기가비트 이더넷에서 "양방향"전송은 어떻게 작동합니까?

다양한 꼬인 쌍 프로토콜에 대해 읽고 있었는데, 커넥터를 배선하는 방법을 찾아 보았을 때 Wikipedia의 경이로움에 산만 해졌습니다.

그리고 어떻게 같은 도체를 통해 양방향으로 동시에 전송할 수 있는지 궁금합니다. 나는 그들이 차례대로 가져 가면 전이중이라고하지 않기 때문에 올바르게 읽었다 고 가정합니다.

그리고 왜 각 방향으로 두 개의 (다른) 쌍을 사용하는 것보다 낫습니까?

이 방법을 에코 제거라고하며 약간의 신호 처리가 필요합니다. 기본적으로 아이디어는 전송하는 내용을 알고 있으므로 방금 보낸 신호와 링크의 끝에서 들어오는 신호를 분리 할 수 ​​있다는 것입니다. 회로가 설정되는 방식에 따라 송수신 신호가 서로 겹쳐지면서 서로 겹쳐집니다.

작동 방식에 대한 아이디어를 제공하는 간단한 예 : 송신기가

+1, +1, -1, +1

로컬 수신기는

+2, 0, -2, +2

다른 쪽 끝의 신호가

+1, -1, -1, +1

그것은 작동 방식의 요점이지만 지연과 반사로 인해 훨씬 ​​더 복잡합니다. 이 기술을 '에코 제거'라고합니다. 라인에 고독 +1 만 전송하면 고독 +1이 수신되지 않고 여러 진폭에서 지연된 사본이 여러 개 생성되기 때문입니다. 예를 들어

+1, 0, 0, 0, 0, 0

당신은 돌아올지도 모른다

0, +0.8, 0, +0.2, -0.1, +0.1

라인을 따라 불연속으로 인해. 수신 된 신호는이 패턴으로 전송 된 신호의 '컨볼 루션'이됩니다. 예를 들어

+1, +1, -1, +1, 0, 0, 0, 0

그러면 당신은 같은 것을 얻을 것입니다

0, +0.8, +0.8, -0.6, +0.9, -0.2, +0.4, -0.2, +0.1

트랜시버는 반향이 어떻게 생겼는지 파악하기 위해 훈련 시퀀스를 보냅니다 (예 : 다른 쪽 끝이 0을 보내는 동안 고독한 +1을 보내고 수신기에서받는 것을 측정합니다). 이 정보는 수신기가 전송 된 데이터 에코에서 볼 것으로 기대하는 것을 재구성하는 데 사용됩니다. 이 재구성은 수신 된 데이터에서 차감되어 링크의 다른 쪽 끝의 신호 뒤에 남습니다.

이 방법은 각 방향에 대해 별도의 신호 쌍을 사용하는 것만 큼 많은 손실이나 소음을 견딜 수는 없지만 이미 건물의 모든 방으로 라우팅 된 기존 100Mbit 케이블을 재사용 할 수 있습니다.

또한 10Mbit 및 100Mbit 신호 처리는 끔찍하게 비효율적입니다. 케이블에 4 개의 쌍이 있더라도 단일 수신 쌍과 단일 전송 쌍을 모두 사용하십시오. 기가비트 이더넷이 개발 될 때 설계자들은 10 및 100 Mbit 이더넷과 최대한 호환성을 유지하고자했습니다. 단일 쌍에서 10 배의 대역폭을 얻을 수있는 방법이 없었기 때문에 단일 쌍 대역폭을 2.5 배 개선 한 다음 4 쌍을 모두 사용하는 것이 해결책이었습니다. 이제 동일한 케이블 링의 약간 개선 된 버전 (주로 많은 차폐가 필요함)을 통해 10G 이더넷이 있지만 현재는 매우 드문 경우입니다 (대부분의 10G 이더넷은 10G에서 실행되는 각 방향에서 한 쌍의 완전히 다른 케이블 링을 사용합니다). RJ-45 케이블을 통해 10G 이더넷보다 빠른 것을 볼 수 있을지 의문입니다.

그들은 그걸 어떻게 햇어?

802.3 표준 (IEEE Std 802.3-2012, sec 3, p. 180)에서 :

그림 40–2에 표시된 것처럼 1000Mb / s의 총 데이터 속도는 각 와이어 쌍을 통해 250Mb / s의 데이터 속도로 전송하여 달성됩니다. 하이브리드 및 캔슬 러를 사용하면 동일한 와이어 쌍에서 동시에 심볼을 전송 및 수신 할 수 있으므로 전이중 전송이 가능합니다. 125MBd의 변 조율을 가진 기저 대역 신호가 각 와이어 쌍에 사용됩니다. 전송 된 심벌들은 4 차원 5 레벨 심벌 배열로부터 선택된다.

혼성 유형 인 방향성 결합기 . 즉, 라인에서 순방향 및 역방향으로 이동하는 신호를 분리하는 구성 요소입니다.

왜 더 낫습니까?

각 케이블은 500Mb / s 대신 각 방향으로 ~ 250Mb / s 만 운반하면되므로 링크 거리가 더 길어집니다.

Gige Speed ​​Ethernet은 고급 이퀄라이제이션 기술을 사용하여 커넥터 반사, 전파 경로의 임피던스 변경 및 기타 여러 결함을 보상합니다.

동시에 송수신하는 방법에 대해?

두 가지가 필요합니다. 하나는 송신기 임피던스가 너무 낮아서 들어오는 신호를 단락시킬 수 없지만 드라이버는 반사를 막기 위해 임피던스 정합이 필요하다는 것입니다. 두 번째로 필요한 것은 전송하는 대상을 알고 있으므로 해당 파형과의 편차가 수신 파형이어야한다는 것입니다. 반사가 너무 높지 않으면 관련 정보를 추출 할 수 있어야합니다 (실제로는 성공적입니다).