Dans l'Ethernet de base (qui fonctionne en semi-duplex, ie une seule machine parle sur le média, les autres écoutent), la nécessité de détecter les collisions génère un inconvénient de taille (dans tous les sens du terme).
 
 
En effet la collision doit pouvoir être détectée à coup sur et le protocole CSMA/CD ne détecte la collision que pendant la phase d'émission de la trame.
Il est bien évident que la trame ayant une taille finie et le temps de propagation n'étant pas infini, le réseau va avoir une taille finie.
 
La taille maximale correspond au cas le plus défavorable :
Le calcul est à faire avec la trame la plus courte permise (64 octet) entre les points A et B les plus éloignés et lorsque B émet juste avant de recevoir la trame de A, sachant que si B détectera la collision immédiatement, A ne s'en rendra compte que lorsque la trame aura parcouru le trajet dans l'autre sens.
Aussi en 10Mbits/s, avec une vitesse de propagation sur du cuivre de l'ordre de 200 000 Km/s, on obtient un rayon de 5 Km.
Le hic c'est qu'il faut aussi tenir compte du temps de traversée des équipements intermédiaires (généralement des hub).
Aussi, pour faciliter le travail des architectes réseaux, la norme impose un rayon max de 2.5 Km et la traversée de 4 équipements au maximum (toujours pour de l'Ethernet 10 Mbits/s)
Il est bien évident que ces valeurs sont assez arbitraire et qu'un architecte réseau peut jouer sur le ratio distance/nb d'équipements traversés (de plus certains hub comptent pour des "demi-hub" en terme de temps de traversée).
De même le média utilisé a aussi son importance quand on tutoie les limites, les câbles réseaux haut de gamme ont une vitesse de propagation légèrement supérieure (78 % de la vitesse de la lumière contre environ 70 % pour des câbles plus basique), la fibre optique aussi => on peut repousser un peu les limites de la norme.
 
 
Bref passons au 100 Mbits/s. La taille minimale de la trame reste à 64 octet mais elle est émise 10 fois plus vite et donc le signal parcourt 10 fois moins de distance.
Du coup on tombe à un rayon max d'environ 210 m (450 sans traversée d'équipement sur de la fibre optique) avec la traversée d'au plus deux équipements.
Et là c'est un problème nettement plus grave que les collisions, car avec de telles contraintes il est impossible de faire un réseau d'entreprise (les limites sont parfois dépassée au sein même d'un bâtiment).
 
 
Aussi, grâce à la baisse des couts de l'électronique et à l'adoption du câble en paire torsadée, les ingénieurs ont pu nous sortir l'Ethernet commuté (à base de switch) et le fonctionnement en full-duplex (émission et réception simultanées).
En full-duplex il ne peut y avoir de collision et donc le protocole CSMA/CD est DESACTIVE => les contraintes de distances tombent (hors celle imposée par le support entre deux switch)
Sur les switch le fonctionnement en half-duplex (et donc le CSMA/CD) n'existe que par soucis de compatibilité avec l'existant (hub et vieille carte réseau). Ce soucis de compatibilité est d'ailleurs la grande force d'Ethernet (pas besoin de tout changer pour évoluer, plus qu'appréciable parfois)
Lorsque le port d'un switch est en half-duplex, les contraintes du CSMA/CD ne s'appliquent que sur le brin Ethernet raccordé sur ce port, bref la traversée d'un switch remet tous les compteurs à zéro (collisions et distance)
 
 
Bien sur en Giga bits/s le problème du CSMA/CD devient rédhibitoire en terme de distance.
Curieusement, le fonctionnement half-duplex a été normalisé et, pour assurer une portée exploitable, la longueur minimale de la trame est passée de 64 à 512 octets.
Cependant, à ma connaissance, aucun constructeur n'a développé de hub GIGA et la plupart du temps les switch GIGA récents n'acceptent pas le fonctionnement en half-duplex.
 
 
Il est bien évident qu'en 10 Giga le mode half-duplex est passé purement et simplement à la trappe.