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千兆以太网为啥传输距离最大只有100米?这样回答才是完美答案!

时间:10-24来源:作者:点击数:

我们都知道当千兆以太网不论是使用五类线、六类线还是超六类线作为传输介质时,最大传输距离建议不超过100m,那是由于供电不足信号衰减严重吗?

Re:不对,严谨来说是由于采用了CSMA/CD机制(载波监听多路访问/冲突检测)。

原理简介

CSMA/CD 是一种用于共享介质网络的访问控制方法,它的主要目的是避免多个设备同时发送数据时产生冲突。在以太网中,设备在发送数据之前会先监听介质,确保没有其他设备正在发送数据。如果介质空闲,设备就会发送数据;如果介质忙,设备会等待一段时间后再尝试发送。

我们来做个简单的计算

在千兆以太网中,信号的传输速度非常快,为了确保 CSMA/CD 机制能够正常工作,需要限制传输距离。CSMA/CD 机制要求在发送数据时,能够在数据发送完成之前检测到冲突。在电缆介质的传播速度为大约为光速的 60% 至 70%,即大约为 20万公里/秒(补充,光纤为30万公里/秒)。

对于千兆以太网,数据传输速率为 1000 Mbps,即每秒传输 1000,000,000 位。在最坏情况下,两个设备同时发送数据,并且它们之间的距离使得冲突信号在发送设备完成数据发送后才到达。假设数据帧的最小长度为 64 字节,即 512 位。

  • 那么发送 512 位数据所需的时间为:
    512 / 1000,000,000 = 0.000000512 秒
  • 在这段时间内,信号能够传播的距离为:
    0.000000512 秒 × 200,000 千米/秒 = 102.4 米

因此为了留有一定的余量,通常将千兆以太网采用UTP传输时的最长距离限制为 100 米。需要注意的是,这只是一个简单的计算示例,实际情况中还需要考虑其他因素的影响,如信号衰减、噪声等。但总体来说,CSMA/CD 机制对传输距离的限制是为了保证网络的稳定性和可靠性。

ps:

1、文章是按照半双工协商计算的(存在CSMA/CD),以64字节最小帧为例电信号传输时不产生误码的最大距离约为100m;

2、而全双工不存在CSMA/CD,由于信号衰减和传输规定等因素限制100m以内可用,不适用该文章的计算方式。

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