Ethernet de cobre velocidades: 10BASE-T a 40GBASE-T
Compare 10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T, 2.5G, 5G, 10G, 25G y 40GBASE-T por pares, categoría, alcance y negociación.
Escrito y revisado técnicamente porEquipo de ingeniería de ElectroDesignForge
Ver el proceso editorialPunto clave: el conector 8P8C y el cableado T568 permanecen iguales a medida que cambia la velocidad del enlace, pero la PHY no siempre usa los pares de la misma manera. 10BASE-T y 100BASE-TX utilizan dos pares; 1000BASE-T y variantes más rápidas utilizan los cuatro pares de forma bidireccional. El alcance depende entonces de la categoría del cable y de la calidad medida del canal completo.
Referencia rápida
| Física de Ethernet | Tasa nominal | Pares de datos | Cableado de referencia | Alcance del canal común |
|---|---|---|---|---|
| 10BASE-T | 10Mbps | 2 | Gato 3 o mejor | 100 metros |
| 100BASE-TX | 100Mbps | 2 | Gato 5 o mejor | 100 metros |
| 1000BASE-T | 1 GB/s | 4 | Cat 5e o mejor | 100 metros |
| 2.5GBASE-T | 2,5 GB/s | 4 | Cat 5e o mejor | 100 metros |
| 5GBASE-T | 5 GB/s | 4 | Cat 6 o mejor | 100 metros |
| 10GBASE-T | 10 GB/s | 4 | Cat 6A o mejor | 100 metros |
| 25GBASE-T | 25 GB/s | 4 | Cat 8 / Clase I o II | 30 metros |
| 40GBASE-T | 40 GB/s | 4 | Cat 8 / Clase I o II | 30 metros |
Estos valores resumen las configuraciones de referencia. Un canal Cat 5e calificado puede admitir 5GBASE-T en implementaciones definidas. Un canal Cat 6 puede transportar 10GBASE-T a distancias reducidas, pero no reemplaza una garantía de 100 m Cat 6A.
Lectura de nombres BASE-T
El número indica la velocidad de línea nominal: 10, 100, 1000, 2.5G, 5G o 10G. BASE significa señalización de banda base y T significa par trenzado. 100BASE-TX es el conocido Fast Ethernet PHY de dos pares; no lo confunda con el obsoleto 100BASE-T4 PHY de cuatro pares.
La velocidad anunciada es la velocidad del enlace físico antes de los preámbulos, los encabezados de Ethernet, los protocolos de red y cualquier retransmisión. Por lo tanto, un enlace de 1 Gb/s no ofrece una carga útil completa de 1 Gbit/s de aplicación. En modo full duplex puede transmitir 1 Gb/s en cada dirección a la vez, pero su velocidad nominal sigue siendo de 1 Gb/s en lugar de 2 Gb/s.
Pines y pares por velocidad de enlace
Los cuatro pares del conector ocupan siempre los mismos grupos de pines:
| par lógico | Patas | Función MDI histórica 10BASE-T / 100BASE-TX | 1000BASE-T y más rápido |
|---|---|---|---|
| A | 1–2 | transmitir TX+ / TX− | bidireccional |
| B | 3–6 | recibir RX+ / RX− | bidireccional |
| C | 4–5 | sin usar para datos | bidireccional |
| D | 7–8 | sin usar para datos | bidireccional |
Un puerto MDI-X histórico, como un puerto hub o switch, invierte la transmisión y recepción en los pares A y B. Auto-MDI-X en equipos modernos detecta la orientación y la corrige automáticamente.
Desde 1000BASE-T en adelante, cada par transmite y recibe simultáneamente mediante procesamiento de señales PHY y cancelación de eco. Por lo tanto, las etiquetas fijas TX y RX son inapropiadas; las hojas de datos suelen utilizar BI_DA, BI_DB, BI_DC y BI_DD.
T568A y T568B no cambian esta función eléctrica. Solo intercambian los colores naranja y verde asignados a los pines 1–2 y 3–6. Consulte la configuración de pines RJ45 T568A/T568B antes de construir o verificar un cable.
10BASE-T y 100BASE-TX: dos pares
Estos PHY utilizan los pares en los pines 1–2 y 3–6. En un puerto MDI tradicional, el primer par transmite y el segundo recibe; un puerto MDI-X hace lo contrario. Este es el origen de los cables directos entre tipos de puertos diferentes y los cables cruzados entre tipos de puertos similares.
Los cuatro pares aún deberían conservarse en una instalación moderna. Son necesarios para los métodos de alimentación Gigabit, multigigabit y algunos PoE. Un enlace que inesperadamente negocia 100 Mb/s en lugar de 1 Gb/s a menudo tiene un par abierto, una terminación deficiente o un cable que contiene solo dos pares.
La página cables Ethernet directos y cruzados proporciona las asignaciones de pines y explica auto-MDI-X.
1000BASE-T: cuatro pares a 1 Gb/s
1000BASE-T distribuye su codificación en los cuatro pares, cada uno de los cuales opera en ambas direcciones simultáneamente. Está diseñado para un canal balanceado de 100 Ω hasta 100 m. Cat 5e es la referencia moderna. Algunos canales Cat 5 heredados pueden funcionar si cumplen con los parámetros 1000BASE-T adicionales, pero eso debe medirse y no justifica una nueva instalación de Cat 5.
La negociación automática también intercambia información necesaria para el funcionamiento de Gigabit. Evite forzar arbitrariamente la velocidad y el dúplex para ocultar una falla de cableado: pruebe primero el mapa de cables, la longitud, la pérdida y la diafonía.
2.5GBASE-T y 5GBASE-T: reutilización del cableado instalado
IEEE 802.3bz agregó velocidades intermedias manteniendo la operación de cuatro pares y alcanza hasta 100 m:
- 2.5GBASE-T apunta a canales Cat 5e, entre otros;
- 5GBASE-T apunta a canales Cat 6 y puede operar en algunos canales Cat 5e calificados para parámetros adicionales.
La categoría impresa en la cubierta del cable no es suficiente para calificar un canal instalado. Los conectores, los latiguillos, los haces vecinos, los daños en la instalación y las interferencias externas forman parte del canal. Con un margen insuficiente, el PHY puede negociar una tarifa más baja o experimentar errores y restablecimientos de enlaces.
10GBASE-T: Cat 6A para 100 m
Cat 6A es la referencia sencilla para transportar 10GBASE-T en un canal de 100 m. Un canal Cat 6 puede funcionar en distancias reducidas, pero la diafonía extraña de cables vecinos se vuelve crítica:
- en general se espera que funcione hasta unos 37 m en un canal compatible;
- entre 37 y 55 m, el soporte depende del entorno de diafonía y requiere cualificación;
- más allá de eso, normalmente se requiere mitigación o reemplazo con Cat 6A.
Una prueba de continuidad o una prueba que se detiene en 100 MHz no califica para 10GBASE-T. La certificación debe cubrir los parámetros requeridos en el dominio de la frecuencia y, para Cat 6, las pruebas de diafonía alienígena pertinentes.
25GBASE-T y 40GBASE-T: Cat 8 de corto alcance
IEEE 802.3bq define 25GBASE-T y 40GBASE-T sobre canales balanceados de hasta 30 m. Estos PHY utilizan los cuatro pares y cableado Cat 8/Clase I o Clase II caracterizado a 2 GHz. Se dirigen principalmente a enlaces cortos entre centros de datos; Los módulos ópticos y los conjuntos DAC son mucho más comunes a estos precios.
La figura de 30 m describe la aplicación Cat 8 para 25/40GBASE-T. No copie ese límite a 10GBASE-T o filas más lentas sin considerar su propio estándar de canal.
Elegir cable sin confundir MHz y Mb/s
La frecuencia superior de una categoría caracteriza el medio; no es su tasa de bits. La codificación, el procesamiento de señales, la diafonía y el alcance determinan juntos la PHY admitida. Dos cables anunciados a 500 MHz no son necesariamente equivalentes si uno no está certificado como componente Cat 6A.
Para una decisión práctica:
- Configure la velocidad de datos, la longitud total y cualquier requisito de energía PoE.
- Seleccione la categoría que garantice la tarifa a ese alcance, con margen de mejora adecuado.
- Cuente el canal completo: enlace permanente, tomacorrientes, paneles de conexión y cables de equipo.
- Utilice componentes clasificados consistentemente y certifique la instalación terminada.
- Para los nuevos 10G a 100 m o PoE de alta potencia, Cat 6A suele ser la opción equilibrada; Cat 8 sirve para el caso de uso distintivo de 25/40G a 30 m.
La página Categorías de cables Ethernet de Cat 5 a Cat 8 compara la frecuencia, el blindaje, la conectividad y las aplicaciones con más detalle.
Autonegociación y tasa alcanzada
Los dos puertos anuncian capacidades y seleccionan su mejor modo común. Si la tarifa negociada es inferior a la esperada, verifique en este orden:
- capacidades reales de ambos puertos y de cualquier módulo intermedio;
- configuraciones y controladores de negociación automática;
- presencia y continuidad de los cuatro pares;
- categoría y longitud de cada cable del equipo;
- certificación de canales y contadores de errores;
- interferencias, conectores dañados y dobleces excesivos.
| Observación | Interpretación probable |
|---|---|
| 1 Gb/s vuelve a caer a 100 Mb/s | al menos uno de los cuatro pares falta o está defectuoso |
| 10G funciona con un cable corto pero no con el canal instalado | pérdida de canal, diafonía o categoría inadecuada |
| 2.5G funciona pero 5G retrocede | Margen insuficiente de Cat 5e para 5G o un puerto de solo 2,5G |
| La velocidad del enlace es correcta pero las transferencias son más lentas | sobrecarga de protocolo, almacenamiento, CPU, Wi-Fi o congestión en lugar de la PHY |
| El enlace se vuelve inestable bajo carga PoE | Es necesario verificar la resistencia, el calentamiento y el presupuesto de energía junto con los parámetros de datos. |
Páginas relacionadas
- Ethernet RJ45 — Distribución de pines T568A y T568B — colores y funciones de los ocho pines.
- Configuración de pines Ethernet PoE: pares de alimentación en el mismo conector.
- Cables Ethernet directos y cruzados: cableado 1:1, cruzados y auto-MDI-X.
- Categorías de cable Ethernet de Cat 5 a Cat 8 — rendimiento medio de cobre.
- Alimentación a través de Ethernet (PoE): tipos, clases, niveles de potencia y precauciones de cableado.
Fuentes
- IEEE 802.3 — Objetivos 2.5GBASE-T y 5GBASE-T — cuatro pares, Cat 5e/Cat 6 y alcance de 100 m.
- Asociación de Estándares IEEE — IEEE 802.3bq-2016 — 25GBASE-T y 40GBASE-T hasta 30 m.
- IEEE 802.3 — Características del enlace 1000BASE-T — cuatro pares bidireccionales y canales de 100 Ω.
- Cisco: especificaciones de cables 10BASE-T y 100BASE-TX: alcance y distribución de pines de dos pares.
- Fluke Networks: requisitos de pruebas de campo 10GBASE-T: alcance Cat 6 y diafonía alienígena.
- IEC 61156-5:2020 — categorías y características para cables balanceados hasta 1 GHz.