tl;博士我想要适合我的以太网交换机的以太网电缆。如何将以赫兹测量的以太网电缆速度与以每秒比特带宽测量的以太网交换机“速度”相关联？
有几种以太网双绞线布线标准；“Cat 5e”、“Cat 6”、“Cat 6A”、“Cat 7”等均支持最大长度和赫兹额定值。例如，根据维基百科“Cat 5e”
电缆标准规定了频率高达 100 MHz 的性能参数
Cat 6A 性能针对高达 500 MHz 的频率定义
同时，有许多不同的以太网交换机可用于不同的标准“速度”（带宽）；“100Mb”、“1Gb”等
例如，这个典型的5 端口千兆桌面交换机规范支持
10/100/1000Mbps、自动协商、自动 MDI/MDIX 端口
IEEE 802.3i IEEE 802.3u IEEE 802.3ab IEEE 802.3x IEEE 802.1p
给定一些以太网交换机，确定将实现最大带宽（最高“速度”）的双绞以太网电缆的方法是什么？
我正在寻找描述一般思考过程或程序的答案，以确定最典型的消费者以太网交换机和以太网电缆的最佳匹配。但是，我对盲目地向“最新最好的”以太网电缆（“只需使用Cat 999，您就不用担心！”）投资不感兴趣。我对选择的技术原理很感兴趣。
为简单起见，假设一个小型办公室设置的电缆不超过 100 英尺（≈30 米）。
简而言之：
更令人困惑的是，有一个旧的5类在 2001 年被扩充为5e类。今天它只是被称为5 类（或“Cat 5”）。许多旧的5 类电缆应该没问题，但如果您想依赖它们，您需要5e 类或更新的电缆。
除了“Smartrate”端口外，以太网不会“训练”电缆。如果它没有按要求执行，则链接不起作用（可靠）。没有回退到较低的速度！
您可以在此处找到所有这些 IEEE 802.3 标准（注册后免费）。
编辑：正如@MSalters 正确指出的那样，有一个回退，但仅适用于并非所有四对都可以链接的1000BASE-T端口。它回退到两对100BASE-TX - 这不是给定的，而是 Broadcom 专有的Ethernet@Wirespeed，它不是电缆质量的回退。
尼奎斯特速率表示独立符号的最大速率 ( f p ) 是信道频率带宽 ( B ) 的两倍。
f p ≤ 2乙
哈特利定律引入了这样一种思想，即每个独立符号中可以编码的信息量取决于接收器可以区分的不同级别的数量，因此信息速率取决于频率带宽、信号幅度 ( A ) 和接收器区分信号电平的准确度 ( ΔV )。
R ≤ 2 B log 2 (1 + A /Δ V )
那里的对数是值得注意的，因为它向我们表明，虽然增加接收器可以区分的级别数量会增加数据速率，但收益会递减。
Shannon-Hartly 定理建立在这些想法和噪声的统计特性之上，并将理论上可实现的最大信息速率与受加性高斯白噪声影响的信道的带宽和信噪比联系起来，并且具有无限上下文的编码方案用于纠错。
C = B log 2 (1 + S / N )
理论最大值和现实世界的系统不是一回事。10BASE-T 以太网的设计更简单，而不是带宽效率，对于 10MHz 带宽，每赫兹每秒只能获得 1 比特。100BASE-TX 使用多级编码方案，在 31.25 MHz 带宽下每赫兹每秒可实现超过 3 位。1000BASE-T 使用更复杂的编码方案，每赫兹最高可推高 4 位/秒，并且它使用所有四对在两个方向上传输，因此仅使用 62.5 MHz 带宽即可实现 1000 MBps 的数据速率。
换言之，得益于更先进的接口设计，数据速率增加了 100 倍，而带宽仅增加了 6.25 倍。不幸的是，在 1000BASE-T 之后收益递减开始出现。
10GBASE-T 将每秒每赫兹的速率提高到 6.25 位，但有四个数据通道仍可产生 400MHz 的带宽。对于许多现有的电缆厂来说太多了。这导致基于 10GBASE-T 使用的调制方案创建了 2.5G 和 5G 标准，但数据速率较低。
还有 25GBASE-T 和 40GBASE-T 标准采用 10GBASE-T 使用的调制方案并将其扩展到更高的带宽，但我似乎找不到任何证据表明有人实际销售它们。
电缆类型的标题频率数据只是故事的一部分。电缆不会突然停止在给定频率上传输信号，性能只会逐渐变差（更多衰减、更多串扰、更多色散）。最终，信号劣化将达到无法再可靠接收信号的程度。
双绞线以太网的每种速度都是为特定的电缆类型设计的，但也有一些微妙之处。
传统上，以太网在确定以何种速度连接时不会考虑电缆参数，尽管一些制造商已经在协商过程中添加了自己的扩展。对于 2.5 GBASE-T 和 5GBASE-T，NbaseT 联盟提出了一个“降档”功能来考虑电缆质量，但它是否是 IEEE 标准并不明显。
即使协商确实考虑了电缆参数，它仍然限于一组固定的标准速度。它不像 Wi-Fi 或现代 DSL 变体，它们高度适应信道条件。
那么在实践中该怎么做呢？
如果您认为 1G 足以维持电缆的使用寿命，那么至少获得 Cat5e。
如果您认为您现在或将来可能需要 10G，那么您可能会考虑 Cat 6 或 6A，但问题是，尽管实际达到 Cat 6 和 6A 标准可能具有挑战性，但还有很多不符合的垃圾它声称的标准和现场端接需要非常小心才能满足 6A 规范。Cat6a 似乎也比 Cat5e 贵得多。
我认为现阶段安装 Cat 7 或 Cat 8 没有任何意义，如果您认为将来某个时候可能需要超过 10G，请立即安装单模光纤或安装管道/导管，以便您可以在需要时安装所需的电缆。
我理解你的困惑。
其根源在于，一些标准源自电气工程领域，而其他标准则源自信号处理和网络工程，每个标准都有自己的约定和历史。
通俗地说：网络交换机系列中的最低公分母一端，中间的电缆，网卡或交换机另一方面控制着该段中可能的最大网络速度。
电缆上的连接器必须与它连接的设备的端口匹配，当然 RJ45 是常见的。
然后潜在的环境因素也开始发挥作用（例如，同一线路中是否有许多不同的电缆，是否需要屏蔽品种？柔性电缆或实心绞线用于更刚性的结构电缆？）。
想象一下交换机上有一个 10/100/1'000/10'0000 mbit/s 端口，但是一个只有 10/100 mbit/s 端口的 NIC
==> 电缆不需要支持超过 100 mbit/s在达到最大速度之前。
几乎任何工作电缆都足以满足此要求。
CAT5 将完成这项工作。
CAT6e 也可以完成这项工作，但尽管支持更高的网络速度，但潜在的仍然不会提高此设置的速度，该设置被 NIC 限制为 100 mbit。
不过也不要想太多。镀金连接器、镀银铜线、异国情调的暗物质或任何发烧友喜欢用于扬声器电缆的东西，与具有相同等级的普通网络电缆相比，带有这些东西的网络电缆真的不会有什么不同。
任何符合链接速度、链接长度和使用环境的规范并符合该规范（！）的东西都应该是绝对没问题的。
有线以太网连接上基本上只有四种“状态”：
它工作完美，一切都在规范中（电缆类型，长度......）。可以使用交换机和连接设备允许的所有带宽（但是，端口为 1000baseT 并不总是意味着具有该端口的设备可以无条件地以该速度处理/提供数据！）
在边缘/超出规格的设备（包括电缆厂）上，它仍然可以完美运行。尽管如此，所有带宽都是可用的。最轻微的变化（重新布置电缆、降低电缆、更改交换机供应商或型号、使用不同的接线板或接线电缆或适配器、环境变化、光干扰）都会破坏这一点！
由于设备不符合规范（包括使用不合适的捆绑、长度、弯曲半径等的电缆），连接经常出现异常（丢帧、重新协商等，将在交换机上的 rx/tx 错误计数器中记录） )/边缘/缺陷，或在提供超出设备适用范围的电磁或其他环境干扰的环境中运行（例如在工业环境中）。也可以表现为链接自动降级到 100baseT 但工作稳定（例如，如果电缆或插头中的某些电线/触点完全损坏，可能会发生）。
连接已死。
获得符合规格和在正确环境中或肯定令人满意的电缆的最佳机会：
购买您在满足专业办公室或数据中心环境的供应商目录中常见的品牌，或由知名供应商的零件制造（例如 Hirose 插头、Draka 电缆）
避免使用任何指定为“CCA 电缆”的东西。铝属于箔屏蔽电缆的电缆屏蔽层，别无他处。
如果您想偷工减料，请在最短且插入其他部分最少的链接上这样做。
请注意，对于给定的一对“链接速度”和“CAT 等级”，有最大长度建议
环境因素。需要紧弯和轻量化，也许不要使用厚 PIMF。电缆捆绑在一起超过数十米，或绑在金属结构上，或与工业设备交叉的房间 - 得到屏蔽良好的东西，也适用于任何严酷的温度/户外操作/化学品/....
考虑为面向未来的固定电缆设备提供更高的 CAT 等级。这也适用于受控环境（数据中心等）中的跳线。忘记办公室最后一米的东西，它最终会磨损和/或变得邋遢，升级时您会想要更新它。
考虑 DAC/Twinax 电缆用于涉及 SFP 开关的短途，它们有时比一对 SFP 便宜。
考虑用于连接建筑物机翼或类似设备的长距离光纤。如果使用铜，请考虑使用专用的电涌保护器。
请注意建筑规范：您可以和不能在增压室、立管等中使用的电缆材料。
如果您真的想验证电缆设备是否符合规格，则可以出售或出租专用仪器，通常来自电气测试设备供应商，价格通常在四位数以上。
由于 15 英尺的Cat5e和Cat6之间的价格差异可以忽略不计，这些天我会默认选择Cat6 。没有充分的理由不这样做。
另请注意，有 Cat6 屏蔽和非屏蔽 - 不用担心屏蔽，这适用于 10Gb+ 网络，需要屏蔽连接器等，您不需要它。
“某些”以太网交换机可能被标记为“千兆”，但实际上无法提供速度，或者仅在 2 个端口之间提供，而不是更多。如果您想要获得最佳和一致的性能，您也需要购买一个好的开关。
但实际上在家庭/办公室设置中，你真的需要吗？
具体到问题的“赫兹”与 Mbps/Gbps 速率部分：
除非您在电气工程级别设计开关、附件或电缆库存，或者您的任务是使系统超出规范运行（例如，比规范允许的更长的距离或在较低额定的电缆设备上），赫兹和分贝（一旦你进入有赫兹的世界，很多花哨的东西就会有很多分贝数！）根本不需要关心你。这不是模拟音频/视频、实验室或射频天线布线，即使在已经运行良好的系统中，更高质量的布线也会导致逐步改进。
例如，如果 1000BaseT 的标准说“使用 Cat5e 或更高版本，并针对运输长度、屏蔽类型与环境提供以下建议……”请遵循该标准，确保您没有得到符合 Cat5e 的电缆* 规格但不符合规格，请确保您没有以使其不符合规格的方式操作电缆。
*不过，我不同意“就叫它 Cat5”的说法——有许多建筑物的“Cat5”固定电缆设备早于 1000BaseT。现在您找到了龙——如果它不符合 Cat5e 规格，则它超出了 1000BaseT 的规格。请参阅Cat-5 和 Cat-5e 之间的实际区别是什么？.