Il cablaggio a doppino intrecciato bilanciato, sia esso non schermato (UTP) o schermato (ScTP), è più che in grado di supportare la prossima generazione di Ethernet. I termini doppino intrecciato schermato definiscono generalmente una struttura di cavo riconosciuta dalla TIA che incorpora una schermatura metallica complessiva su un nucleo di 4 coppie, chiamato anche cavo F/UTP negli standard internazionali.
Prima di analizzare la capacità di trasmissione dati di 10 Gigabit/secondo su un cablaggio a doppino intrecciato bilanciato, ricordiamo che nel 1995 gli scettici sul rame prevedevano che la Categoria 5 e 100 Mbps rappresentassero il limite della capacità di questo materiale e che il futuro sarebbe stato dominato dalla fibra. Tuttavia, sono passati 15 anni e il rame continua a mantenere una posizione di rilievo, supportando velocità di trasmissione dati 100 volte superiori a quanto inizialmente immaginato. Abbiamo assistito alla sua evoluzione dalla Categoria 5 alla Categoria 5e, alla Categoria 6 e ora alla Categoria 6A. Inoltre, la fibra ottica multimodale si è evoluta dalla fibra OM1 62,5/125 mm alla OM2 50/125 mm, alla OM3 50/125 mm ottimizzata per il laser e alla fibra OM4.
Esaminando i requisiti tecnologici e di canale delle diverse generazioni di Ethernet, possiamo stimare cosa è necessario per supportare 40 Gbps su rame.
La Tabella 1 mostra la velocità di trasmissione dati, la tecnologia di codifica, la velocità di simbolo, la larghezza di banda del canale e il rapporto segnale/rumore (SNR) per ciascuna generazione di Ethernet. Mostra inoltre, evidenziati in giallo, due possibili scenari per un'implementazione Ethernet a 40 Gbps.
Il primo scenario utilizza lo stesso schema di codifica Ethernet 10GBASE-T, ovvero la codifica PAM 16/DSQ 128. La larghezza di banda minima richiesta per supportare questa velocità di trasmissione dati è di 1600 MHz con un RSR di 26 dB. Il secondo scenario utilizza la codifica PAM 32/DSQ 512, che riduce il requisito di larghezza di banda a 1200 MHz, sebbene il requisito di RSR aumenti di 6 dB.
La Tabella 2 mostra i principali parametri prestazionali per un canale a doppino intrecciato bilanciato fino a 1600 MHz. Il parametro più significativo è la perdita di inserzione del canale. Questa tabella è stata sviluppata utilizzando le equazioni della perdita di inserzione per un canale di Categoria 6A estrapolate a una frequenza di 1600 MHz.
La perdita di inserzione per un canale di 100 metri a 1600 MHz è di 94,9 dB, che rappresenta indubbiamente un segnale molto debole, vicino alla soglia minima di rumore per le misurazioni a queste alte frequenze. Se riduciamo la distanza del canale a 50 metri, la perdita di inserzione è paragonabile al risultato ottenuto per un canale di 100 metri a 400 MHz.
La Tabella 2 mostra il valore totale del rumore calcolato dopo aver preso in considerazione alcuni miglioramenti alle caratteristiche del cablaggio e alla soppressione del rumore interno, tra cui 60 dB di soppressione dell'eco, 40 dB di soppressione della diafonia estesa vicina (NEXT) e 20 dB di soppressione della diafonia estesa lontana (FEXT). Il risultato netto è un rapporto segnale/rumore positivo che si estende fino a 1600 MHz per un canale di 50 metri.
La capacità Shannon per il canale da 50 metri mostrato nella Tabella 2 varia da 50 Gbps a 56 Gbps a seconda degli scenari. Da ciò si può dedurre che il cablaggio in rame Enhanced Category 6A può supportare velocità di trasmissione dati di 40 Gbps per distanze di canale fino a 50 metri. Ma non è tutto. Ciò che serve sono soluzioni di cablaggio ad alte prestazioni specificate fino a una frequenza di 1600 MHz, una sfida che i fornitori di cavi sono ben posizionati per affrontare.
Poiché le velocità di trasmissione dati di 40 Gbps sarebbero principalmente destinate alle connessioni switch-server all'interno di un data center, la distanza di 50 metri non rappresenta un fattore limitante per la maggior parte delle topologie di data center.
