Longueur maximale d'Ethernet sur CAT5

Dans le cadre de mon cours, j'ai lu l'article Ethernet: Commutation de paquets distribués pour les réseaux informatiques locaux . Je comprends que l'Ethernet «classique» (sur câble coaxial) a une longueur maximale de 2500 m tandis que l'Ethernet sur paire torsadée a une longueur maximale de seulement 100 m.

En cherchant une réponse sur Google, j'ai trouvé une question sur le superutilisateur dont la réponse acceptée est:

La spécification de 328 pieds est entièrement liée à la détection de collision dans un réseau CSMA / CD (Carrier Sense Multi Access / Collision Detection. La longueur est limitée par le fait que la taille de trame la plus courte possible (64 octets) peut être envoyée sur le fil et si une collision se produit, le nœud d'envoi enverra toujours cette trame quand il entend la collision.

Cependant, je comprends que les réseaux Ethernet à commutation de paquets en duplex intégral ne nécessitent pas de détection de collision car la connexion est point à point (c'est-à-dire que votre ordinateur est connecté à un commutateur Ethernet - il n'y a pas d'autres ordinateurs partageant physiquement le même câble avec vous) et des données est envoyé et reçu sur des fils séparés. La communication en duplex intégral fournit à chaque nœud de réseau un domaine de collision unique. Cette opération évite complètement les collisions et n'implémente même pas le protocole Ethernet CSMA / CD traditionnel.

Donc, je dois demander: pourquoi Ethernet sur Cat5 est-il limité à 100 m? Cela ne peut pas être dû à la détection de collisions, car l'Ethernet duplex intégral (qui, je le soupçonne, représente près de 99% de tous les réseaux locaux, à moins que quiconque utilise toujours un réseau de bus depuis 1995) ne souffre pas de collisions.

Si je devais deviner, je suppose que c'est dû à l'atténuation et à la dégradation du signal sur le fil de cuivre.

Tout d'abord, vous avez raison de dire qu'il n'est pas lié à CSMA / CD.

Deuxièmement, vous avez fait référence à une croyance commune mais incorrecte selon laquelle CSMA / CD était la raison de la limite de 100 mètres 10Base-T [semi-duplex]. C'était une raison pour - comme vous l' appeliez - une longueur de réseau Ethernet classique de 2500 m (avec une marge suffisante - une trame minimale de 64 octets à 10 Mo / s «occuperait» environ 11 000 m de câble - ou pour le dire différemment - une collision serait entendue par l'expéditeur vers le milieu de la transmission) ¹ .

Alors pourquoi 100m? Il est lié à l'interface électrique et aux caractéristiques du signal décrites dans la norme. L'une des idées derrière la paire torsadée était d'utiliser le câblage existant - et 100 m était autour de la longueur maximale qui satisfaisait toujours des paramètres tels que l'atténuation, la diaphonie, etc.

De la norme 802.3-2012 :

14.4.1 Présentation
Le support du 10BASE-T est un câblage à paire torsadée. Un nombre important de réseaux 10BASE-T sont installés en utilisant un câblage téléphonique non blindé en place et des pratiques d'installation de téléphonie typiques, le chemin de bout en bout comprenant différents types de câblage, connecteurs de câble et connexions croisées doit être pris en compte.

(...omis)

14.4.2 Paramètres de transmission
Chaque segment de liaison simplex doit avoir les caractéristiques suivantes. Toutes les caractéristiques spécifiées s'appliquent au segment de liaison simplex total, sauf indication contraire. Ces caractéristiques sont généralement satisfaites par 100 m de câble à paire torsadée composé de paires torsadées de 0,5 mm [24 AWG].

Cela a probablement été reporté à des normes plus récentes / connexes (comme mentionné EIA / TIA) (bien que je n'en ai aucune preuve tangible).

J'ai également trouvé une section intéressante dans le manuel AMD de la famille Ethernet / IEEE 802.2 confirmant que 100m n'était pas gravé dans le marbre:

AM79C940 Interface 10Base-T
(... omise) lorsque le bit de seuil de réception faible est défini, (...) la sensibilité du récepteur MAU 10Base-T est augmentée. Cela permet d'utiliser des longueurs de ligne plus longues, dépassant la distance cible de 100 m du 10Base-T normal (en supposant un câble 24AWG typique)

¹ Bien sûr, le délai de propagation a également son rôle dans les paires torsadées, d'où la règle 5-4-3 utilisée dans les réseaux concentrateurs uniquement.

Il existe des normes pour la certification des câbles en cuivre qui définissent les tests que le câble doit réussir pour être certifié.

Celui couvrant Cat5 est TIA / EIA-568 .

Source L'évolution des systèmes de câblage en cuivre de Cat5 à Cat5e à Cat6

La norme TIA-EIA-568-A a défini les limites de test pour les paramètres suivants pour tester les installations de câblage de catégorie 5:

Longueur, atténuation, plan de câblage et diaphonie d'extrémité proche (NEXT).

Les exigences de longueur définissaient que la longueur maximale d'un câble pouvant être acheminé d'une salle de télécommunications à une prise de la zone de travail dans un bâtiment commercial ne pouvait pas dépasser 90 mètres (295 pieds).

Cette distance de 90 mètres est définie comme le lien horizontal. Lors de l'ajout de câbles de raccordement dans les salles de télécommunications pour interconnecter ou interconnecter des équipements électroniques et pour connecter des appareils à la sortie de la zone de travail, la norme autorise un total de dix mètres pour ces câbles de raccordement à ajouter à la liaison horizontale. Cette distance maximale de 100 mètres, la liaison horizontale maximale de 90 mètres plus 10 mètres de cordons de raccordement, est définie comme le canal horizontal

L'atténuation est la perte de force du signal lorsqu'il est transmis de l'extrémité du câble où le signal est généré à l'extrémité opposée à laquelle il est reçu. L'atténuation, également appelée perte d'insertion, est mesurée en décibels (dB). Pour l'atténuation, plus la valeur dB v est faible, meilleures sont les performances, moins de signal est perdu. Cette diminution est généralement causée par l'absorption, la réflexion, la diffusion, la diffusion, la déviation ou la dispersion du signal d'origine et généralement pas à la suite d'un étalement géométrique.

Le plan de câblage est un test de continuité. Il garantit que les conducteurs qui composent les quatre paires torsadées du câble sont continus du point de terminaison d'une extrémité de la liaison à l'autre. Ce test garantit que les conducteurs se terminent correctement à chaque extrémité et qu'aucune des paires de conducteurs n'est croisée ou court-circuitée.

La diaphonie d'extrémité proche (NEXT) mesure la quantité de signal couplé d'une paire à une autre dans le câble, causée par l'émission de rayonnement à l'extrémité d'émission, à l'extrémité proche, du câble. Un exemple de diaphonie sur les canaux vocaux est lorsque des conversations étrangères peuvent être entendues en arrière-plan sur la ligne téléphonique pendant une conversation téléphonique. Ces signaux sont induits sur le canal vocal à partir d'un autre canal. La même instance se produit dans la transmission du signal de données. Si la diaphonie est suffisamment importante, elle interférera avec les signaux reçus à travers le circuit. La diaphonie est mesurée en dB. Plus la valeur dB est élevée, meilleures sont les performances, plus le signal est transmis et moins est perdu du fait du couplage.

Il doit avoir une longueur de 100 m ou moins pour être certifié.

Il est possible qu'un câble plus long fonctionne - mais ce n'est pas garanti. Les câbles Cat 5 plus courts peuvent également ne pas fonctionner s'il y a beaucoup d' EMI . L'atténuation du signal semble être le facteur limitant - trop de perte de signal et vous ne pouvez pas garantir 100 mégabits par seconde.

La plupart des normes sont rédigées avec une marge d'erreur, généralement pour des raisons de sécurité et pour garantir des performances prévisibles minimales dans des environnements très variables. La norme TIA-EIA-568-A n'est pas différente, ce qui signifie qu'il y a une marge de manœuvre si vous (et / ou votre client) êtes disposé à accepter le risque accru que votre système ne fonctionne pas comme prévu / prévu par rapport à un câblage plus court .

Par exemple, le changement de 0,393 pour cent de la résistance par degré C du coefficient de température du cuivre près de la température ambiante fournit une amélioration négligeable à des températures plus froides.

Je viens d'installer plusieurs points d'accès sans fil (WAP) à 420 pieds du commutateur dans un entrepôt de congélation de -10 degrés F. L'analyseur de câbles Fluke DTX 1500 indique que les câbles Cat 6 échouent en raison de la distance et de l'atténuation. De même, les AP avertissent qu'ils n'obtiennent pas suffisamment de tension Power over Ethernet (PoE), mais ils fonctionnent toujours bien sans perte de paquets et Air Magnet montrant une couverture RF bleu / vert. À l'exception des avertissements attendus et ennuyeux, le client est assez satisfait des performances et des économies de coûts de ne pas avoir à installer l'électricité pour une IDF chauffée montée à 35 pieds dans un plafond sous zéro pour répondre à l'exigence quelque peu arbitraire de 100 m.

Bien sûr, YMMV votre kilométrage peut varier et je ne peux pas être tenu responsable si votre réseau tombe en panne à 100,01 mètres de câblage dans un environnement chaud, à fortes vibrations et bruyant EMI.