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¿Por qué Ethernet en UTP tiene un rango mucho mayor que otros protocolos modernos?

OCuLink, SATA, USB 3, y Displayport todos proveer en el orden de unos pocos Gbps por la señalización de par, y están limitados a una longitud de cable de sólo un par de metros. Ethernet a través de comparables de cableado proporciona la velocidad comparable, pero 50 veces la longitud! Por ejemplo, 10GBaseT más de cat6a puede hacer 100m. Lo que cuentas de que la extrema diferencia?

Estoy preguntando en electrónica en lugar de la creación de redes ya que este es un enlace físico cuestión, no es un problema de red.

EDIT: aunque la latencia no parece ser la explicación, la gente ha traído para arriba, que me dio una idea: ¿por qué no todos los de alta velocidad por cable protocolos de incorporar una medida de tiempo de espera en la conexión (con un límite superior de 200ms para todos los propósitos prácticos), y añadir un número fijo de ciclos de reloj para que la medición para establecer el valor de tiempo de espera de reintento para la duración de la conexión? A continuación, el tiempo de espera nunca es mayor de lo necesario, sin embargo, todas las conexiones que van desde un metro a miles de kilómetros se pueden acomodar sin estar limitado sólo por la latencia. Medición de ruido y cancelación, de adaptación de velocidad, etc, para lograr una alta velocidad a larga distancia son más complejos e innecesarios para los protocolos diseñados para un par de metros o tal vez un par de decenas de metros, pero sólo la latencia de la medida parece muy sencillo y vale la pena, y evitar arbitraria de la latencia de los límites como en USB 2 sin embargo, sin necesidad de estandarizar excesivamente alto límite de tiempo de espera. Solo requiere de un ping, entonces el conteo de los ciclos de reloj hasta que la respuesta sea escuchada. (Para evitar malentendidos tontos: no me refiero a los ping de ICMP; me refiero a un PHY-a-PHY ping.)

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Cebjyre Puntos 3946

En primer lugar, la technocal respuesta:
Para uno, USB3 y SATA tanto el uso de hebras finas de pares trenzados (USB3 spec a los estados a mak el cable tan fino como sea posible', con 26-34 AWG dado como ejemplo). 10 gbe utiliza cuatro sólidos relativamente gruesa de pares trenzados (23 AWG como mínimo). El más grueso y sólido hebras de crear una mayor área de superficie que a su vez significa una menor resistencia a las altas frecuencias (que viajar en el nuestro capas del alambre debido al efecto piel).

En segundo lugar, SATA está diseñado como una interfaz de disco. No necesita ser capaz de superar el rendimiento del disco. USB está limitada por el hecho de que el USB no es compatible con DMA (acceso directo a memoria) así que para velocidades más altas, los periféricos de la CPU se convierte en un factor limitante.
Ethernet está diseñado para el uso de hardware dedicado a apoyar a un multi-punto a multi-punto de la topología. Se necesita para mantener velocidades de datos mucho más de la que se requiere de una sola estación. Por lo tanto, es también mucho más caro.

Por último, los retrasos convertido en un factor significativo a estas velocidades. Ethernet, sin embargo, es específicamente de diseño para una alta latencia, pérdida de mediano y, como tal, puede lidiar con cables largos. (S)ATA es exactamente lo contrario - para proporcionar el máximo rendimiento de latencia debe mantenerse a un mínimo.

Costwise, ethernet requiere el uso de componentes magnéticos para la separación galvánica. Esto es importante porque los cables más largos significa que usted no puede utilizar un terreno común entre los sistemas. Desde el magnetismo (básicamente transformadores) son dispositivos físicos que no pueden ser aplicadas en el silicio puro, son caros. Una completa Ethernet PHY va a costar un par de dólares mínimo, mientras que un chip USB puede ser hecho por unos pocos centavos. Para DSL, la historia es similar.

En resumen, no es el cable que es necesariamente el factor limitante (a pesar de que está diseñado para costo demasiado).

La no técnica, y tal vez más 'real', la respuesta es que cada tecnología está diseñada para satisfacer sus necesidades específicas en un momento determinado. La capa física es sólo una pequeña parte de la historia.
Así que, por qué hay que apoyar a distancias más largas que el otro? La respuesta es "porque están diseñados de esa manera'.
Todo se reduce a hacer 'diseño de costos / requisitos". La principal razón por la que muchos de los diferentes protocolos de transmisión de existir si ya no es 't que cumplen con todos los requisitos para todo. Como tales, las empresas de diseño de nuevos sistemas que cumplen con todos sus requisitos, pero uno de los otros. Sí, sería theroetically venir para arriba con un solo sistema que abarca el 90% de las necesidades de todos, pero que, a continuación, inmediatamente significa que las empresas no pueden hacer el dinero en sus propios sistemas de propiedad. Además, cualquier cosa que usted puede venir para arriba con la voluntad de ser fuera de fecha en un par de años.

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Dallas Partin Puntos 31

Como yo lo veo desde la actualización de la descripción y recogidos los comentarios de la pregunta ("¿por Qué Ethernet de UTP tienen mucho mayor alcance que otros protocolos modernos?"), el OP está interesado en dos aspectos (y supongo, mucho más en el segundo :-) aquí:

1) el sentido común, que él define como

Estoy preguntando en electrónica en lugar de la creación de redes ya que este es un enlace físico cuestión, no es un problema de red.

2) sentido en particular, acerca de que él deje su comentario

... sería agradable ser capaz de conectar en remoto de cámaras web (USB) de unas pocas decenas de metros de distancia para su uso como hoteles de cámaras de seguridad, y para mover un ordenador ruidoso para un armario de 20m de distancia de una pantalla (Displayport).

Por favor me para iniciar desde el segundo aspecto, porque me parece más sencillo.

20+ m conexión USB

No hay ningún problema con una longitud de enlace USB. En ese caso, usted necesita para utilizar los llamados "activos cable de extensión" (en uno o varios apilados en la serie), como este, por ejemplo. Ella sola puede cubrir un lapso de hasta 20 m. Sí, en ese caso, usted necesita para alimentar el lejano cam por separado (es decir, no por la AEC), pero creo que es un pequeño coste adicional para jugar a ese escenario. Y sí, es caro (~100 USD/pcs), pero el objetivo de levas barato :-)

Para DisplayPort, el Cea también existen, probar este, por ejemplo. También son caros (~100 USD/pcs para los 15 m de largo AEC que se hace referencia). Pero como entiendo que necesita de 1 a 2 pcs y sólo una vez para los próximos 5-10 libre de ruidos años :-)

La comparación de ellos, un 20 m Cat5e UTP se ve tan barato (~10 USD/pcs) y, a continuación, magnéticamente, pero un habilitados para Ethernet cam no en todos. Por lo tanto, usted puede utilizar el USB baratos cam comprometidos con un adaptador de USB a Ethernet (Convertidor de búsqueda de E-Bay, ~5 USD/pcs), y el último tema que aún no ha superado aquí es la necesidad de un extra de energía ruta de acceso de la cam.

Entonces, como se puede ver, su problema tiene solución.

Por qué Ethernet puede...

RJR en su respuesta muestra varias razones técnicas, me parece falsas ("sofisticación", "dma", "costo"), pero no es el caso, y secundaria --- es el caso.

La principal razón es simple y es... (ta-da:-) la energía necesaria para activar el enlace.

Buscar en los números:

100BASE-TX: Micrel KS8041 PHY (with xformer)  ....
  for about 200 Mbps (both dirs),  consumes  about 0.33 W,  i.e.  ~3 mW/m @ 100 m span

1000BASE-T: Micrel KS9021 PHY (with xformer)  ....
  for about 2 Gbps (both dirs),    consumes  about 1.12 W,  i.e. ~10 mW/m @ 100 m span

USB 2.0: FTDIChip FT232R IC (self feed only)  ....
  for about 480 Mbps (both dirs),  consumes  about 0.08 W,  i.e. ~15 mW/m @ 5 m span

G.SHDLS: Infinion SOCRATES IC (with hibrid)  ....
  for up to 4 Mbps (both dirs),    consumes  about 2.00 W,  i.e.  ~2 mW/m @ 1000 m span 

Cómo podría ser interpretado? Yo prefiero que:

  • si desea una mayor velocidad, se necesita más energía,

  • si desea una mayor distancia, se necesita más energía demasiado,

  • si usted desea un más amplio margen SNR, se necesita más energía de nuevo,

PERO:

  • en cualquier modo, mantenga su tecnología eficiente de la energía.

En otras palabras: ¿Por USB gana tabla de distancias largas? porque es ineficiente para residuos 4(12) veces más energía cuando sea posible trabajar con sólo 0.08 W. Y por qué Ethernet gana edificio-largas distancias? porque, de nuevo, es ineficiente para residuos 5(2) veces más energía cuando sea posible trabajar en tan sólo 0,25(2.5) de la velocidad inicial.

Todas las demás razones, si las hubiere, son sólo y sólo secundaria.

P. S. Para que mi opinión acerca de RJR tecnológico de razones' "spuriosity" no se desnuda, voy a prometer a intentar describir que informativamente como puedo si alguien corrige una pregunta acerca de ella (no me gustaría explicar aquí porque es lejos fuera del ámbito de aplicación de la OP de la pregunta).

P. P. S. También, como he encontrado mi respuesta anterior votada abajo, creo que no había explicar la similitud entre 1000BASE-T y xDSL lo suficientemente clara como para ser comprensible por un lado revisor. Por lo tanto, si también alguien formula una pregunta por separado acerca de la similitud, me comprometo a intentar responder a ella también.

-2voto

Linux Lover Puntos 46

100BASE-T2 y T4 (no -TX, 1000BASE-T, 10GBASE-T PHYs el uso de esquemas de codificación de trabajo como xDSL. xDSLs son de última milla tecnologías y que fueron diseñados para llegar hasta distancias de kilómetros y más.

SATA, PCI-E USB 3.0 uso de esquemas de codificación muy similar a la BASE-X de las familias de Ethernet (100BASE-X, 1000BASE-X, 10GBASE-X), que son mucho más sencillo que el que aparece en xDSL como Ethernet física subcapas.

Teóricamente, SATA, PCI-E USB 3.0 podría ser asignada en la lista de xDSL como Ethernet PC/PMA capas, pero... ¿para qué? Todos ellos son una especie de periférico (datos de carreteras), no de telecom.

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