Cosa fa un cavo ethernet?

Un frame Ethernet contiene informazioni necessarie per diverse parti della comunicazione di rete. La prima sezione contiene informazioni sugli indirizzi MAC e quale seconda sezione deve essere usata, la seconda sezione contiene informazioni per quel pezzo più quale deve essere la sezione successiva, e così via. Ma questo frame deve andare da un computer all'altro un bit alla volta. La scheda Ethernet usa mezzi come i cavi Ethernet per trasformare gli 1&apo e gli 0&apo che compongono il frame in segnali su fili che possono essere visti e ritrasformati in 1&apo e 0&apo da un'altra porta Ethernet. Poi il frame può essere ricostruito, letto dalla scheda, e le decisioni su cosa fare possono essere prese da hardware e software.

Esattamente come funzionano dipende dal tipo di cavo di cui stai chiedendo, ma mi concentrerò sui normali cavi che tutti conoscono e usano in questi giorni. Hanno due connessioni che assomigliano a grandi spine telefoniche americane. Si chiamano connettori RJ45, che sta per Registered Jack 45. Hanno 8 piccole linee di rame su ogni lato, e fanno 'click' quando li spingi nella porta dello switch o sul retro del tuo computer. Sono chiamati 'cavi patch Ethernet', o semplicemente 'cavi patch', o anche semplicemente 'cavi Ethernet'. Ci sono due tipi di cavi, straight through e crossover. Ognuno ha una ragione molto specifica per esistere.

Se la tua connessione è di 10 o 100 Mb (Megabit, non Megabyte), allora solo 4 fili sono usati nella connessione. Una porta Ethernet di un computer o di un router, quando è impostata su 10 o 100 Mb, ha il primo e il secondo pin impostati per trasmettere segnali elettrici. Ha anche i pin 3 e 6 impostati per ricevere segnali. Questo era importante molto tempo fa, ma al giorno d'oggi, non è importante. È ancora necessario cablare correttamente i cavi, ma il motivo della divisione non è più importante

I segnali Ethernet cablati usando questo tipo di cavo (UTP o doppino intrecciato non schermato) usano una tecnologia chiamata Segnalazione Differenziale. Se una porta Ethernet UTP cablata su un computer o un router è impostata a 10 o 100 Mb, il pin 1 è il pin positivo di trasmissione e un impulso di tensione positivo è usato per segnalare. Il pin 2 è il pin negativo di trasmissione, e un impulso di tensione esattamente opposto
negativo viene inviato quando un impulso positivo viene inviato sul pin 1.

Tutto da questo punto fino all'ultimo paragrafo parla di connessioni a 10 o 100 Mb. Gigabit Ethernet usa lo stesso cablaggio, ma utilizza tutte e 4 le coppie di fili piuttosto che solo 2.

La coppia di fili collegati ai pin 1 e 2 sono intrecciati insieme. Questo fa sì che qualsiasi rumore elettrico proveniente dal mondo esterno finisca su entrambi i fili 1 e 2 allo stesso modo. A proposito, il rumore elettrico rende la segnalazione molto difficile. Con altre tecnologie, la rimozione del rumore può rimuovere il segnale, e questo rende molto difficile recuperare la segnalazione originale senza errori. Con la segnalazione differenziale, l'impulso positivo e negativo, insieme al rumore viene raccolto dall'altro lato. L'altro lato sarà probabilmente una porta switch o una porta hub. Gli impulsi negativi e positivi vanno in un pezzo elettrico chiamato 'Subtractor'. Inverte l'impulso negativo (insieme al suo rumore) e lo mette insieme all'impulso positivo (con il suo rumore). Gli impulsi saranno molto visibili dopo il sottrattore, ma il rumore si annullerà per la maggior parte. Questo rende molto facile per il lato ricevente sapere che l'impulso che vede è un segnale reale, non un rumore che finge un segnale.

Un interruttore o una porta hub impostata a 10 o 100 Mb è cablata per ricevere segnali sui pin 1 e 2, e trasmettere sui pin 3 e 6. È l'esatto contrario della porta del computer, ma va bene così. Puoi fare o comprare 'cavi straight through' o 'cavi patch' praticamente ovunque. Il cavo patch regolare ha i pin 1 e 2 cablati con una delle coppie di fili intrecciati, di solito il pin 1 è abbinato al filo bianco con la striscia verde, e il pin 2 è abbinato al filo tutto verde. Questi fili sono intrecciati insieme nel cavo. Il 3 e il 6 usano una coppia di colori diversi, di solito bianco/arancione per il 3 e tutto arancione per il 6. I pin 4 e 5 hanno una coppia di fili, di solito bianco/blu-blu, e i pin 7 e 8 hanno bianco/marrone-marrone. Questo è noto come codice colore.

Ci sono due codici colore: T-568A e T-568B. Il codice colore che ti ho dato sopra è il codice per 568A. Il 568B mette il bianco/verde-verde sui pin 3 e 6, e il bianco/arancio-arancio sui pin 1 e 2. Perché questo ha importanza? Se stai facendo un normale cavo patch per collegare un computer a uno switch/hub, o un router a uno switch/hub, entrambi i lati del cavo devono essere cablati con il codice colore A o con il codice colore B. Il computer trasmette sui pin 1 e 2. Lo switch o hub riceve sui pin 1 e 2. Il computer riceve sui pin 3 e 6. L'interruttore o l'hub trasmette sui pin 3 e 6. Se usi un cavo patch o un cavo passante, la trasmissione su un lato è agganciata alla ricezione sull'altro lato.

Se stai collegando un computer a un computer, o un computer direttamente a un router (meno probabile di questi tempi), entrambi trasmettono su 1 e 2, e ricevono su 3 e 6. Quindi, puoi comprare o fare un cavo crossover che ha il codice di colore A su un lato, e un codice di colore B sull'altro. In questo modo, il cavo stesso collega i pin di trasmissione a quelli di ricezione su entrambi i lati, e la comunicazione può fluire. Oggi, la maggior parte delle schede Ethernet hanno un'elettronica automatica per sapere quali pin sono di trasmissione e quali di ricezione, quindi si incrociano senza alcun aiuto da parte dei fili. In questo modo, puoi comprare o fare solo cavi straight through o patch e non dovrai mai più preoccuparti dei cavi crossover.

Ora sto parlando del cablaggio Gigabit Ethernet.

Se stai usando Gigabit Ethernet con cavi UTP, devono essere cablati allo stesso modo, con il codice colore A o B su entrambi i lati, ma poiché la negoziazione automatica e il rilevamento automatico dei pin di trasmissione e ricezione è usato da quasi tutti quelli che fanno porte Gigabit Ethernet, probabilmente non avrai mai bisogno di un cavo crossover per collegare due porte Gigabyte, non importa se è un computer, uno switch o un'interfaccia router.