大多数网络专业人员都有过网络布线的经验,不管是使用五类双绞线还是六类双绞线,传输距离都限制在100米范围内。
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****的
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。
所以如果要使PoE发挥最佳效果,一定要使用质量好的网线,不能因小失大,影响工程整体质量。
01 超五类线(Cat 5e)
与五类双绞线相比,超五类双绞线的衰减和串扰更小,可提供更坚实的网络基础,满足大多数应用需求(尤其支持千兆位以太网1000Base-T的布线)。
给网络的安装和测试带来了便利,成为目前网络应用中较好的解决方案。
超五类线的传输特性与普通五类线的相同,但超五类布线标准规定,超五类电缆的全部4对线都能实现全双工通信。
02 六类线(Cat 6)
该类电缆的传输频率为1MHz~250MHz,六类布线系统在200MHz时综合衰减串扰比(PS-ACR)应该有较大的余量,它提供2倍于超五类的带宽。
六类布线的传输性能远远高于超五类标准,最适用于传输速率高于1Gbps的应用。
六类与超五类的一个重要的不同点在于:
改善了在串扰以及回波损耗方面的性能,对于新一代全双工的高速网络应用而言,优良的回波损耗性能是极重要的。
六类标准中取消了基本链路模型,布线标准采用星形的拓扑结构,要求的布线距离为:
永久链路的长度不能超过90米,信道长度不能超过100米。
六类线与超五类线在传输距离上没有严格的区别,即单段最大传输距离都是100米。
当然六类线在传输距离上可以适当增加,所谓的100米指的是超过后就无法满足1000M带宽等相关的技术指标,带来速度下降等问题。
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