CAT5上的最大以太网长度


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在我的课程中,我一直在阅读“ 以太网:本地计算机网络的分布式数据包交换”一文。我了解“经典”以太网(通过同轴电缆)的最大长度为2500m,而双绞线以太网的最大长度仅为100m。

在谷歌搜索答案时,我发现了一个有关超级用户问题,问题的公认答案是:

328英尺的规格完全与CSMA / CD(载波侦听多路访问/冲突检测网络)中的冲突检测有关。长度受以下事实的限制:可以在设备上发送尽可能短的帧大小(64字节)。如果发生冲突,则发送节点在听到冲突时仍将发送该帧。

但是,我知道全双工,分组交换以太网不需要冲突检测,因为连接是点对点的(即您的计算机已连接到以太网交换机-没有其他计算机与您共享同一条电缆)和数据通过单独的电线发送和接收。全双工通信为每个网络节点提供了唯一的冲突域。该操作完全避免了冲突,甚至没有实现传统的以太网CSMA / CD协议。

因此,我必须问:为什么Cat5上的以太网限制为100m?不可能是因为冲突检测,因为全双工以太网(我怀疑它占了所有LAN的99%,除非有人从1995年起仍在运行总线网络)不会遭受冲突的影响。

如果我不得不猜测,那可能是由于铜线上的衰减和信号衰减所致。

Answers:


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首先,您说它没有与CSMA / CD链接是正确的。

其次,您引用了一个常见但不正确的观点,即CSMA / CD是10Base-T(半双工)100m限制的原因。这就是为什么-就像您所说的- 传统以太网网络长度为2500m(具有足够的余量-10Mb / s的最小64字节帧会“占用”大约11000m的电缆),或者换句话说,会听到冲突由发送方在传输的大约中间返回)1

那为什么是100m?它链接到标准中概述的电气接口和信号特性。双绞线背后的想法之一是使用现有的电缆连接-最大长度约100m,仍能满足衰减,串扰等参数。

从802.3-2012标准开始

14.4.1概述
10BASE-T的介质是双绞线。利用就地非屏蔽电话布线和典型的电话安装实践安装了大量的10BASE-T网络,必须考虑端到端路径,包括不同类型的布线,电缆连接器和交叉连接。

(...省略)

14.4.2传输参数
每个单工链路段应具有以下特性。除非另有说明,否则所有指定的特征都适用于整个单工链接段。这些特性通常由100 m双绞线电缆来满足,该双绞线电缆由0.5 mm [24 AWG]双绞线组成。

这可能会延续到新的/相关的标准(如提到的EIA / TIA)(尽管我没有确凿的证据)。

我还在《以太网/ IEEE 802.2系列AMD手册》中找到了一个有趣的章节,确认100m不是一成不变的:

AM79C940 10Base-T接口
(...省略)设置了低接收阈值位时,增加了10Base-T MAU接收器的(...)灵敏度。这允许使用更长的线长,超过了普通10Base-T的100m目标距离(假设典型的24AWG电缆)

1当然,传播延迟在双绞线中也有其作用,因此在仅集线器网络中使用 5-4-3规则


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存在铜缆认证标准,这些标准定义了必须通过的测试才能获得认证。

涵盖Cat5的一个是TIA / EIA-568

来源从Cat5到Cat5e到Cat6的铜缆布线系统的演进

TIA-EIA-568-A标准为测试5类布线安装的以下参数定义了测试极限:

长度,衰减,接线图和近端串扰(NEXT)。

长度要求定义为,从电信室到商业建筑中工作区插座的电缆最大长度不能超过90米(295英尺)。

此90米的距离定义为水平链接。在电信室中添加跳线以与电子设备交叉连接或互连以及在工作区插座处连接设备时,该标准允许将这些跳线总共十米添加到水平链路中。此最大100米的距离,最大90米的水平链路加上10米的跳线,被定义为水平通道

衰减是信号强度的损失,因为它是从产生信号的电缆的一端传输到接收信号的另一端。衰减(也称为插入损耗)以分贝(dB)为单位。对于衰减,dB值越低,性能越好,信号损失越少。这种降低通常是由于对原始信号的吸收,反射,扩散,散射,偏转或分散引起的,通常不是几何扩展的结果。

线图是一种连续性测试。它可以确保组成电缆中四对双绞线的导体从链路一端的端点到另一端是连续的。该测试可确保导体在两端正确端接,并且没有导体对交叉或短路。

近端串扰(NEXT)测量电缆中一对电缆耦合到另一对电缆的信号量,该信号量是由电缆发射端(近端)的辐射引起的。语音通道上的串扰示例是电话通话时,在电话线的背景下可以在后台听到无关的通话。这些信号从另一个通道被感应到语音通道上。在数据信号传输中发生相同的情况。如果串扰足够大,它将干扰电路中接收到的信号。串扰以dB为单位。dB值越高,性能越好,由于耦合而传输的信号更多,损失更少。

长度必须小于或等于100m才能通过认证。

更长的电缆可能会工作-但不能保证。如果存在很多EMI,较短的Cat 5电缆也可能无法工作。信号衰减似乎是限制因素-太多的信号损失,您不能保证每秒100兆位。


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这是一个奇怪的要求,即电缆不能超过90米(+10米跳线)工作。你知道那是为什么吗?

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更长的电缆可能会工作-但不能保证。如果存在很多EMI,较短的Cat 5电缆也可能无法工作。信号衰减似乎是限制因素-太多的信号损失,您不能保证每秒100兆位。
DavidPostill

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@GeorgeRobinson基于DavidPostill的观点:所有电缆的电阻和阻抗都会影响接收NIC的信号强度。电缆越长,衰减越大。信号必须足够强以区分高电平和低电平。nic通过电缆进行通信的频率越高,阻抗就越大。IE CAT5e将支持高达100米的千兆位(350 MHz)。连接了10/100/1000 NIC的较长CAT5e电缆可能会在明显长于100米的电缆上协商100兆位(31.25 MHz),这是因为阻抗较小。
基思·雷诺兹

我有一个远程站点,其电缆线长约500英尺,它们获得10Mbps的带宽和间歇性的数据包丢失。
Nanban Jim

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大多数标准在编写时都会留有一定误差,通常是出于安全性考虑,并确保在广泛变化的环境中具有最小的可预测性能。TIA-EIA-568-A标准没有什么不同,这意味着与较短的电缆相比,如果您(和/或您的客户)愿意承受您的系统可能无法按预期/计划运行的风险,则仍有一定的余地。 。

例如,在室温附近,每摄氏度铜的温度系数的电阻变化为0.393%,在较低温度下的改善可忽略不计。

我刚刚在-10华氏度的冷冻仓库中,距交换机420英尺处安装了几个无线接入点(WAP)。Fluke DTX 1500电缆分析仪说,Cat 6电缆由于距离和衰减而失效。类似地,AP警告他们没有获得足够的以太网供电(PoE)电压,但是它们仍然可以正常工作,没有丢包,并且Air Magnet显示了蓝色/绿色的RF覆盖范围。除了预期和令人讨厌的警告,客户对性能和节省成本感到满意,因为不必为安装在35英尺以下的IDF加热IDF安装电力,从而可以满足100m的要求。

当然,如果您的网络在高温,高振动,EMI嘈杂的环境中在100.01米长的电缆上发生故障,则您的里程可能会有所不同,并且我不承担任何责任。

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