Panjang maksimum Ethernet lebih dari CAT5

Sebagai bagian dari kursus saya, saya telah membaca paper Ethernet: Packet Switching Terdistribusi untuk Jaringan Komputer Lokal . Saya mengerti bahwa Ethernet "klasik" (lebih dari kabel koaksial) memiliki panjang maksimum 2500m sementara Ethernet over twisted pair memiliki panjang maksimum hanya 100m.

Saat mencari jawaban di Google, saya menemukan pertanyaan tentang pengguna super yang jawaban yang diterima adalah:

Spesifikasi 328 kaki harus dilakukan sepenuhnya dengan deteksi tabrakan di CSMA / CD (Carrier Sense Multi Access / Collision Detection network. Panjangnya dibatasi oleh fakta bahwa ukuran frame sesingkat mungkin (64 byte) dapat dikirim pada kawat dan jika tabrakan terjadi, node pengirim masih akan mengirim frame itu ketika mendengar tabrakan.

Namun, saya mengerti bahwa dupleks penuh, jaringan Ethernet yang diaktifkan paket tidak memerlukan deteksi tabrakan karena koneksi adalah titik dan titik (yaitu komputer Anda terhubung ke switch Ethernet - tidak ada komputer lain yang secara fisik berbagi kabel yang sama dengan Anda) dan data dikirim dan diterima di kabel terpisah. Komunikasi dupleks penuh menyediakan setiap domain jaringan dengan collision domain yang unik. Operasi ini sepenuhnya menghindari tabrakan dan bahkan tidak mengimplementasikan protokol Ethernet CSMA / CD tradisional.

Jadi, saya harus bertanya: mengapa Ethernet over Cat5 terbatas pada 100m? Itu tidak mungkin karena deteksi tabrakan, karena full duplex Ethernet (yang saya kira membentuk hampir 99% dari semua LAN, kecuali ada yang masih menjalankan jaringan bus dari tahun 1995) tidak menderita tabrakan.

Jika saya harus menebak saya akan menebak bahwa itu karena pelemahan dan degradasi sinyal pada kawat tembaga.

Pertama, Anda benar mengatakan bahwa itu tidak tertaut ke CSMA / CD.

Kedua, Anda mereferensikan kepercayaan umum, tetapi salah bahwa CSMA / CD adalah alasan untuk batas 100m 10Base-T [setengah dupleks]. Ini adalah alasan untuk - seperti Anda menyebutnya - panjang jaringan Ethernet klasik 2500m (dengan margin yang cukup - bingkai minimum 64 byte pada 10Mb / s akan 'menempati' sekitar 11000m kabel - atau dengan kata lain - tabrakan akan terdengar kembali oleh pengirim di sekitar tengah transmisi) ¹ .

Jadi mengapa 100m? Hal ini terkait dengan antarmuka listrik dan karakteristik sinyal yang diuraikan dalam standar. Salah satu ide di balik twisted pair adalah menggunakan kabel yang ada - dan 100m adalah sekitar max panjang yang masih memenuhi parameter seperti redaman, crosstalk, dll.

Dari standar 802.3-2012 :

14.4.1 Tinjauan Umum
Media untuk 10BASE-T adalah kabel twisted-pair. Sejumlah besar jaringan 10BASE-T dipasang menggunakan pemasangan kabel telepon tidak terpasang dan praktik pemasangan telepon biasa, jalur ujung ke ujung termasuk berbagai jenis kabel, konektor kabel, dan koneksi silang harus dipertimbangkan.

(... dihilangkan)

14.4.2 Parameter transmisi
Setiap segmen link simpleks harus memiliki karakteristik sebagai berikut. Semua karakteristik yang ditentukan berlaku untuk segmen tautan simpleks total kecuali dinyatakan sebaliknya. Karakteristik ini umumnya dipenuhi oleh kabel twisted-pair 100 m yang terdiri dari twisted pair 24 mm.

Itu mungkin dibawa ke standar yang lebih baru / terkait (seperti EIA / TIA disebutkan) (walaupun saya tidak punya bukti keras tentang itu).

Saya juga menemukan bagian yang menarik di Buku Pegangan AMD Ethernet / IEEE 802.2 Keluarga yang mengkonfirmasikan bahwa 100m tidak disetel dengan batu:

AM79C940 Antarmuka 10Base-T
(... dihilangkan) ketika bit Ambang Terima Rendah diatur, (...) kepekaan penerima MAU 10Base-T meningkat. Ini memungkinkan panjang saluran yang lebih panjang untuk digunakan, melebihi jarak target 100m dari 10Base-T normal (dengan asumsi kabel 24AWG khas)

¹ Tentu saja penundaan propagasi memiliki perannya dalam twisted pair juga, karenanya aturan 5-4-3 digunakan dalam jaringan hub saja.

Ada standar untuk sertifikasi kabel tembaga yang menentukan pengujian yang harus dilewati kabel untuk disertifikasi.

Yang menutupi Cat5 adalah TIA / EIA-568 .

Sumber Evolusi Sistem Kabel Tembaga dari Cat5 ke Cat5e ke Cat6

Standar TIA-EIA-568-A menetapkan batas pengujian untuk parameter berikut untuk pengujian pemasangan kabel Kategori 5:

Panjang, Atenuasi, Wiremap dan Near End Crosstalk (NEXT).

Persyaratan panjang menentukan bahwa panjang maksimum kabel dapat dijalankan dari Ruang Telekomunikasi ke outlet area kerja di gedung komersial tidak boleh melebihi 90 meter (295 kaki).

Jarak 90 meter ini didefinisikan sebagai tautan horisontal. Ketika menambahkan kabel tambalan di Ruang Telekomunikasi baik untuk cross-connect atau interkoneksi dengan peralatan elektronik dan untuk menghubungkan perangkat di outlet area kerja, standar memungkinkan untuk total sepuluh meter untuk kabel tambalan ini untuk ditambahkan ke tautan horizontal. Jarak maksimum 100 meter ini, tautan horizontal maksimum 90 meter plus 10 meter kabel patch, didefinisikan sebagai saluran horizontal

Redaman adalah kehilangan kekuatan sinyal karena ditransmisikan dari ujung kabel yang sinyal dihasilkan ke ujung yang berlawanan di mana ia diterima. Atenuasi, juga disebut sebagai Rugi Penyisipan, diukur dalam desibel (dB). Untuk atenuasi, semakin rendah dB v, semakin baik kinerjanya, semakin sedikit sinyal yang hilang. Penurunan ini biasanya disebabkan oleh penyerapan, refleksi, difusi, hamburan, defleksi, atau dispersi dari sinyal asli dan biasanya bukan sebagai akibat dari penyebaran geometris.

Wiremap adalah tes kontinuitas. Ini memastikan bahwa konduktor yang membentuk empat pasangan bengkok pada kabel adalah kontinu dari titik terminasi dari satu ujung tautan ke ujung lainnya. Tes ini memastikan bahwa konduktor diputus dengan benar di setiap ujung dan tidak ada pasangan konduktor yang dilintasi atau dihubung pendek.

Near End Crosstalk (NEXT) mengukur jumlah sinyal yang dipasangkan dari satu pasangan ke pasangan lainnya dalam kabel yang disebabkan oleh emisi radiasi pada ujung transmisi, dekat ujung, dari kabel. Contoh crosstalk pada saluran suara adalah ketika percakapan asing dapat didengar di latar belakang melalui saluran telepon saat berbicara di telepon. Sinyal-sinyal itu sedang diinduksi ke saluran suara dari saluran lain. Contoh yang sama terjadi pada transmisi sinyal data. Jika crosstalk cukup bagus, itu akan mengganggu sinyal yang diterima di seluruh rangkaian. Crosstalk diukur dalam dB. Semakin tinggi nilai dB, semakin baik kinerjanya, lebih banyak sinyal ditransmisikan dan lebih sedikit hilang karena kopling.

Panjangnya harus 100 m atau kurang untuk disertifikasi.

Mungkin saja kabel yang lebih panjang akan berfungsi - tetapi tidak dijamin. Kabel Cat 5 yang lebih pendek mungkin juga tidak berfungsi jika ada banyak EMI . Pelemahan sinyal tampaknya menjadi faktor pembatas - terlalu banyak kehilangan sinyal dan Anda tidak dapat menjamin 100 megabit per detik.

Sebagian besar standar ditulis dengan margin untuk kesalahan, biasanya untuk keselamatan, dan untuk memastikan kinerja minimal yang dapat diprediksi di lingkungan yang sangat beragam. Standar TIA-EIA-568-A tidak berbeda, yang berarti ada ruang untuk fudge jika Anda (dan / atau pelanggan Anda) bersedia menerima peningkatan risiko bahwa sistem Anda mungkin tidak berfungsi sesuai harapan / direncanakan dibandingkan dengan pemasangan kabel yang lebih pendek .

Misalnya, perubahan 0,393 persen dalam resistensi per derajat C Koefisien Suhu Tembaga di dekat suhu kamar memberikan peningkatan yang dapat diabaikan pada suhu yang lebih dingin.

Saya baru saja menginstal beberapa titik akses nirkabel (WAP) 420 kaki dari saklar di gudang freezer -10 derajat F. Fluke DTX 1500 Cable Analyzer mengatakan kabel Cat 6 gagal karena jarak dan atenuasi. Demikian pula AP memperingatkan mereka tidak mendapatkan tegangan Power over Ethernet (PoE) yang cukup, namun mereka masih berfungsi dengan baik tanpa paket yang hilang dan Air Magnet menunjukkan cakupan RF biru / hijau. Kecuali untuk peringatan yang diharapkan dan menyebalkan, pelanggan cukup senang dengan kinerja dan penghematan biaya karena tidak harus memasang listrik untuk IDF yang dipanaskan, dipasang 35 kaki di langit-langit di bawah nol untuk memenuhi persyaratan 100 m yang agak sewenang-wenang.

Tentu saja, YMMV jarak tempuh Anda dapat bervariasi dan saya tidak dapat dimintai pertanggungjawaban jika jaringan Anda gagal pada pemasangan kabel 100,01 meter dalam lingkungan yang panas, getaran tinggi, dan berisik EMI.