Estaba leyendo acerca de los diversos protocolos de par trenzado, distraído por las maravillas de Wikipedia cuando fui a buscar la forma de conectar un conector.
¿Y me pregunto cómo se puede transmitir en ambas direcciones al mismo tiempo a través del 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?
El método se llama cancelación de eco y requiere un poco de procesamiento de la señal. Básicamente, la idea es que ya sabes lo que estás enviando, luego 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 unas sobre otras, más o menos sumándose.
Ejemplo sencillo 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 lo esencial de cómo funciona, pero es mucho más complicado debido a los retrasos y reflexiones. La técnica se llama 'cancelación de eco' porque enviar solo un +1 en la línea no dará como resultado un +1 en solitario, sino que recibirá varias copias retrasadas en varias amplitudes. Por ejemplo, si envías
+1, 0, 0, 0, 0, 0
puedes 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 entonces 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 averiguar cómo se ve el eco (por ejemplo, envía un solo +1 mientras que el otro extremo envía 0 y mide lo que obtienes en el receptor). Esta información se utiliza para reconstruir lo que el receptor esperaría ver a partir de los datos transmitidos devolviéndose el eco. Esta reconstrucción se resta de los datos recibidos, dejando la señal del otro extremo del enlace.
Este método no puede tolerar tanta pérdida o ruido como el uso de 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, aunque 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 fuera posible. Como no había forma de obtener 10 veces el ancho de banda de un solo par, la solución fue mejorar el ancho de banda de un solo par en 2,5 veces y luego usar los cuatro pares. Ahora tienen Ethernet 10G sobre una versión ligeramente mejorada del mismo cableado (principalmente requiere mucho blindaje), pero actualmente es muy poco común (la mayoría de Ethernet 10G usa un cableado completamente diferente que tiene un par en cada dirección que corre a 10G). Dudo seriamente que veamos algo más rápido que el Ethernet 10G sobre el cableado RJ-45.
¿Cómo lo hacen?
Desde el 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. Se utiliza la señalización de banda base con una tasa de modulación de 125 MBd en cada uno de los pares de cables. Los símbolos transmitidos se seleccionan de una constelación de símbolos de cuatro niveles y cuatro dimensiones.
Un híbrido es un tipo de acoplador direccional . Es decir, un componente que separa las señales que se desplazan hacia adelante y hacia atrás en la línea.
¿Por qué es mejor?
Debido a que 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 de ecualización avanzadas para compensar las reflexiones del conector, los cambios de impedancia en la ruta de propagación y otras imperfecciones.
¿Cómo transmitir y recibir al mismo tiempo?
Requiere dos cosas, una es que la impedancia del transmisor no puede ser tan baja que corta la señal entrante, pero el controlador debe adaptarse a la impedancia para evitar reflexiones 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. Siempre que las reflexiones no sean demasiado altas, debería poder (y, de hecho, tener éxito) extraer información relevante.