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為啥網(wǎng)線都會(huì)限制傳輸距離為100米?

作者: 時(shí)間:2023-10-26 來(lái)源: 收藏

無(wú)論是五類,還是六類,都是100米。而且,在綜合規(guī)范中,水平不能超過(guò)90米,鏈路總長(zhǎng)度不能超過(guò)100米。換句話說(shuō),“100米”是有線以太網(wǎng)的一個(gè)極限。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/202310/452140.htm

這個(gè)說(shuō)法到底怎么來(lái)的,有啥依據(jù),具體施工現(xiàn)場(chǎng)怎么操作,一篇給你說(shuō)明白。

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數(shù)據(jù)傳輸最大距離

對(duì)網(wǎng)絡(luò)比較了解的網(wǎng)工朋友,都知道有一個(gè)“無(wú)法逾越”的“100米”。

無(wú)論是100M傳輸速率的五類雙絞線,還是1000M傳輸速率的六類雙絞線,最遠(yuǎn)有效都為100米。

在綜合布線規(guī)范中,也明確要求水平布線不能超過(guò)90米,鏈路總長(zhǎng)度不能超過(guò)100米。也就是說(shuō),100米對(duì)于有線以太網(wǎng)而言是一個(gè)極限。

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100米最大距離是怎么得來(lái)的?

是什么造成了雙絞線的100米傳輸距離上限?這就要深究一下雙絞線的深層物理原理了。

網(wǎng)絡(luò)的傳輸,其實(shí)就是網(wǎng)絡(luò)信號(hào)在雙絞線上的傳輸。作為一種電子信號(hào),在雙絞線中傳輸時(shí),必然要受到電阻和電容的影響,這就導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的衰減和畸變。

信號(hào)的衰減或者畸變達(dá)到一定的程度,就會(huì)影響到信號(hào)的有效、穩(wěn)定傳輸。因此,雙絞線有傳輸距離限制,那么具體是怎么計(jì)算出100米的上限呢?

5類UTP、超五類UTP主要是為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的。

按快速以太網(wǎng)的100Base-TX規(guī)定,其通信速率為100mbps,100mbps以太網(wǎng)傳送1位數(shù)據(jù)所花的時(shí)間(又名”位時(shí)間”)可計(jì)算如下:

1位時(shí)間=1/100mbps=10ns 

以太網(wǎng)是采用CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)即帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)技術(shù)(載波監(jiān)聽(tīng)多點(diǎn)接入/碰撞檢測(cè))共享通信信道的,當(dāng)引入交換后,仍離不開(kāi)這一技術(shù)。

一個(gè)鏈路兩端均連有設(shè)備,這兩個(gè)設(shè)備可能會(huì)在同一時(shí)刻發(fā)送數(shù)據(jù),造成沖突,此時(shí)沖突域?yàn)?。

沖突將會(huì)丟失數(shù)據(jù)包。為避免由于沖突所造成的丟包,以太網(wǎng)采用了沖突檢測(cè)和后退重發(fā)技術(shù)。

為了做到后退、重發(fā),必須保證一端在傳送完一個(gè)數(shù)據(jù)包前可檢測(cè)到?jīng)_突。

以太網(wǎng)最小的幀長(zhǎng)64字節(jié),即512位。按100mbps速率計(jì)算,傳送512位需時(shí)512位*10ns=5120ns。

數(shù)據(jù)信息在網(wǎng)絡(luò)中傳輸,當(dāng)通過(guò)不同部件時(shí)均會(huì)產(chǎn)生延遲,五類UTP的延時(shí)為5.56ns/m。

在設(shè)計(jì)以太網(wǎng)時(shí),要求遵守一個(gè)中繼規(guī)則,這個(gè)規(guī)則又稱為黃金規(guī)則或5-4-3-2-1規(guī)則,此規(guī)則不但適用于10mbps的以太網(wǎng),也適用于快速以太網(wǎng)。

這個(gè)規(guī)則要求環(huán)行沖突延遲不得超過(guò)512位時(shí),對(duì)于100mbps的傳輸率,即為5120ns。

環(huán)行中,網(wǎng)絡(luò)元件有電纜、中繼單元、MAU和DTE等,把它們的延時(shí)加起來(lái),再乘2,即得出環(huán)行延時(shí),同時(shí)也可計(jì)算出環(huán)行沖突直徑。

按此理論,可計(jì)算出為保證一個(gè)最小幀發(fā)送完畢之前信號(hào)所能傳輸?shù)淖钸h(yuǎn)距離。

這就是為何要將鏈路跨距限定為100米的理由。

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當(dāng)超過(guò)100米時(shí),由于不能及時(shí)檢測(cè)出沖突,因沖突而受到破壞的信息包傳送完畢,而且被接收方接收,此信息包因通不過(guò)驗(yàn)證而被迫丟棄,此時(shí)后退重發(fā)的機(jī)制未被激活,故而會(huì)造成包的丟失。

當(dāng)傳輸速率低于100 mbps時(shí),在實(shí)際應(yīng)用中,可適當(dāng)放寬100米的限長(zhǎng)。

必須聲明,這樣做實(shí)際雖然有效果,但并不符合標(biāo)準(zhǔn)。在認(rèn)證測(cè)試時(shí),必須加以說(shuō)明,否則將有可能產(chǎn)生一些問(wèn)題,比如產(chǎn)品質(zhì)保。

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實(shí)際施工時(shí)的最大線纜距離

由上文可見(jiàn),在使用PoE供電時(shí),為何會(huì)規(guī)定最大長(zhǎng)度不得超過(guò)100米。但實(shí)際施工時(shí),為保證工程質(zhì)量,一般取80-90米。

請(qǐng)注意,這里的傳輸距離指的是最大速率的情況,比如100M,如果將速率下降到10M,傳輸距離通??梢匝娱L(zhǎng)到150-200米(視質(zhì)量而定)。所以PoE供電傳輸距離并不是由PoE技術(shù)來(lái)決定的,而是由網(wǎng)線類別和質(zhì)量決定。

雖然實(shí)際施工中,質(zhì)量較好的網(wǎng)線能夠突破100米距離的限制,設(shè)備也能夠正常工作,但這種做法并不值得推薦。

因?yàn)橛械臐撛趩?wèn)題并不會(huì)立即呈現(xiàn),而是隨著時(shí)間推移慢慢出現(xiàn),這會(huì)造成后續(xù)維護(hù)問(wèn)題。

最簡(jiǎn)單的情況比如說(shuō)帶寬的升級(jí),使得原來(lái)能在100米以上距離正常工作的設(shè)備在網(wǎng)速大大提升后將不能正常工作。

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線纜類別和質(zhì)量對(duì)傳輸距離的影響

五類線(Cat 5)就是現(xiàn)在市面上最常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線。但是不同廠家生產(chǎn)的質(zhì)量相差很大,尤其在國(guó)內(nèi)這種以價(jià)格為導(dǎo)向的大環(huán)境下,很多廠商為了降低成本,將銅線用銅包鐵、銅包鋼替代。

導(dǎo)致網(wǎng)線傳輸距離下降,甚至發(fā)生網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定、丟包等現(xiàn)象,而設(shè)備廠商往往會(huì)背黑鍋,也真是冤。

所以如果要使PoE發(fā)揮最佳效果,一定要使用質(zhì)量好的網(wǎng)線,不能因小失大,影響工程整體質(zhì)量。

01  超五類線(Cat 5e)

與五類雙絞線相比,超五類雙絞線的衰減和串?dāng)_更小,可提供更堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),滿足大多數(shù)應(yīng)用需求(尤其支持千兆位以太網(wǎng)1000Base-T的布線)。

給網(wǎng)絡(luò)的安裝和測(cè)試帶來(lái)了便利,成為目前網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中較好的解決方案。

超五類線的傳輸特性與普通五類線的相同,但超五類布線標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,超五類電纜的全部4對(duì)線都能實(shí)現(xiàn)全雙工通信。

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02  六類線(Cat 6)

該類電纜的傳輸頻率為1MHz~250MHz,六類布線系統(tǒng)在200MHz時(shí)綜合衰減串?dāng)_比(PS-ACR)應(yīng)該有較大的余量,它提供2倍于超五類的帶寬。

六類布線的傳輸性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于超五類標(biāo)準(zhǔn),最適用于傳輸速率高于1Gbps的應(yīng)用。

六類與超五類的一個(gè)重要的不同點(diǎn)在于:改善了在串?dāng)_以及回波損耗方面的性能,對(duì)于新一代全雙工的高速網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用而言,優(yōu)良的回波損耗性能是極重要的。

六類標(biāo)準(zhǔn)中取消了基本鏈路模型,布線標(biāo)準(zhǔn)采用星形的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),要求的布線距離為:永久鏈路的長(zhǎng)度不能超過(guò)90米,信道長(zhǎng)度不能超過(guò)100米。

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六類線與超五類線在傳輸距離上沒(méi)有嚴(yán)格的區(qū)別,即單段最大傳輸距離都是100米。    

當(dāng)然六類線在傳輸距離上可以適當(dāng)增加,所謂的100米指的是超過(guò)后就無(wú)法滿足1000M帶寬等相關(guān)的技術(shù)指標(biāo),帶來(lái)速度下降等問(wèn)題。



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