‚100-Metr Pravidlo‘ je základním vodítkem v sítí, zejména pro twisted pair kabely, jako je Kategorie 5e (Cat5e) a Kategorie 6 (Cat6). Toto pravidlo uvádí, že efektivní přenosové vzdálenosti pro většinu standardních kabelů by neměla přesáhnout 100 metrů. Ale proč přesně je tento limit stanoven na 100 metrů? Tento článek se ponoří do zdůvodnění tohoto pravidla, je zkoumání vzájemného působení fyzikálních principů, technických norem a praktických potřeb.
1. Útlum signálu a Kvality Přenosu
Ztráta signálu v Kabelech
Jak elektrické signály cestují přes měděný drát, odpor způsobuje energetické ztráty, což vede k zeslabení signálu. Například:
- Cat5e: útlum Signálu je přibližně 20 dB na 100 metrů, setkání citlivost přijímače definován IEEE 802.3 standard.
- Cat6: Mírně vyšší útlum kolem 22 dB, což může být často kompenzován prostřednictvím ekvalizace.
Jakmile je přenos přesahuje 100 metrů, degradace signálu předčí schopností síťových zařízení jako karty síťového rozhraní (Nic) a spínačů, což vede k ztrátě dat nebo snížení přenosové rychlosti.
2. Omezení Odolnost proti Rušení
Přeslechů a Vnějšího Hluku
Přeslechy, nebo rušení mezi sousedními dráty páry, hromadí se zvýšila vzdálenost. Zatímco Cat6 kabely využívat lepší izolaci techniky ke snížení přeslechy, přesahující 100 metrů může stále ještě vést k výraznému selhání. Navíc, delší kabely jsou více citlivé na externí elektromagnetické rušení (EMI), což způsobuje další degradaci signálu.
3. Technické Standardy a Protokoly
IEEE 802.3 Souladu
Ethernet standard IEEE 802.3, výslovně definuje maximální přenosová délka 100 m na základě různých výkonnostních testů:
- Integritu signálu: V tomto rozmezí, elektrické signály udržovat dostatečný signál-šum (SNR), aby bylo zajištěno bit error rate (BER) pod 1×10⁻⁸*.
- Zpoždění Omezení: šíření zpoždění musí být udržovány v přijatelných mezích, Cat6 s maximální zpoždění 55.2 mikrosekund na 100 metrů.
4. Náklady-Účinnost a Praktičnost
Vyvážení Materiálů a Technik
Při použití silnější měděný drát nebo nižší odolnost materiálů by se mohla rozšířit přenosové vzdálenosti, tyto možnosti zvýšit kabelové náklady a objem. Stíněné kabely (např. STP) nabízejí lepší odolnost proti rušení, ale za vyšší ceny a složitosti instalace. Většina podniků a domy jsou obvykle v provozu do 100 metrů, oblast pokrytí, takže tento limit praktické.
5. Historickém Kontextu a Technický Vývoj
Brzy Ethernet Omezení
Původně, brzy Ethernet technologie povolena pouze kratší délky kabelů vzhledem k omezení elektronické komponenty k dispozici v roce 1980, kde koaxiální kabely maximální délky 500 m (10BASE5). I přes pokroky v twisted pair kabel, technologie, 100-meter limit zůstal zajistit kompatibilitu zařízení a usnadnit rozsáhlé nasazení.
Výjimky a Řešení
Pro vysokou rychlost na krátké vzdálenosti převodovka, kabely, jako Cat6A nebo Cat7 může podporovat 10 Gbps do vzdálenosti 100 metrů. Pro delší vzdálenosti, řešení, jako vláknová optika (single-mode vlákno dosažení kilometrů), opakovače pro zesílení signálu, nebo network extender poskytnout efektivní alternativy. V určitých situacích, jako jsou sportovní scény, nebo sklady, pasivní PoE opakovače může prodloužit napájení a pro přenos signálu.
Závěr
‚100-Metr Pravidlo‘ není arbitrární, ale je považován za pokyn, že bilance fyzikálních vlastností signálů, technické specifikace, technické a ekonomické faktory. Toto pravidlo zajišťuje stabilitu a účinnost pro standardní sítí potřebuje, zatímco delší vzdálenosti-požadavky lze řešit pomocí alternativních technologií. Pochopení těchto omezení je zásadní pro optimalizaci sítě design a výkon v různých prostředích.
