為啥網(wǎng)線(xiàn)都會(huì)限制傳輸距離為100米？

無(wú)論是100M傳輸速率的五類(lèi)雙絞線(xiàn)，還是1000M傳輸速率的六類(lèi)雙絞線(xiàn)，最遠(yuǎn)有效傳輸距離都為100米。

在綜合布線(xiàn)規(guī)范中，也明確要求水平布線(xiàn)不能超過(guò)90米，鏈路總長(zhǎng)度不能超過(guò)100米。也就是說(shuō)，100米對(duì)于有線(xiàn)以太網(wǎng)而言是一個(gè)極限。

100米最大距離是怎么得來(lái)的？

是什么造成了雙絞線(xiàn)的100米傳輸距離上限?這就要深究一下雙絞線(xiàn)的深層物理原理了。

網(wǎng)絡(luò)的傳輸，其實(shí)就是網(wǎng)絡(luò)信號(hào)在雙絞線(xiàn)上的傳輸。作為一種電子信號(hào)，在雙絞線(xiàn)中傳輸時(shí)，必然要受到電阻和電容的影響，這就導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的衰減和畸變。

信號(hào)的衰減或者畸變達(dá)到一定的程度，就會(huì)影響到信號(hào)的有效、穩(wěn)定傳輸。因此，雙絞線(xiàn)有傳輸距離限制，那么具體是怎么計(jì)算出100米的上限呢？

5類(lèi)UTP、超五類(lèi)UTP主要是為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的。

按快速以太網(wǎng)的100Base-TX規(guī)定，其通信速率為100mbps，100mbps以太網(wǎng)傳送1位數(shù)據(jù)所花的時(shí)間（又名”位時(shí)間”）可計(jì)算如下：

1位時(shí)間=1/100mbps=10ns 

以太網(wǎng)是采用CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）即帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)(載波監(jiān)聽(tīng)多點(diǎn)接入/碰撞檢測(cè))共享通信信道的，當(dāng)引入交換后，仍離不開(kāi)這一技術(shù)。

一個(gè)鏈路兩端均連有設(shè)備，這兩個(gè)設(shè)備可能會(huì)在同一時(shí)刻發(fā)送數(shù)據(jù)，造成沖突，此時(shí)沖突域?yàn)?。

沖突將會(huì)丟失數(shù)據(jù)包。為避免由于沖突所造成的丟包，以太網(wǎng)采用了沖突檢測(cè)和后退重發(fā)技術(shù)。

為了做到后退、重發(fā)，必須保證一端在傳送完一個(gè)數(shù)據(jù)包前可檢測(cè)到?jīng)_突。

以太網(wǎng)最小的幀長(zhǎng)64字節(jié)，即512位。按100mbps速率計(jì)算，傳送512位需時(shí)512位*10ns=5120ns。

數(shù)據(jù)信息在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，當(dāng)通過(guò)不同部件時(shí)均會(huì)產(chǎn)生延遲，五類(lèi)UTP的延時(shí)為5.56ns/m。

在設(shè)計(jì)以太網(wǎng)時(shí)，要求遵守一個(gè)中繼規(guī)則，這個(gè)規(guī)則又稱(chēng)為黃金規(guī)則或5-4-3-2-1規(guī)則，此規(guī)則不但適用于10mbps的以太網(wǎng)，也適用于快速以太網(wǎng)。

這個(gè)規(guī)則要求環(huán)行沖突延遲不得超過(guò)512位時(shí)，對(duì)于100mbps的傳輸率，即為5120ns。

環(huán)行中，網(wǎng)絡(luò)元件有電纜、中繼單元、MAU和DTE等，把它們的延時(shí)加起來(lái)，再乘2，即得出環(huán)行延時(shí)，同時(shí)也可計(jì)算出環(huán)行沖突直徑。

按此理論，可計(jì)算出為保證一個(gè)最小幀發(fā)送完畢之前信號(hào)所能傳輸?shù)淖钸h(yuǎn)距離。

這就是為何要將鏈路跨距限定為100米的理由。

當(dāng)超過(guò)100米時(shí)，由于不能及時(shí)檢測(cè)出沖突，因沖突而受到破壞的信息包傳送完畢，而且被接收方接收，此信息包因通不過(guò)驗(yàn)證而被迫丟棄，此時(shí)后退重發(fā)的機(jī)制未被激活，故而會(huì)造成包的丟失。

當(dāng)傳輸速率低于100 mbps時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中，可適當(dāng)放寬100米的限長(zhǎng)。

必須聲明，這樣做實(shí)際雖然有效果，但并不符合標(biāo)準(zhǔn)。在認(rèn)證測(cè)試時(shí)，必須加以說(shuō)明，否則將有可能產(chǎn)生一些問(wèn)題，比如產(chǎn)品質(zhì)保。

實(shí)際施工時(shí)的最大線(xiàn)纜距離

由上文可見(jiàn)，在使用PoE供電時(shí)，為何會(huì)規(guī)定網(wǎng)線(xiàn)最大長(zhǎng)度不得超過(guò)100米。但實(shí)際施工時(shí)，為保證工程質(zhì)量，一般取80-90米。

請(qǐng)注意，這里的傳輸距離指的是最大速率的情況，比如100M，如果將速率下降到10M，傳輸距離通?？梢匝娱L(zhǎng)到150-200米(視網(wǎng)線(xiàn)質(zhì)量而定)。所以PoE供電傳輸距離并不是由PoE技術(shù)來(lái)決定的，而是由網(wǎng)線(xiàn)類(lèi)別和質(zhì)量決定。

雖然實(shí)際施工中，質(zhì)量較好的網(wǎng)線(xiàn)能夠突破100米距離的限制，設(shè)備也能夠正常工作，但這種做法并不值得推薦。

因?yàn)橛械臐撛趩?wèn)題并不會(huì)立即呈現(xiàn)，而是隨著時(shí)間推移慢慢出現(xiàn)，這會(huì)造成后續(xù)維護(hù)問(wèn)題。

最簡(jiǎn)單的情況比如說(shuō)帶寬的升級(jí)，使得原來(lái)能在100米以上距離正常工作的設(shè)備在網(wǎng)速大大提升后將不能正常工作。

線(xiàn)纜類(lèi)別和質(zhì)量對(duì)傳輸距離的影響

五類(lèi)線(xiàn)（Cat 5）就是現(xiàn)在市面上最常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線(xiàn)。但是不同廠家生產(chǎn)的質(zhì)量相差很大，尤其在國(guó)內(nèi)這種以?xún)r(jià)格為導(dǎo)向的大環(huán)境下，很多廠商為了降低成本，將銅線(xiàn)用銅包鐵、銅包鋼替代。

導(dǎo)致網(wǎng)線(xiàn)傳輸距離下降，甚至發(fā)生網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定、丟包等現(xiàn)象，而設(shè)備廠商往往會(huì)背黑鍋，也真是冤。

所以如果要使PoE發(fā)揮最佳效果，一定要使用質(zhì)量好的網(wǎng)線(xiàn)，不能因小失大，影響工程整體質(zhì)量。

01  超五類(lèi)線(xiàn)（Cat 5e）

與五類(lèi)雙絞線(xiàn)相比，超五類(lèi)雙絞線(xiàn)的衰減和串?dāng)_更小，可提供更堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，滿(mǎn)足大多數(shù)應(yīng)用需求（尤其支持千兆位以太網(wǎng)1000Base-T的布線(xiàn)）。

給網(wǎng)絡(luò)的安裝和測(cè)試帶來(lái)了便利，成為目前網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中較好的解決方案。

超五類(lèi)線(xiàn)的傳輸特性與普通五類(lèi)線(xiàn)的相同，但超五類(lèi)布線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，超五類(lèi)電纜的全部4對(duì)線(xiàn)都能實(shí)現(xiàn)全雙工通信。

02  六類(lèi)線(xiàn)（Cat 6）

該類(lèi)電纜的傳輸頻率為1MHz～250MHz，六類(lèi)布線(xiàn)系統(tǒng)在200MHz時(shí)綜合衰減串?dāng)_比（PS-ACR）應(yīng)該有較大的余量，它提供2倍于超五類(lèi)的帶寬。

六類(lèi)布線(xiàn)的傳輸性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于超五類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，最適用于傳輸速率高于1Gbps的應(yīng)用。

六類(lèi)與超五類(lèi)的一個(gè)重要的不同點(diǎn)在于：改善了在串?dāng)_以及回波損耗方面的性能，對(duì)于新一代全雙工的高速網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用而言，優(yōu)良的回波損耗性能是極重要的。

六類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)中取消了基本鏈路模型，布線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)采用星形的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，要求的布線(xiàn)距離為：永久鏈路的長(zhǎng)度不能超過(guò)90米，信道長(zhǎng)度不能超過(guò)100米。

六類(lèi)線(xiàn)與超五類(lèi)線(xiàn)在傳輸距離上沒(méi)有嚴(yán)格的區(qū)別，即單段最大傳輸距離都是100米。    

當(dāng)然六類(lèi)線(xiàn)在傳輸距離上可以適當(dāng)增加，所謂的100米指的是超過(guò)后就無(wú)法滿(mǎn)足1000M帶寬等相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)，帶來(lái)速度下降等問(wèn)題。