Las redes de datos e internet han sufrido una gran evolución con los últimos años, y para demostrar esto con datos objetivos vamos a estudiar el 10 Gbe vs 5 Gbe vs 2.5 Gbe. Hace unos años las redes multigigabit solamente estaban a disposición de servidores y aplicaciones corporativas.

 

 Actualmente todos nosotros utilizamos routers, switches, tarjetas de red, servidor NAS y otro tipo de dispositivos con conectividad Gigabit Ethernet (a 1Gbps). Hasta la llegada de las redes Multigigabit, si queríamos más velocidad de 1Gbps, debíamos pasar directamente a las redes 10G con el estándar 10GBASE-T para conseguir velocidades de 10Gbps. Gracias a las redes Multigigabit, podremos transferir a velocidades de 2.5Gbps y 5Gbps sin tener que gastarnos demasiado dinero, y es que actualmente las redes 10G aún son bastante caras, y el estándar 802.3bz nos permite ahorrar bastante dinero debido a que el hardware es más barato.

La evolución de la tecnología y exigencias cada vez más altas para transferencias de datos UHD han hecho que las redes domésticas hayan mejorado drásticamente hasta los 10 Gbps. En 2023 prácticamente todas las placas base y portátiles llevan interfaces de red de 2,5 Gbps e incluso más para los modelos de gama muy alta, convirtiéndose prácticamente en el estándar al sustituir a la red LAN de 1 Gbps (1000 Megabits/s).

 

El avance no se detiene aquí, porque las redes Wi-Fi llegan a ser incluso más potentes que Ethernet gracias a los estándares IEEE 802.11ax y el nuevo IEEE 802.11be, también denominada Wi-Fi 7, capaz de superar 5 Gbps de transferencia con latencia ultrabaja con canales de 320 MHz y 4KQAM. Sin embargo nos centraremos en las redes Ethernet y sus distintas aplicaciones en el entorno doméstico.

 

Comparativa diferentes estándares

Estándar	Velocidad de transferencia	Canales por dirección	Bits por hercio por canal	Ancho de banda espectral	Cable requerido para hasta 100 metros
1000BASE-T	1000 Mbit/s	4	4	62.5 MHz	Cat 5e
2.5GBASE-T	2500 Mbit/s	4	6.25	100 MHz	Cat 5e
5GBASE-T	5000 Mbit/s	4	6.25	200 MHz	Cat 6
10GBASE-T	10000 Mbit/s	4	6.25	400 MHz	Cat 6A

 

10 Gbe vs 5 Gbe vs 2.5 Gbe características y mejores aplicaciones

El estándar que maneja las redes Ethernet de 2,5 Gbps (2.5GBASE-T) es IEEE 802.3bz, siendo el mismo sobre el que operan las redes de 5 Gbps (5GBASE-T), mientras que la red de 10 Gbps (10GBASE-T) lo hace sobre el estándar IEEE 802.3ae. Todas ellas consisten en conexiones a través de cables UTP de categorías 5, 6 o 7, dependiendo del ancho de banda sobre el que queramos operar y la distancia de la conexión.

2.5GBASE-T

Comenzando con las redes de 2,5 Gbps, significa que en el mejor de los casos obtendremos transferencias de 2500 Mb/s (1 MB = 8 Mb). Las exigencias técnicas de la conexión serán las más reducidas de las tres a tratar, siendo suficiente con un cable UTP Cat 5e sin apantallamiento a un máximo de 100 m. Digamos entonces que una instalación doméstica debe utilizar este tipo de cable si queremos asegurar un buen rendimiento con ordenadores y equipo informático de 2,5 Gbps. Esta especificación es la misma utilizada que 1 Gbps, así que no tendremos muchos problemas.

Además de soportar anchos de banda superiores al Gigabit, este estándar cuenta con tecnología Auto MDI/MDIX y negociación automática para la sincronización a máxima velocidad. El administrador puede elegir la velocidad de transferencia gracias a downshift. Esta interfaz cuenta con hasta 4 canales por dirección y un ancho de banda espectral de 100 MHz, (62,5 MHz en 1000BASE-T).

Como hemos comentado, prácticamente es la interfaz estándar actualmente en componentes de red domésticos, pues tanto placas base como muchos de los portátiles, ya equipan una interfaz 2,5 Gbps. Uno de los puntos clave es el abaratamiento de los componentes de red y mejora de prestaciones.

La velocidad real que conseguimos con 2,5 Gbps será de unos 280 MB/s utilizando Jumbo Frame o MTU a 9000 Bytes, obviamente no alcanzaremos los 315,2 MB/s teóricos. Es una cifra suficiente para aprovechar la capacidad de transferencias de unidades de almacenamiento SATA y RAID SATA con HDD, de hecho es una razón de gran peso por la que actualmente se ha estandarizado.

En el caso de utilizar Jumbo Frames o un MTU de 9000 bytes, podremos exprimir algo más la velocidad real de estas conexiones, llegando sin muchos problemas hasta los 290 e incluso 295MB/s reales de velocidad, muy superior a las típicas conexiones Gigabit Ethernet que solemos tener en nuestras casas, y eso que podemos conservar sin problemas el cableado de red.

Otra razón será la necesidad de transferir gran cantidad de datos por la red, por ejemplo vídeo UHD en streaming con alto bitrate, operar con cierto número máquinas simultáneamente a través de red efectuando backups o llevando a cabo vigilancia a través de red. La última, es el incremento de ancho de banda por parte de las compañías de Internet, alcanzado actualmente el Gigabit por segundo, por lo que pierde sentido tener una red LAN con la misma velocidad interna.

Si nos vamos al mundo de los videojuegos y más concretamente a los juegos online, 2,5 Gbps también es la opción preferida, especialmente si dichas partidas se desarrollan por LAN. Los juegos requieren cada vez de más potencia de hardware por sus potentes gráficos, pero también ancho de banda para transferir texturas en UHD. Una ventaja de la red cableada frente a la Wi-Fi es que aún tenemos latencias mejores y mayor estabilidad en la conexión, por lo que es la opción preferida para gaming competitivo.

5GBASE-T

Bajo el mismo estándar que el anterior, subimos el ancho de banda teórico hasta los 5000 Mbps, cuyas cifras de transferencia reales estarán en torno a los 560 MB/s en el mejor de los casos. Para alcanzar estas cifras, el hardware de red debe soportar dichas transferencias, hablamos de switches o routers. La especificación del cable UTP sube a Cat 6, soportando un ancho de banda espectral de 200 MHz, 4 canales por dirección y frecuencias de 250 MHz en cada par trenzado.

Este estándar viene perfecto para que NAS y dispositivos de transferencia por red basados en unidades de almacenamiento SSD SATA desarrolle toda su capacidad. Dichas unidades permiten transferencias de unos 550 MB/s, bien de forma directa o en configuraciones de caché de aceleración, y sabemos que la mayoría de NAS del mercado admiten SSD de 2,5”. La gama básica aún utiliza 2,5 Gbps, pero en equipos de gama media podemos ver bocas a 5 Gbps directamente o doble LAN 2,5 Gbps con Link Aggregation.

El uso de 5 Gbps está menos extendido en las placas base mainstream, ya que es una opción que normalmente superará las necesidades de un usuario normal. Además ha aparecido una opción mucho más ventajosa y versátil como es, primero Wi-Fi 6E, y ahora el Wi-Fi 7, que ya vemos en las últimas placas Z790 de Intel. Una ventaja de Wi-Fi se encuentra en la posibilidad de adquirir nosotros mismos la tarjeta y conectarla a la ranura M.2 correspondiente de la placa base, alcanzando transferencias máximas superiores a los 5 Gbps, 2,4 Gbps si tenemos un router Wi-Fi 6/6E.

sta opción es excelente para empresas y entornos donde haya un tráfico elevado en la red y tengan NAS basados en unidades SATA flash, ya que las transferencias en RAID podrán superar los 500 MB/s con facilidad. Bien es cierto que no es tan fácil encontrar dispositivos PoE con tal capacidad de transferencia, por ejemplo para cámara de vigilancia, alimentación de futuros puntos de acceso basados en Wi-Fi 7.

10GBASE-T

Actualmente es el estándar más potente que tenemos en lo que a conexiones de red domésticas se refiere, evidentemente en la actualidad ya hay enlaces de 20, 25 y hasta 40 Gbps, pero para uso específico.

Opera bajo el estándar IEEE 802.3ae y es capaz de alcanzar los 10 Gbps teóricos, algo así como 9,5 Gbps reales o transferencias de datos de 1150 MB/s. Cuenta con diferentes tipos de medios en función de la distancia a la que se desea transmitir, el tipo de multiplexación y tipo de trama.

La variedad más común será la LAN PHY utilizada en fibra óptica hasta 80 km, mientras que en casa, con nuestro router de gama alta, utilizamos sencillamente 10GBASE-T 802.3an con cables UTP cat.6e o mejor, cat.7 con una distancia inferior a 100 m. Dicho cable opera con un ancho de banda espectral de 400 MHz y frecuencia de 500 MHz en cada par trenzado. Es posible que debamos usar puertos SFP+ según el switch que adquiramos.

El primer reto al que nos enfrentamos si deseamos implementar una red 10 Gbe será la compra de los dispositivos, pues obviamente son más caros. Excepto algunas placas base de gama muy alta, lo normal es tener que comprar tarjetas de red de 10 Gbps, así como un router o un switch (o ambos) con bocas de 10 Gbps ya sean Ethernet o SFP+. Por último, si pretendemos hacer una instalación integral en casa, recomendamos usar cable UTP cat.7 que precisamente barato no es.

¿Dónde es útil 10 Gbe? En casa, sinceramente, rara vez vamos a necesitar tar velocidad, excepto que ya contemos con una conexión a Internet de tal calibre, para evitar cuellos de botella. Es una opción si tenemos NAS con interfaces de 10 Gbps simplemente para sacarle partido. Siendo así, asumimos que tendremos una infraestructura con unidades SSD NVMe tanto en equipos como NAS, alcanzando, y superando esos 1150 MB/s de transferencias posibles mediante red.

Lo normal es encontrar 10 Gbe en pequeñas y medianas empresas IT, tecnológicas, Deep Learning o BIG Data, es decir, aplicaciones muy concretas fuera del alcance de un usuario doméstico, pero bueno, nunca es tarde para dar el salto si el presupuesto nos llega, además, con Wi-Fi 7 ya estamos alcanzando los 5 Gbps, más razones aún para tener una buena interfaz de red cableada. En gaming no necesitamos 10 GbE, tampoco en videovigilancia ni domótica.

 

Temperaturas

Otro punto a favor de las redes 2.5G es la temperatura de la electrónica de red, tanto los routers, switches como las tarjetas de red apenas se calientan, en comparación con la temperatura que alcanzamos en una red 10G. Uno de los aspectos más interesantes de una red 2.5G es que apenas se calientan, por lo que tendremos routers y switches con ventilación completamente pasiva sin muchos problemas, sin embargo, unos routers o switches 10G de similares características siempre tendrán ventilación activa con ventiladores, para refrigerar adecuadamente los componentes internos. Esto se debe a que la electrónica de red a 10G se calienta, y mucho, por lo que debes tenerlo muy en cuenta.

Actualmente existen tarjetas de red Ethernet a USB que son 2.5G que apenas se calientan, sin embargo, existen modelos de 5G que sí disponen de disipador para refrigerar adecuadamente el chipset. Por último, hay modelos que son 10G que incorporan un ventilador para mejorar aún más la refrigeración, y es que en este último caso se calientan realmente bastante.

Alternativas a las redes Multigigabit: Agregación de enlaces

Los fabricantes de routers están incorporando a sus routers puertos Multigigabit, el objetivo de la incorporación de estos puertos es proporcionar velocidades de 2.5GbE o 5GbE con un solo puerto. Sin embargo, en los firmwares también se da la posibilidad de realizar Link Aggregation de dos puertos Gigabit Ethernet. ¿Qué es mejor tener en un router? Actualmente los routers de gama alta suelen incorpora un puerto Multigigabit, en las redes Multigigabit hemos visto que podemos tener velocidades de 2.5GbE o de 5GbE, e incluso de 10G en los modelos tope de gama.

Algunos fabricantes han decidido incorporan en sus firmwares para posibilidad de realizar Link Aggregation en sus routers, por ejemplo, ASUS y NETGEAR implementan esta característica en su firmware. Debemos recordar que Link Aggregation, o también conocido como LACP o estándar 802.3ad, nos permite unir dos (o más) puertos físicos en un solo enlace lógico, esto nos permitirá aumentar el ancho de banda real de los dispositivos, pudiendo transferir a velocidades mayores.

Los routers domésticos permiten únicamente realizar el Link Aggregation en dos puertos Gigabit Ethernet, los switches gestionables con esta función, nos permite realizar una agregación de enlaces con muchos más puertos, pero actualmente los routers solamente permiten 2 puertos como máximo. Esto significa que, si conectamos un servidor NAS o un ordenador con varias tarjetas de red, podremos dotarle de una conectividad a la red local de hasta 2Gbps de velocidad, ideal para compartir datos a gran velocidad.

La incorporación de la funcionalidad Link Aggregation, y su utilización en un router, tiene sus puntos fuertes, y también sus puntos débiles, por lo que debes pensar si realmente te merece la pena. Esto es una funcionalidad del firmware, y normalmente no hay un coste adicional por la incorporación de esta función.

Puntos Fuertes

El punto fuerte de la incorporación de la función Link Aggregation es la versatilidad, podremos dotar a un PC o servidor NAS del doble de velocidad, hasta 2Gbps Full-Dúplex concretamente. Además, podremos utilizar el mismo cableado de siempre con Cat5e para unir el router y el host final. Además, podremos habilitar o deshabilitar esta función siempre que queramos desde el firmware, por si en algunos momentos sí queremos conectar un servidor.

Puntos Débiles

El primer punto débiles de usar LACP en un router, es que este tipo de dispositivos suelen tener pocos puertos Gigabit Ethernet, normalmente tenemos cuatro puertos LAN, aunque hay routers domésticos que tienen 6 e incluso 8 puertos Gigabit Ethernet. Al unir dos enlaces físicos en uno lógico, realmente estamos «perdiendo» un puerto, que no podemos usar para conectar a la red a otro equipo. Por tanto, el primer punto débil es que tendremos un puerto Gigabit Ethernet menos disponible para conectar otro dispositivo.

Link Aggregation es un protocolo que necesita que en ambos extremos «hablen» el mismo idioma, es decir, el 802.3ad. Si no tenemos un PC configurado con el estándar LACP, o si no hemos configurado nuestro servidor NAS como tal, no funcionará la agregación de enlaces.

Otro aspecto negativo es que, dependiendo del balanceo de carga que tengamos en el firmware del router, LACP podría no proporcionarnos la velocidad de 2Gbps. LACP soporta diferentes algoritmos de balanceo de carga para que ambos enlaces físicos estén transfiriendo tráfico, el más habitual es el src-mac, aunque también podemos encontrarnos con src-dst-mac o src-dst-ip que tienen mayor granularidad. En la siguiente imagen podéis ver algunos algoritmos de balanceo de carga de un switch L3 profesional:

Conclusiones sobre 10 Gbe vs 5 Gbe vs 2.5 Gbe

A modo de conclusiones podemos decir que 10 Gbe es la interfaz del futuro, por lo que, si vamos a construir una nueva casa, recomendamos implementar ya una infraestructura que aguante dicho ancho de banda.

Hoy en día, y probablemente en los próximos años, 2,5 Gbps sea más que suficiente para uso doméstico, gaming, streamings e incluso NAS domésticos. No requiere de dispositivos caros al ya venir de serie en casi todo router decente.

5 Gbe es un paso intermedio que sinceramente, no es muy ventajoso actualmente, ya que los dispositivos pasando directamente de 2,5 a 10 Gbe. Si lo necesitas ya y no tienes presupuesto para mayor capacidad adelante, pero recomendaríamos irnos directamente a 10 Gbe.

 Fuentes:

https://www.profesionalreview.com/2023/12/17/10-gbe-vs-5-gbe-vs-2-5-gbe/

https://www.redeszone.net/tutoriales/redes-cable/redes-multigigabit-nbase-t-caracteristicas-equipos/