Eu estava lendo sobre os vários protocolos de pares trançados, sendo distraído pelas maravilhas da Wikipedia quando fui procurar o caminho para conectar um conector.
E eu estou querendo saber como ele pode transmitir nas duas direções ao mesmo tempo pelo mesmo condutor? Suponho que li isso corretamente, pois, se eles se revezarem, não seria chamado de full duplex.
E por que isso é melhor do que usar dois pares (diferentes) em cada direção?
Respostas:
O método é chamado de cancelamento de eco e requer um pouco de processamento de sinal. Basicamente, a idéia é que, como você sabe o que está enviando, pode separar o sinal que acabou de enviar do que está vindo do outro lado do link. Da maneira como o circuito é configurado, os sinais de transmissão e recepção são sobrepostos uns sobre os outros, somando-se mais ou menos.
Exemplo simples para você ter uma idéia de como isso funciona: se o transmissor enviar
+1, +1, -1, +1
e o receptor local recebe
+2, 0, -2, +2
então você pode descobrir que o sinal do outro lado deve ter sido
+1, -1, -1, +1
Essa é mais ou menos a essência de como funciona, mas é significativamente mais complicada devido a atrasos e reflexões. A técnica é chamada de 'cancelamento de eco' porque enviar apenas um +1 solitário na linha não resultará no recebimento de um solitário +1, mas você receberá várias cópias atrasadas em várias amplitudes. Por exemplo, se você enviar
+1, 0, 0, 0, 0, 0
você pode voltar
0, +0,8, 0, +0,2, -0,1, +0,1
devido a descontinuidades ao longo da linha. O sinal recebido torna-se então a 'convolução' do sinal transmitido com este padrão. Por exemplo, se você enviar
+1, +1, -1, +1, 0, 0, 0, 0
então você terá algo como
0, +0,8, +0,8, -0,6, +0,9, -0,2, +0,4, -0,2, +0,1
Os transceptores enviam sequências de treinamento para descobrir como é o eco (por exemplo, envie um +1 isolado enquanto a outra extremidade está enviando 0 e mede o que você recebe no receptor). Esta informação é usada para reconstruir o que o receptor esperaria ver dos dados transmitidos ecoando de volta. Essa reconstrução é subtraída dos dados recebidos, deixando para trás o sinal da outra extremidade do link.
Esse método não pode tolerar tanta perda ou ruído quanto o uso de pares de sinalização separados para cada direção; no entanto, isso significa que você pode reutilizar o antigo cabeamento de 100 Mbit que você já direcionou para todas as salas do seu prédio.
Aliás, a sinalização de 10 Mbit e 100 Mbit é terrivelmente ineficiente: ambos usam um único par de recebimento e um único par de transmissão, mesmo que o cabo tenha quatro pares. Quando a Ethernet Gigabit foi desenvolvida, os projetistas queriam manter a compatibilidade com a Ethernet de 10 e 100 Mbit, tanto quanto possível. Como não havia como obter 10x a largura de banda de um único par, a solução era melhorar a largura de banda de um único par em 2,5x e usar os quatro pares. Agora eles têm Ethernet 10G sobre uma versão ligeiramente melhorada do mesmo cabeamento (principalmente requer muita blindagem), mas atualmente é muito incomum (a maioria dos ethernet 10G usa cabos completamente diferentes que possuem um par em cada direção, operando a 10G). Eu duvido seriamente que veremos algo mais rápido que a Ethernet 10G em cabos RJ-45.
Como eles fazem isso?
No padrão 802.3 (IEEE Std 802.3-2012, seção 3, p. 180):
A taxa de dados agregada de 1000 Mb / s é alcançada por transmissão a uma taxa de dados de 250 Mb / s sobre cada par de fios, como mostra a Figura 40-2. O uso de híbridos e canceladores permite a transmissão full duplex, permitindo que os símbolos sejam transmitidos e recebidos nos mesmos pares de fios ao mesmo tempo. A sinalização de banda base com uma taxa de modulação de 125 MBd é usada em cada um dos pares de fios. Os símbolos transmitidos são selecionados a partir de uma constelação de símbolos quadridimensional de 5 níveis.
Um híbrido é um tipo de acoplador direcional . Ou seja, um componente que separa os sinais que viajam nas direções para frente e para trás na linha.
Porque é melhor?
Como cada cabo só precisa transportar ~ 250 Mb / s em cada direção, em vez de 500 Mb / s, o que permite distâncias mais longas do link.
A Gige Speed Ethernet utiliza técnicas avançadas de equalização para compensar reflexões do conector, alterações de impedância no caminho de propagação e várias outras imperfeições.
Quanto a como você pode transmitir e receber ao mesmo tempo?
Requer duas coisas, uma é que a impedância do transmissor não pode ser tão baixa que reduz o sinal de entrada, mas o driver precisa ser correspondido por impedância para evitar reflexos. A segunda coisa necessária é que você saiba o que está transmitindo; portanto, qualquer desvio dessa forma de onda deve ser a forma de onda recebida. Desde que as reflexões não sejam muito altas, você deve ser capaz (e de fato é bem-sucedido) de extrair as informações relevantes.