Максимальна довжина Ethernet над CAT5

У рамках свого курсу я читав статтю Ethernet: розподілена комутація пакетів для локальних комп'ютерних мереж . Я розумію, що "класичний" Ethernet (через коаксіальний кабель) має максимальну довжину 2500 м, тоді як Ethernet над крученою парою має максимальну довжину всього 100 м.

Хоча Гуглінг за відповіддю, я знайшов запитання щодо суперпользователя , прийнятий відповідь якого:

Характеристика 328 футів повністю пов'язана з виявленням зіткнень у CSMA / CD (мережа Carrier Sense Multi Access / Collision Detection. Довжина обмежена тим, що найкоротший можливий розмір кадру (64 байти) може бути відправлений на провід, і якщо станеться зіткнення, вузол відправки все одно буде відправляти цей кадр, коли він почує зіткнення.

Однак я розумію, що повноекранні дуплексні мережеві Ethernet-мережі з комутацією пакетів не потребують виявлення зіткнень, оскільки з'єднання є точковим і точковим (тобто ваш комп'ютер підключений до комутатора Ethernet - немає інших комп’ютерів, які фізично ділять один і той же кабель з вами) та даних надсилається і приймається по окремих проводів. Повний дуплексний зв'язок забезпечує кожен вузол мережі унікальним доменом зіткнення. Ця операція повністю уникає зіткнень і навіть не реалізує традиційний протокол Ethernet CSMA / CD.

Отже, я повинен запитати: чому Ethernet через Cat5 обмежений 100 м? Це не може бути через виявлення зіткнень, оскільки повний дуплексний Ethernet (який, як я підозрюю, складає майже 99% усіх локальних мереж, якщо хтось ще не працює в автобусній мережі з 1995 року), не зазнає зіткнень.

Якби мені довелося здогадатися, я б здогадався, що це пов'язано з загасанням та деградацією сигналу над мідним дротом.

По-перше, ви правильно сказали, що він не пов'язаний з CSMA / CD.

По-друге, ви посилаєтесь на поширене, але неправильне переконання, що CSMA / CD є причиною обмеження 10Base-T [напівдуплекс] на 100 м. Це стало причиною - як ви це назвали - класичної мережі Ethernet довжиною 2500 м (з достатньою запасом - мінімальний кадр 64 байт при 10 Мбіт / с "займе" близько 11000 м кабелю - або, якщо сказати це інакше, - зіткнення буде чутно назад відправника приблизно в середині передачі) ¹ .

То чому 100м? Він пов'язаний з електричним інтерфейсом та характеристикою сигналу, викладеними у стандарті. Однією із ідей, що стояли за крученою парою, було використання існуючих кабелів - і 100 м було близько максимальної довжини, яка все-таки задовольняла такі параметри, як ослаблення, перехресні розмови тощо.

З 802.3-2012 стандарт :

14.4.1 Огляд
Середовищем для 10BASE-T є проводка з витою парою. Значна кількість мереж 10BASE-T встановлюється з використанням захищених телефонних проводів на місці та типових методів установки телефонії. Потрібно враховувати шлях від кінця до кінця, включаючи різні типи проводки, кабельні роз'єми та поперечні з'єднання.

(... пропущено)

14.4.2 Параметри передачі
Кожен сегмент симплексного каналу повинен мати такі характеристики. Всі зазначені характеристики застосовуються до загального сегмента симплексного зв'язку, якщо не зазначено інше. Ці характеристики, як правило, відповідають 100 м кабелю з витою парою, що складається з 0,5 мм кручених пар [24 AWG].

Це, ймовірно, перенеслося на новіші (пов'язані (наприклад, ЗНО / TIA)) стандарти (хоча у мене немає твердого доказу цього).

Я також знайшов цікавий розділ у Ethernet / IEEE 802.2 Family AMD Handbook, який підтверджує, що 100 м не встановлені в камені:

Інтерфейс AM79C940 10Base-T
(... опущено), коли встановлено біт порогу низького прийому, (...) чутливість приймача MAU 10Base-T підвищена. Це дозволяє використовувати більшу довжину лінії, перевищуючи цільову відстань 100 м від звичайного 10Base-T (якщо вважати типовим кабель 24AWG)

¹ Звичайно, затримка розповсюдження мала свою роль і в крученій парі, отже, правило 5-4-3, яке використовується в мережах, що мають лише концентратори.

Існують стандарти сертифікації мідного кабелю, які визначають тести, які кабель повинен пройти для сертифікації.

Той, що охоплює Cat5, - це TIA / EIA-568 .

Джерело Еволюція мідних кабельних систем від Cat5 до Cat5e до Cat6

Стандарт TIA-EIA-568-A визначав межі тестування для наступних параметрів для тестування кабельних установок категорії 5:

Довжина, ослаблення, дротяна карта та перехресний перехід (НАСТУП).

Вимоги до довжини визначали, що максимальна довжина кабелю може проходити від кімнати телекомунікацій до робочої зони в комерційній будівлі не може перевищувати 90 метрів (295 футів).

Ця відстань 90 метрів визначається як горизонтальна ланка. Коли ви додаєте патч-кабелі в телекомунікаційних кімнатах для перехресного з'єднання або з'єднання з електронним обладнанням та для підключення пристроїв на виході з робочої зони, стандарт передбачає, що ці патч-кабелі повинні бути додані до горизонтальної лінії в цілому десять метрів. Ця максимальна відстань 100 метрів, максимальна горизонтальна ланка 90 метрів плюс 10 метрів накладних шнурів, визначається як горизонтальний канал

Ослаблення - це втрата сили сигналу, оскільки він передається від кінця кабелю, який генерується сигналом, до протилежного кінця, на якому він приймається. Загасання, яке також називається втратою вставки, вимірюється в децибелах (дБ). Для ослаблення, чим нижчий dB v alue, тим краща продуктивність, менше втрачається сигнал. Таке зменшення, як правило, викликається поглинанням, відбиттям, дифузією, розсіюванням, відхиленням або дисперсією від вихідного сигналу і, як правило, не внаслідок геометричного розповсюдження.

Wiremap - це тест на безперервність. Це запевняє, що провідники, які складають чотири кручені пари в кабелі, є безперервними від точки закінчення одного кінця ланки до іншого. Цей тест гарантує, що провідники закінчуються правильно на кожному кінці і що жодна з пар провідників не є перехрещеною або короткозамкненою.

Near End Crosstalk (NEXT) вимірює кількість сигналу, з'єднаного від однієї пари до іншої в межах кабелю, викликаного випромінюванням випромінювання на передавальному кінці, біля кінця, кабелю. Екзамен перехресних переговорів на голосових каналах - це коли чужі розмови можна почути на задньому плані по телефонній лінії під час телефонної розмови. Ці сигнали індукуються на голосовий канал з іншого каналу. Цей же екземпляр відбувається і при передачі сигналу даних. Якщо перехресне звернення досить велике, воно буде заважати сигналам, що надходять по ланцюгу. Перехресне слово вимірюється в дБ. Чим вище значення dB, тим краща продуктивність, тим більше сигналу передається і менше втрачається d ue на з'єднання.

Він повинен бути 100 м або менше, щоб бути сертифікованим.

Можливо, довший кабель буде працювати - але це не гарантується. Більш короткі кабелі Cat 5 можуть також не працювати, якщо багато EMI . Обмежуючим фактором виявляється ослаблення сигналу - занадто велика втрата сигналу, і ви не можете гарантувати 100 мегабіт в секунду.

Більшість стандартів написані з відхиленням від помилок, як правило, для безпеки, а також для забезпечення мінімальної передбачуваної продуктивності в широких умовах. Стандарт TIA-EIA-568-A нічим не відрізняється, це означає, що ви можете трохи пограбувати, якщо ви (та / або ваш клієнт) готові прийняти підвищений ризик того, що ваша система може працювати не так, як сподівались / планували порівняно зі скороченням кабелів .

Наприклад, зміна опору на градус C 0,393 відсотка. Температурний коефіцієнт міді поблизу кімнатної температури забезпечує незначне поліпшення при більш холодних температурах.

Щойно я встановив кілька точок бездротового доступу (WAP) на відстані 420 футів від комутатора на складі морозильної камери -10 градусів. Кабельний аналізатор Fluke DTX 1500 каже, що кабелі Cat 6 виходять з ладу через відстань і загасання. Аналогічно, AP попереджають, що вони не отримують достатньої напруги над Ethernet (PoE), але вони все ще працюють нормально, не втрачаючи жодних пакетів і повітряний магніт, показуючи синій / зелений радіочастот. За винятком очікуваних та дратівливих попереджень, замовник цілком задоволений роботою та економією витрат на відсутність необхідності встановлювати електроенергію для підігрітого IDF, встановленого на 35 футів, під стелею, що не відповідає нулю, щоб задовольнити дещо довільну вимогу на 100 м.

Звичайно, YMMV ваш пробіг може відрізнятися, і я не можу нести відповідальності, якщо ваша мережа не спрацює при 100.01 метрах кабелю в гарячих, високих вібраціях, шумних умовах EMI.