Чому кабелі Ethernet мають 8 проводів?

Це може здатися дурним питанням, але чому Ethernet-кабелі мають 8 проводів? Кабелі Cat5 використовували лише 4 з 8 проводів, тому лише 4 фактично "потрібні". Чому б не 12 чи 16 проводів?

Це цікаве питання, оскільки я ніколи не бачив нічого, що авторитетно заявляє про дизайнерські рішення, що стоять за цим вибором. Все, на що я стикався, чи то на Інтервебі, чи в розмові з людьми, які розумніші за мене в цій галузі, здається, свідчить про дві можливості:

1. Майбутня перевірка
2. Додаткове екранування

Майбутнє доведення

На момент специфікації Cat5 ми бачили вибух бігу даних. Телефон вже деякий час використовував Cat3, або щось подібне, послідовне з'єднання проходило по університетських кампусах, ThickNet просувався, ThinNet почав бачити значну користь у лабораторіях мікрокомп'ютерів, а в деяких випадках і в офісах. Було очевидно, що мережева обчислювальна техніка - це хвиля майбутнього. Ми також дізналися про жахливі витрати на зміну кабелю, щоб задовольнити вимоги довших сегментів або більшої швидкості. Давайте зіткнемося з цим, заміна кабелів - кошмарна справа і дорога.

Поняття обмеження цієї вартості шляхом розробки кабелю, який можна було б запустити та залишити на місці протягом певного часу, безумовно, було привабливим. Тому інженери, що думають, що напевно, втомившись від заміни електропроводки, легко могли б вважати за потрібне спроектувати додаткові пари в специфікацію. Зрештою, особливо в той час, коли ціна сипучої міді була відносно низькою. Що дорожче - додавання 4-х додаткових проводів або команда людей видаляє старі електропроводки та додає нові?

Додаткове екранування

Оскільки типовий Cat5 є UTP (незахищена кручена пара), він не містить додатково заземленої фольги, щоб знешкодити сторонні електромагнітні перешкоди. Мені було описано, що при правильному заземленні невикористані дроти допоможуть захистити пари, що використовуються, аналогічним, хоча і менш ефективним способом, ніж власне екранування. Це могло бути важливою особливістю в довгостроковій перспективі та (електрично) галасливих середовищах, яких ми звикли проводити кабельні в той час.

Для мене майбутній аргумент-доказ є найбільш переконливим.

З тієї ж причини, чому перша і друга пара підключені до штифтів 4, 5 і 3, 6: сумісність з телефонними системами. У телефонії основна пара - це середня пара, а друга пара - наступна з середини (шпильки 2, 5 в RJ11 і 3, 6 в RJ45).

Якщо ви використовуєте Fast Ethernet або Ethernet, ви можете направляти телефонний сигнал звичайним кабелем, і він буде працювати без розгалужувача (ви можете підключити телефон або комп'ютер безпосередньо до розетки).

Чому 8, а не 6? Не знаю. Цілком можливо, що люди, відповідальні за Ethernet, думали, що для швидкості 100 Мбіт / с потрібні будуть дві відправляючі та дві приймальні пари (це були "паралельні віки інтерфейсів" ;-)), або що корисність для двох телефонних ліній буде корисною.

Більше проводів може призвести до занадто дорогих кабелів, тому 8 було обрано як компроміс.

4-парний UTP-кабель з роз'ємами RJ-45 був винайдений для використання аудіо телефоном. Її прийняття та розвиток як середовище для високошвидкісних цифрових комунікацій даних стало справою зручності: адаптація раніше існуючих масових продуктів для нових цілей використання, а не розробка абсолютно нового технічного стандарту, специфічного для однієї нової програми.

Як це було продемонстровано у розробці норм швидкості. Паралельно розроблялися 100BASE-TX, -T2 та -T4, орієнтовані на впровадження різних типів існуючих електропроводів. T4 забезпечує 100 Мбіт / с на всіх 4 парах Cat3, що було в багатьох милях каналів у бізнесі вже за телефонами та попередніми мережевими технологіями. T2 може працювати на 2 парах Cat3 ціною більш складної моделі сигналізації та чутливості до перешкод, що пояснює його фактичне існування. TX потребує 2 пари Cat5, завдяки чому 2 пари можуть бути використані для інших програм: окрема фізична мережа або телефонна послуга, розділена дуже простим адаптером. Ця здатність є причиною, чому TX вижив, а T4 по суті використовувався лише перехідно. Заміна старого 4-парного телефону або UTP Cat3 на 4-парний UTP Cat5 за ті ж самі пробіги не було '

Зрештою, ніхто не використовує 2-парний UTP Cat5, оскільки 2-парний UTP будь-якого класу ніколи не був економічно обґрунтованим варіантом у грошових чи космічних умовах для чогось довшого, ніж патч-кабель. Це не набагато тонше або дешевше, ніж 4-пара, тому що 2 пари потребують такого ж фізичного та електричного захисту, як і 4, якщо ви збираєтеся запускати його в стінах і каналах.

Щодо вашого додаткового запитання щодо кількості ядер ...

Кожна з чотирьох пар кабелю Cat 5 має різну кількість поворотів на метр, щоб мінімізувати перехресні розмови між парами. Хоча кабельні збірки, що містять 4 пари, є загальними, категорія 5 не обмежується 4 парами. Магістральні програми передбачають використання до 100 пар. [2] Таке використання збалансованих ліній допомагає зберегти високе співвідношення сигнал / шум, незважаючи на перешкоди як із зовнішніх джерел, так і з перехресних переговорів інших пар. Кабелі категорії 5 найчастіше застосовуються для швидших мереж Ethernet, таких як 100BASE-TX та 1000BASE-T.

Джерело .

10BaseT і 100BaseTX потрібно лише чотири дроти, але Gigabit Ethernet потрібно вісім.

Як перше зауваження: У цьому типі кабельної системи використовується для передачі одного сигналу не один провідник, а пара. В одній лінії проводу є сигнал у фазі +, у другому - у фазі (логічно "1" є в одній лінії, наприклад + 10 В, а у другій лінії пари - 10 В). Це відбувається тому, що на RX кінці кабельного сигналу оцінюється як різниця між першим та другим рядком у парі. Це хороший метод усунення перешкод на лінії - по лінії може бути перешкоджений інший сигнал до лінії, але він буде доданий в обох рядках в одному напрямку - наприклад, якщо ви додасте в обох рядках + 10 В і у вас буде логічний "1", ви будете мати на першому рядку + 20 В, на другому рядку 0 В (-10 В + 10 В), але різниця є однаковою, 20 В. Подібно до логічного "0" буде різниця на парі 0V. Якщо чесно: я точно не знаю, скільки вольт на дроті, це лише для фантазії.

Друге повідомлення: Якщо перша кабельна система використовувала 4 пари, це було, тому що 2 пари були заплановані для комп'ютерної мережі, а інші 2 пари - для голосового зв'язку. Це було добре для мереж до 100 Мбіт / с. З мереж 1Gbps комп'ютери використовують 4 пари, а зв’язок на цій швидкості лише наполовину дуплекс. Якщо ви хочете мати повний дуплексний зв'язок зі швидкістю 1 Гбіт / с, вам доведеться скористатися оптичним кабелем.