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Maximale Ethernet-Länge über CAT5

Im Rahmen meines Kurses habe ich den Artikel Ethernet: Distributed Packet Switching für lokale Computernetzwerke gelesen. 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 eine Frage zum Superuser deren akzeptierte Antwort lautet:

Die Angabe von 328 Fuß hat ausschließlich mit der Kollisionserkennung in einem CSMA/CD-Netzwerk (Carrier Sense Multi Access/Collision Detection Network) zu tun Draht und wenn eine Kollision auftritt, sendet der sendende Knoten immer noch diesen Rahmen, wenn er die Kollision hört.

Ich verstehe jedoch, dass paketvermittelte Vollduplex-Ethernet-Netzwerkekeine Kollisionserkennung erfordern, da die Verbindung Punkt und Punkt ist (dh Ihr Computer ist mit einem Ethernet-Switch verbunden - es gibt keine anderen Computer) Das gleiche Kabel wird physisch mit Ihnen geteilt) und Daten werden auf getrennten Leitungen gesendet und empfangen.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.

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user376151

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

Zweitens haben Sie auf eine häufige, aber falsche Annahme verwiesen, dass CSMA/CD der Grund für das 100-m-Limit von 10Base-T [Halbduplex] war. Dies war ein Grund für - wie Sie es nannten - klassisch eine Ethernet-Netzwerklänge von 2500 m (bei ausreichendem Spielraum würde ein Rahmen von mindestens 64 Byte bei 10 MBit/s etwa 11000 m Kabel belegen) oder für Word it anders - Kollision würde 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.

Vom 802.3-2012 Standard :

14.4.1 Übersicht
Das Medium für 10BASE-T ist eine Twisted-Pair-Verdrahtung. Bei der Installation einer erheblichen Anzahl von 10BASE-T-Netzwerken werden ortsgebundene, ungeschirmte Telefonkabel und typische Telefonie-Installationsverfahren verwendet. Der End-to-End-Pfad muss dabei verschiedene Arten von Kabeln, Kabelverbindern und Querverbindungen umfassen.

(... weggelassen)

14.4.2 Übertragungsparameter
Jedes Simplex-Verbindungssegment muss die folgenden Eigenschaften aufweisen. Alle angegebenen Eigenschaften gelten, sofern nicht anders angegeben, für das gesamte Simplex-Verbindungssegment. Diese Eigenschaften werden im Allgemeinen von 100 m Twisted-Pair-Kabeln erfüllt, die aus 0,5 mm [24 AWG] Twisted-Pair-Kabeln bestehen.

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
(... weggelassen) Wenn das Bit Low Receive Threshold (...) 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, daher 5-4-3-Regel wird nur in Hub-Netzen verwendet.

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wmz

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

Die eine, die Cat5 abdeckt, ist TIA/EIA-568 .

Quelle Die Entwicklung der Kupferverkabelungssysteme von Cat5 über Cat5e bis Cat6

Der TIA-EIA-568-A-Standard definierte die Testgrenzen für die folgenden Parameter zum Testen von Kabelinstallationen der Kategorie 5:

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

Die Längenanforderungen definierten, dass die maximale Länge eines Kabels von einem Telekommunikationsraum zu einer Arbeitsbereichssteckdose in einem Geschäftsgebäude 90 Meter (295 Fuß) nicht überschreiten darf.

Diese Entfernung von 90 Metern wird als horizontale Verbindung definiert. Beim Hinzufügen von Patchkabeln in den Telekommunikationsräumen zur Querverbindung oder Verbindung mit elektronischen Geräten und zum Anschließen von Geräten an der Arbeitsbereichssteckdose sind nach dem Standard insgesamt zehn Meter für das Hinzufügen dieser Patchkabel zur horizontalen Verbindung vorgesehen. Diese maximale Entfernung von 100 Metern, die maximale horizontale Verbindung von 90 Metern plus 10 Meter Patchkabel, wird als horizontaler Kanal definiert

Dämpfung ist der Verlust der Signalstärke, wenn das Signal vom Ende des Kabels, an dem es erzeugt wird, zum gegenüberliegenden Ende gesendet wird, an dem es empfangen wird. Die Dämpfung, auch als Einfügungsverlust bezeichnet, wird in Dezibel (dB) gemessen. Je niedriger der dB-Wert, desto besser die Leistung, desto weniger Signal geht verloren. Diese Abnahme wird typischerweise durch Absorption, Reflexion, Diffusion, Streuung, Ablenkung oder Streuung vom ursprünglichen Signal verursacht und ist normalerweise nicht auf geometrische Streuung zurückzuführen.

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

Near End Crosstalk (NEXT) misst die Signalmenge, die von einem Paar zum anderen innerhalb des Kabels durch Strahlungsemission am sendenden, nahen Ende des Kabels übertragen wird. Ein Beispiel für ein Übersprechen bei Sprachkanälen ist, wenn während eines Telefongesprächs im Hintergrund über die Telefonleitung Nebengespräche zu hören sind. Diese Signale werden von einem anderen Kanal auf den Sprachkanal übertragen. Die gleiche Instanz tritt bei der Datensignalübertragung auf. Wenn das Übersprechen groß genug ist, stört es die über die Schaltung empfangenen Signale. Das Übersprechen wird in dB gemessen. Je höher der dB-Wert, desto besser die Leistung, desto mehr Signal wird übertragen und desto weniger geht durch die Kopplung verloren.

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

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

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DavidPostill

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 RF 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 willkürliche Anforderung von 100 m zu erfüllen.

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

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Jules Bartow