Stavo leggendo dei vari protocolli a doppino intrecciato, distratto dalle meraviglie di Wikipedia quando sono andato a cercare il modo di collegare un connettore.
E mi chiedo come possa trasmettere in entrambe le direzioni contemporaneamente sullo stesso conduttore? Presumo di averlo letto correttamente, poiché se si alternassero non si chiamerebbe full duplex.
E perché è meglio che usare due (diverse) coppie in ciascuna direzione?
Risposte:
Il metodo si chiama cancellazione dell'eco e richiede un po 'di elaborazione del segnale. Fondamentalmente, l'idea è dal momento che sai cosa stai inviando, quindi puoi separare il segnale che hai appena inviato da ciò che arriva dall'estremità del collegamento. Nel modo in cui i circuiti sono impostati, i segnali di trasmissione e ricezione sono sovrapposti l'uno sull'altro, più o meno sommando.
Un semplice esempio per darti un'idea di come funziona: se il trasmettitore invia
+1, +1, -1, +1
e il ricevitore locale ottiene
+2, 0, -2, +2
allora puoi capire che il segnale dall'altra estremità deve essere stato
+1, -1, -1, +1
È più o meno la sostanza di come funziona, ma è significativamente più complicato a causa di ritardi e riflessioni. La tecnica si chiama "cancellazione dell'eco" perché l'invio di un solo +1 lungo la linea non comporterà la ricezione di un solo +1, ma si otterranno diverse copie ritardate a varie ampiezze. Ad esempio, se invii
+1, 0, 0, 0, 0, 0
potresti tornare
0, +0,8, 0, +0,2, -0,1, +0,1
a causa di discontinuità lungo la linea. Il segnale ricevuto diventa quindi la "convoluzione" del segnale trasmesso con questo modello. Ad esempio, se invii
+1, +1, -1, +1, 0, 0, 0, 0
allora otterrai qualcosa del genere
0, +0,8, +0,8, -0,6, +0,9, -0,2, +0,4, -0,2, +0,1
I ricetrasmettitori inviano sequenze di allenamento per capire come appare l'eco (ad esempio, inviare un +1 solitario mentre l'altra estremità invia 0 e misurare ciò che si ottiene dal ricevitore). Questa informazione viene utilizzata per ricostruire ciò che il ricevitore si aspetterebbe di vedere dai dati trasmessi che riecheggiano. Questa ricostruzione viene sottratta dai dati ricevuti, lasciando il segnale dall'altra estremità del collegamento.
Questo metodo non può tollerare la perdita o il rumore di una coppia di segnali separata per ciascuna direzione, tuttavia significa che è possibile riutilizzare il vecchio cablaggio da 100 Mbit che è già stato instradato verso ogni stanza dell'edificio.
Per inciso, la segnalazione a 10 Mbit e 100 Mbit è orribilmente inefficiente: entrambi utilizzano una singola coppia di ricezione e una singola coppia di trasmissione, anche se il cavo ha quattro coppie. Quando fu sviluppato Gigabit Ethernet, i progettisti volevano mantenere la compatibilità con Ethernet 10 e 100 Mbit il più possibile. Poiché non era possibile ottenere 10 volte la larghezza di banda da una singola coppia, la soluzione era migliorare la larghezza di banda della singola coppia di 2,5 volte e quindi utilizzare tutte e quattro le coppie. Ora hanno Ethernet 10G rispetto a una versione leggermente migliorata dello stesso cablaggio (principalmente richiede molta schermatura), ma attualmente è molto raro (la maggior parte Ethernet 10G utilizza cavi completamente diversi che hanno una coppia in ciascuna direzione a 10G). Dubito seriamente che vedremo qualcosa di più veloce di Ethernet 10G su cavi RJ-45.
Come lo fanno?
Dallo standard 802.3 (IEEE Std 802.3-2012, sec 3, p. 180):
La velocità dati aggregata di 1000 Mb / s è ottenuta mediante trasmissione a una velocità dati di 250 Mb / s su ciascuna coppia di fili, come mostrato nella Figura 40–2. L'uso di ibridi e cancellatori consente la trasmissione full duplex consentendo la trasmissione e la ricezione di simboli sulle stesse coppie di fili contemporaneamente. La segnalazione in banda base con una velocità di modulazione di 125 MBd viene utilizzata su ciascuna coppia di fili. I simboli trasmessi sono selezionati da una costellazione di simboli a 5 livelli a quattro dimensioni.
Un ibrido è un tipo di accoppiatore direzionale . Cioè, un componente che separa i segnali che viaggiano nelle direzioni avanti e indietro sulla linea.
Perché è meglio?
Perché ogni cavo deve trasportare solo ~ 250 Mb / s in ciascuna direzione anziché 500 Mb / s, il che consente distanze di collegamento più lunghe.
Gige Speed Ethernet utilizza tecniche di equalizzazione avanzate per compensare i riflessi del connettore, i cambiamenti di impedenza nel percorso di propagazione e varie altre imperfezioni.
Quanto puoi trasmettere e ricevere allo stesso tempo?
Richiede due cose, una è che l'impedenza del trasmettitore non può essere così bassa da cortocircuitare il segnale in ingresso, ma il driver deve essere abbinato all'impedenza per prevenire comunque i riflessi. La seconda cosa che è necessaria è che tu sappia cosa stai trasmettendo, quindi ogni deviazione da quella forma d'onda deve essere la forma d'onda in arrivo. Finché le riflessioni non sono troppo alte dovresti essere in grado (e in effetti hanno successo) di estrarre le informazioni pertinenti.