Avere un cavo Ethernet più lungo rallenta la tua connessione?


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Come suggerisce il titolo, un cavo Ethernet più lungo rallenta la connessione?


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Il tempo di propagazione del segnale attraverso il cavo non è significativo. Il vero problema è la perdita del pacchetto e il limite massimo dichiarato. Il valore massimo di Ethernet da 100 Mbps ci lascia circa 250m di cavo, che è poco più di 100m avanti e indietro, e un po 'di tempo perché i nic faccia qualche elaborazione.
Filip Haglund,

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@peterh: questa è una stima molto ottimistica. Se si assume una distanza di 16.000 chilometri (che è certamente troppo piccola) e si tiene conto di ca. Aumento del 30% a causa dei fotoni che viaggiano a zig-zag all'interno del cavo (vedi physics.stackexchange.com/questions/80043/… ), inoltre considera che c è solo 2/3 di ciò che è nel vuoto, hai 105 ms uno- modo. Pertanto, verso l'alto di 200 ms, nessun router. Ora, l'Univ. di Melbourne mi regala un sorprendente RTT di 166 ms per me (tramite 19 luppoli), ma si scopre che è ospitato nella nuvola amazzonica sulla costa occidentale degli Stati Uniti ... :-)
Damon,

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@Damon :-) Sì. Ma considera che anche i pacchetti dovrebbero tornare indietro. L'Australia è quasi esattamente sul lato opposto della Terra rispetto all'Europa, quindi penso che possiamo calcolare con 2 * 20000 km. Con + 30% di zig-zag è 52000 km, con 2 / 3c arriva a circa 250 ms di tempo di risposta ping.
Peter dice di reintegrare Monica il

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@Damon Quella domanda sulla fisica SE presume che il cavo sia multimodale, la fibra di comunicazione a lunga distanza sia monomodale, quindi la luce non zigzag.
Peter Green

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@PeterGreen: Non come importa davvero molto (soprattutto perché gli zig-zag + 30% sono ridicoli rispetto alla deviazione + 100% nel Golfo Persico), ma ... hai un riferimento che potrei leggere per curiosità ? Le fibre sono comprese tra 8 e 10 µm. Un fotone non realmente hanno una dimensione essendo onda-particella-thingie, ma poiché microscopi tradizionali hanno una risoluzione di circa 200 nano, sicuramente "size presupposta" di un fotone deve essere definitivamente nella ca. Intervallo di 0,2 µ. Pertanto, a meno che un cavo non sia perfettamente diritto, devono necessariamente esserci collisioni con il muro e la riflessione, e quindi a zig-zag. No?
Damon,

Risposte:


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Il segnale elettrico verrà rallentato di una quantità minima (dopotutto viaggia quasi alla velocità della luce, esattamente a 0,951 c), quanto tempo impiega la luce a viaggiare per 100 metri?

timeTaken  = 100/(299792458*0,951) = 0,00000035 seconds

Quindi ci vogliono solo 0,00035 millisecondi in più che sono solo 350 cicli della CPU (su una CPU da 1 Ghz). Tuttavia, più lungo è il cavo, più debole diventa il segnale, una volta che il segnale è abbastanza debole, inizierà a perdere bit di informazione a causa di interferenze, ogni volta che un po 'viene perso, qualcosa nel livello della rete vede che un controllo di checksum / parità fallisce, e chiedere di nuovo quel pacchetto.

Richiedere un nuovo pacchetto richiederà molto tempo.

Quindi, fintanto che il segnale è forte nel cavo, il rallentamento sarebbe minimo (è comunque maggiore di quanto mi aspettassi).

Una volta che inizi a perdere informazioni perché il cavo è troppo lungo, il rallentamento aumenterebbe notevolmente .

Si noti inoltre che alcuni protocolli di comunicazione sono temporizzati, quindi se il cavo è troppo lungo potrebbe non essere nemmeno utilizzabile perché non sarebbe sincronizzato (questo è un problema di progettazione)


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Buono! Hai calcolato! :-) Quindi, sarà una perdita di pacchetti.
Peter dice di reintegrare Monica il

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Notare che il fattore di velocità di un cavo CAT5 o simile non è 1. La semplice divisione per la velocità della luce non si applica alla maggior parte dei media elettrici.
user2943160

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non si applica ma fornisce un limite inferiore approssimativo, quindi invece di 0,0003 millisecondi, il tempo viene aumentato di "qualcosa in più". Naturalmente non si tratta di un calcolo esatto, ma fornisce una stima
GameDeveloper il

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La velocità del segnale nel rame è di circa 0,951 c, dove c è la velocità della luce.
wilsotc,

Sono davvero criticato per un errore del 5%? XD
GameDeveloper

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No, non rallenterà una connessione, ma devi essere consapevole della lunghezza massima di una connessione in rame che è di 100 metri. Ciò deve includere la lunghezza del cavo di patching dall'host al punto dati e anche il frame di patch allo switch.

Tuttavia, quando si utilizza Cat 6 con un'interfaccia da 10 Gbit / s, è possibile utilizzare solo fino a 55 metri e sarebbe necessario utilizzare Cat 6A per raggiungere 100 metri per questo tipo di trasmissione.

Quindi, se stai andando oltre la lunghezza massima del cavo specificata, inizierai a vedere i problemi non solo relativi alla velocità, ma anche alla perdita dovuta alla natura della corrente elettrica che attraversa il cavo.

I 100 metri si applicano solo a una corsa singola senza alcun dispositivo di rete intermedio come uno switch. Se hai uno switch tra, puoi ovviamente estenderlo da una porta all'altra a cui si applicherebbe il massimo per ogni cavo che passa da un dispositivo all'altro.

Utilizzando la connettività in fibra, è possibile estendere la gamma in base al tipo di fibra e luce che esula dall'ambito della domanda.


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Si noti che, a causa della natura del TCP, la perdita di dati (ad es. Da un cavo di lunghezza eccessiva) può causare un rallentamento percepito perché la connessione deve attendere la ritrasmissione di pacchetti persi o danneggiati.
Chris Bouchard,

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Quindi solo un FYI ... gli elettroni in un filo impiegano del tempo per percorrere una distanza. Gli elettroni in un filo cat5e si muovono ad una velocità di 0,64 * velocità della luce . Supponendo quindi una lunghezza del cavo di 100 m, il tempo impiegato da un elettrone per spostarsi è di circa 521 nanosecondi . Or time = distance / speed = 100 meters / (0.64 * 3e8 meters-per-second).
Trevor Boyd Smith,

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Speravo in qualche altro numero, diciamo, i dispositivi di rete si aspettano di ricevere un segnale "riuscito" tra queste soglie e, quando si trasmettono dati su rame, la "forza" del segnale scende al di sotto del minimo dopo 100 m, ma più precisamente.
Pysis,

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Il campo elettrico si propaga attraverso il rame a .64C. La velocità con cui un singolo elettrone riesce effettivamente a viaggiare è più dell'ordine di grandezza della velocità di camminata umana.
Affe il

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@Affe forse in alcuni scenari ad alta tensione. Wikipedia afferma che un ampere schiacciato attraverso un filo da 2 mm ^ 2 ci porta a 0,000023 m / s. La velocità di camminata umana è di uno o due metri al secondo.
John Dvorak,

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Per tutti gli scopi pratici, non ci sarà alcun effetto sulla velocità della tua connessione.

Ci sarà un ritardo molto insignificante a causa di cavi lunghi. Ciò non influirà sulla velocità massima della connessione, ma causerebbe un po 'di latenza. pjc50 sottolinea che si tratta di un nanosecondo per ogni piede di lunghezza del cavo, che è una buona regola empirica utilizzata da molti ingegneri nello sviluppo di sistemi che dipendono molto dalle latenze su quei tempi.

In realtà, non noterai mai una differenza. Un tempo di ping "veloce" su Internet è di 10 ms, ovvero 10.000.000 di ns. L'aggiunta anche di qualche centinaio di metri di cavo non avrà un effetto evidente a quel punto. In effetti, quasi ogni passo del percorso comporta ritardi che sono più estremi di quelli visti dalla propagazione del segnale. Ad esempio, la maggior parte dei router di fascia consumer attenderanno la ricezione dell'ultimo byte di un pacchetto in entrata e verificherà la presenza di errori prima di inviare il primo byte del pacchetto sulla sua strada. Questo ritardo sarà dell'ordine di 5.000 ns! Dato che la lunghezza massima del cavo che è possibile utilizzare (secondo le specifiche Ethernet) è di 300 piedi, la lunghezza del cavo non potrebbe mai causare più di 300 n di ritardo a causa del cavo!


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Non è il ritardo di propagazione che è un problema, ma la perdita di pacchetti su cavi molto lunghi. La velocità sarà teoricamente la stessa, ma la velocità "percepita" può diventare molto più bassa poiché i pacchetti vengono persi e devono essere rinviati.
vsz

@vsz Dalle pagine che ho visto, è generalmente d'accordo che la perdita di pacchetti è molto minima fino alla lunghezza massima del cavo nelle specifiche Ethernet di 100m.
Cort Ammon,

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Sì, ma cosa succede se il cavo è più lungo di quanto consentito dalle specifiche? Ci sarà una lunghezza in cui non funziona affatto, quindi poco prima, potremmo trovare una lunghezza con un'enorme perdita di tasca ma alcuni ancora riuscendo a superare?
vsz

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@vsz Penso che sarebbe una domanda molto diversa. Non penso che l'OP abbia inteso la domanda per esplorare l'uso non specifico di Ethernet. Tutto si romperà se lo si abusa in modo sufficiente.
Cort Ammon,

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In un certo senso, in minima parte.

Più lungo è il cavo, maggiore è la latenza che si verifica - i giocatori chiamano questo tempo "ping". Tuttavia, l'effetto è di circa un nanosecondo per piede di cavo, che è improbabile che si noti nella maggior parte dei casi. Soprattutto perché un singolo cavo ethernet è limitato a 100m.

Questo è importante per il trading ad alta frequenza e occasionalmente per la posta elettronica .

Di per sé, non influisce sulla velocità effettiva o sulla "larghezza di banda" del cavo.


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+1 Per la velocità della storia della luce. Questo ha reso la mia giornata. Con alcuni protocolli (come SMB, la latenza influirà sulla velocità effettiva, come ho appreso l'altro giorno) ...
Aron

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Sì, c'è una ragione per cui alcune aziende pagano miliardi di dollari per avere rack di server / rete in posizione privilegiata in interscambi specifici con cavi tagliati il ​​più corti possibile. Se sei quella compagnia, saprai che ne hai bisogno. Tutti gli altri, non ti importa. :-)
Brian Knoblauch,

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Importa anche (nel 10-100ns ballpark) qualsiasi altra cosa che dipenda da una tempistica precisa, come le reti di telecomunicazione. (Fonte: il mio compito è assicurarmi che le reti di telecomunicazione abbiano un tempismo preciso: D)
Lightness Races con Monica

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Credo che possa, ma non nel modo in cui la maggior parte delle persone sta pensando.

Molti pensano al ritardo di propagazione extra attraverso il cavo stesso. Questo è valido, ma come le persone hanno già sottolineato, così piccolo che è essenzialmente sempre irrilevante.

C'è un'altra possibilità però. I cavi Ethernet sono disponibili in diverse varietà: cat 5, cat 5e e cat 6 sono attualmente (ragionevolmente) ampiamente utilizzati. Cat 5 non supporta ufficialmente Gigabit Ethernet, ma con un cavo Cat 5 corto (ad es. 1 o 2 metri) in buone condizioni fisiche, è spesso possibile ottenere comunque una connessione Gigabit apparentemente affidabile 1 .

Con un cavo più lungo, tuttavia, è possibile ottenere un sufficiente deterioramento del segnale che non è più possibile una connessione Gigabit. In questo caso, credo che invece saresti normalmente una connessione da 100 megabit. In questo caso, non otterresti solo una quantità irrilevante di latenza - piuttosto, avresti perso una notevole quantità di larghezza di banda.

Ciò non avrebbe alcun effetto su una connessione Internet a meno che tu non sia uno dei pochi fortunati con una larghezza di banda superiore a 100 MB / s. L'accesso alle risorse locali potrebbe essere influenzato in modo molto più drastico.


  1. Tutti questi usano connettori RJ-45 dall'aspetto identico; la differenza tra cavo cat 5 e cat 5e di solito non è evidente se non guardando la stampa sul cablaggio per vedere quale dice.

Sì. Tutte le altre risposte sono teoriche ma ho visto QUESTO accadere nella vita reale. Anche se è possibile rilevare gigabit / 100Mbit, la connessione rallenterà a causa di ritrasmissioni a causa di errori dovuti al deterioramento del segnale
slebetman,

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Se sei fortunato, un cavo difettoso potrebbe collegarsi a una velocità inferiore. Se sei sfortunato, potrebbe collegarsi alla velocità più alta e quindi iniziare a far cadere pacchetti come un matto. Un'alta perdita di pacchetti renderà la tua connessione Internet orribilmente lenta perché TCP interpreta la perdita di pacchetti come un indicatore di congestione.
Peter Green,

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Lo standard è 100 m (~ 333,33 piedi; 1 m = 3 1/3 piedi) prima che l'attenuazione renda il segnale inutilizzabile, ma la risposta diretta alla tua domanda è sì, un cavo lungo può rallentare la tua connessione. L'attenuazione è causata dalla resistenza interna del rame che gli umani percepiscono come ritardo / rallentamento della connettività di rete. Se il cavo è inferiore a 100 m, il rallentamento è relativamente impercettibile. Tuttavia, può causare problemi se ti avvicini a quel limite di 100 m. E tieni presente che la lunghezza di 100 m viene misurata dal punto in cui il cavo si collega alla porta del computer al punto in cui si collega a un dispositivo che rigenera il segnale, come uno switch o un router. (Ho dovuto sostituire personalmente un cavo con una stampante perché la lunghezza di ~ 97m ha causato comunicazioni sporadiche.)


Lo standard non ha nulla a che fare con l'attenuazione del segnale. Il motivo originale era dovuto a CSMA / CD, che è completamente irrilevante nelle moderne installazioni Ethernet. Oggi utilizziamo quasi esclusivamente switch su installazioni Fast Ethernet e GBe non ha nemmeno CSMA / CD.
Aron,

la resistenza non rallenta (a meno che non inizi a perdere un po 'di informazioni), la distanza che il segnale deve percorrere per rallentare. Il ritardo può essere causato da altri 1000 fattori e guasti in alcuni punti.
GameDeveloper

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In teoria si.

Secondo il teorema di Shannon-Hartley , la massima capacità raggiungibile di un canale con rumore gaussiano bianco additivo è [1].

[1] bandwidth * log(1 + SNR)

I cavi lunghi riducono sia la larghezza di banda (in quanto le alte frequenze sono disperse) sia SNR (quando l'ampiezza del segnale diminuisce).


Alcuni protocolli sono progettati per adattarsi alle diverse condizioni del canale. Ethernet non è una di queste.
Peter Green,

Ma a causa del suo stretto limite superiore, in nessun caso lo supererà.
fghkngfdx,

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Come specialista in questa linea, ti consiglio di sì! Ma è troppo poco per influenzarti a meno che tu non l'abbia esteso troppo. Considera anche la qualità della linea dei cavi, delle connessioni e di altri. Ma tutti questi sono troppo minimi per farsi notare. Se stai parlando di meno di 20 metri per una casa, non preoccuparti di chiedere. Questi fattori sono per 100 metri e oltre. Questo è il motivo per cui abbiamo una linea ottica.


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Esistono due problemi da considerare, la latenza e l'integrità del segnale.

La latenza è direttamente proporzionale alla lunghezza del cavo. Tuttavia, supponendo che stiamo parlando di cavi Ethernet a doppini intrecciati, un edificio la latenza sarà trascurabile rispetto ai ritardi nelle apparecchiature e nelle connessioni a lunga distanza che compongono Internet.

L'altro problema è l'integrità del segnale, se diventa troppo grave il collegamento inizierà a far cadere un numero significativo di pacchetti. TCP pensa che i pacchetti rilasciati significino congestione e diminuirà la sua velocità di conseguenza.

Se il cavo è in-spec e i tuoi dispositivi sono in-spec e la distanza è in-spec, quindi la perdita di pacchetti dovrebbe essere trascurabile. Tuttavia, c'è un sacco di hardware fuori specifica là fuori, quindi sarei diffidente nei confronti del limite delle specifiche di distanza.


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Sì. Però,

  1. non si chiama cavo Ethernet *
  2. non è una connessione, è una trasmissione
  3. gli umani non percepiranno il ritardo introdotto dalla sola lunghezza del cavo

* Se stai parlando di una rete locale, probabilmente stai facendo riferimento al cavo di categoria 5 o 6. Se stai parlando di un collegamento ad ampia area, probabilmente ti riferisci al cavo in fibra ottica monomodale.


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Il tempo di propagazione del segnale elettrico per un cavo Ethernet di lunghezza massima di 100 m è solo di circa mezzo microsecondo. Questo è molto meno del tempo necessario al tuo router, ecc. Per svolgere il proprio lavoro.

Questo inizia ad essere rilevante solo quando si guardano a distanze molto maggiori: ad esempio, dal computer al server per un gioco a cui stai giocando; tuttavia tale numero è interamente nelle mani del proprio ISP / dei suoi partner e delle posizioni fisiche dell'utente e del server stesso.


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I cavi lunghi aumentano la latenza poiché il segnale deve andare più a lungo. Questo non dovrebbe importare molto nel tuo caso poiché il segnale si propaga vicino alla velocità della luce, i 10 metri extra saranno impercettibili rispetto alle molte miglia a qualunque server tu stia accedendo. Ci sarà una certa perdita di segnale su corse estremamente lunghe che ridurrà la larghezza di banda ma non dovrebbe essere significativa su 20 metri, 100 metri è il punto in cui devi iniziare a preoccuparti della lunghezza della corsa.


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Secondo la mia esperienza, è un'opinione ridicolmente fuorviante.

In effetti, danneggerà la latenza dalla distanza più lunga, ma non la larghezza di banda. Supponendo che tu stia confrontando la velocità di Internet dell'uso della fibra da 10m e della fibra da 20m, scoprirai che i segnali elettrici viaggiano attraverso un cavo Ethernet alla velocità della luce, o 299.792.458 metri al secondo. Ciò significa che sono necessari circa 0,00000003 secondi per far viaggiare il segnale attraverso il cavo da 10m e 0,00000006 secondi per viaggiare attraverso il cavo da 20m. Non puoi notare la differenza qui. Non menzionare se si confronta a molte miglia con qualsiasi server si accede.

Tuttavia, la trasmissione a lunga distanza ha effettivamente problemi di perdita di segnale e rumore, che potrebbero avere un impatto sulla velocità di Internet.

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