Lunghezza massima di Ethernet su CAT5

Durante il mio corso ho letto il documento Ethernet: commutazione di pacchetti distribuiti per reti di computer locali . Comprendo che Ethernet "classica" (su cavo coassiale) ha una lunghezza massima di 2500 m mentre Ethernet su doppino ha una lunghezza massima di soli 100 m.

Mentre cercavo su Google una risposta, ho trovato una domanda sul superutente la cui risposta accettata è:

Le specifiche di 328 piedi riguardano interamente il rilevamento delle collisioni in una rete CSMA / CD (Carrier Sense Multi Access / Collision Detection). La lunghezza è limitata dal fatto che la dimensione del frame più breve possibile (64 byte) può essere inviata sul filo e se si verifica una collisione, il nodo mittente invierà comunque quel frame quando sente la collisione.

Tuttavia, capisco che le reti Ethernet full duplex a commutazione di pacchetto non richiedono il rilevamento delle collisioni perché la connessione è point and point (ovvero il computer è collegato a uno switch Ethernet - non ci sono altri computer che condividono fisicamente lo stesso cavo con te) e dati viene inviato e ricevuto su fili separati. La comunicazione full duplex fornisce ad ogni nodo di rete un dominio di collisione univoco. Questa operazione evita completamente le collisioni e non implementa nemmeno il tradizionale protocollo Ethernet CSMA / CD.

Quindi, devo chiederti: perché Ethernet over Cat5 è limitato a 100m? Non può essere a causa del rilevamento delle collisioni, poiché Ethernet full duplex (che sospetto costituisce quasi il 99% di tutte le LAN, a meno che nessuno stia ancora gestendo una rete di autobus dal 1995) non soffre di collisioni.

Se dovessi indovinare, indovinerei che è dovuto all'attenuazione e al degrado del segnale sul filo di rame.

Innanzitutto, hai ragione nel dire che non è collegato a CSMA / CD.

In secondo luogo, hai fatto riferimento a una convinzione comune, ma errata, che CSMA / CD fosse la ragione del limite di 100 m di 10Base-T [half-duplex]. Questo è stato un motivo per - come lo hai chiamato - la classica lunghezza della rete Ethernet di 2500 m (con ampio margine - un frame minimo di 64 byte a 10 Mb / s avrebbe 'occupato' circa 11000 m di cavo - o per dirla diversamente - si sarebbe sentito lo scontro indietro dal mittente a circa metà trasmissione) ¹ .

Allora perché 100m? È collegato all'interfaccia elettrica e alle caratteristiche del segnale descritte nella norma. Una delle idee alla base della coppia attorcigliata era quella di utilizzare i cavi esistenti - e 100 m erano circa la lunghezza massima che soddisfaceva ancora parametri come l'attenuazione, il diafonia, ecc.

Dallo standard 802.3-2012 :

14.4.1 Panoramica
Il supporto per 10BASE-T è un cablaggio a doppino intrecciato. Un numero significativo di reti 10BASE-T viene installato utilizzando cavi telefonici non schermati sul posto e pratiche tipiche di installazione di telefonia, deve essere considerato il percorso end-to-end che include diversi tipi di cablaggio, connettori per cavi e connessioni incrociate.

(... omessa)

14.4.2 Parametri di trasmissione
Ciascun segmento di collegamento simplex deve avere le seguenti caratteristiche. Tutte le caratteristiche specificate si applicano al segmento di collegamento simplex totale se non diversamente indicato. Queste caratteristiche sono generalmente soddisfatte da 100 m di cavo a doppino intrecciato composto da doppini intrecciati da 0,5 mm [24 AWG].

Ciò probabilmente è stato riportato agli standard più recenti / correlati (come EIA / TIA citato) (sebbene non ne abbia una prova concreta).

Ho anche trovato una sezione interessante nel Manuale AMD della famiglia Ethernet / IEEE 802.2 che conferma che 100m non sono stati messi in pietra:

AM79C940 Interfaccia 10Base-T
(... omessa) quando è impostato il bit di soglia di ricezione bassa, (...) la sensibilità del ricevitore MAU 10Base-T aumenta. Ciò consente di impiegare lunghezze di linea più lunghe, superando la distanza target di 100 m del normale 10Base-T (presupponendo un cavo tipico da 24 AWG)

¹ Naturalmente il ritardo di propagazione ha avuto il suo ruolo anche nella coppia twistata , quindi la regola 5-4-3 è stata utilizzata nelle reti solo hub.

Esistono standard per la certificazione del cavo in rame che definiscono i test che il cavo deve superare per essere certificato.

Quello che copre Cat5 è TIA / EIA-568 .

Fonte L'evoluzione dei sistemi di cablaggio in rame da Cat5 a Cat5e a Cat6

Lo standard TIA-EIA-568-A ha definito i limiti di prova per i seguenti parametri per il collaudo degli impianti di cablaggio di categoria 5:

Lunghezza, attenuazione, mappa dei collegamenti e diafonia del punto più vicino (SUCCESSIVA).

I requisiti di lunghezza stabilivano che la lunghezza massima di un cavo che poteva passare da una sala di telecomunicazioni a una presa di area di lavoro in un edificio commerciale non poteva superare i 90 metri (295 piedi).

Questa distanza di 90 metri è definita come collegamento orizzontale. Quando si aggiungono cavi patch nelle sale di telecomunicazione per collegare o collegare in modo incrociato con apparecchiature elettroniche e per collegare i dispositivi all'uscita dell'area di lavoro, lo standard consente di aggiungere un totale di dieci metri per questi cavi patch al collegamento orizzontale. Questa distanza massima di 100 metri, il collegamento orizzontale massimo di 90 metri più 10 metri di patch cord, è definita come canale orizzontale

L'attenuazione è la perdita dell'intensità del segnale quando viene trasmessa dall'estremità del cavo che il segnale viene generato all'estremità opposta alla quale viene ricevuto. L'attenuazione, nota anche come perdita di inserzione, viene misurata in decibel (dB). Per l'attenuazione, più basso è il dB v alue, migliori sono le prestazioni, meno segnale viene perso. Questa riduzione è in genere causata da assorbimento, riflessione, diffusione, dispersione, deflessione o dispersione dal segnale originale e di solito non a causa della diffusione geometrica.

Wiremap è un test di continuità. Assicura che i conduttori che compongono le quattro coppie intrecciate nel cavo siano continui dal punto di terminazione di un'estremità del collegamento all'altra. Questo test assicura che i conduttori siano terminati correttamente ad ogni estremità e che nessuna delle coppie di conduttori sia incrociata o in cortocircuito.

Near End Crosstalk (NEXT) misura la quantità di segnale accoppiato da una coppia all'altra all'interno del cavo causata dall'emissione di radiazione all'estremità di trasmissione, vicino all'estremità del cavo. Un esempio di diafonia sui canali vocali è quando conversazioni estranee possono essere ascoltate in background sulla linea telefonica durante una conversazione telefonica. Questi segnali vengono indotti sul canale vocale da un altro canale. La stessa istanza si verifica nella trasmissione del segnale dati. Se la diafonia è abbastanza grande, interferirà con i segnali ricevuti attraverso il circuito. Il crosstalk è misurato in dB. Più alto è il valore dB, migliori sono le prestazioni, più segnale viene trasmesso e meno si perde a causa dell'accoppiamento.

Deve essere lungo almeno 100m per essere certificato.

È possibile che funzioni un cavo più lungo, ma non è garantito. I cavi Cat 5 più corti potrebbero anche non funzionare se c'è molta EMI . L'attenuazione del segnale sembra essere il fattore limitante: troppa perdita di segnale e non è possibile garantire 100 megabit al secondo.

La maggior parte degli standard sono scritti con un margine di errore, in genere per sicurezza, e per garantire prestazioni prevedibili minime in ambienti molto diversi. Lo standard TIA-EIA-568-A non è diverso, il che significa che c'è spazio per confondere se tu (e / o il tuo cliente) siete disposti ad accettare il rischio maggiore che il vostro sistema possa non funzionare come sperato / pianificato rispetto al cablaggio più corto .

Ad esempio, la variazione dello 0,393% della resistenza per grado C del coefficiente di temperatura del rame vicino alla temperatura ambiente fornisce un miglioramento trascurabile a temperature più fredde.

Ho appena installato diversi punti di accesso wireless (WAP) a 420 piedi dallo switch in un magazzino congelatore di -10 gradi F. L'analizzatore di cavi Fluke DTX 1500 afferma che i cavi Cat 6 non funzionano a causa della distanza e dell'attenuazione. Allo stesso modo gli AP avvertono che non ricevono abbastanza tensione Power over Ethernet (PoE), ma funzionano ancora bene senza perdita di pacchetti e Air Magnet che mostra una copertura RF blu / verde. Fatta eccezione per gli avvisi attesi e fastidiosi, il cliente è abbastanza soddisfatto delle prestazioni e dei risparmi sui costi di non dover installare elettricità per un IDF riscaldato montato a 35 piedi su un soffitto sotto lo zero per soddisfare il requisito un po 'arbitrario di 100 m.

Ovviamente, YMMV può variare in base al chilometraggio e non posso essere ritenuto responsabile in caso di guasto della rete a 100,01 metri di cablaggio in un ambiente caldo, ad alta vibrazione e rumoroso EMI.