イーサネットケーブルが長いと接続が遅くなりますか?


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タイトルが示すように、イーサネットケーブルが長いと接続速度が低下しますか?


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ケーブルを通る信号伝播時間は重要ではありません。実際の問題は、パッケージの損失と、記載されている最大制限です。100mbpsイーサネットの最大rttでは、約250mのケーブルが残されますが、これは100m前後であり、nicが何らかの処理を行う時間もあります。
フィリップハグランド

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@peterh:それは非常に楽観的な見積もりです。16,000キロメートルの距離(これは確かに小さすぎます)を想定し、約を占めている場合。ケーブル内で光子がジグザグに移動するために30%増加します(physics.stackexchange.com/questions/80043/…を参照)。さらに、cは真空中の2/3であり、105ms仕方。したがって、200ミリ秒以上、ルーターはありません。さて、大学 私にとってメルボルンの驚異的な166ms RTTにpingを送信します(19ホップ経由)が、米国西海岸のAmazonクラウドでホストされていることが判明しています... :
デイモン

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@Damon :-)はい。ただし、パケットも戻す必要があることを考慮してください。オーストラリアは地球とヨーロッパのほぼ反対側にあるため、2 * 20000kmで計算できると思います。+ 30%のジグザグでは52000kmで、2 / 3cではpingの応答時間が約250msになります。
user259412

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@Damon物理学SEに関する質問は、ケーブルがマルチモードで、長距離通信ファイバーがシングルモードであるため、光がジグザグしないことを前提としています。
ピーターグリーン

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@PeterGreen:それは本当に重要ではない(特に、ペルシャ湾の+ 100%の迂回と比較して+ 30%のジグザグはばかげているので)が、...好奇心のために読むことができる参考文献はありますか?ファイバーの範囲は8〜10µmです。フォトンのサイズは実際には波動粒子サイズではありませが、従来の顕微鏡の解像度は約200ナノなので、フォトンの「想定サイズ」は必ず約1ナノメートルになります。0.2µの範囲。したがって、ケーブルが完全に真っ直ぐでない限り、壁と反射、したがってジグザグとの衝突が必ずあるはずです。番号?
デイモン

回答:


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電気信号は最小限の速度で減速しますが(結局、ほぼ光速で正確に0,951cで移動します)、光が100メートル進むのにどれくらいの時間がかかりますか?

timeTaken  = 100/(299792458*0,951) = 0,00000035 seconds

したがって、余分な0,00035ミリ秒だけで、350 CPUサイクル(1 Ghz CPU)になります。ただし、ケーブルが長くなるほど信号は弱くなります。信号が十分に弱くなると、干渉のために情報のビットが失われ始めます。ビットが失われるたびに、ネットワーク層で何かがチェックサム/パリティチェックに失敗します。そのパケットを再度要求します。

新しいパケットの要求には非常に長い時間がかかります。

そのため、ケーブルで信号が強い限り、スローダウンは最小限に抑えられます(とにかく予想以上です)。

ケーブルが長すぎるために情報が失われ始めると、速度低下が大幅に増加します。

また、特定の通信プロトコルはタイミングがとられているため、ケーブルが長すぎると、ケーブルが同期しなくなるため使用できなくなることもあります(これは設計上の問題です)


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良い!計算しました!:-)したがって、パケット損失になります。
user259412

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CAT5または同様のケーブルの速度係数は1ではないことに注意してください。光の速度で単純に除算しても、ほとんどの電気メディアには適用されません。
user2943160

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は適用されませんが、おおよその下限を提供します。したがって、0,0003ミリ秒の代わりに、時間は「それ以上」増加します。もちろん正確な計算ではありませんが、推定値を提供します
-GameDeveloper

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銅の信号速度は約0.951cで、cは光の速度です。
wilsotc

5%のエラーで本当に批判されていますか?XD
GameDeveloper

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いいえ、接続の速度は低下しませんが、銅線接続の最大長である100メートルに注意する必要があります。これには、ホストからデータポイントへのパッチケーブルの長さと、スイッチへのパッチフレームの長さを含める必要があります。

ただし、10 Gbit / sインターフェースでCat 6を使用する場合、使用できるのは最大55メートルであり、このタイプの伝送で100メートルを達成するにはCat 6Aを使用する必要があります。

そのため、指定された最大ケーブル長を超えると、速度だけでなく、ケーブルを流れる電流の性質による損失にも問題が発生し始めます。

100メートルは、スイッチなどの中間ネットワークデバイスを使用しない1回の実行にのみ適用されます。間にスイッチがある場合は、デバイスからデバイスへの各ケーブルの最大値が適用されるポートからポートにこれを明らかに拡張できます。

ファイバー接続を使用すると、質問の範囲外のファイバーと光の種類に基づいて範囲を拡張できます。


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TCPの性質上、接続が失われたパケットまたは不良パケットが再送信されるのを待機する必要があるため、データ損失(たとえば、長すぎるワイヤによる)により、速度が低下することがあります。
クリス・ブシャール

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したがって、FYI ...ワイヤ内の電子が距離を移動するには時間がかかります。cat5eワイヤの電子は、0.64 *光の速度で移動します。そのため、ケーブルの長さを100mと仮定すると、電子がその距離を移動するのにかかる時間は約521ナノ秒です。またはtime = distance / speed = 100 meters / (0.64 * 3e8 meters-per-second)
トレバーボイドスミス

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ネットワークデバイスがこれらのしきい値の間で「成功した」信号を受信することを期待し、銅線を介してデータを送信すると、信号の「強度」が100m後に最小値を下回りますが、より正確には、いくつかの数値を期待していました。
ピシス

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電界は、.64℃で銅を介して伝播します。個々の電子が実際に移動する速度は、人間の歩行速度のオーダーに近いものです。
-Affe

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@Affeは、いくつかの高電圧シナリオで使用される可能性があります。ウィキペディアによると、2 mm ^ 2のワイヤーで1アンペアを絞ると0.000023 m / sになります。人間の歩行速度は1秒あたり1〜2メートルです。
ジョンドヴォルザーク

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すべての実用的な目的のために、接続の速度に影響はありません。

長いケーブルが原因で、非常にわずかな遅延が発生します。これは接続の最大速度には影響しませんが、多少の遅延が発生します。pjc50は、ケーブル長1フィートあたり約1ナノ秒であることを指摘しています。これは、これらのタイムスケールのレイテンシに非常に依存するシステムを開発する際に多くのエンジニアが使用する経験則です。

実際には、違いに気付くことはありません。インターネット上の「高速」ping時間は10ミリ秒、つまり10,000,000 nsです。数百フィートのケーブルを追加しても、その時点では目立った効果はありません。実際、この方法のほぼすべてのステップには、信号伝搬から見られるものよりも極端な遅延が含まれます。たとえば、ほとんどのコンシューマグレードルーターは、着信パケットの最後のバイトが受信されるのを待って、パケットの最初のバイトを送信する前にエラーをチェックします。この遅延は約5,000 nsになります!(イーサネット仕様に従って)実行できるケーブルの最大長が300フィートであることを考えると、ケーブルが原因でケーブルの遅延が300 nsを超えることはありません!


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問題となるのは伝播遅延ではなく、非常に長いケーブルでのパケット損失です。速度は理論的には同じですが、「認識された」速度は、パケットが失われ、再送信する必要があるため、はるかに遅くなる可能性があります。
-vsz

@vsz私が見たページから、イーサネット仕様の100mの最大ケーブル長まで、パケット損失は非常に小さいことに一般的に同意しました。
コートアンモン

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はい。ただし、ケーブルが仕様で許可されている長さよりも長い場合はどうなりますか?それがまったく機能しない長さがありますので、その少し前に、ポケットの損失が大きいが、いくつかはまだ通過する長さを見つけることができますか?
vsz

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@vszそれは非常に異なる質問になると思います。私は、OPがイーサネットの仕様外の使用法を探求する質問を意図したとは思わない。あなたがそれを十分に誤用すると、何かが壊れます。
コートアンモン

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並べ替え、非常に小さな範囲で。

ケーブルが長くなるほど、待ち時間が長くなります。ゲーマーはこの「ping」時間を呼び出します。ただし、効果はケーブル1フィートあたり約1ナノ秒であり、ほとんどの場合、目立つことはありません。特に、単一のイーサネットケーブルは100mに制限されています。

これは、高頻度の取引や、場合によっては電子メールにとって重要です。

それ自体は、ケーブルのスループットまたは「帯域幅」に影響しません。


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+1光の物語の速さ。それは私の一日を作りました。一部のプロトコル(SMBなど)では、先日学習したように、遅延がスループットに影響します
アロン

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ええ、特定のインターチェンジでサーバー/ネットワークラックをできる限り短くカットして、特定の場所に設置するために数十億ドルを支払う企業もあります。あなたがその会社なら、あなたはそれが必要であることがわかります。他のみんな、あなたは気にしません。:-)
ブライアンノブラウフ

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また、通信ネットワークなど、正確なタイミングに依存する他のすべての場合にも重要です(10〜100nsの球場内)。(出典:私の仕事は、通信ネットワークは、正確なタイミング持つことを確認することです:Dを)
モニカと明度レース

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私はそれができると信じていますが、ほとんどの人が考えている方法ではありません。

ほとんどは、ケーブル自体の余分な伝播遅延を考えています。これは有効ですが、人々が既に指摘しているように、非常に小さいため、本質的に常に無関係です。

しかし、別の可能性があります。イーサネットケーブルにはいくつかの種類があります。現在、カテゴリ5、カテゴリ5e、カテゴリ6が(かなり)広く使用されています。Cat 5は正式にはギガビットイーサネットをサポートしていませんが、物理的状態が良好な短い(1または2メートルなど)cat 5ケーブルを使用すると、とにかく信頼できるギガビット接続を得ることができます1

ただし、ケーブルが長くなると、十分な信号劣化が発生し、ギガビット接続ができなくなります。この場合、代わりに通常100メガビットの接続になると思います。この場合、無関係な量のレイテンシーが得られるだけでなく、かなりの量の帯域幅が失われます。

これは、帯域幅が100 MB / sを超える幸運な数人の1人でない限り、インターネット接続に影響を与えません。ただし、ローカルリソースへのアクセスは、さらに大きな影響を受ける可能性があります。


  1. これらはすべて同一の外観のRJ-45コネクタを使用しています。cat 5とcat 5eのケーブルの違いは、通常、配線の印刷を見て、それが何であるかを確認することを除いて、明らかではありません。

はい。他のすべての答えは理論的ですが、実際にこれが起こっているのを見てきました。ギガビット/ 100メガビットを検出できたとしても、信号の劣化によるエラーのため、再送信のために接続が遅くなります
-slebetman

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運がよければ、不良ケーブルは低速でリンクする可能性があります。運が悪い場合は、より高速でリンクし、クレイジーのようにパケットをドロップし始める可能性があります。TCPはパケット損失を輻輳インジケータとして解釈するため、パケット損失が大きいとインターネット接続が恐ろしく遅くなります。
ピーターグリーン

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標準は100m(〜333.33フィート; 1m = 3 1/3フィート)で、減衰により信号が使用できなくなりますが、質問に対する直接的な答えは「はい」です。長いケーブルは接続を遅くする可能性があります。減衰は、銅の内部抵抗によって引き起こされ、人間はネットワーク接続の遅延/減速として認識します。ケーブルが100m未満の場合、スローダウンは比較的目立ちません。ただし、その100mマークに近づいた場合、問題が発生する可能性があります。また、ケーブルの長さは、ケーブルがコンピューターのポートに差し込まれてからスイッチやルーターなどの信号を再生するデバイスに差し込まれるまでの長さであることに注意してください。(私は個人的に、ケーブルをプリンターに変更しなければなりませんでした。なぜなら、長さ97mが散発的な通信を引き起こすからです。)


この規格は、信号の減衰とは関係ありません。元々の理由は、CSMA / CDによるものでした。これは、最新のイーサネットインストールではまったく関係ありません。現在、私たちはファストイーサネットのインストールでスイッチをほぼ独占的に使用しており、GBeはCSMA / CDさえ持っていません。
アロン

抵抗は減速しません(少しの情報を失い始めない限り)、信号が減速するために移動しなければならない距離。遅延は、他の1000の要因と、ある時点での失敗によって引き起こされる場合があります。
GameDeveloper

2

理論的には、そうです。

Shannon-Hartleyの定理によれば、加法性ホワイトガウスノイズを含むチャネルの最大達成可能容量は[1]です。

[1] bandwidth * log(1 + SNR)

ケーブルを長く配線すると、帯域幅(高周波が分散されるため)とSNR(信号振幅が減少するため)の両方が減少します。


一部のプロトコルは、さまざまなチャネル条件にレート適応するように設計されています。イーサネットはそれらの1つではありません。
ピーターグリーン

ただし、上限が厳しいため、どのような条件下でもそれを超えることはありません。
fghkngfdx

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このラインのスペシャリストとして、そうするようにアドバイスします!ただし、拡張しすぎていない限り、影響は少なすぎます。また、ケーブル回線、接続などの品質も考慮します。しかし、これらはすべて、気づくにはあまりにも最小限です。あなたが家のために20メートル未満のことを話しているなら、尋ねることを気にしないでください。これらの要因は、100メートル以上の場合です。それが光回線がある理由です。


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考慮すべき2つの問題、レイテンシとシグナルインテグリティがあります。

遅延はケーブル長に正比例します。ただし、建物内のツイストペアイーサネットケーブルについて話していると仮定すると、インターネットを構成する機器や長距離接続の遅延と比較して、遅延は無視できます。

もう1つの問題はシグナルインテグリティです。悪化すると、リンクが大量のパケットをドロップし始めます。TCPは、パケットのドロップが輻輳を意味すると考え、それに応じて速度をドロップします。

ケーブルが仕様内であり、デバイスが仕様内であり、距離が仕様内である場合、パケット損失は無視できるはずです。しかし、仕様外のハードウェアがたくさんありますので、距離仕様の制限で正しく動作することには注意が必要です。


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はい。しかしながら、

  1. イーサネットケーブルとは呼ばれません*
  2. 接続ではなく、送信です
  3. 人間はケーブル長だけで生じる遅延を知覚しません

*ローカルエリアネットワークといえば、おそらくカテゴリ5または6のケーブルを指しているでしょう。広域リンクといえば、おそらくシングルモード光ファイバーケーブルを指しているのでしょう。


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最大長100 mのイーサネットケーブルの電気信号伝播時間は、わずか約0.5マイクロ秒です。これは、ルーターなどがジョブを実行するのに必要な時間よりもはるかに短い時間です。

これは、はるかに長い距離を見るときにのみ意味を持ち始めます。たとえば、プレイしているゲームのコンピューターからサーバーまで。ただし、その数は完全にISP /そのパートナーの手にあり、あなたとサーバー自体の物理的な場所です。


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信号が長くなるため、ケーブルが長いと待ち時間が長くなります。信号は光の速度近くで伝搬するため、これはそれほど重要ではありません。アクセスしているサーバーが何マイルもあるのに比べて、10メートル余分に感じることはありません。非常に長い実行で信号の損失が発生し、帯域幅が減少しますが、20メートルを超えると重要ではありません。100メートルは、実行の長さを心配する必要があるポイントです。


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私自身の経験によると、それは笑って誤解を招くような意見です。

実際には、距離が長くなるので、遅延が低下しますが、帯域幅は低下しません。10mファイバーと20mファイバーを使用した場合のインターネット速度を比較すると、電気信号は光の速度、つまり299,792,458メートル/秒でイーサネットケーブルを通過します。つまり、信号が10mケーブルを通過するのに約0.00000003秒かかり、20mケーブルを通過するのに0.00000006秒かかります。ここで違いに気付くことはできません。アクセスしているサーバーと何マイル離れているかを比較しても言及しません。

ただし、長距離伝送には実際に信号損失とノイズの問題があり、インターネット速度に影響を与える可能性があります。

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