Fibra vs Ethernet: velocità, distanza e costi a confronto per le reti reali

Un percorso Cat 6A da 100 m e un percorso in fibra OM4 da 100 m costano più o meno lo stesso in termini di materiali. Il quadro cambia a 250 m: il rame non può affatto trasportare 10 Gbps così lontano, mentre una coppia di fibre multimodali lo fa ancora con cablaggio passivo e senza elettronica mid-span.

Il cavo in fibra ottica trasporta i dati come impulsi di luce attraverso un nucleo di vetro, mentre il cavo Ethernet nell'uso quotidiano utilizza un doppino intrecciato in rame che trasporta i dati come tensione elettrica variabile. Entrambi trasportano frame Ethernet identici e traffico IP identico. La differenza è il mezzo fisico e ogni limite di distanza, larghezza di banda, potenza e interferenza che ne consegue.

Fibra vs Ethernet: la risposta breve

Copper Ethernet è più economico e veloce da installare per tratte inferiori a 100 m che devono fornire anche alimentazione; la fibra è l’unica scelta pratica oltre poche centinaia di metri e la scelta migliore a lungo termine ovunque la domanda di larghezza di banda sia ancora in aumento.

Il limite di 100 m non è un suggerimento che puoi allungare. Una volta che un canale di rame lo attraversa, il collegamento scende a una velocità inferiore o non supera la certificazione e nessuna regolazione dello switch risolve un problema fisico.

Velocità e larghezza di banda: dove il rame esaurisce l'headroom

Entrambi i media forniscono oggi gli stessi frame Ethernet alle stesse velocità di linea, quindi la domanda utile è quale avrà ancora spazio quando arriverà il prossimo aggiornamento. Il rame tradizionale si ferma a 10 Gbps per canale, mentre la fibra passa da 10G a 100G o 400G scambiando i ricetrasmettitori a ciascuna estremità.

In base al costo per porta, 10GBASE-T sembra interessante finché non arrivano i costi di supporto. I chip di livello fisico in rame 10G assorbono notevolmente più energia rispetto agli equivalenti ottici, quindi un rack di switch in rame completamente popolato necessita di più raffreddamento e di un UPS più grande rispetto allo stesso numero di porte dietro le gabbie SFP o SFP28. Nei rack ad alta densità questa differenza è spesso il fattore decisivo, non il prezzo del cavo.

La larghezza di banda è raramente il primo limite che le persone colpiscono. La potenza del rack, il calore e il diametro del cavo di solito incidono per primi e la fibra è in vantaggio su tutti e tre.

I limiti di distanza decidono più progetti della velocità pura

Il limite del canale di 100 m sul doppino intrecciato in rame è il vincolo che spinge la maggior parte dei progetti sulla fibra e di solito appare come un'unica lunga campata che costringe l'intera topologia a cambiare.

• Cat 5e e Cat 6: 100 m a 1 Gbps, circa 55 m a 10GBASE-T su Cat 6.
• Cat 6A: 100 m a 10 Gbps, con regole di installazione più severe per la diafonia aliena.
• Multimodale OM3 e OM4: 300 m e 550 m a 10 Gbps, circa 100 m a 40G o 100G.
• OS2 monomodale: 10 km a 10 Gbps con ottica LR, 40 km o più con ottica ER e un budget di collegamento pulito.
• WDM su modalità singola: decine di chilometri sul cavo esistente aggiungendo lunghezze d'onda anziché trefoli.

Il limite reale è stabilito dal budget di collegamento, non dalla portata del marketing. Questa procedura dettagliata di Limiti di distanza percorsa dal cavo in fibra ottica copre la perdita di giunzione, la perdita del connettore e la dispersione in termini pratici.

La costruzione conta tanto quanto l'ottica su lunghe campate esterne. Un design a trefoli a strati per esterni come GYTS posiziona i tubi sciolti in un nucleo bloccato dall'acqua con un'armatura e una guaina in polietilene, che protegge la fibra attraverso i tiranti del condotto e la tensione aerea.

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Misurare prima il canale più lungo. Un campus con una campata di 400 m è un progetto in fibra anche se ogni due tratti è di 40 m, e scoprire quella campata dopo che il condotto è stato gettato è un modo costoso per apprenderlo.

Costi, installazione e manutenzione: i compromessi onesti

Il rame vince al primo costo per collegamenti brevi, a basso numero e alimentati. La fibra vince una volta contati la distanza, lo spazio dei condotti, il carico di raffreddamento e il costo di ricablare un edificio da qui a cinque anni.

Il lavoro di installazione è il punto in cui spesso i due convergono. Una corsa in rame necessita di un pull, di una terminazione e di un test di certificazione; un percorso in fibra necessita di un collegamento, di una giunzione o di un'estremità preterminata e di una misurazione della perdita. Sui percorsi lunghi la trazione della fibra è spesso più veloce perché il cavo è più leggero e più piccolo, il che è importante quando il condotto è pieno a metà o il vassoio è già pieno.

La dorsale interna e i collegamenti rack-to-rack vengono generalmente gestiti con gruppi lucidati in fabbrica, poiché una perdita di inserzione nota elimina la necessità di una giunzione e mantiene prevedibile il budget della perdita.

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Regola pratica dei costi: sotto i 100 m, sotto i 10 Gbps e alimentare un dispositivo significa rame. Se uno qualsiasi di questi tre fallisce, la fibra è solitamente la risposta più economica per tutta la durata del collegamento.

Quale scegliere: un manuale di scenari

Abbina il mezzo alla lunghezza del percorso e al fabbisogno energetico, non a una preferenza generale. Quasi ogni rete reale finisce per utilizzarli entrambi e quel risultato ibrido è la progettazione corretta.

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Progetta lo strato di fibra una volta e riutilizzalo. Sostituire l'ottica con il livello di velocità successivo costa molto meno che riaprire pareti e vassoi per sostituire il cavo.

Domande frequenti: Fibra vs Ethernet nella pratica

La fibra è effettivamente più veloce di Ethernet?

La fibra non è un protocollo concorrente. Ethernet funziona su entrambi i media e a 1 Gbps forniscono la stessa velocità. Oggi la fibra supporta velocità di linea più elevate, da 10G a 400G, motivo per cui domina le dorsali e i data center.

È possibile che Ethernet passi su un cavo in fibra ottica?

SÌ. La fibra Ethernet è standard e utilizza gli stessi frame e gli stessi switch con porte ottiche. Il mezzo cambia; il protocollo no.

Dovrei scegliere la fibra monomodale o multimodale?

Utilizza la modalità multimodale OM4 all'interno di un edificio per corse inferiori a circa 500 m dove il costo dell'ottica è importante. Utilizza OS2 monomodale per periodi più lunghi, per i collegamenti ai campus e ovunque desideri un percorso di aggiornamento che duri decenni.

La fibra può trasportare energia come PoE?

Non attraverso il vetro stesso. L'energia viaggia su conduttori in rame, quindi i collegamenti in fibra alimentati utilizzano cavi ibridi o compositi che combinano rame e fibra in un'unica guaina.

Se ricordi una cosa: il rame è una decisione a distanza, la fibra è una decisione che dura tutta la vita.