Lunghezza massima del cavo Ethernet: la regola dei 100 m

Un collegamento Ethernet in rame copre 100 m (328 ft). Questo è il numero in TIA-568 e in ogni standard IEEE 802.3 a doppino intrecciato da 10BASE-T a 10GBASE-T, ed è un limite di canale, non di cavo: fino a 90 m (295 ft) di collegamento permanente a muro più fino a 10 m (33 ft) di patch e cordoni di apparecchiature alle due estremità. Rimanendo entro questo limite il collegamento funziona alla velocità nominale. Superandolo, il collegamento non rallenta educatamente: cade, si riallinea o fallisce del tutto.

Da dove viene il valore di 100 m

Il limite è determinato dalla perdita di segnale e dalla temporizzazione, non da una regola inventata per comodità. Il rame a doppino intrecciato attenua il segnale mentre viaggia, e più alta è la frequenza, più rapida è la perdita. A 100 m il segnale ricevuto è ancora abbastanza forte e arriva ancora all’interno della finestra temporale consentita dallo standard. Oltre, la perdita di inserzione erode il margine e il budget di collegamento si esaurisce.

Gli stessi 100 m valgono per ogni velocità da 10 Mbps a 10 Gbps sulla corrispondente categoria di cavo. Ciò che cambia con la velocità è la qualità del cavo necessaria a mantenere quella distanza, non la distanza stessa. La scelta della categoria è trattata in Categorie di cavi Ethernet spiegate.

Come si dividono i 100 m: 90 m di cavo a muro, 10 m di cordoni

In pratica i 10 m di cordone sono condivisi tra l’area di lavoro e il patch panel, quindi un cordone da 5 m a ciascuna estremità è già al limite. Un lungo patch cord preassemblato che va da una scrivania a uno switch distante non è un patch cord nel senso dello standard: è parte del canale, e conta ai fini dei 100 m.

Cosa succede oltre i 100 m

Niente di buono, e niente di prevedibile. Un collegamento oltre il limite può negoziare a una velocità inferiore, può connettersi e poi cadere sotto carico, o può non collegarsi affatto. Sintomi che sembrano un cavo difettoso - cadute intermittenti, trasferimenti lenti, porte che lampeggiano - sono spesso una tratta semplicemente troppo lunga.

Un tester di continuità supererà un cavo di lunghezza eccessiva, perché i fili sono intatti. Solo un tester di certificazione che misura la perdita di inserzione, il NEXT e la perdita di ritorno mostra il fallimento del collegamento rispetto ai limiti di categoria. Un TDR mostra la distanza dal guasto, ed è così che si conferma una tratta troppo lunga.

I modi per superare i 100 m

Uno switch in mezzo

La risposta standard: mettere uno switch o un ripetitore a metà strada e trattare la tratta come due collegamenti. Ogni segmento ha il proprio budget di 100 m. Lo switch rigenera il segnale, quindi il percorso totale può essere molto più lungo di 100 m. Questo costa una presa di corrente e un dispositivo in mezzo, che spesso è il fattore decisivo.

Fibra

La fibra non trasporta elettricità, è immune alle interferenze elettriche e alle differenze di potenziale di terra tra edifici, e copre distanze molto maggiori del rame. La monomodale a 10GBASE-LR raggiunge 10 km (circa 6 miglia); 10GBASE-ER raggiunge 40 km. La multimodale è più corta ma comunque molto oltre il rame: 10GBASE-SR raggiunge 300 m (984 ft) su OM3 e 400 m (1312 ft) su OM4. Quando una tratta è lunga, attraversa edifici o si trova vicino a forti disturbi elettrici, la fibra è la risposta giusta. I compromessi sono esposti in Fibra vs rame Ethernet: quando la fibra ha senso.

Extender PoE

Un extender PoE preleva alimentazione e dati dal collegamento a monte e li passa a un segmento successivo, così una singola porta switch può alimentare un dispositivo oltre i 100 m. Ogni extender aggiunge un segmento, e ogni segmento mantiene il limite di 100 m. Gli extender sono comuni per telecamere e access point all’estremità di un sito. I budget di potenza contano qui: l’extender consuma parte dell’alimentazione fornita dalla porta, quindi il dispositivo alla fine ne riceve meno. I livelli di potenza PoE e la negoziazione sono trattati in Power over Ethernet: PoE, PoE+ e PoE++ spiegati.

Categoria e velocità cambiano la distanza, non la regola

Il canale da 100 m è il dato principale, ma alcune velocità coprono distanze inferiori su alcune categorie:

Quindi una tratta Cat6 a 10 Gbps non è un collegamento da 100 m: è un collegamento da 55 m, e meno dove molti cavi corrono insieme e si accumula la diafonia aliena. Cat6a mantiene 10 Gbps fino a 100 m pieni. Cat8 è un cavo da data center per collegamenti switch-server, non una tratta orizzontale generica.

Conduttori, terminazioni e le cose che accorciano silenziosamente una tratta

La distanza è solo metà della storia. Un collegamento che misura 100 m ma è costruito male fallirà gli stessi test di uno di lunghezza eccessiva.

• Rame, non CCA. L’alluminio rivestito di rame non soddisfa gli standard di categoria TIA: resistenza più alta, fragile quando piegato, più calore sotto PoE. Il cavo di categoria è in rame solido o trefolo.
• Solido a muro, trefolo nei cordoni. Il rame solido va nei jack e nei pannelli; il rame trefolo sopporta la flessione.
• Srotolamento della coppia a una terminazione: non più di 13 mm (0.5 in) per Cat5e e superiori. Oltre, la diafonia aumenta.
• Raggio di curvatura: almeno 4 volte il diametro esterno del cavo per UTP a 4 coppie installato. Un cavo piegato è un cavo danneggiato.
• Tensione di trazione: 25 lbf (110 N) massimo per cavo a 4 coppie. Tirare una tratta attraverso un tubo allunga le coppie.
• Separazione dalla rete elettrica: il NEC richiede almeno 50 mm (2 in) tra cavo di comunicazione e conduttori di alimentazione, a meno che una barriera li separi, e l’incrocio dei cavi di alimentazione ad angolo retto. Qualsiasi lavoro sulla rete elettrica è compito di un elettricista abilitato.
• La schermatura deve essere continua. Un sistema schermato richiede 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.

Cosa va storto

Un lungo patch cord usato come tratta. Un cordone preassemblato teso da una scrivania a uno switch fa parte del canale, e consuma rapidamente il budget di 10 m dei cordoni. Usa un collegamento permanente adeguato e cordoni corti.

Presumere che un cavo sia a posto perché si collega. Un collegamento che si attiva a 100 Mbps su una porta Gigabit ti sta dicendo qualcosa. Controlla la lunghezza della tratta e le terminazioni prima di sostituire l’hardware.

Mescolare T568A e T568B nello stesso edificio. Entrambi gli schemi funzionano identicamente, e A e B differiscono solo nello scambio delle coppie arancione e verde. Ma usa uno schema a entrambe le estremità di ogni cavo. Un cavo cablato A a un’estremità e B all’altra è un cavo crossover, e sebbene Auto-MDI-X su porte Gigabit e superiori di solito se la cavi, è un guasto in attesa di confondere il prossimo.

Aspettarsi che i patch cord Cat7 si comportino come Cat7. Cat7 è un cavo ISO/IEC Classe F valutato a 600 MHz con ogni coppia schermata individualmente, ma non è una categoria TIA. I suoi connettori sono GG45 e TERA; un cordone “Cat7” con spine RJ45 non è un canale Cat7 standard e si comporta solo come consente la connessione RJ45.

Dimenticare che PoE mantiene il limite di 100 m. Aggiungere alimentazione non estende la portata. Una potenza più alta riscalda anche il cavo in fascio, motivo per cui il rame 23 AWG Cat6 e Cat6a è più fresco di un cavo più sottile, e per cui il CCA non dovrebbe mai trasportare PoE.

Interrare cavo da interno all’esterno. Il cavo da esterno necessita di una guaina resistente ai raggi UV; il cavo per interramento diretto è riempito di gel o allagato per tenere fuori l’acqua. Il cavo da interno non è valutato per nessuno dei due.

Scegliere per una tratta vicina al limite

Se la tratta misurata è comodamente sotto i 100 m e la velocità è 1 Gbps o 2.5 Gbps, Cat5e è sufficiente. Per 10 Gbps fino a 100 m pieni, usa Cat6a. Per 10 Gbps su Cat6, mantieni la tratta a 55 m (180 ft) o meno, e aspettati meno dove i cavi sono in fascio. Per qualsiasi cosa più lunga di 100 m, non cercare un cavo in rame speciale: non esiste. Metti uno switch in mezzo, passa alla fibra o usa un extender PoE, e tratta ogni segmento come un proprio collegamento da 100 m.