Я читал о различных протоколах по витой паре, которые отвлекали меня на чудеса Википедии, когда я искал способ подключить разъем.
И мне интересно, как он может передавать в обоих направлениях одновременно по одному и тому же проводнику? Я предполагаю, что прочитал это правильно, так как если они по очереди, это не будет называться полный дуплекс.
И почему это лучше, чем использовать две (разные) пары в каждом направлении?
Ответы:
Этот метод называется эхоподавлением и требует немного обработки сигнала. По сути, идея заключается в том, что, поскольку вы знаете, что отправляете, вы можете отделить только что отправленный сигнал от того, что приходит от дальнего конца ссылки. При настройке схемы передаваемый и принимаемый сигналы накладываются друг на друга, более или менее складываясь друг с другом.
Простой пример, чтобы дать вам представление о том, как это работает: если передатчик отправляет
+1, +1, -1, +1
и местный получатель получает
+2, 0, -2, +2
тогда вы можете понять, что сигнал с другого конца должен был
+1, -1, -1, +1
Это более или менее суть того, как это работает, но это значительно сложнее из-за задержек и отражений. Техника называется «эхоподавление», потому что отправка только одного +1 по линии не приведет к получению одиночного +1, скорее вы получите несколько задержанных копий с различными амплитудами. Например, если вы отправляете
+1, 0, 0, 0, 0, 0
ты можешь вернуться
0, +0,8, 0, +0,2, -0,1, +0,1
из-за разрывов вдоль линии. Полученный сигнал затем становится «сверткой» передаваемого сигнала с этим шаблоном. Например, если вы отправляете
+1, +1, -1, +1, 0, 0, 0, 0
тогда вы получите что-то вроде
0, +0,8, +0,8, -0,6, +0,9, -0,2, +0,4, -0,2, +0,1
Приемопередатчики отправляют обучающие последовательности, чтобы выяснить, как выглядит эхо (например, отправить одиночку +1, пока другой конец отправляет 0, и измерить то, что вы получаете в приемнике). Эта информация используется для восстановления того, что приемник мог бы ожидать от передаваемых данных, возвращающихся назад. Эта реконструкция вычитается из полученных данных, оставляя после себя сигнал с другого конца линии.
Этот метод не может терпеть столько потерь или шума, как использование отдельных сигнальных пар для каждого направления, однако это означает, что вы можете повторно использовать старую 100-мегабитную кабельную сеть, которую вы уже проложили, в каждую комнату в вашем здании.
Между прочим, передача сигналов 10 Мбит и 100 Мбит ужасно неэффективна: обе используют одну пару приема и одну пару передачи, хотя кабель имеет четыре пары. Когда был разработан гигабитный Ethernet, дизайнеры хотели сохранить совместимость с 10 и 100 Мбит Ethernet, насколько это возможно. Поскольку они не могли получить 10-кратную пропускную способность от одной пары, решение состояло в том, чтобы увеличить пропускную способность одной пары в 2,5 раза, а затем использовать все четыре пары. Теперь у них есть 10G Ethernet по слегка улучшенной версии того же кабеля (в основном это требует большого экранирования), но в настоящее время это очень редко (большинство сетей Ethernet 10G используют совершенно разные кабели, у которых одна пара в каждом направлении работает на 10G). Я серьезно сомневаюсь, что мы увидим что-то быстрее, чем 10G Ethernet по кабелю RJ-45.
Как они это делают?
Из стандарта 802.3 (IEEE Std 802.3-2012, с. 3, стр. 180):
Совокупная скорость передачи данных 1000 Мбит / с достигается путем передачи со скоростью передачи данных 250 Мбит / с по каждой проводной паре, как показано на Рисунке 40–2. Использование гибридов и компенсаторов обеспечивает полнодуплексную передачу, позволяя символам передаваться и приниматься по одним и тем же парам проводов одновременно. Сигнализация в основной полосе частот со скоростью модуляции 125 МБод используется на каждой из проводных пар. Переданные символы выбираются из четырехмерного пятиуровневого созвездия символов.
Гибрид представляет собой тип направленного ответвителя . То есть компонент, который разделяет сигналы, проходящие в прямом и обратном направлениях на линии.
Почему лучше?
Потому что каждый кабель должен пропускать только ~ 250 Мбит / с в каждом направлении вместо 500 Мбит / с, что позволяет увеличить дальность связи.
Gige Speed Ethernet использует передовые методы выравнивания, чтобы компенсировать отражения разъема, изменения импеданса на пути распространения и другие дефекты.
Что касается того, как вы можете передавать и получать одновременно?
Это требует двух вещей, одна из которых заключается в том, что полное сопротивление передатчика не может быть настолько низким, что оно закорачивает входящий сигнал, но необходимо согласовать полное сопротивление драйвера, чтобы в любом случае предотвратить отражение. Второе, что необходимо, это то, что вы знаете, что вы передаете, поэтому любое отклонение от этой формы волны должно быть формой входящей волны. Пока отражения не слишком высоки, вы должны быть в состоянии (и действительно они успешны) в извлечении соответствующей информации.