Почему кабели Ethernet имеют 8 проводов?

Это может показаться глупым вопросом, но почему кабели Ethernet имеют 8 проводов? Кабели Cat5 просто использовали 4 из 8 проводов, поэтому только 4 действительно необходимы. Почему не 12 или 16 проводов?

Это интересный вопрос, поскольку я никогда не видел ничего, что могло бы убедительно заявить о дизайнерских решениях, стоящих за этим выбором. Все, с чем я сталкивался, будь то в Интернете или из разговоров с людьми, которые умнее меня в этой области, похоже, указывает на две возможности:

1. Проверка будущего
2. Дополнительное экранирование

Будущая проверка

К моменту появления спецификации Cat5 мы видели взрыв кабельных трасс. В течение некоторого времени телефон использовал Cat3, или что-то подобное, последовательные соединения проводились по всем университетским кампусам, ThickNet проложил себе путь, ThinNet начал широко использоваться в лабораториях микрокомпьютеров и, в некоторых случаях, в офисах. Было очевидно, что сетевое вычислительное оборудование стало волной будущего. Мы также узнали об ужасных затратах на замену кабелей для удовлетворения потребностей более длинных сегментов или более высоких скоростей. Посмотрим правде в глаза, замена кабелей - кошмарная рутина и дорогая.

Идея ограничения этой стоимости путем разработки кабеля, который можно было бы проложить и оставить на некоторое время на месте, определенно была привлекательной. Таким образом, дальновидные инженеры, которые, вероятно, устали от замены проводки, легко могли бы найти целесообразным создание дополнительных пар в спецификации. В конце концов, особенно в то время, когда цена на оптовую медь была относительно низкой. Что дороже - добавить 4 дополнительных провода или заставить команду людей удалить старую проводку и добавить новую?

Дополнительное экранирование

Поскольку типичным Cat5 является UTP (неэкранированная витая пара), он не содержит дополнительной заземленной фольги для отвода посторонних электромагнитных помех. Мне было описано, что при правильном заземлении неиспользуемые провода помогут буферизовать используемые пары аналогичным, хотя и менее эффективным способом, чем фактическое экранирование. Это могло быть важной особенностью в долгосрочной перспективе и (электрически) шумной обстановке, к которой мы привыкли в то время.

Для меня аргумент доказательства будущего является наиболее убедительным.

По той же причине, по которой первая и вторая пары подключены к контактам 4, 5 и 3, 6: совместимость с телефонными системами. В телефонии основная пара - это средняя пара, а вторая пара - следующая из середины (контакты 2, 5 в RJ11 и 3, 6 в RJ45).

Если вы используете Fast Ethernet или Ethernet, вы можете направлять телефонный сигнал по обычному кабелю, и он будет работать без разветвителя (вы можете подключить телефон или компьютер напрямую к розетке).

Почему 8, а не 6? Я не знаю. Возможно, что люди, ответственные за Ethernet, думали, что для скорости 100 Мбит / с потребуется две пары отправки и две пары приема (это был «возраст параллельных интерфейсов» ;-)) или что было бы полезно иметь емкость для 2 телефонных линий.

Больше проводов может привести к слишком дорогим кабелям, поэтому 8 был выбран в качестве компромисса.

4-парный кабель UTP с разъемами RJ-45 был изобретен для использования в качестве аудиотелефона. Его принятие и развитие в качестве среды для высокоскоростной передачи цифровых данных стало вопросом удобства: адаптация уже существующих серийных продуктов для новых целей, а не разработка совершенно нового технического стандарта, специфичного для одного нового приложения.

То, как это работает, было продемонстрировано при разработке стандартов скорости. 100BASE-TX, -T2 и -T4 были разработаны параллельно, нацелены на применение на различных видах уже существующих электромонтажных установок. T4 обеспечивает 100 Мбит / с по всем 4 парам Cat3, что уже было на многих милях каналов в компаниях уже для телефонных и предыдущих сетевых технологий. T2 может работать на 2 парах Cat3 за счет более сложной модели сигнализации и чувствительности к помехам, что объясняет ее фактическое отсутствие. Для передачи требуется две пары Cat5, что позволяет использовать две пары для других приложений: отдельную физическую сеть или телефонную службу, разделенную очень простым адаптером. Именно благодаря этой способности TX выжил, в то время как T4 практически использовался только в переходном режиме. Замена старого 4-парного телефона или Cat3 UTP на 4-парный Cat5 UTP в тех же прогонах не была

В конечном счете, никто не использует 2-парные UTP Cat5, потому что 2-парные UTP любого класса никогда не были экономически обоснованным вариантом с точки зрения денег или пространства для чего-либо более длинного, чем соединительный кабель. Он не намного тоньше и не дешевле, чем 4 пары, потому что 2 пары нуждаются в такой же физической и электрической защите, что и 4, если вы собираетесь использовать его в стенах и кабелепроводах.

Что касается вашего дополнительного вопроса о количестве ядер ...

Каждая из четырех пар в кабеле Cat 5 имеет различное точное количество витков на метр, чтобы минимизировать перекрестные помехи между парами. Хотя кабельные сборки, содержащие 4 пары, являются общими, категория 5 не ограничивается 4 парами. Магистральные приложения включают использование до 100 пар. [2] Такое использование сбалансированных линий помогает сохранить высокое отношение сигнал / шум, несмотря на помехи как от внешних источников, так и от перекрестных помех от других пар. Кабели категории 5 чаще всего используются для более быстрых сетей Ethernet, таких как 100BASE-TX и 1000BASE-T.

Источник .

10BaseT и 100BaseTX нужны только четыре провода, а Gigabit Ethernet - восемь.

Как первое замечание: в кабельной системе этого типа для передачи одного сигнала используется не один проводник, а пара. В одной линии провод - сигнал в фазе +, во второй - в фазе - (логическая «1» находится в одной строке, например, + 10 В, но во второй строке пары - -10 В). Это потому, что на конце RX кабеля сигнал оценивается как разница между первой и второй линией в паре. Это хороший способ устранить помехи на линии - на линию может быть наложен другой сигнал на линию, но он будет добавлен на обе линии в одном направлении - например, если вы добавили на обе линии + 10 В и у вас будет логическая «1», у вас будет на первой линии + 20 В, на второй линии 0 В (-10 В + 10 В), но разница все равно та же, 20 В. Аналогично для логического «0» будет разница по паре 0В. Если честно: я не знаю точно, сколько вольт на проводе, это только для фантазии.

Второе уведомление: если в первой кабельной системе использовались 4 пары, это было так, потому что 2 пары были запланированы для компьютерной сети, а 2 другие пары были запланированы для голосовой связи. Это было хорошо до 100 Мбит сетей. В сетях с пропускной способностью 1 Гбит / с компьютеры используют 4 пары, и связь на этой скорости только полудуплексная. Если вы хотите иметь полнодуплексную связь на скорости 1 Гбит / с, вы должны использовать оптические кабели.