专栏名称: 程序员大咖
程序员大咖,努力成就期待着的自己。分享程序员技术文章、程序员工具资源、程序员精选课程、程序员视频教程、程序员热点资讯、程序员学习资料等。
目录
51好读  ›  专栏  ›  程序员大咖

为啥网线都会限制传输距离为100米?

程序员大咖  · 公众号  ·  · 2024-05-29 10:24

正文

架构师大咖
架构师大咖,打造有价值的架构师交流平台。分享架构师干货、教程、课程、资讯。架构师大咖,每日推送。
公众号

大部分网工都经历过 网络布线 这件事儿吧。


无论是五类双绞线,还是六类双绞线,传输距离都是100米。


而且,在综合布线规范中,水平布线不能超过90米,链路总长度不能超过100米。


换句话说,“100米”是有线以太网布线的一个极限。


这个说法到底怎么来的,有啥依据,具体施工现场怎么操作,一篇给你说明白。


01

网线数据传输最大距离


对网络比较了解的网工朋友,都知道 双绞线有一个“无法逾越”的“100米”传输距离。


无论是100M传输速率的五类双绞线,还是1000M传输速率的六类双绞线,最远有效传输距离都为100米。


在综合布线规范中,也明确要求水平布线不能超过90米,链路总长度不能超过100米。


也就是说,100米对于有线以太网而言是一个极限。


02

100米最大距离 是怎么得来的?


是什么造成了双绞线的100米传输距离上限?


这就要深究一下双绞线的深层物理原理了。


网络的传输,其实就是网络信号在双绞线上的传输。


作为一种电子信号,在双绞线中传输时,必然要受到电阻和电容的影响,这就导致了网络信号的衰减和畸变。


信号的衰减或者畸变达到一定的程度,就会影响到信号的有效、稳定传输。


因此,双绞线有传输距离限制,那么具体是怎么计算出100米的上限呢?


5类UTP、超五类UTP主要是为计算机网络服务的。


按快速以太网的100Base-TX规定,其通信速率为100mbps,100mbps以太网传送1位数据所花的时间(又名”位时间”)可计算如下:


1位时间=1/100mbps=10ns


以太网是采用CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)即带冲突检测的载波监听多路访问技术(载波监听多点接入/碰撞检测)共享通信信道的,当引入交换后,仍离不开这一技术。


一个链路两端均连有设备,这两个设备可能会在同一时刻发送数据,造成冲突,此时冲突域为2。


冲突将会丢失数据包。


为避免由于冲突所造成的丢包,以太网采用了冲突检测和后退重发技术。


为了做到后退、重发,必须保证一端在传送完一个数据包前可检测到冲突。


以太网最小的帧长64字节,即512位。按100mbps速率计算,传送512位需时512位*10ns=5120ns。


数据信息在网络中传输,当通过不同部件时均会产生延迟,五类UTP的延时为5.56ns/m。


在设计以太网时,要求遵守一个中继规则,这个规则又称为黄金规则或5-4-3-2-1规则,此规则不但适用于10mbps的以太网,也适用于快速以太网。


这个规则要求环行冲突延迟不得超过512位时,对于100mbps的传输率,即为5120ns。


环行中,网络元件有电缆、中继单元、MAU和DTE等,把它们的延时加起来,再乘2,即得出环行延时,同时也可计算出环行冲突直径。


按此理论,可计算出为保证一个最小帧发送完毕之前信号所能传输的最远距离。


这就是为何要将链路跨距限定为100米的理由。


当超过100米时,由于不能及时检测出冲突,因冲突而受到破坏的信息包传送完毕,而且被接收方接收,此信息包因通不过验证而被迫丢弃,此时后退重发的机制未被激活,故而会造成包的丢失。


当传输速率低于100 mbps时,在实际应用中,可适当放宽100米的限长。


必须声明,这样做实际虽然有效果,但并不符合标准。


在认证测试时,必须加以说明,否则将有可能产生一些问题,比如产品质保。


03

实际施工时

最大线缆距离


由上文可见,在使用PoE供电时,为何会规定网线最大长度不得超过100米。


但实际施工时,为保证工程质量,一般取80-90米。


请注意,这里的传输距离指的是最大速率的情况,比如100M,如果将速率下降到10M,传输距离通常可以延长到150-200米(视网线质量而定)。


所以PoE供电传输距离并不是由PoE技术来决定的,而是由网线类别和质量决定。


虽然实际施工中,质量较好的网线能够突破100米距离的限制,设备也能够正常工作,但这种做法并不值得推荐。


因为有的潜在问题并不会立即呈现,而是随着时间推移慢慢出现,这会造成后续维护问题。


最简单的情况比如说带宽的升级,使得原来能在100米以上距离正常工作的设备在网速大大提升后将不能正常工作。


04

线缆类别和质量

对传输距离的影响


五类线(Cat 5)就是现在市面上最常见的标准网线。


但是不同厂家生产的质量相差很大,尤其在国内这种以价格为导向的大环境下,很多厂商为了降低成本,将铜线用铜包铁、铜包钢替代。


导致网线传输距离下降,甚至发生网络不稳定、丢包等现象,而设备厂商往往会背黑锅,也真是冤。







请到「今天看啥」查看全文