Рейтинг:9

Какой кабель витой пары Ethernet лучше всего подходит для конкретного коммутатора Ethernet

флаг ph

тл;др Мне нужен лучший поддерживаемый кабель Ethernet для моего коммутатора Ethernet. Как соотнести скорости Ethernet-кабелей измеряется в герцах с коммутатором Ethernet "скорость" измеряется в битах в секунду пропускной способности?


Существует несколько стандартов Ethernet для витой пары; «Cat 5e», «Cat 6», «Cat 6A», «Cat 7» и т. д., каждая из которых поддерживает максимальную длину и частоту в герцах. Например, согласно Википедии "Кот 5е"

Кабельный стандарт предписывает рабочие параметры для частот до 100 МГц.

тогда как "Кот 6А"

Характеристики Cat 6A определены для частот до 500 МГц.


В то же время существует множество различных Ethernet-коммутаторов с разными стандартными «скоростями» (полосами пропускания); "100Мб", "1Гб" и т.д.

Например, этот типичный 5-портовый гигабитный настольный коммутатор спецификация поддерживает

10/100/1000 Мбит/с, автоматическое согласование, порты Auto-MDI/MDIX

IEEE 802.3i ИЭЭЭ 802.3у IEEE 802.3ab IEEE 802.3x IEEE 802.1p


Учитывая какой-либо Ethernet-коммутатор, как можно определить кабель Ethernet с витой парой, который обеспечит наибольшую пропускную способность (самую высокую «скорость»)?


Я ищу ответы, которые описывают общий мыслительный процесс или процедуру для определения лучший матч для большинства типичных потребительских Ethernet-коммутаторов и Ethernet-кабелей. Однако меня меньше интересует слепая трата денег на «новейшие и лучшие» Ethernet-кабели, меня больше интересует техническое обоснование выбора.
Для простоты предположим, что у вас небольшой офис с кабелями не длиннее 100 футов.

флаг ph
Очевидно, что «герц» можно приблизительно представить как передачу «1 бита» данных. Но эта корреляция кажется слишком упрощенной. Иногда за один тактовый цикл «герц» можно передать несколько «битов», или для передачи одного бита требуется несколько тактовых циклов «герц»; это полностью зависит от технологии. В то же время разные протоколы имеют разные накладные расходы протокола.И в то же время я даже не знаю, делают ли Ethernet-коммутаторы какие-либо вещи типа «замедления скорости», когда замечают, что биты / кадры отбрасываются.
флаг in
Связь между герцами и битами в секунду на самом деле довольно хорошо определяется математически [https://en.wikipedia.org/wiki/Shannon — Hartley_theorem] (теорема Шеннона-Хартли).
флаг in
Ну, он определяет максимальную скорость передачи информации, которая теоретически может быть достигнута на канале, подверженном аддитивному белому гауссовскому шуму, со схемой кодирования, которая выигрывает от неограниченного количества контекста.
флаг to
Я бы сказал: «Лучший, который вы можете себе позволить» — но я видел позолоченные сетевые кабели для аудиофилов… так что, возможно, «тот, который работает» — лучший выбор слов.
флаг mm
:D Такие вещи, как https://www.tomshardware.com/news/ethernet-switch-for-audiophiles и https://www.synergisticresearch.com/cables/galileo-sx/galileo-sx-digital/galileo-sx- Ethernet/. Что-то про дураков, деньги....
Criggie avatar
флаг in
@JourneymanGeek Другая актуальная цитата состоит в том, что «у Мауве больше всего баранов» https://dilbert.com/strip/1995-11-17.
Рейтинг:11
флаг ru

Вкратце:

  • 100BASE-TX (100 Мбит/с) и 1000BASE-T (1 Гбит/с) требовать категория 5 («100 МГц»).
  • 10GBASE-T (10 Гбит/с) требует Категория 6А («500 МГц»).
  • "Умный" 2,5 ГБАСЭ-Т и 5GBASE-T работать с Категория 5, 6 («250 МГц») или с разной досягаемостью.

Чтобы добавить путаницы, есть старый Категория 5 который был дополнен Категория 5е в 2001 году. Он просто называется Категория 5 сегодня (или «Cat 5»). Много старых Категория 5 кабели должны быть в порядке, но если вы хотите положиться на них, вам нужен Категория 5е или новый кабель.

За исключением портов «Smartrate», Ethernet не «обучает» кабель. Если он не работает должным образом, ссылка не работает (надежно). Нет возврата к более низким скоростям!

Вы можете найти все эти стандарты IEEE 802.3 здесь (бесплатно после регистрации).

Изменить: как правильно указал @MSalters, есть запасной вариант, но только для 1000BASE-T порты, где не все четыре пары могут соединиться. Он возвращается к двум парам 100BASE-TX - это не данность, а собственность Broadcom Ethernet@Wirespeed и это не является запасным вариантом для качества кабеля.

флаг in
Откат 1000->100 довольно распространен.
Zac67 avatar
флаг ru
@MSalters Только для неисправных пар (с использованием Broadcom *Ethernet@Wirespeed*), а не для качества кабеля.
Martin Ueding avatar
флаг jp
@MSalters: я видел кабель, настолько сильно поврежденный (большинство проводов оторвались от разъема), что он даже находился в резерве 1000–10 Мбит / с.
флаг ph
Спасибо @Zac67. Вы знаете, откуда взялись маркированные констатации фактов? Есть ли они в документах RFC или публикациях IEEE? Не могли бы вы дать ссылку на них?
Zac67 avatar
флаг ru
Да, все они соответствуют стандарту IEEE 802.3, который вы можете получить [здесь](http://ieeexplore.ieee.org/browse/standards/get-program/page/series?id=68) (бесплатно после регистрации).
Рейтинг:11
флаг in

Скорость Никвиста говорит о том, что максимальная скорость независимых символов (фп) в два раза превышает полосу частот канала (Б).

фп ¤ 2Б

Закон Хартли вводит идею о том, что количество информации, которая может быть закодирована в каждом независимом символе, зависит от количества различных уровней, которые может различить приемник, и, следовательно, скорость передачи информации зависит от ширины полосы частот, амплитуды сигнала (А) и насколько точно приемник различает уровни сигнала (ÎВ).

р ¤ 2Бжурнал2(1 + АВ)

Логарифм здесь примечателен, так как он показывает нам, что при увеличении количества уровней, которые приемник может различать, увеличивается скорость передачи данных, а отдача уменьшается.

Теорема Шеннона-Хартли основана на этих идеях и статистических свойствах шума и связывает максимально теоретически достижимую скорость передачи информации с полосой пропускания и отношением сигнал/шум для канала, подверженного аддитивному белому гауссовскому шуму, и со схемой кодирования, которая имеет неограниченный контекст для использовать для исправления ошибок.

С = Бжурнал2(1 + С/Н)


Теоретические максимумы и реальные системы — не одно и то же. 10BASE-T Ethernet был разработан больше для простоты, чем для эффективности использования полосы пропускания, и он получает только 1 бит в секунду на Гц для полосы пропускания 10 МГц. 100BASE-TX использует многоуровневую схему кодирования, которая обеспечивает скорость чуть более 3 бит в секунду на Гц для полосы пропускания 31,25 МГц. 1000BASE-T использует более сложную схему кодирования, которая увеличивает скорость до 4 бит в секунду на Гц и использует все четыре пары для передачи в обоих направлениях, поэтому скорость передачи данных 1000 Мбит/с достигается при полосе пропускания всего 62,5 МГц.

Другими словами, благодаря более совершенному дизайну интерфейса, хотя скорость передачи данных увеличилась в 100 раз, пропускная способность увеличилась только в 6,25 раза. К сожалению, после 1000BASE-T начала проявляться убывающая отдача.

10GBASE-T увеличил скорость до 6,25 бит в секунду на Гц, но с четырьмя линиями передачи данных, что по-прежнему дает полосу пропускания 400 МГц. Слишком много для многих существующих кабельных заводов. Это привело к созданию стандартов 2.5G и 5G на основе схемы модуляции, используемой 10GBASE-T, но с более низкими скоростями передачи данных.

Существуют также стандарты 25GBASE-T и 40GBASE-T, которые используют схему модуляции, используемую в 10GBASE-T, и масштабируют ее до более высокой пропускной способности, но я не могу найти никаких доказательств того, что кто-то действительно их продает.


Цифры частоты заголовков для типа кабеля - только часть истории. Кабель не перестает передавать сигналы на заданной частоте внезапно, а просто постепенно ухудшается (больше затухание, больше перекрестные помехи, больше дисперсия).В конце концов ухудшение сигнала достигнет точки, когда сигналы больше не будут надежно приниматься.

Каждая скорость витой пары Ethernet рассчитана на определенный тип кабеля, но есть свои тонкости.

  • 10BASE-T был разработан для Cat 3 или выше.
  • 100BASE-TX был разработан для Cat 5 или выше.
  • 1000BASE-T был разработан для работы на Cat 5, однако было обнаружено, что спецификация Cat 5 недостаточно ограничивает перекрестные помехи, поэтому, хотя обычно это работало, существовала вероятность проблем, Cat 5e была введена для устранения этих недостатков.
  • 10GBASE-T требует Cat6A для полного расстояния в 100 метров, он может работать по реальной CAT 6 на более коротких расстояниях, но, как и в случае с 1000BASE-T по CAT 5, это не может быть гарантировано для кабеля «наихудшего случая».
  • 2.5GBASE-T разработан для Cat5e
  • 5GBASE-T предназначен для Cat6 и более коротких серий Cat 5e.
  • Предполагается, что для 25GBASE-T и 40GBASE-T требуется Cat 8, но мне не ясно, будут ли эти стандарты когда-либо существовать, или такие высокие скорости будут привязаны к оптоволокну (и кабелям прямого подключения для коротких пробегов).

Ethernet традиционно не принимал во внимание параметры кабеля при определении скорости соединения, хотя некоторые производители добавили свои собственные расширения в процесс согласования, которые учитывают. Для 2,5 GBASE-T и 5GBASE-T альянс NbaseT разработал функцию «понижающей передачи», учитывающую качество кабеля, но неясно, является ли это стандартом IEEE или нет.

Даже если при согласовании учитываются параметры кабеля, оно по-прежнему ограничено фиксированным набором стандартных скоростей. Это не похоже на Wi-Fi или современные варианты DSL, которые хорошо адаптируются к условиям канала.


Так что же делать на практике?

Если вы считаете, что 1G будет достаточно, чтобы продлить срок службы кабеля, просто приобретите хотя бы Cat5e.

Если вы думаете, что вам может понадобиться 10G сейчас или в будущем, вы можете рассмотреть Cat 6 или 6A, проблема в том, что реальное достижение стандартов Cat 6 и 6A может быть сложной задачей, там много дерьма, которое не соответствует стандарты, которые он утверждает, и полевые заделки требуют большой осторожности, чтобы соответствовать спецификации 6A. Cat6a также кажется значительно дороже, чем Cat5e.

Я не думаю, что на данном этапе есть смысл устанавливать Cat 7 или Cat 8, если вы считаете, что в какой-то момент в будущем вам может понадобиться более 10G, либо установите одномодовое волокно сейчас, либо установите воздуховоды / кабелепроводы, чтобы вы могли установите кабель, который вам нужен, когда вам это нужно.

флаг ph
Вау, потрясающий ответ @PeterGreen!
флаг mm
Для *очень* коротких пробегов — вам может сойти с рук кат. 5e на 10GBase-T. Также стоит отметить, что маркировка кабелей может «лгать» — с такими забавными вещами, как [4-жильный «cat 5e»] (https://superuser.com/questions/701273/what-would-be-the-disadvantages-of-using). -a-4-жильный-кабель Ethernet). Стоит получить кабель, оптом или готовый из надежных источников
David avatar
флаг pe
Кабель категории 7 в целом аналогичен кабелю категории 6А. Это не стандарт IEEE и не использует разъемы RJ45. Практически нет смысла его использовать, несмотря на то, какими впечатляющими были характеристики для того времени, когда он был изобретен.
Рейтинг:7
флаг cn
Bob

Я понимаю ваше замешательство.

Источником этого является то, что некоторые стандарты берут свое начало в области электротехники, а другие - в области обработки сигналов и проектирования сетей, каждый из которых имеет свои собственные соглашения и историю.

С точки зрения непрофессионала: наименьший общий знаменатель в ряду сетевого коммутатора на одном конце, кабеля в середине, сетевой карты или коммутатора, с другой стороны, определяет максимально возможную скорость сети в этом сегменте.
Разъем на кабеле должен соответствовать порту устройства, к которому он подключается, конечно, обычно используется RJ45.
Затем также вступают в игру потенциально экологические аспекты (например, есть ли много разных кабелей в одной и той же трассе и нужны ли экранированные разновидности? Гибкие кабели или сплошные жилы для более жестких структурных кабелей?).

Представьте себе порт 10/100/1–000/10–0000 Мбит/с на коммутаторе, но сетевую карту только с портом 10/100 Мбит/с.
==> кабель не должен поддерживать более 100 Мбит/с, прежде чем будет достигнута максимальная скорость.
Для этого подойдет практически любой рабочий кабель.
CAT5 сделает свою работу.
CAT6e также выполнит эту работу, но, несмотря на поддержку гораздо более высоких скоростей сети, этот потенциал все же не увеличит скорость этой установки, которая ограничена сетевой картой до 100 Мбит.

Однако не стоит слишком много думать об этом. Позолоченные разъемы, медные жилы с серебряным покрытием, экзотическая темная материя или что-то еще, что аудиофилы любят использовать для кабелей динамиков, сетевые кабели с такими вещами действительно не будут иметь значения по сравнению с обычными сетевыми кабелями с тем же рейтингом.

флаг ph
Я купил 5-футовый кабель CAT 6 с алмазной оболочкой, переплетенными золотом и серебром разъемами. Стоимость всего 10 000 долларов США. Вы хотите сказать, что это не увеличит оперативную память моего компьютера?
Рейтинг:6
флаг cn

Anything that is of a specification suitable for link speed, link length, and the environment it is used in, and meets that specification(!), should be absolutely fine.

There are basically, practically only four "states" on a wired ethernet connection:

  • It's working flawlessly, and everything is in the specification (cable types, length...). All bandwidth the switch and connected equipment allow can be used (however, a port being 1000baseT does NOT always mean the device with the port can unconditionally handle/supply data at that speed!)

  • It's still working flawlessly, on equipment (including cable plant) that is marginal/out of specification. Still, all bandwidth is available. The slightest change (rerouting cables, degrading cables, changing switch vendor or model, using different patch panels or patch cables or adapters, environmental changes, light interference) can upset this!

  • There are frequent upsets (frame drops, renegotiation, etc, will be registered in rx/tx error counters on the switch) to the connection due to equipment either being out of specification (includes cables used with unsuitable bundling, length, bend radii, etc)/marginal/defective, or being operated in an environment that provides electromagnetic or other environmental interference beyond what the equipment is suitable for (eg in an industrial environment). Can also manifest in the link being automatically downgraded to 100baseT but working stable (can happen eg if certain wires/contact in the cable or plug are broken completely).

  • Connection is dead.

Best chances at getting a cable that is in spec and in the right environment, or certainly satisfactory:

  • Buy brands that you would commonly find in the catalog of a supplier that caters to professional office or datacenter environments, or make from parts from reputable vendors (eg Hirose plugs, Draka cable)

  • Avoid anything that is specified as "CCA cable". Aluminum belongs in the cable shield of foil shielded cables, nowhere else.

  • If you want to cut corners, do so on the links that are shortest and have the least plugged-into-another sections.

  • Be aware there are maximum length recommendations for a given pair of "link speed" and "CAT rating"

  • Factor in the environment. Tight bends and lightweight needed, maybe don't use thick PIMF. Cables bundled together over tens of meters, or tied to metal structures, or crossing rooms with industrial equipment - get something that is shielded well and also rated for any severe temperature/outdoor operation/chemicals/....

  • Consider a higher CAT rating to future-proof fixed cable plant. That also holds somewhat true of patch cables in controlled environments (datacenters etc). Forget about office last-metre stuff, it wears out and/or gets grungy eventually, you will want to renew it when you upgrade.

  • Consider DAC/Twinax cables for short hauls involving SFP switches, they are sometimes cheaper than a pair of SFPs.

  • Consider fiber for long hauls that connect building wings or similar. If using copper, consider getting dedicated surge protectors.

  • Be aware of building codes re: cable materials you can and cannot use in plenums, risers, etc.

If you actually want to VERIFY cable plant being to specification, there are dedicated instruments for sale or rent, usually from electrical test equipment vendors, usually costing four figures and up.

флаг cn
Это, кажется, не отвечает на вопрос.
mfinni avatar
флаг cn
@PaÅloEbermann - конечно, да. «tl; dr, мне нужен лучший поддерживаемый кабель Ethernet для моего коммутатора Ethernet». Первое предложение отвечает на это. Нет «лучшего», есть «соответствует требованиям» или «не соответствует требованиям».
флаг cn
Но тогда возникает вопрос, как определить, что кабель «соответствует спецификации» для данного коммутатора. (Кроме того, это первое предложение было добавлено всего несколько минут назад.)
флаг cn
Конечно. Что плохого в попытке улучшить ответ в ответ на комментарий?
флаг ph
Всем спасибо. Меня больше интересует процедура принятия решения о сопоставлении кабелей с коммутаторами. Я отредактировал вопрос, чтобы подчеркнуть это.
Рейтинг:4
флаг id
MLu

Поскольку разница в цене между 15 футами Cat5e и Категория 6 незначительно, я бы просто идти с Категория 6 по умолчанию В эти дни. Нет веских причин не делать этого.

Также обратите внимание, что есть экранированный и неэкранированный Cat6 — не беспокойтесь об экранированном, это для сетей 10Gb+, требует экранированных разъемов и т. д., вам это не понадобится.

Учитывая некоторый коммутатор Ethernet

«Некоторые» коммутаторы Ethernet могут быть помечены как «гигабитные», но на самом деле не могут обеспечить скорость или обеспечивают только между 2 портами и не более. Если вам нужна наилучшая и стабильная производительность, вам также необходимо купить хороший коммутатор.

Но на самом деле в домашней/офисной обстановке вы В самом деле это нужно?

флаг ph
Спасибо @MLu. Это то, что я делал, покупая Cat 6, так как цена так сильно упала. Но я надеюсь понять, действительно ли это приносит пользу (и как кто-то это определяет?).
флаг cn
Одной из веских причин может быть «В здании есть существующий завод Cat.5e» :)
Рейтинг:2
флаг cn

Конкретно для части вопроса о скорости «Герц» против Мбит/с/Гбит/с:

Если только вы не проектируете переключатель, аксессуар или кабельный запас на уровне электротехники или не ставите задачу заставить систему работать за пределами спецификации (например, с более длинными участками, чем разрешено спецификацией, или на кабельном заводе с более низкими характеристиками), герцы и децибелы ( там много децибелов для множества причудливых вещей, когда вы входите в мир, где есть герцы!) просто не должно вас беспокоить. Это не аналоговое аудио/видео, лабораторное или радиочастотное кабельное соединение, где более высокое качество кабелей приведет к постепенному улучшению даже в системе, которая уже работает нормально.

Например, если стандарты для 1000BaseT говорят: «Используйте Cat5e или выше, со следующими рекомендациями по длине кабеля и типу экранирования в зависимости от окружающей среды…», просто следуйте этому, убедитесь, что вы не получили кабель, в котором указано, что он соответствует Cat5e. * спецификациям, но не соответствуют им, убедитесь, что вы не используете кабель таким образом, чтобы он не соответствовал спецификациям.

* Я бы не согласился с утверждением «Просто назовите это Cat5» - во многих зданиях есть стационарные кабельные системы «Cat5», которые предшествуют 1000BaseT. ТЕПЕРЬ вы нашли драконов - если они не соответствуют спецификациям Cat5e, они не соответствуют спецификациям 1000BaseT. Видеть В чем реальная разница между Cat-5 и Cat-5e?.

Ответить или комментировать

Большинство людей не понимают, что склонность к познанию нового открывает путь к обучению и улучшает межличностные связи. В исследованиях Элисон, например, хотя люди могли точно вспомнить, сколько вопросов было задано в их разговорах, они не чувствовали интуитивно связи между вопросами и симпатиями. В четырех исследованиях, в которых участники сами участвовали в разговорах или читали стенограммы чужих разговоров, люди, как правило, не осознавали, что задаваемый вопрос повлияет — или повлиял — на уровень дружбы между собеседниками.