Verlangsamt ein längeres Ethernet-Kabel Ihre Verbindung?


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Wie der Titel schon sagt: Verlangsamt ein längeres Ethernet-Kabel Ihre Verbindung?


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Die Signallaufzeit durch das Kabel ist nicht signifikant. Das eigentliche Problem ist der Paketverlust und die angegebene maximale Anzahl. Die maximale Übertragungsgeschwindigkeit von 100 MBit / s im Ethernet lässt uns etwa 250 m Kabel zurück, was etwas mehr als 100 m hin und her entspricht.
Filip Haglund

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@ Peterh: Das ist eine sehr optimistische Schätzung. Wenn Sie von einer Entfernung von 16.000 Kilometern ausgehen (was sicherlich zu wenig ist) und die ca. Ein Anstieg von 30% aufgrund des Zick-Zack- Wandels der Photonen innerhalb des Kabels (siehe physics.stackexchange.com/questions/80043/… ). Berücksichtigen Sie außerdem, dass c nur 2/3 des Werts im Vakuum beträgt. Sie haben 105 ms Zeit. Weg. Ab 200ms also keine Router. Nun ist die Univ. of Melbourne pingt für mich (über 19 Hops) auf erstaunliche 166ms RTT, aber es stellt sich heraus, dass es in der Amazonaswolke an der Westküste der USA gehostet wird ... :-)
Damon

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@Damon :-) Ja. Beachten Sie jedoch, dass die Pakete auch zurückgehen sollten. Australien liegt fast genau auf der anderen Seite der Erde als Europa. Ich denke, wir können mit 2 * 20000 km rechnen. Bei + 30% Zick-Zack sind es 52000 km, bei 2/3 C sind es ca. 250 ms Ping-Antwortzeit.
User259412

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@Damon Bei dieser Frage zur Physik SE wird davon ausgegangen, dass es sich bei dem Kabel um ein Multimode-Kabel und bei einer Glasfaser für Fernkommunikation um einen Singlemode-Kabel handelt.
Peter Green

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@PeterGreen: Nicht, dass es wirklich wichtig ist (zumal die + 30% Zick-Zack-Linien im Vergleich zu den + 100% Umwegen im Persischen Golf lächerlich sind), aber ... haben Sie einen Hinweis, den ich aus Neugier lesen könnte? ? Fasern liegen im Bereich von 8-10 µm. Ein Photon hat nicht wirklich die Größe eines Wellen-Teilchen-Dinges, aber da herkömmliche Mikroskope eine Auflösung von etwa 200 Nanometer haben, muss die "angenommene Größe" eines Photons mit Sicherheit in der Größenordnung von etwa 200 Nanometer liegen. 0,2µ Bereich. Wenn ein Kabel also nicht perfekt gerade ist, muss es zwangsläufig zu Kollisionen mit der Wand und der Reflexion und damit zu Zick-Zack-Bewegungen kommen. Nein?
Damon

Antworten:


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Das elektrische Signal wird minimal verlangsamt (nachdem es sich fast mit Lichtgeschwindigkeit bewegt hat, genau bei 0,951 ° C). Wie lange braucht das Licht, um sich über 100 Meter fortzubewegen?

timeTaken  = 100/(299792458*0,951) = 0,00000035 seconds

Es dauert also nur zusätzliche 0,00035 Millisekunden, was nur 350 CPU-Zyklen entspricht (bei einer 1-GHz-CPU). Je länger das Kabel ist, desto schwächer wird das Signal. Sobald das Signal schwach genug ist, verliert es aufgrund von Interferenzen immer dann Informationen, wenn ein Bit verloren geht. und fragen Sie noch einmal nach diesem Paket.

Nach einem neuen Paket zu fragen, wird sehr lange dauern.

Solange das Signal im Kabel stark ist, wäre die Verlangsamung minimal (sie ist größer als ich erwartet hätte).

Sobald Sie anfangen, Informationen zu verlieren, weil das Kabel zu lang ist, würde die Verlangsamung erheblich zunehmen .

Beachten Sie auch, dass bestimmte Kommunikationsprotokolle zeitlich festgelegt sind. Wenn das Kabel also zu lang ist, kann es möglicherweise nicht verwendet werden, da es nicht mehr synchronisiert werden kann (dies ist ein beabsichtigtes Problem).


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Gut! Du hast gerechnet! :-) Somit wird es zu einem Paketverlust kommen.
User259412

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Beachten Sie, dass der Geschwindigkeitsfaktor eines CAT5-Kabels oder eines ähnlichen Kabels nicht 1 beträgt . Die einfache Division durch die Lichtgeschwindigkeit gilt für die meisten elektrischen Medien nicht.
User2943160

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Gilt nicht, sondern gibt eine ungefähre Untergrenze an, sodass anstelle von 0,0003 Millisekunden die Zeit um "etwas mehr" verlängert wird. Es ist natürlich keine exakte Berechnung, aber es gibt eine Schätzung
GameDeveloper

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Die Signalgeschwindigkeit in Kupfer liegt bei etwa 0,951 c, wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist.
Wilsotc

Bin ich wirklich für einen 5% Fehler kritisiert? XD
GameDeveloper

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Nein, die Verbindung wird nicht verlangsamt. Sie müssen jedoch die maximale Länge einer Kupferverbindung von 100 Metern kennen. Dies muss die Länge Ihres Patchkabels vom Host zum Datenpunkt und auch den Patchrahmen zum Switch umfassen.

Wenn Sie jedoch Cat 6 mit einer 10-Gbit / s-Schnittstelle verwenden, können Sie nur bis zu 55 Meter verwenden und müssen Cat 6A verwenden , um 100 Meter für diese Übertragungsart zu erzielen.

Wenn Sie also die angegebene maximale Kabellänge überschreiten, treten Probleme auf, die sich nicht nur auf die Geschwindigkeit, sondern auch auf den Verlust aufgrund der Art des durch das Kabel fließenden elektrischen Stroms beziehen.

Die 100 Meter gelten nur für einen einzelnen Lauf ohne ein zwischengeschaltetes Netzwerkgerät wie einen Switch. Wenn Sie einen Switch dazwischen haben, können Sie diesen natürlich von Port zu Port verlängern, wobei das Maximum für jedes Kabel von Gerät zu Gerät gilt.

Mithilfe der Glasfaserkonnektivität können Sie die Reichweite basierend auf der Art der Glasfaser und des Lichts erweitern, die sich dem Rahmen Ihrer Frage entziehen.


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Beachten Sie, dass aufgrund der Art von TCP ein Datenverlust (z. B. durch eine überlange Leitung) zu einer wahrgenommenen Verlangsamung führen kann, da die Verbindung darauf warten muss, dass verlorene oder fehlerhafte Pakete erneut übertragen werden.
Chris Bouchard

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Also, nur zur Info ... Elektronen in einem Draht brauchen Zeit, um eine Strecke zurückzulegen. Elektronen in einem Cat5e-Draht bewegen sich mit einer Geschwindigkeit von 0,64 * Lichtgeschwindigkeit . Unter der Annahme einer Kabellänge von 100 m beträgt die Zeit, die ein Elektron benötigt, um diese Strecke zurückzulegen, ungefähr 521 Nanosekunden . Oder time = distance / speed = 100 meters / (0.64 * 3e8 meters-per-second).
Trevor Boyd Smith

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Ich hoffte auf weitere Zahlen, zum Beispiel, Netzwerkgeräte erwarten ein "erfolgreiches" Signal zwischen diesen Schwellenwerten, und wenn Daten über Kupfer übertragen werden, fällt die "Signalstärke" nach 100 m unter das Minimum, aber genauer.
Pysis

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Das elektrische Feld breitet sich bei .64C durch Kupfer aus. Die Geschwindigkeit, mit der sich ein einzelnes Elektron tatsächlich fortbewegt, liegt eher in der Größenordnung der menschlichen Gehgeschwindigkeit.
Affe

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@Affe vielleicht in einigen Hochspannungsszenarien. Wikipedia sagt, dass ein Ampere, das durch einen 2 mm ^ 2-Draht gedrückt wird, uns auf 0,000023 m / s bringt. Die menschliche Gehgeschwindigkeit beträgt ein bis zwei Meter pro Sekunde.
John Dvorak

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Für alle praktischen Zwecke hat dies keine Auswirkungen auf die Geschwindigkeit Ihrer Verbindung.

Aufgrund der langen Kabel ist die Verzögerung sehr gering. Dies wirkt sich nicht auf die maximale Geschwindigkeit Ihrer Verbindung aus, führt jedoch zu einer gewissen Latenz. pjc50 weist darauf hin, dass es sich bei jedem Fuß Kabellänge um eine Nanosekunde handelt. Dies ist eine gute Faustregel, die von vielen Ingenieuren bei der Entwicklung von Systemen angewendet wird, die stark von Latenzen in diesen Zeiträumen abhängig sind.

In Wirklichkeit werden Sie nie einen Unterschied bemerken. Eine "schnelle" Ping-Zeit im Internet beträgt 10 ms, was 10.000.000 ns entspricht. Das Hinzufügen von ein paar hundert Fuß Kabel wird zu diesem Zeitpunkt keine nennenswerten Auswirkungen haben. In der Tat beinhaltet fast jeder Schritt des Weges Verzögerungen, die extremer sind als diejenigen, die aus der Signalausbreitung hervorgehen. Beispielsweise warten die meisten Consumer-Router auf den Empfang des letzten Bytes eines eingehenden Pakets und prüfen es auf Fehler, bevor sie das erste Byte des Pakets auf seinem Weg senden. Diese Verzögerung wird in der Größenordnung von 5.000 ns liegen! Da die maximale Kabellänge (gemäß der Ethernet-Spezifikation) 300 Fuß beträgt, kann die Kabellänge aufgrund des Kabels niemals eine Verzögerung von mehr als 300 ns verursachen!


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Es ist nicht die Ausbreitungsverzögerung, die ein Problem darstellt, sondern der Paketverlust bei sehr langen Kabeln. Die Geschwindigkeit ist theoretisch gleich, aber die "wahrgenommene" Geschwindigkeit kann viel geringer werden, wenn Pakete verloren gehen und erneut gesendet werden müssen.
vsz

@vsz Von den Seiten, die ich gesehen habe, ist man sich im Allgemeinen einig, dass der Paketverlust bis zur maximalen Kabellänge in den Ethernet-Spezifikationen von 100 m sehr gering ist.
Cort Ammon

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Ja, aber was ist, wenn das Kabel länger ist als es die Spezifikation zulässt? Es wird eine Länge geben, in der es überhaupt nicht funktioniert, also könnten wir kurz davor eine Länge mit einem großen Taschenverlust finden, aber einige kommen noch durch?
vsz

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@vsz Ich denke das wäre eine ganz andere Frage. Ich glaube nicht, dass das OP beabsichtigte, die Verwendung von Ethernet außerhalb der Spezifikation zu untersuchen. Alles wird kaputt gehen, wenn Sie es ausreichend missbrauchen.
Cort Ammon

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Irgendwie in sehr geringem Maße.

Je länger Ihr Kabel ist, desto höher ist die Latenz - Spieler nennen dies "Ping" -Zeit. Der Effekt beträgt jedoch ungefähr eine Nanosekunde pro Fuß Kabel, was in den meisten Fällen unwahrscheinlich ist. Zumal ein einzelnes Ethernetkabel auf 100m begrenzt ist.

Dies ist wichtig für den Hochfrequenzhandel und gelegentlich für E-Mails .

Dies hat keinen Einfluss auf den Durchsatz oder die Bandbreite Ihres Kabels.


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+1 Für die Lichtgeschwindigkeitsgeschichte. Das machte meinen Tag. Mit einigen Protokollen (wie SMB, wird die Latenz den Durchsatz beeinflussen, wie ich
Aron

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Ja, es gibt einen Grund, warum einige Unternehmen Milliarden von Dollar dafür zahlen, dass Server- / Netzwerk-Racks an bestimmten Stellen mit möglichst kurzen Kabeln ausgetauscht werden. Wenn Sie dieses Unternehmen sind, wissen Sie, dass Sie es brauchen. Allen anderen ist es egal. :-)
Brian Knoblauch

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Es ist auch wichtig (im 10-100ns-Stadion) für alles andere, was vom genauen Timing abhängt, wie zum Beispiel Telekommunikationsnetze. (Quelle: Meine Aufgabe ist es, sicherzustellen, dass die Telekommunikationsnetze das richtige Timing haben: D)
Lightness Races mit Monica

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Ich glaube es kann, aber nicht so, wie die meisten Leute denken.

Die meisten denken an die zusätzliche Ausbreitungsverzögerung durch das Kabel selbst. Dies ist gültig, aber wie die Leute bereits betont haben, so klein, dass es im Wesentlichen immer irrelevant ist.

Es gibt jedoch eine andere Möglichkeit. Es gibt verschiedene Arten von Ethernet-Kabeln: Kat. 5, Kat. 5e und Kat. 6 werden derzeit (recht) häufig verwendet. Cat 5 unterstützt offiziell kein Gigabit-Ethernet, aber mit einem kurzen (z. B. 1 oder 2 Meter) Cat 5-Kabel, das sich in einem guten physischen Zustand befindet, können Sie häufig eine scheinbar zuverlässige Gigabit-Verbindung herstellen 1 .

Bei einem längeren Kabel könnte es jedoch zu einer ausreichenden Signalverschlechterung kommen, sodass eine Gigabit-Verbindung nicht mehr möglich ist. In diesem Fall sind Sie normalerweise eine 100-Megabit-Verbindung. In diesem Fall würden Sie nicht nur eine irrelevante Latenz gewinnen, sondern Sie hätten auch eine erhebliche Menge an Bandbreite verloren.

Dies hat keine Auswirkung auf eine Internetverbindung, es sei denn, Sie sind einer der wenigen, die mehr als 100 MB / s Bandbreite haben. Der Zugang zu lokalen Ressourcen könnte jedoch wesentlich drastischer beeinträchtigt werden.


  1. Alle diese verwenden identisch aussehende RJ-45-Anschlüsse. Der Unterschied zwischen Cat 5 und Cat 5e-Kabel ist normalerweise nur anhand des Aufdrucks auf der Verkabelung erkennbar.

Ja. Alle anderen Antworten sind theoretisch, aber ich habe DIESES im wirklichen Leben gesehen. Selbst wenn Gigabit / 100Mbit erkannt wird, verlangsamt sich die Verbindung aufgrund von erneuten Übertragungen aufgrund von Fehlern aufgrund von Signalverschlechterung
slebetman

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Wenn Sie Glück haben, kann ein schlechtes Kabel mit einer geringeren Geschwindigkeit verbunden werden. Wenn Sie Pech haben, kann es sein, dass die Verbindung mit der höheren Geschwindigkeit hergestellt wird und dann Pakete wie verrückt abgelegt werden. Ein hoher Paketverlust macht Ihre Internetverbindung schrecklich langsam, da TCP einen Paketverlust als Überlastungsindikator interpretiert.
Peter Green

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Der Standard ist 100 m (~ 333,33 ft; 1 m = 3 1/3 ft), bevor die Dämpfung das Signal unbrauchbar macht. Die direkte Antwort auf Ihre Frage lautet jedoch Ja, ein langes Kabel kann Ihre Verbindung verlangsamen. Die Dämpfung wird durch den Innenwiderstand des Kupfers verursacht, den Menschen als Verzögerung / Verlangsamung der Netzwerkkonnektivität wahrnehmen. Wenn das Kabel weniger als 100 m lang ist, ist die Verlangsamung relativ unbemerkt. Es kann jedoch Probleme verursachen, wenn Sie sich dieser 100-Meter-Marke nähern. Denken Sie daran, dass die Länge von 100 m von dem Punkt, an dem das Kabel an den Anschluss Ihres Computers angeschlossen wird, bis zu dem Punkt gemessen wird, an dem es an ein Gerät angeschlossen wird, das das Signal regeneriert, z. B. einen Switch oder einen Router. (Ich persönlich musste ein Kabel gegen einen Drucker austauschen, da die Länge von ca. 97 m zu sporadischer Kommunikation führte.)


Der Standard hat nichts mit der Signaldämpfung zu tun. Der ursprüngliche Grund lag in CSMA / CD, was für moderne Ethernet-Installationen völlig irrelevant ist. Heute verwenden wir fast ausschließlich Switches in Fast-Ethernet-Installationen, und GBe HAT nicht einmal CSMA / CD.
Aron

Der Widerstand verlangsamt sich nicht (es sei denn, Sie verlieren etwas an Information). Die Entfernung, die das Signal zurücklegen muss, um langsamer zu werden. Die Verzögerung kann durch 1000 andere Faktoren und Ausfälle an einigen Punkten verursacht werden.
GameDeveloper

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Theoretisch ja.

Nach dem Shannon-Hartley-Theorem beträgt die maximal erreichbare Kapazität eines Kanals mit additivem weißen Gaußschen Rauschen [1].

[1] bandwidth * log(1 + SNR)

Lange Kabelstrecken verringern sowohl die Bandbreite (wenn hohe Frequenzen verteilt werden) als auch das SNR (wenn die Signalamplitude abnimmt).


Einige Protokolle sind so konzipiert, dass sie sich an unterschiedliche Kanalbedingungen anpassen. Ethernet gehört nicht dazu.
Peter Green

Aber da es eng an der Obergrenze liegt, wird es es unter keinen Umständen überschreiten.
Fghkngfdx

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Als Spezialist für diese Linie rate ich JA! Aber es ist zu wenig, um dich zu beeinflussen, wenn du es nicht zu sehr ausgedehnt hast. Dabei wird auch die Qualität Ihrer Kabel, Verbindungen und anderer Komponenten berücksichtigt. Aber all dies ist zu minimal, um bemerkt zu werden. Wenn Sie für ein Haus von weniger als 20 Metern sprechen, fragen Sie bitte nicht. Diese Faktoren gelten für 100 Meter und mehr. Das ist der Grund, warum wir optische Linie haben.


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Es sind zwei Aspekte zu berücksichtigen: Latenz und Signalintegrität.

Die Latenz ist direkt proportional zur Kabellänge. Unter der Annahme, dass es sich um Twisted-Pair-Ethernet-Kabel handelt, ist die Latenz im Vergleich zu Verzögerungen bei Geräten und Fernverbindungen im Internet vernachlässigbar.

Das andere Problem ist die Signalintegrität. Wenn es zu schlecht wird, beginnt die Verbindung, eine signifikante Anzahl von Paketen zu verwerfen. TCP ist der Meinung, dass verworfene Pakete eine Überlastung bedeuten und die Geschwindigkeit entsprechend verringern.

Wenn Ihr Kabel den Spezifikationen entspricht und Ihre Geräte den Spezifikationen entsprechen und Ihre Entfernung den Spezifikationen entspricht, sollte der Paketverlust vernachlässigbar sein. Es gibt jedoch eine Menge Hardware, die nicht den Spezifikationen entspricht. Daher wäre ich vorsichtig, wenn ich direkt an der Grenze der Entfernungsspezifikation arbeiten würde.


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Ja. Jedoch,

  1. es wird kein Ethernet-Kabel genannt *
  2. es ist keine Verbindung, es ist eine Übertragung
  3. Menschen werden Verzögerungen nicht nur aufgrund der Kabellänge wahrnehmen

* Wenn Sie von einem lokalen Netzwerk sprechen, beziehen Sie sich wahrscheinlich auf Kabel der Kategorie 5 oder 6. Wenn Sie von einer Weitverkehrsverbindung sprechen, beziehen Sie sich wahrscheinlich auf ein Singlemode-Glasfaserkabel.


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Die elektrische Signallaufzeit für ein 100 m langes Ethernet-Kabel beträgt nur etwa eine halbe Mikrosekunde. Dies ist weitaus weniger als die Zeit, die Ihr Router usw. benötigt, um seine Aufgaben zu erledigen.

Dies ist nur dann relevant, wenn Sie größere Entfernungen betrachten: Zum Beispiel von Ihrem Computer zum Server für ein Spiel, das Sie spielen. Diese Nummer befindet sich jedoch vollständig in den Händen Ihres ISP / seiner Partner und der physischen Standorte von Ihnen und dem Server selbst.


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Lange Kabel erhöhen Ihre Latenz, da das Signal länger dauern muss. Dies sollte in Ihrem Fall keine Rolle spielen, da sich das Signal in der Nähe der Lichtgeschwindigkeit ausbreitet. Die zusätzlichen 10 Meter sind im Vergleich zu den vielen Kilometern zu dem Server, auf den Sie zugreifen, nicht wahrnehmbar. Bei extrem langen Läufen kommt es zu einem Signalverlust, der die Bandbreite verringert, bei 20 Metern jedoch nicht signifikant sein sollte. Bei 100 Metern müssen Sie sich über die Länge des Laufs Gedanken machen.


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Nach meiner eigenen Erfahrung handelt es sich um eine lächerlich irreführende Meinung.

In der Tat wird es die Latenz seit der längeren Strecke, aber nicht die Bandbreite verletzen. Angenommen, Sie vergleichen die Internetgeschwindigkeit von 10 m und 20 m Glasfaser und stellen fest, dass elektrische Signale über ein Ethernet-Kabel mit Lichtgeschwindigkeit (299.792.458 Meter pro Sekunde) übertragen werden. Das bedeutet, dass das Signal ungefähr 0,00000003 Sekunden benötigt, um durch Ihr 10 m langes Kabel zu laufen, und 0,00000006 Sekunden, um durch Ihr 20 m langes Kabel zu laufen. Sie können den Unterschied hier nicht bemerken. Nicht zu erwähnen, wenn Sie zu vielen Meilen mit dem Server vergleichen, auf den Sie zugreifen.

Bei längeren Übertragungsdistanzen treten jedoch tatsächlich Signalverluste und Rauschprobleme auf, die sich auf die Internetgeschwindigkeit auswirken können.

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