Cosa sono le interfacce ethernet e come funzionano

Prima di spiegare cosa vuol dire interfaccia Ethernet facciamo un passo indietro per comprendere come funziona lo standard Ethernet e quali sono gli elementi fisici che ne consentono l’utilizzo.

Lo standard Ethernet viene comunemente utilizzato per creare delle reti locali (Local Area Network, LAN) via cavo in contesti di lavoro e domestici. In ambito industriale e aziendale una rete via cavo viene preferita alle connessioni WiFi a causa della maggiore stabilità del flusso di dati e della sicurezza informatica garantita dal cavo.

Ethernet è un sistema via cavo, quindi, per creare una connessione tra dispositivi dovrai utilizzare cavi specifici conosciuti come cavi Ethernet. In commercio sono disponibili diversi tipi di cavi Ethernet, che si differenziano in particolare per la velocità di comunicazione dei dati.

Il cavo a doppino intrecciato delle categorie CAT6 e CAT7 è più veloce e garantisce un minore livello di rumore rispetto al CAT5. La connessione fisica con i dispositivi è garantita dai connettori RJ45 a 8 pin o connettori Ethernet, che possono essere acquistati separatamente se hai bisogno di progettare una rete LAN che copra un’ampia superficie.

L’altro cavo utilizzato in contesti dove la velocità dei dati è fondamentale è il cavo a fibra ottica. La fibra ottica presenta il vantaggio aggiuntivo di poter coprire distanze maggiori.

Cavi e connettori Ethernet non bastano; affinché i dati che viaggiano su di essi possano essere letti correttamente è necessaria la scheda di interfaccia di rete (Network Interface Card, NIC), ovvero l’interfaccia Ethernet.

Tutti i dispositivi che intendi connettere alla LAN devono essere provvisti di un’interfaccia Ethernet per consentire il “dialogo” sulla rete.

In definitiva, l’interfaccia Ethernet è una scheda di rete che funziona da interfaccia tra il dispositivo da collegare alla rete e quest’ultima.

Ciascuna interfaccia Ethernet richiede una configurazione, e per farlo dovrai usare il driver software appropriato fornito solitamente dalla casa madre insieme all’interfaccia.

Credits: Chris Ciapala

Esistono diversi tipi di interfacce di rete Ethernet nati dall’innovazione tecnologica relativa agli standard degli ultimi decenni. Tra gli standard più veloci sviluppati in epoche recenti troviamo il Fast Ethernet e il Gigabit Ethernet.

Se la tua azienda è interessata allo sviluppo di interfacce Ethernet di ultima generazione, avrai bisogno di componenti IC per interfaccia Ethernet forniti da RS in contenitori di materiale semiconduttore del tipo QFN, TQFP e SOIC.

Gli IC per interfaccia Ethernet si utilizzano in particolare nei computer, nell’elettronica e nell’automazione, oltre che nelle applicazioni IoT e IIoT.

L’interfaccia Fast Ethernet è un’interfaccia di rete compatibile con l’omonimo standard che ha la capacità di trasportare il traffico dati alla velocità di 100 Mbps. Lo standard Fast Ethernet è stato introdotto nel 1995 e ha rappresentato per anni un significativo passo in avanti rispetto alla velocità originale dello standard di 10 Mbps.

L’Interfaccia Gigabit Ethernet è un’interfaccia di rete compatibile con lo standard Gigabit Ethernet; rappresenta l’evoluzione dello standard Fast Ethernet. Esistono due versioni dello standard: la prima è l’IEEE 802.3z su fibra ottica e la seconda è l’IEEE 802.3ab su rame.

Lo standard raggiunge una velocità di trasferimento dati di 1.000 Mbps (1 Gbps), ma nel 2002 è stato superato dallo standard IEEE 802.3ae-2002, più comunemente noto come 10 Gigabit Ethernet e abbreviato in 10 GE o 10 GbE.

L’interfaccia Ethernet per la fibra ottica è una particolare scheda di rete Ethernet con cui puoi collegare un computer desktop o un server direttamente a una rete LAN in fibra ottica.

Dal 2008 queste schede di interfaccia si basano sullo standard PCI Express, presente nei PC e nei server come slot di espansione. Una porta in fibra ottica multimodale SC Gigabit completa il collegamento tra la macchina e la rete LAN.

Le schede di interfaccia Ethernet per la fibra ottica multimodale possono coprire fino a 550 metri di distanza dalla sorgente di rete, sfruttando la variante 1000BASE-LH e usando come mezzo di trasmissione la fibra multimodale alla lunghezza d’onda di 1.310 nm.

Alcuni scenari operativi potrebbero richiedere la trasmissione dei dati attraverso dispositivi con interfaccia RS232, RS422 e RS485 via Ethernet.

Per effettuare questo trasferimento esistono dei convertitori di interfaccia industriali appositamente progettati per convertire i segnali dati RS232 in pacchetti dati Ethernet (TCP o UDP) e viceversa.

I convertitori RS232 in Ethernet rendono affidabile la trasmissione dei dati verso altri dispositivi e verso risorse server di rete grazie all’incapsulamento dei dati seriali in pacchetti dati Ethernet.

L’interfaccia Ethernet USB è più precisamente un adattatore USB Ethernet. Il dispositivo, di dimensioni compatte, ti permette di dotare qualsiasi dispositivo (PC, computer portatile, apparecchiature industriali) di una porta di rete RJ-45.

Le versioni più recenti di adattatori USB Ethernet sono dotate di porte USB-C per fornire i dispositivi di ultima generazione di una comune porta Ethernet RJ-45.

Gli adattatori garantiscono prestazioni elevate grazie all’interfaccia USB 3.1 e alla compatibilità con lo standard Gigabit Ethernet.

L’alimentazione è fornita direttamente dalla porta USB occupata dal dispositivo, riducendo l’ingombro e la complessità.

L’Interfaccia Ethernet del router è semplicemente l’interfaccia LAN con cui puoi collegare via cavo Ethernet i vari dispositivi aziendali (stampante, computer e altri).

Esternamente al router, l’elemento si presenta come un’interfaccia fisica RJ-45. Ciò puoi verificarlo facilmente, poiché la maggior parte dei router industriali riportano la dicitura LAN sulle porte di ingresso.

In contesti in cui accanto a una connessione aziendale via cavo è necessaria anche una connessione WiFi, potrai avvalerti di router WiFi dotati di 4 o 8 porte LAN.

Negli ambienti di lavoro dove è necessaria la presenza di un modem/router, potrai adottare un modem router industriale in kit già pronti per l’installazione.

Credits: Bruno /Germany

Anche una stampante può essere dotata di interfaccia Ethernet per il collegamento alla rete LAN via cavo.

Una stampante con interfaccia Ethernet presenta una porta con connettore RJ-45 classico, agevolando la connessione del dispositivo di stampa alla rete aziendale.

Le stampanti 3D, che stanno rivoluzionando notevolmente i processi di produzione e di prototipazione industriale, sono dotate di interfacce Ethernet per garantire il passaggio dei dati senza interruzioni e in totale sicurezza.

L’interfaccia Ethernet è un dispositivo elettronico fondamentale, in grado di connettere in sicurezza computer, stampanti e macchinari industriali garantendo continuità al lavoro.

Nonostante oggi i router WiFi garantiscano una maggiore flessibilità nella connessione dei dispositivi, in azienda e in fabbrica le reti via cavo assicurano una maggiore stabilità del segnale e una sicurezza informatica più elevata contro intrusioni dall’esterno.

Inoltre, grazie alla fibra ottica e al miglioramento dello standard, la distanza tra la sorgente e il dispositivo finale non è più un problema. Le configurazioni di rete più evolute possono coprire distanze di centinaia di metri garantendo prestazioni elevate.

Visita la categoria reti e connettività di RS Components per scoprire la vasta gamma di apparecchiature e parti di ricambio per la connettività di rete.