⚡ 10/100/1000 Ethernet: Fast Ethernet e Gigabit Ethernet

Quando sul retro di un router, di uno switch o di una scheda di rete troviamo la dicitura 10/100/1000, significa che quella porta supporta più velocità Ethernet.

In particolare può normalmente operare a 10 Mbps, 100 Mbps oppure 1000 Mbps, scegliendo automaticamente una modalità compatibile con il dispositivo collegato.

📊 Le tre velocità principali

Oggi il collegamento da 10 Mbps è praticamente scomparso dalle reti domestiche moderne, mentre Fast Ethernet è ancora presente su alcuni dispositivi economici o datati.

Gigabit Ethernet è invece diventato per molti anni lo standard di riferimento delle reti domestiche.

Ethernet a 10 Mbps

Le prime reti Ethernet avevano capacità molto inferiori rispetto a quelle moderne.

Uno degli standard più conosciuti su doppino è 10BASE-T, con velocità nominale di 10 Mbps.

Oggi una porta a 10 Mbps è raramente utilizzata in una normale rete domestica, ma il supporto può ancora esistere per ragioni di compatibilità.

🐢 Cos’è Fast Ethernet

Con il termine Fast Ethernet si indicano le tecnologie Ethernet che hanno portato la velocità a 100 Mbps.

Uno degli standard più diffusi è stato 100BASE-TX.

Per anni 100 Mbps sono stati più che sufficienti per normali connessioni Internet domestiche, ma oggi possono diventare un limite molto evidente.

Quanto trasferisce realmente una porta da 100 Mbps?

100 Mbps significa 100 megabit al secondo come velocità nominale del collegamento.

Non significa però che un trasferimento di file raggiungerà esattamente 100 Mbps di dati utili.

Esistono infatti:

• header Ethernet;
• header IP e TCP/UDP;
• intervalli e overhead del protocollo;
• prestazioni del sistema operativo;
• limiti dello storage;
• eventuali altri colli di bottiglia.

Per questo la velocità applicativa reale risulta inferiore alla velocità nominale del link.

🚀 Cos’è Gigabit Ethernet

Gigabit Ethernet porta la capacità nominale a 1000 Mbps, cioè 1 Gigabit al secondo.

Lo standard più comune nelle reti su rame è 1000BASE-T.

Per molti anni questa tecnologia ha rappresentato il punto ideale per reti domestiche, uffici, NAS, smart TV e PC.

Perché 1000BASE-T è importante

1000BASE-T ha avuto enorme successo perché permette di raggiungere 1 Gbps su cablaggio Ethernet in rame utilizzando le quattro coppie del cavo.

Questo è uno dei motivi per cui un problema su una singola coppia può provocare comportamenti molto diversi tra Fast Ethernet e Gigabit Ethernet.

🔌 Quante coppie utilizza Ethernet?

Perché una rete Gigabit può negoziare a 100 Mbps?

È uno dei problemi più comuni nelle reti cablate.

Due dispositivi Gigabit possono ritrovarsi collegati a soli 100 Mbps per diverse ragioni:

• cavo danneggiato;
• connettore RJ45 terminato male;
• una coppia non collegata;
• porta Fast Ethernet lungo il percorso;
• switch da 100 Mbps;
• adattatore di rete limitato;
• problema di auto-negotiation;
• configurazione manuale errata.

La velocità dipende dal dispositivo più lento

Se colleghiamo:

• un PC con porta Gigabit;
• uno switch Gigabit;
• un router con porta Fast Ethernet;

il collegamento verso il router rimane limitato a 100 Mbps.

In una catena di rete bisogna quindi osservare ogni singolo segmento.

🔄 Cos’è l’auto-negotiation

Nelle reti Ethernet moderne le porte possono comunicare tra loro per determinare una modalità compatibile.

Questo processo viene chiamato auto-negotiation.

Le due interfacce possono negoziare parametri come:

• velocità supportata;
• modalità duplex;
• altre capacità previste dallo standard.

Se una porta supporta 1000 Mbps ma l’altra arriva solo a 100 Mbps, il link utilizzerà una modalità compatibile con entrambe.

Full duplex e half duplex

Le moderne connessioni Ethernet funzionano normalmente in full duplex.

Questo significa che possono trasmettere e ricevere contemporaneamente.

La modalità half duplex è invece legata soprattutto alle implementazioni Ethernet più vecchie e a scenari legacy.

📏 Quali cavi servono per Gigabit Ethernet?

Gigabit Ethernet può funzionare normalmente su cablaggio Cat 5e correttamente realizzato.

Non è quindi obbligatorio utilizzare Cat 6 solo perché la porta è Gigabit.

Cat 6 e categorie superiori possono però offrire caratteristiche migliori per determinate frequenze, lunghezze e velocità future.

Le categorie dei cavi verranno approfondite nella Guida 06.

Gigabit significa 1000 MB/s?

No.

Il Gigabit Ethernet indica 1000 megabit al secondo, non 1000 megabyte al secondo.

Otto bit corrispondono a un byte, quindi la capacità teorica in byte al secondo è molto inferiore.

Anche qui, il throughput applicativo reale sarà ulteriormente ridotto dall’overhead.

Perché un trasferimento Gigabit sta intorno a 100 MB/s?

Un trasferimento di file su una LAN Gigabit può raggiungere valori vicini ai 100 MB/s o leggermente superiori, a seconda delle condizioni.

Questo è perfettamente coerente con un collegamento da 1 Gbps.

Bisogna inoltre considerare:

• protocollo SMB o altro protocollo utilizzato;
• prestazioni di SSD o HDD;
• CPU dei dispositivi;
• overhead TCP/IP;
• carico dello switch;
• software di sicurezza;
• dimensione dei file trasferiti.

Gigabit Ethernet è ancora sufficiente?

Per moltissimi utilizzi sì.

1 Gbps è ancora più che sufficiente per:

• streaming video;
• gaming;
• smart TV;
• normale utilizzo Internet;
• backup non particolarmente pesanti;
• molti NAS domestici.

Il limite diventa più evidente con:

• FTTH superiori a 1 Gbps;
• NAS con SSD;
• grandi trasferimenti locali;
• workstation;
• access point Wi-Fi ad alta capacità;
• server domestici.

🚀 Il passo successivo: Multi-Gigabit

L’evoluzione naturale delle LAN domestiche sta portando verso:

• 2.5 GbE;
• 5 GbE;
• 10 GbE.

In particolare, 2.5 Gigabit Ethernet è diventato molto interessante perché offre un forte aumento della capacità senza richiedere necessariamente l’infrastruttura più costosa di una rete 10G.