Maximale Ethernet-Länge über CAT5

Im Rahmen meines Kurses habe ich die Zeitung gelesen Ethernet: Distributed Packet Switching für lokale Computernetzwerke . Ich verstehe, dass „klassisches“ Ethernet (über Koaxialkabel) eine maximale Länge von 2500 m hat, während Ethernet über Twisted Pair eine maximale Länge von nur 100 m hat.

Während ich nach einer Antwort googelte, fand ich a Frage zum Superuser deren akzeptierte Antwort ist:

Die Angabe von 328 Fuß hat ganz mit Kollision zu tun   Erkennung in einer CSMA / CD (Carrier Sense Multi Access / Collision)   Erkennungsnetzwerk. Die Länge ist dadurch begrenzt, dass die kürzeste   Die mögliche Rahmengröße (64 Bytes) kann über die Leitung gesendet werden, und wenn a   Wenn eine Kollision auftritt, sendet der sendende Knoten diesen Frame weiterhin   wenn es die Kollision hört.

Ich verstehe jedoch, dass Vollduplex, paketvermittelte Ethernet-Netzwerke erfordern keine Kollisionserkennung da die Verbindung Punkt und Punkt ist (d. h. Ihr Computer ist an einen Ethernet-Switch angeschlossen - es gibt keine anderen Computer, die physisch dasselbe Kabel mit Ihnen teilen) und Daten über separate Kabel gesendet und empfangen werden. Die Vollduplex-Kommunikation bietet jedem Netzwerkknoten eine eindeutige Kollisionsdomäne. Diese Operation vermeidet vollständig Kollisionen und implementiert nicht einmal das herkömmliche Ethernet CSMA / CD-Protokoll.

Ich muss also fragen: Warum ist Ethernet über Cat5 auf 100 m begrenzt? Dies kann nicht an der Kollisionserkennung liegen, da Vollduplex-Ethernet (das meines Erachtens fast 99% aller LANs ausmacht, es sei denn, jemand betreibt seit 1995 noch ein Busnetzwerk) nicht an Kollisionen leidet.

Wenn ich raten müsste, würde ich vermuten, dass es an der Dämpfung und Signalverschlechterung über dem Kupferdraht liegt.

Erstens haben Sie Recht, wenn Sie sagen, dass es nicht mit CSMA / CD verknüpft ist.

Zweitens haben Sie eine gemeinsame, aber verwiesen falscher Glaube dass CSMA / CD der Grund für die 100-m-Grenze von 10Base-T [Halbduplex] war. Dies war ein Grund für - wie Sie es nannten - klassisch Länge des Ethernet-Netzwerks von 2500 m (mit ausreichendem Spielraum - ein Mindestrahmen von 64 Byte bei 10 MBit / s würde etwa 11000 m Kabel belegen - oder anders ausgedrückt - Kollision wird vom Absender etwa in der Mitte der Übertragung zurückgehört) ¹ .

Warum also 100 m? Es ist mit der in der Norm beschriebenen elektrischen Schnittstelle und Signalcharakteristik verbunden. Eine der Ideen, die hinter Twisted Pair steckte, war die Verwendung vorhandener Kabel - und 100 m waren ungefähr so ​​lang, dass Parameter wie Dämpfung, Übersprechen usw. immer noch erfüllt wurden.

Ab dem 802.3-2012-Standard :

14.4.1 Übersicht
Das Medium für 10BASE-T ist eine Twisted-Pair-Verdrahtung. Eine signifikante Anzahl von 10BASE-T-Netzwerken ist   Installation unter Verwendung von nicht abgeschirmten Telefonkabeln und typischen Telefonie-Installationspraktiken   Der Endpfad einschließlich verschiedener Arten von Kabeln, Kabelverbindern und Querverbindungen muss berücksichtigt werden.

(... weggelassen)

14.4.2 Übertragungsparameter
Jedes Simplex-Verbindungssegment muss die folgenden Eigenschaften aufweisen. Alle angegebenen Eigenschaften gelten für die   Gesamtsegment der Simplex-Verbindung, sofern nicht anders angegeben. Diese Eigenschaften werden in der Regel von 100 m erfüllt   Twisted-Pair-Kabel, bestehend aus 0,5 mm [24 AWG] Twisted-Pair-Kabeln.

Das wurde wahrscheinlich auf neuere / verwandte Standards (wie EIA / TIA erwähnt) übertragen (obwohl ich keinen konkreten Beweis dafür habe).

Ich fand auch einen interessanten Abschnitt im AMD-Handbuch der Ethernet / IEEE 802.2-Familie, in dem bestätigt wurde, dass 100 m nicht in Stein gemeißelt waren:

AM79C940 10Base-T-Schnittstelle
(... entfällt) Wenn das Bit "Niedriger Empfangsschwellenwert" gesetzt ist, wird (...) die Empfindlichkeit des 10Base-T-MAU-Empfängers erhöht. Dies ermöglicht die Verwendung längerer Leitungslängen, die die 100 m Zielentfernung des normalen 10Base-T-Kabels überschreiten (unter der Annahme eines typischen 24AWG-Kabels).

¹ Natürlich spielte die Ausbreitungsverzögerung auch bei Twisted Pair eine Rolle 5-4-3 Regel Wird nur in Hub-Netzwerken verwendet.

Es gibt Standards für die Zertifizierung von Kupfer Kabel, das Tests definiert, die das Kabel bestehen muss, um zertifiziert zu werden.

Die eine für Cat5 ist TIA / EIA-568 .

Quelle Die Evolution des Kupfers Verkabelungssysteme von Cat5 bis Cat5e bis Cat6

Die TIA-EIA-568-A-Norm definierte die Testgrenzen für die   Folgende Parameter zum Testen von Kabelinstallationen der Kategorie 5:

Länge, Dämpfung, Wiremap und Near End Crosstalk (NEXT).

Die Längenanforderungen definierten die maximale Länge eines Kabels   von einem Telekommunikationsraum zu einer Arbeitsbereichsteckdose in einem   Das Geschäftshaus darf nicht länger als 90 Meter sein.

Diese Entfernung von 90 Metern wird als horizontale Verbindung definiert. Beim Hinzufügen   Patchkabel in den Telekommunikationsräumen, um eine Querverbindung herzustellen   oder mit elektronischen Geräten verbinden und Geräte anschliessen   Im Arbeitsbereich sind laut Norm insgesamt zehn Meter zulässig   für diese Patchkabel zur horizontalen Verbindung hinzugefügt werden. Diese 100   Meter maximale Entfernung, die maximale horizontale Verbindung von 90 Metern plus 10   Meter Patchkabel, wird als horizontaler Kanal definiert

Dämpfung ist der Verlust   der Signalstärke, wenn sie vom Ende des Kabels übertragen wird, an das das Signal gesendet wird   entgegengesetztes Ende, an dem es empfangen wird. Die Dämpfung, auch als Einfügungsverlust bezeichnet, wird in Dezibel (dB) gemessen. Zum   Dämpfung, je niedriger die dB v   Je besser die Leistung, desto weniger Signal geht verloren. Dieser Rückgang wird in der Regel durch verursacht   Absorption, Reflexion, Diffusion, Streuung, Ablenkung oder Streuung vom ursprünglichen Signal und in der Regel nicht als Folge von   geometrische Verbreitung.

Wiremap ist ein   Durchgangsprüfung. Dies stellt sicher, dass die Leiter, aus denen die vier verdrillten Kabelpaare bestehen, durchgehend sind   vom Endpunkt eines Endes der Verbindung zum anderen. Dieser Test stellt sicher, dass die Leiter korrekt abgeschlossen sind   an jedem Ende und dass keines der Leiterpaare gekreuzt oder   umkreist.

Near End Crosstalk (NEXT) misst die Signalmenge, die von einem Paar zum anderen innerhalb des Kabels durch gekoppelt wird   Strahlungsemission am sendenden, nahen Ende des Kabels. Eine Prüfung   Übersprechen auf Sprachkanälen tritt auf, wenn   Während eines Telefongesprächs sind im Hintergrund über die Telefonleitung Nebengespräche zu hören. Jene   Signale werden von einem anderen Kanal auf den Sprachkanal induziert. Die gleiche Instanz tritt auf   im Datensignal   Getriebe. Wenn das Übersprechen groß genug ist, stört es die über die Schaltung empfangenen Signale. Übersprechen ist   gemessen in dB. Je höher der dB-Wert, desto besser die Leistung, desto mehr Signal wird übertragen und desto weniger geht verloren. D   ue   zur Kopplung.

Es muss 100 m oder weniger lang sein, um zertifiziert zu werden.

Es ist möglich, dass ein längeres Kabel funktioniert - es kann jedoch nicht garantiert werden. Kürzere Cat 5-Kabel funktionieren möglicherweise auch nicht, wenn viele vorhanden sind EMI . Die Signaldämpfung scheint der limitierende Faktor zu sein - zu viel Signalverlust und Sie können nicht 100 Megabit pro Sekunde garantieren.

Die meisten Standards sind mit einer Fehlergrenze geschrieben, normalerweise aus Sicherheitsgründen und um eine minimale vorhersehbare Leistung in sehr unterschiedlichen Umgebungen zu gewährleisten. Der TIA-EIA-568-A-Standard ist nicht anders, was bedeutet, dass Sie (und / oder Ihr Kunde) das erhöhte Risiko akzeptieren können, dass Ihr System im Vergleich zu einer kürzeren Verkabelung möglicherweise nicht wie erhofft / geplant funktioniert .

Beispielsweise liefert die Änderung des Widerstands um 0,393% pro Grad C des Temperaturkoeffizienten von Kupfer nahe der Raumtemperatur eine vernachlässigbare Verbesserung bei kälteren Temperaturen.

Ich habe gerade mehrere drahtlose Zugangspunkte (WAPs) in einem 10-Grad-F-Gefrierschrank-Lagerhaus installiert, die 420 Fuß vom Switch entfernt sind. Laut Fluke DTX 1500 Cable Analyzer fallen die Cat 6-Kabel aufgrund von Entfernung und Dämpfung aus. In ähnlicher Weise warnen die APs, dass sie nicht genügend PoE-Spannung (Power over Ethernet) erhalten, funktionieren jedoch einwandfrei, da keine Pakete verloren gehen und der Air Magnet eine blau / grüne HF-Abdeckung aufweist. Mit Ausnahme der erwarteten und ärgerlichen Warnungen ist der Kunde sehr zufrieden mit der Leistung und den Kosteneinsparungen, die dadurch entstehen, dass für einen beheizten IDF, der 35 Fuß in einer Decke unter Null montiert ist, kein Strom installiert werden muss, um die etwas willkürliche Anforderung von 100 m zu erfüllen.

Natürlich kann Ihr Kilometerstand von YMMV abweichen und ich kann nicht haftbar gemacht werden, wenn Ihr Netzwerk bei 100,01 m Verkabelung in einer heißen, vibrationsintensiven Umgebung mit EMI-Störungen ausfällt.