Вы правы, что такие высокие частоты были бы совершенно неуправляемыми. Отправка одного бита на частоту также создаст проблемы для различных типов радиопередач. Таким образом, у нас есть методы модуляции, которые позволяют передавать более одного бита.
Немного терминологии: бод, большинство людей помнят этот термин со времен телефонных модемов, это скорость передачи символов, с которой работает коммуникационная среда. Символ может содержать более одного бита, поэтому отправка многобитных символов обеспечивает более высокую пропускную способность на более низких частотах.
10MbE (10Base-T) использовал очень простое инвертированное манчестерское кодирование, 10 Мбод и одну дифференциальную пару -2,5 В / 2,5 В для связи в каждом направлении.
100MbE (100Base-TX) использовал кодирование 4B / 5B, 125 МБод и одну дифференциальную пару -1,0 / 1,0 В для связи в каждом направлении. Таким образом, 4 / 5b * 125 МГц = 100 МБ в каждом направлении.
1GbE (1000Base-T) использует TCM PAM-5, те же 125 МБод, что и 100MbE, все четыре дифференциальные пары -1,0 / 1,0 В для связи в обоих направлениях одновременно. Кодирование PAM-5 допускает 5 состояний, но решетчатая модуляция ограничивает каждый конец до 2 в любой момент времени, поэтому 2 бита отправляются в каждом символе. Таким образом, 125M / s * 4 * 2b = 1 Гбит / с.
Примечания: 1GbE использует только одну пару для согласования начального соединения. Если в кабеле работает только эта пара, это может привести к тому, что сетевой адаптер не отвечает. Кроме того, почти все новые сетевые адаптеры могут согласовывать любую из 4 пар, что позволяет включить автоматический MDI / MDI-X (но это не является обязательным требованием спецификации). 1000Base-T требует кабелей Cat5e. 1000Base-TX упрощенные сетевые карты, но требуется кабель Cat6; это никогда не отрывалось от земли по различным причинам.
10GbE использует кодировку PAM-16 DSQ128, 833 МБод, 4 пары, как и прежде. Новый PAM-16 DSQ-128 с исправлением ошибок LDPC достаточно сложен, поэтому я не буду пытаться объяснить, как он работает здесь, кроме как сказать, что он эффективно отправляет 3 бита информации на символ даже по кабелю, рассчитанному только на 500 МГц (или меньше в некоторые обстоятельства). Таким образом, 833,3 МГц * 4 * 3b = 10 Гбит / с.
Примечания: 10GbE требует кабеля Cat6a для работы на 100 м, Cat6 на 55 м и может работать с Cat5e для очень коротких кабелей. Не рекомендуется использовать кабели, отличные от Cat6a, из-за отклонения от стандартной длины 100 м. Кроме того, у старых сетевых адаптеров не было усиления, необходимого для отправки 10GbE на расстояния 100 м, и они были ограничены более короткими кабелями - подробности см. У производителя, если у вас есть сетевой адаптер 10GbE первого поколения.
В настоящее время 40GbE и 100GbE не имеют окончательных стандартов по меди. Есть два предложения 40GBase-T. Первый использует те же методы, что и 10Gbase-T, но в 4 раза быстрее и требует сертификации кабелей на ~ 1600 МГц. Второй использует PAM-32 DSQ-512 и требует прокладки кабелей на частоте ~ 1200 МГц (более высокая сложность означала бы относительно дорогие сетевые адаптеры). Оба, вероятно, будут использовать LDPC, чтобы позволить использовать кабели с небольшим занижением.
Разъемы: ни 40, ни 100GbE не будут использовать разъем C8P8 (разговорный RJ-45), но, скорее всего, его разновидность называется GG45, с 4 парами в 4 углах разъема. Также имеется промежуточный разъем ARJ45-HD с выводами для 10MbE-10GbE (RJ-45) и 40GbE-100GbE (GG45). TERA является конкурирующим разъемом, рассчитанным на 1000 МГц, и вряд ли станет новым стандартом.
Кабели: Cat7 и Cat7a - это стандарты кабельных сетей, рассчитанные на 600 МГц и 1200 МГц. Первоначально они назывались CatF и CatFa. Cat8.1 и Cat8.2 были предложены с номиналами для 1600 и 2000 МГц.
Есть некоторые споры относительно того, будет ли стандарт 100GBase-T, так как в современных технологиях Cat7a, Cat8.1 и Cat8.2 будут иметь такие соединения только 10m, 30m и 50m соответственно. Cat7a и выше - это уже кабели, значительно отличающиеся от Cat6a и ниже, требующие экранирования как для отдельных пар, так и для кабеля в целом. Тестирование, которое предполагает, что эти соединения возможны, также не демонстрирует коммерчески жизнеспособную реализацию. Существует разумное предположение, что более продвинутые / чувствительные схемы могут нести 100GbE в какой-то момент в будущем, но это всего лишь предположение.
Стоит упомянуть: 10GBase-R, 40GBase-R и 100GBase-R - это семейство спецификаций оптоволокна для 10, 40 и 100GbE, которые были стандартизированы. Все они доступны в коротком (-SR, 400 м), длинном (-LR, 10 км), расширенном (-ER, 40 км), проприетарном (-ZR, 80 км) и EPON / x (-PR / x, 20 км) диапазонах. , Все они используют общую кодировку 64b / 66b, 10,3125 Гбод и просто используют больше «линий» для дополнительной емкости (1, 4 и 10 соответственно) - полосы, представляющие собой разные длины волн света на одном и том же оптоволоконном кабеле. Собственная реализация 200GBase работает на своем пути к стандартизации, хотя с модулированными частотами DWDM и диапазоном до 2 Мм.