Categorie di cavi Ethernet: da Cat5e a Cat8

Le categorie di cavi Ethernet sono definite da una frequenza nominale e da una serie di limiti elettrici, e quei limiti decidono quale velocità può trasportare un cavo e fino a che distanza. Cat5e è nominale a 100 MHz e trasporta 1 Gbps fino a 100 m (328 ft). Cat6 è nominale a 250 MHz e trasporta 10 Gbps fino a 55 m (180 ft). Cat6a è nominale a 500 MHz e trasporta 10 Gbps fino a 100 m pieni. Cat7 e Cat7A sono classi ISO/IEC, non categorie TIA, e Cat8 è un cavo da data center nominale a 2000 MHz per un canale fino a 30 m (98 ft). L’etichetta sulla guaina conta meno della categoria, del connettore e dell’installazione.

Ogni categoria a confronto

5GBASE-T (5 Gbps) è specificato su Cat6 fino a 100 m e funziona su molte installazioni Cat5e. Il canale da 100 m è lo stesso per ogni velocità da 10 Mbps a 10 Gbps sulla categoria corrispondente: fino a 90 m (295 ft) di collegamento permanente a muro più fino a 10 m (33 ft) di cordoni patch e apparecchiature. Quel limite è fissato dalla perdita di segnale e dalla temporizzazione, non dal marketing sulla confezione.

Quale categoria per una casa, un ufficio e un collegamento a 10 Gbps

Per una casa, Cat5e o Cat6 è sufficiente per 1 Gbps e per 2.5GBASE-T. Cat6 costa poco di più e dà margine per 10GBASE-T su tratte più brevi, il che si adatta a un’unica lunga tratta verso una scrivania o un mobile multimediale. Per un ufficio, Cat6a è la scelta pratica ovunque possa servire 10GBASE-T alla piena lunghezza di 100 m, perché Cat6 raggiunge 10 Gbps solo a 55 m (180 ft) e meno quando molti cavi corrono in fascio. Per un collegamento a 10 Gbps che deve tenere alla piena lunghezza del canale, Cat6a è la categoria da installare. Cat8 è pensato per collegamenti switch-server all’interno di data center, non per cablaggi a muro in un ufficio.

Un confronto tra le tre categorie che la maggior parte delle persone valuta è in Cat5e vs Cat6 vs Cat6a: quale acquistare.

Conduttori e cordoni patch

Il cavo orizzontale a muro è in rame massiccio, inserito a pressione in jack e pannelli. I cordoni patch che si flettono sono in rame trefolo. Cat5e è comunemente 24 AWG, Cat6 23 o 24 AWG, Cat6a 23 AWG, i cordoni patch 24-26 AWG, e i cordoni patch slim 28 AWG, che TIA-568.2-D permette per i cordoni patch. L’alluminio rivestito di rame non soddisfa gli standard di categoria TIA: resistenza più alta, fragile quando flesso, più calore sotto PoE. La differenza tra le due costruzioni è illustrata in cavo Ethernet massiccio vs trefolo.

La regola dei 100 m

Ogni categoria mantiene la stessa lunghezza del canale, e le ragioni sono le stesse a 10 Mbps e a 10 Gbps. L’analisi completa è in lunghezza massima del cavo Ethernet: la regola dei 100 metri.

Perché l’etichetta Cat7 trae in inganno

Cat7 è un cavo ISO/IEC Classe F nominale a 600 MHz con ogni coppia schermata individualmente (S/FTP). Non è una categoria TIA, e i connettori dello standard stesso sono GG45 e TERA. Un cordone patch venduto come “Cat7” con spine RJ45 non è un canale Cat7 standard; si comporta come permette la connessione RJ45, che è lo stesso limite che incontra un cordone Cat6a. La schermatura aiuta solo quando l’intero sistema è schermato: jack, spine e patch panel schermati, messi a terra attraverso l’apparecchiatura. Una schermatura interrotta o non messa a terra non dà alcun beneficio e può captare rumore. Cat7A, Classe FA, è nominale a 1000 MHz ed è anch’esso solo ISO. Cat8 è una categoria TIA, TIA-568.2-D, nominale a 2000 MHz, e trasporta 25GBASE-T e 40GBASE-T su un canale fino a 30 m (98 ft) con due connettori. Cat8.1 usa RJ45; Cat8.2 usa connettori non RJ45. Il quadro completo è in cavi Cat7 e Cat8: cosa sono e a chi servono.

Cablaggio, schermatura e dove passa il cavo

L’ordine dei pin T568A è 1 bianco/verde, 2 verde, 3 bianco/arancio, 4 blu, 5 bianco/blu, 6 arancio, 7 bianco/marrone, 8 marrone. T568B è 1 bianco/arancio, 2 arancio, 3 bianco/verde, 4 blu, 5 bianco/blu, 6 verde, 7 bianco/marrone, 8 marrone. I due differiscono solo per lo scambio delle coppie arancio e verde, ed entrambi funzionano identicamente. Usa uno schema a entrambe le estremità di ogni cavo in un edificio. TIA-568 indica T568A come schema preferito, ed è richiesto nei lavori del governo federale statunitense; T568B è ampiamente usato nelle installazioni commerciali statunitensi. 10BASE-T e 100BASE-TX usano i pin 1, 2, 3 e 6; 1000BASE-T e superiori usano tutte e quattro le coppie.

Un cavo crossover è T568A a un’estremità e T568B all’altra. Auto-MDI-X rileva e scambia le coppie elettronicamente, e quasi ogni porta Gigabit e superiore lo ha, quindi i cavi crossover sono raramente necessari. Un cavo rollover (console) inverte tutti e otto i pin da un capo all’altro e si adatta a porte console in stile Cisco con un adattatore RJ45-DB9; molti dispositivi più recenti hanno invece una porta console USB. L‘“RJ45” in Ethernet è propriamente un connettore modulare 8P8C, otto posizioni e otto contatti.

La nomenclatura ISO per la schermatura va da U/UTP (non schermato) a F/UTP (foglio attorno a tutte le coppie) e U/FTP (foglio attorno a ogni coppia) fino a S/FTP (treccia complessiva più foglio su ogni coppia). Le classificazioni antincendio statunitensi secondo il NEC sono CMP per spazi plenum per il trattamento dell’aria, CMR per tratte riser tra piani, CM o CMG per uso generale, e CMX per uso residenziale limitato. Una classificazione superiore può sostituirne una inferiore. Nell’UE, le prestazioni antincendio dei cavi sono classificate secondo il Regolamento Prodotti da Costruzione con Euroclassi come Eca, Dca, Cca e B2ca, e le guaine LSZH sono comuni. Il cavo per esterno necessita di una guaina resistente ai raggi UV; il cavo per interramento diretto è riempito di gel o allagato. Il cavo per interno non è classificato per nessuno dei due. Etichetta entrambe le estremità di ogni cavo, secondo ANSI/TIA-606.

Cosa va storto

• Srotolare troppo alla terminazione. TIA-568 permette non più di 13 mm (0,5 in) di srotolamento della coppia per Cat5e e superiori. Di più aumenta la diafonia e può far fallire un test di certificazione.
• Coppie divise. Un filo scambiato tra due coppie supera un semplice controllo di continuità e fallisce comunque in velocità. Solo un tester che misura la diafonia lo trova.
• Alluminio rivestito di rame. Il CCA non soddisfa gli standard di categoria TIA e non dovrebbe mai portare PoE.
• La spina sbagliata per il conduttore. Le spine per conduttori massicci e trefoli usano contatti diversi; il cavo schermato necessita di spine schermate. TIA raccomanda cordoni patch fatti in fabbrica.
• Raggio di curvatura e tensione di trazione. Il raggio di curvatura installato per UTP a 4 coppie è almeno 4 volte il diametro esterno del cavo, e la tensione massima di trazione è 25 lbf (110 N).
• Passare troppo vicino alla rete elettrica. Il NEC chiede almeno 50 mm (2 in) tra cavo di comunicazione e conduttori di alimentazione di rete, a meno che una barriera li separi, e i cavi di alimentazione dovrebbero incrociarsi ad angolo retto. Il lavoro dentro le pareti vicino al cablaggio di rete è un lavoro per un elettricista abilitato.
• Calore PoE. 802.3af eroga 15,4 W alla porta e 12,95 W al dispositivo; 802.3at eroga 30 W e 25,5 W; 802.3bt Tipo 3 eroga 60 W e 51 W, Tipo 4 90 W e 71,3 W. Una potenza maggiore scalda il cavo in fascio, e il rame Cat6 o Cat6a da 23 AWG corre più fresco di un cavo più sottile. PoE mantiene il limite di 100 m.
• Presumere che un’etichetta sul cavo provi un collegamento. Un tester di certificazione misura il collegamento rispetto ai limiti di categoria TIA - perdita di inserzione, NEXT e perdita di ritorno - ed è l’unico modo per dimostrare che un collegamento soddisfa Cat6 o Cat6a. Un tester di continuità trova solo interruzioni, cortocircuiti, fili incrociati e coppie invertite.

Scegliere in pratica

Abbina la categoria alla velocità e alla distanza, poi considera il connettore e l’installazione come parte del canale. Per 1 Gbps e 2.5GBASE-T, Cat5e o Cat6 fino a 100 m vanno bene. Per 10GBASE-T a 100 m pieni, installa Cat6a. Per una tratta breve a 10GBASE-T, Cat6 a 55 m o meno andrà bene, ma ancora meno quando molti cavi sono in fascio. Lascia Cat7 e Cat8 ai casi che i loro standard descrivono effettivamente, e ricorda che un cavo schermato si comporta come un sistema schermato solo quando ogni parte del canale è schermata e messa a terra.