si los 4 bits son 1011 durante 2 segundos, obtendrás datos muy diferentes según la cantidad de veces que se mide en ese segundo
De hecho, este es un problema [potencial] en la comunicación en general (ignorando el hecho de que tienes algunos detalles erróneos sobre Ethernet). Existen numerosos esquemas para evitar este problema, como codificar una señal de reloj en los datos, por ejemplo. Código Manchester , que se usa en algunas versiones (generalmente más antiguas) de Ethernet (10Mbit). Fast Ethernet (100BASE-TX) utiliza la codificación 4B5B y también un esquema de tres voltajes llamado MLT-3 , que cumple un doble propósito de combinar los datos con un reloj y reducir el espectro.
Gigabit Ethernet sobre pares trenzados (más precisamente 1000BASE-T) utiliza cinco niveles de voltaje diferentes, por lo que es un código "quinario" en el nivel del cable. Querrá consultar codificación 4D-PAM5 para obtener más detalles ... que son bonitos peludo. Esencialmente, cada 8 bits de datos de entrada (espacio de 256 símbolos) se convierten en un punto en un espacio de 625 símbolos. Pero solo se utilizan 512 de este último, y se seleccionan de manera complicada (solo se permiten secuencias específicas) diseñadas para minimizar la probabilidad de que los errores por encima del cable confundan al receptor.
Aquí hay una buena imagen de resumen para los tipos populares de Ethernet sobre cobre de este libro :
ElotromaterialparaGigEenesafiguraesun codificador pseudoaleatorio (utilizado para extender el espectro y reducir el Componente DC) y un bloque Corrección de errores hacia adelante , más precisamente un codificador de enrejado (a codificador de la empresa ); se utiliza un decodificador Viterbi en el extremo receptor para corregir errores.
Otro bit interesante (en relación con su pregunta resaltada) sobre Gigabit Ethernet es que cada vez que se conectan dos de estos dispositivos, uno es elegido para ser maestro y el otro para ser esclavo . El reloj del esclavo se sincroniza con el maestro a través de un flujo continuo de símbolos. Un efecto secundario de este diseño es que Gigabit Ethernet envía material por cable todo el tiempo, incluso cuando no tiene datos para enviar ... en cuyo caso, simplemente envía símbolos IDLE solo para mantener el reloj del esclavo sincronizado. En realidad, Fast Ethernet hizo / hace lo mismo a este respecto (símbolos IDLE), y es más fácil poner eso en un gráfico:
