探究各类网线的最大有效传输距离

　　在网络连接中，网线是至关重要的传输介质，不同类型的网线其传输距离各有不同。了解这些信息，对于网络的规划和建设有着重要意义。
　　众所周知，双绞线存在一个 “无法逾越” 的 “100 米” 传输距离限制。无论是 100M 传输速率的五类双绞线，还是 1000M 传输速率的六类双绞线，其远有效传输距离均为 100 米。在综合布线规范里，也明确规定水平布线不能超过 90 米，链路总长度不能超过 100 米。也就是说，100 米是有线以太网的一个极限。
　　那么，这 100 米的距离是如何得来的呢？这需要从双绞线的深层物理原理来探究。网络传输本质上是网络信号在双绞线上的传输，作为电子信号，在双绞线中传输时，必然会受到电阻和电容的影响，从而导致网络信号的衰减和畸变。当信号的衰减或畸变达到一定程度，就会影响信号的有效、稳定传输。
　　以 5 类 UTP、超五类 UTP 为例，它们主要为计算机网络服务。按快速以太网的 100Base - TX 规定，其通信速率为 100mbps。100mbps 以太网传送 1 位数据所花的时间（即 “位时间”）为 1/100mbps = 10ns。以太网采用 CSMA/CD（带冲突检测的载波监听多路访问技术）共享通信信道，即便引入交换技术，也离不开这一技术。链路两端的设备可能会在同一时刻发送数据，造成冲突，冲突域为 2，冲突会导致数据包丢失。为避免丢包，以太网采用冲突检测和后退重发技术。为保证一端在传送完一个数据包前可检测到冲突，以太网帧长为 64 字节，即 512 位。按 100mbps 速率计算，传送 512 位需时 512 位 * 10ns = 5120ns。
　　数据信息在网络中传输，通过不同部件时会产生延迟，五类 UTP 的延时为 5.56ns/m。以太网设计遵循中继规则（5 - 4 - 3 - 2 - 1 规则），要求环行冲突延迟不得超过 512 位时，对于 100mbps 的传输率，即为 5120ns。通过计算环行中网络元件（电缆、中继单元、MAU 和 DTE 等）的延时并乘以 2，可得出环行延时和环行冲突直径，进而计算出保证帧发送完毕前信号所能传输的远距离，这就是将链路跨距限定为 100 米的原因。
　　当超过 100 米时，由于不能及时检测出冲突，受冲突破坏的信息包传送完毕并被接收方接收，因通不过验证而被迫丢弃，且后退重发机制未被激活，会造成包的丢失。当传输速率低于 100 mbps 时，实际应用中可适当放宽 100 米的限长，但这种做法不符合标准，测试时需加以说明，否则可能产生如产品质保等问题。
　　在实际施工中，使用 PoE 供电时规定网线长度不得超过 100 米。为保证工程质量，一般取 80 - 90 米。这里的传输距离指的是速率情况，如 100M。若将速率下降到 10M，传输距离通常可延长到 150 - 200 米（视网线质量而定）。可见，PoE 供电传输距离由网线类别和质量决定。
　　虽然质量较好的网线在实际施工中能突破 100 米距离限制，设备也能正常工作，但这种做法并不推荐。因为潜在问题可能随时间推移慢慢出现，如带宽升级后，原来能在 100 米以上正常工作的设备可能无法正常工作。
　　不同线缆类别和质量对传输距离也有影响：
　　五类线（Cat 5）：是市面上常见的标准网线，但不同厂家生产的质量差异大。在国内以价格为导向的环境下，很多厂商为降低成本，用铜包铁、铜包钢替代铜线，导致网线传输距离下降，出现网络不稳定、丢包等现象，设备厂商常为此背锅。所以，要使 PoE 发挥效果，需使用质量好的网线，避免影响工程整体质量。
　　超五类线（Cat 5e）：与五类双绞线相比，超五类双绞线的衰减和串扰更小，能提供更坚实的网络基础，满足大多数应用需求（尤其支持千兆位以太网 1000Base - T 的布线），给网络的安装和测试带来便利，是目前网络应用中较好的解决方案。超五类线的传输特性与普通五类线相同，但超五类布线标准规定，其全部 4 对线都能实现全双工通信。
　　六类线（Cat 6）：该类电缆的传输频率为 1MHz～250MHz，六类布线系统在 200MHz 时综合衰减串扰比（PS - ACR）有较大余量，提供 2 倍于超五类的带宽。六类布线的传输性能远高于超五类标准，适用于传输速率高于 1Gbps 的应用。六类与超五类的一个重要不同点在于，它改善了串扰以及回波损耗方面的性能，对于新一代全双工的高速网络应用而言，优良的回波损耗性能极为重要。六类标准中取消了基本链路模型，布线标准采用星形的拓扑结构，要求链路的长度不能超过 90 米，信道长度不能超过 100 米。