Estaba leyendo sobre los diversos protocolos de par trenzado, distraído por las maravillas de Wikipedia cuando fui a buscar el camino para conectar un conector.
¿Y me pregunto cómo puede transmitir en ambas direcciones al mismo tiempo sobre el mismo conductor? Supongo que lo leí correctamente, ya que si se turnan no se llamaría dúplex completo.
¿Y por qué es mejor que usar dos pares (diferentes) en cada dirección?
Respuestas:
El método se llama cancelación de eco y requiere un poco de procesamiento de señal. Básicamente, la idea es que, dado que sabes lo que estás enviando, puedes separar la señal que acabas de enviar de lo que viene desde el otro extremo del enlace. La forma en que se configuran los circuitos, las señales de transmisión y recepción se superponen una encima de la otra, sumando más o menos.
Ejemplo simple para darle una idea de cómo funciona esto: si el transmisor envía
+1, +1, -1, +1
y el receptor local obtiene
+2, 0, -2, +2
entonces puedes averiguar que la señal del otro extremo debe haber sido
+1, -1, -1, +1
Eso es más o menos la esencia de cómo funciona, pero es significativamente más complicado debido a retrasos y reflexiones. La técnica se llama 'cancelación de eco' porque enviar solo un +1 solitario en la línea no dará como resultado la recepción de un +1 solitario, sino que obtendrá varias copias retrasadas en varias amplitudes. Por ejemplo, si envías
+1, 0, 0, 0, 0, 0
podrías volver
0, +0.8, 0, +0.2, -0.1, +0.1
debido a discontinuidades a lo largo de la línea. La señal recibida se convierte en la 'convolución' de la señal transmitida con este patrón. Por ejemplo, si envías
+1, +1, -1, +1, 0, 0, 0, 0
entonces obtendrás algo como
0, +0.8, +0.8, -0.6, +0.9, -0.2, +0.4, -0.2, +0.1
Los transceptores envían secuencias de entrenamiento para descubrir cómo se ve el eco (por ejemplo, enviar un solitario +1 mientras el otro extremo envía 0 y medir lo que se obtiene en el receptor). Esta información se utiliza para reconstruir lo que el receptor esperaría ver a partir de los datos transmitidos que se repiten. Esta reconstrucción se resta de los datos recibidos, dejando atrás la señal del otro extremo del enlace.
Este método no puede tolerar tanta pérdida o ruido como usar pares de señalización separados para cada dirección, sin embargo, significa que puede reutilizar el antiguo cableado de 100 Mbit que ya ha enrutado a cada habitación de su edificio.
Por cierto, la señalización de 10 Mbit y 100 Mbit es terriblemente ineficiente: ambos usan un solo par de recepción y un solo par de transmisión, a pesar de que el cable tiene cuatro pares. Cuando se desarrolló Gigabit Ethernet, los diseñadores querían mantener la compatibilidad con Ethernet de 10 y 100 Mbit tanto como sea posible. Como no había forma de que obtuvieran 10 veces el ancho de banda de un solo par, la solución fue mejorar el ancho de banda de un solo par en 2.5x y luego usar los cuatro pares. Ahora tienen 10G ethernet sobre una versión ligeramente mejorada del mismo cableado (principalmente requiere mucho blindaje), pero actualmente es muy poco común (la mayoría de 10G ethernet usa un cableado completamente diferente que tiene un par en cada dirección que se ejecuta a 10G). Dudo seriamente que veamos algo más rápido que Ethernet 10G sobre cableado RJ-45.
¿Cómo lo hicieron?
Del estándar 802.3 (IEEE Std 802.3-2012, sec 3, p. 180):
La velocidad de datos agregada de 1000 Mb / s se logra mediante la transmisión a una velocidad de datos de 250 Mb / s sobre cada par de cables, como se muestra en la Figura 40-2. El uso de híbridos y canceladores permite la transmisión dúplex completa al permitir que los símbolos se transmitan y reciban en los mismos pares de cables al mismo tiempo. La señalización de banda base con una velocidad de modulación de 125 MBd se utiliza en cada uno de los pares de cables. Los símbolos transmitidos se seleccionan de una constelación de símbolos de 5 niveles de cuatro dimensiones.
Un híbrido es un tipo de acoplador direccional . Es decir, un componente que separa las señales que viajan hacia adelante y hacia atrás en la línea.
¿Por qué es mejor?
Porque cada cable solo tiene que transportar ~ 250 Mb / s en cada dirección en lugar de 500 Mb / s, lo que permite distancias de enlace más largas.
Gige Speed Ethernet utiliza técnicas avanzadas de ecualización para compensar las reflexiones del conector, los cambios de impedancia en la ruta de propagación y otras imperfecciones.
¿En cuanto a cómo puede transmitir y recibir al mismo tiempo?
Requiere dos cosas, una es que la impedancia del transmisor no puede ser tan baja que acorte la señal entrante, pero el conductor debe ser compatible con la impedancia para evitar reflejos de todos modos. Lo segundo que se necesita es que sepa lo que está transmitiendo, por lo que cualquier desviación de esa forma de onda debe ser la forma de onda entrante. Mientras las reflexiones no sean demasiado altas, debería ser capaz (y de hecho tienen éxito) de extraer la información relevante.