Maximale Ethernet-kabellengte: de 100 m-regel

Een koperen Ethernet-link gaat 100 m (328 ft). Dat is het getal in TIA-568 en in elke IEEE 802.3 twisted-pair standaard van 10BASE-T tot 10GBASE-T, en het is een kanaallimiet, geen kabellimiet: tot 90 m (295 ft) permanente link in de muur plus tot 10 m (33 ft) patch- en apparatuurkabels aan beide uiteinden. Blijf daarbinnen en de link werkt op zijn nominale snelheid. Ga eroverheen en de link vertraagt niet netjes - hij valt weg, onderhandelt opnieuw of faalt volledig.

Waar het getal 100 m vandaan komt

De limiet wordt bepaald door signaalverlies en timing, niet door een regel die voor het gemak is bedacht. Twisted-pair koper verzwakt het signaal tijdens de reis, en hoe hoger de frequentie, hoe sneller het verlies. Bij 100 m is het ontvangen signaal nog steeds sterk genoeg en komt het nog binnen het timingvenster dat de standaard toestaat. Daarbuiten vreet insertion loss de marge op en raakt het linkbudget uitgeput.

Dezelfde 100 m geldt voor elke snelheid van 10 Mbps tot 10 Gbps op de bijbehorende kabelcategorie. Wat verandert met de snelheid is de kabelkwaliteit die nodig is om die afstand te halen, niet de afstand zelf. De categoriekeuze wordt behandeld in Ethernet-kabelcategorieën uitgelegd.

Hoe de 100 m wordt verdeeld: 90 m muurkabel, 10 m kabels

In de praktijk wordt de 10 m kabel gedeeld tussen de werkplek en het patchpaneel, dus een kabel van 5 m aan elk uiteinde zit al op de limiet. Een lange kant-en-klare patchkabel van een bureau naar een verre switch is geen patchkabel in de zin van de standaard - het is onderdeel van het kanaal en telt mee voor de 100 m.

Wat er gebeurt voorbij 100 m

Niets goeds, en niets voorspelbaars. Een link over de limiet kan op een lagere snelheid onderhandelen, kan verbinden en dan onder belasting wegvallen, of helemaal niet linken. Symptomen die op een slechte kabel lijken - intermitterende uitval, langzame overdrachten, flapperende poorten - zijn vaak een run die simpelweg te lang is.

Een continuïteitstester keurt een te lange kabel goed, omdat de draden intact zijn. Alleen een certificeringstester die insertion loss, NEXT en return loss meet, toont dat de link de categorielimieten niet haalt. Een TDR toont de afstand tot een fout, waarmee een te lange run wordt bevestigd.

De manieren voorbij 100 m

Een switch in het midden

Het standaardantwoord: zet een switch of repeater halverwege en behandel de run als twee links. Elk segment krijgt zijn eigen 100 m budget. De switch regenereert het signaal, dus het totale pad kan veel langer zijn dan 100 m. Dit kost een stopcontact en een apparaat in het midden, wat vaak de beslissende factor is.

Glasvezel

Glasvezel voert geen elektriciteit, is immuun voor elektrische interferentie en voor aardpotentiaalverschillen tussen gebouwen, en gaat veel verder dan koper. Singlemode bij 10GBASE-LR haalt 10 km (ongeveer 6 mijl); 10GBASE-ER haalt 40 km. Multimode is korter maar nog steeds veel verder dan koper: 10GBASE-SR haalt 300 m (984 ft) op OM3 en 400 m (1312 ft) op OM4. Wanneer een run lang is, tussen gebouwen overbrugt, of dicht bij zware elektrische ruis ligt, is glasvezel het juiste antwoord. De afwegingen staan in Glasvezel vs koper Ethernet: wanneer glasvezel zinvol is.

PoE-extenders

Een PoE-extender neemt stroom en data van de upstream link en geeft beide door aan een verder segment, zodat één switchpoort een apparaat voorbij 100 m kan voeden. Elke extender voegt een segment toe, en elk segment houdt de 100 m limiet. Extenders zijn gebruikelijk voor camera’s en access points aan de rand van een locatie. Stroombudgetten zijn hier belangrijk: de extender verbruikt een deel van het vermogen dat de poort levert, dus het apparaat aan het einde ziet minder. PoE-vermogensniveaus en onderhandeling worden behandeld in Power over Ethernet: PoE, PoE+ en PoE++ uitgelegd.

Categorie en snelheid veranderen de afstand, niet de regel

Het 100 m kanaal is het hoofdlgetal, maar sommige snelheden gaan korter op sommige categorieën:

Dus een Cat6-run op 10 Gbps is geen 100 m link - het is een 55 m link, en minder waar veel kabels samen lopen en alien crosstalk toeneemt. Cat6a houdt 10 Gbps tot de volledige 100 m. Cat8 is een datacenterkabel voor switch-naar-server links, geen algemene horizontale run.

Geleiders, termineringen en de dingen die een run stilletjes verkorten

Afstand is maar de helft van het verhaal. Een link die 100 m meet maar slecht is gebouwd, faalt voor dezelfde tests als een te lange.

• Koper, geen CCA. Copper-clad aluminium voldoet niet aan de TIA-categoriestandaarden: hogere weerstand, bros bij buigen, meer warmte onder PoE. Categoriekabel is massief of soepel koper.
• Massief in de muur, soepel in de kabels. Massief koper gaat in jacks en panelen; soepel koper verdraagt het buigen.
• Pair untwist bij een terminering: niet meer dan 13 mm (0.5 in) voor Cat5e en hoger. Meer dan dat en crosstalk neemt toe.
• Buigradius: minstens 4 keer de buitendiameter van de kabel voor geïnstalleerde 4-pair UTP. Een geknikte kabel is een beschadigde kabel.
• Trekkracht: 25 lbf (110 N) maximaal voor 4-pair kabel. Een run door buis trekken rekt de paren op.
• Scheiding van netspanning: de NEC vraagt minstens 50 mm (2 in) tussen communicatiekabel en netspanningsgeleiders tenzij een barrière ze scheidt, en het kruisen van stroomkabels in een rechte hoek. Elk werk aan netspanning is een taak voor een erkend elektricien.
• Afscherming moet continu zijn. Een afgeschermd systeem heeft afgeschermde jacks, pluggen en patchpanelen nodig, geaard via de apparatuur. Een afscherming die onderbroken is of niet geaard, biedt geen voordeel en kan ruis opvangen.

Wat er misgaat

Een lange patchkabel gebruikt als run. Een kant-en-klare kabel van een bureau naar een switch is onderdeel van het kanaal en vreet snel het 10 m kabelbudget op. Gebruik een echte permanente link en korte kabels.

Aannemen dat een kabel goed is omdat hij linkt. Een link die op 100 Mbps op een Gigabit-poort komt, vertelt je iets. Controleer de runlengte en de termineringen voordat je hardware vervangt.

T568A en T568B door elkaar in één gebouw. Beide schema’s werken identiek, en A en B verschillen alleen in het verwisselen van de oranje en groene paren. Maar gebruik één schema aan beide uiteinden van elke kabel. Een kabel met A aan het ene uiteinde en B aan het andere is een crossover-kabel, en hoewel Auto-MDI-X op Gigabit en snellere poorten meestal bijstuurt, is het een fout die de volgende persoon in verwarring brengt.

Verwachten dat Cat7-patchkabels zich als Cat7 gedragen. Cat7 is een ISO/IEC Class F-kabel met een nominale waarde tot 600 MHz waarbij elk paar individueel is afgeschermd, maar het is geen TIA-categorie. De eigen connectoren zijn GG45 en TERA; een “Cat7”-kabel met RJ45-pluggen is geen standaard Cat7-kanaal en presteert alleen zoals de RJ45-verbinding toelaat.

Vergeten dat PoE de 100 m limiet houdt. Stroom toevoegen verlengt het bereik niet. Hoger vermogen verwarmt ook gebundelde kabel, daarom loopt 23 AWG Cat6 en Cat6a koper koeler dan dunnere kabel, en daarom mag CCA nooit PoE voeren.

Binnenkabel buiten begraven. Buitenkabel heeft een UV-bestendige mantel nodig; direct-burial kabel is gevuld met gel of gevuld om water buiten te houden. Binnenkabel is voor geen van beide geschikt.

Kiezen voor een run die dicht bij de limiet zit

Als de gemeten run ruim onder 100 m zit en de snelheid 1 Gbps of 2.5 Gbps is, is Cat5e voldoende. Voor 10 Gbps tot de volledige 100 m, gebruik Cat6a. Voor 10 Gbps op Cat6, houd de run op 55 m (180 ft) of minder, en verwacht minder waar kabels gebundeld zijn. Voor alles langer dan 100 m, zoek geen speciale koperkabel - die is er niet. Zet een switch in het midden, leg glasvezel, of gebruik een PoE-extender, en behandel elk segment als zijn eigen 100 m link.