è caratterizzata da un colore pieno (blu, marrone, verde e arancio) ed uno con una striscia bianca alternata allo stesso colore.
Il connettore universalmente adottato con i cavi Ethernet è indicato come RJ45 (nota 8) ed uno dei tre possibili cablaggi è indicato nella nella figura precedente.
Nel tempo alcune caratteristiche elettriche richieste ai cavi sono cambiate, altre sono rimaste invariate. In particolare:
In modo sintetico i vari tipo sono indicati con una sigla. Le più utilizzate oggi sono:
In genere numeri maggiori indicano migliori caratteristiche, ma garantiscono la piena compatibilità all'indietro: per esempio un cavo CAT8 è utilizzabile per un collegamento a 1 Gbit/s anche se non porta alcun tipo di vantaggio.
Le prime installazioni ethernet a grande diffusione erano caratterizzate dalla velocità di 10 Mbit/s e da una codifica di linea di tipo Manchester.
Oggi questo tipo di connessione è considerato obsoleto e praticamente non più utilizzato sebbene sia formalmente supportato dalla maggior parte delle interfacce di rete dei PC e degli switch.
Le connessioni di tipo Fast Ethernet a 100 Mb/s sono tecnologicamente superate, ma ancora presenti di dispositivi progettati anche non molti anni fa; esempi tipici sono alcune stampanti di rete, il Raspberry Pi fino alla versione 3, alcuni Access Point. Sono invece state sostituite da versioni più moderne in praticamente tutti i PC realizzati perlomeno negli ultimi dieci anni.
Il cavo da utilizzare deve essere almeno CAT5. Di esso vengono sfruttate solo due coppie, una per trasmettere ed una per ricevere, garantendo una comunicazione full-duplex (nota 2).
La codifica di linea è a tre livelli (-1 V, 0 V e +1 V) di tipo MLT-3, al fine di ridurre la banda occupata:
La durata di ciascun bit è 8 ns (125 MHz), ma la velocità di trasmissione è esattamente 100 Mbit/s in quanto 4 bit sono codificati con 5 simboli. Questa tecnica è indicata come 4B5B e permette di trasmettere caratteri di controllo ed identificare errori di trasmissione in quanto alcune transizioni non sono valide.
Attualmente tutti i PC di uso generale adottano come minimo una connessione di rete Gigabit Ethernet (1000BASE-T o IEEE 802.3ab, nota 4); come indica il nome, la velocità di trasmissione è esattamente 1 Gbit/s.
Il cavo da utilizzare deve essere come minimo un CAT5e. Sono introdotte alcune tecniche di trasmissione per permettere un aumento di velocità riducendo al minimo le modifiche al cablaggio. Vediamole in sintesi quali sono:
Nei server e nel collegamento tra switch è oggi comune l'uso di interfacce su rame con velocità di 10 Gbit/s (10GBASE-T o IEEE 802.3an). Connessioni oltre i 10 Gbit/s sono in genere realizzate in fibra ottica.
I cavi richiesti devono essere almeno di CAT6A, ma per distanze minori possono essere usati anche cavi di caratteristiche inferiori.
Alcune delle tecniche usate sono un'evoluzione di quanto già implementato con la 1000BASE-T. in particolare:
Alcuni dei problemi oggi associati all'uso più esteso della 10GBASE-T sono l'elevato consumo di potenza, la necessità di cavi piuttosto ingombranti ed il costo. Per questo sono stati introdotti recentemente due standard che, basandosi sulla stessa tecnologia di 10GBASE-T, permettono velocità pari ad un quarto e alla metà di 10 Gbit/s (2.5GBASE-T and 5GBASE-T).
L'uso di un cavo Ethernet per alimentare un dispositivo oltre che per trasmettere i dati è un'assoluta comodità in quanto dimezza la complessità dei collegamenti da effettuare. Questo è particolarmente vero per apparati come gli Access Point e le videocamere di sorveglianza che in genere vengono installati a soffitto o in altri luoghi poco accessibili.
Lo standard di riferimento per il Power over Ethernet è IEEE 802.3af, ma esistono decine di implementazioni non standard e non compatibili tra di loro. Esso permette di fornire una tensione continua di 48 V e fino a 15 W (nota 7) usando gli stessi doppini che trasmettono il segnale a 1Gbit/s.
Normalmente è richiesto l'uso di switch PoE oppure di "iniettori" (Power Sourcing Equipment, PSE), oltre ovviamente a dispositivi adatti ad utilizzare questa tecnologia (PoE Powered Device, PD). Non cambia invece nulla per quanto riguarda il cablaggio.
Pagina creata nell'aprile 2021
Ultima modifica: 12 aprile 2023
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