千兆以太网上的“双向”传输如何工作?


11

我正在阅读各种双绞线协议,当我去寻找连接连接器的方法时,它们被Wikipedia的奇迹所分散。

我想知道它如何在同一导体上同时双向传输?我假设我没看错,因为如果他们轮流使用,则不会被称为全双工。

为什么比在每个方向上使用两个(不同)对更好呢?

Answers:


15

该方法称为回声消除,它需要一点信号处理。基本上,这个想法是因为您知道要发送的内容,然后可以将刚刚发送的信号与链接远端的传入信号分开。电路的设置方式,发送和接收信号相互叠加,或多或少地叠加在一起。

一个简单的示例,让您了解其工作原理:发送方是否发送

+ 1,+ 1,-1,+ 1

然后本地接收者得到

+ 2、0,-2,+ 2

那么您可以确定另一端的信号一定是

+ 1,-1,-1,+ 1

这或多或少是它的工作原理,但是由于延迟和反射,它要复杂得多。该技术被称为“回声消除”,因为仅沿行发送单独的+1不会导致接收到单独的+1,相反,您将获得多个振幅不同的延迟副本。例如,如果您发送

+1、0、0、0、0、0

你可能会回来

0,+ 0.8、0,+ 0.2,-0.1,+ 0.1

由于沿线的不连续性。然后,接收到的信号将以这种模式变成发送信号的“卷积”。例如,如果您发送

+ 1,+ 1,-1,+ 1、0、0、0、0

那么你会得到像

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

收发器发送训练序列以弄清楚回声是什么样的(例如,发送单独的+1,而另一端发送0并测量您在接收器处得到的信号)。该信息用于重建接收者期望从回传的传输数据中看到的内容。从接收到的数据中减去此重构,剩下来自链路另一端的信号。

这种方法不能像在每个方向上使用单独的信令对那样承受那么多的损耗或噪声,但是,这意味着您可以重复使用已经布线到建筑物中每个房间的旧100 Mbit电缆。

顺便说一句,10 Mbit和100 Mbit信令效率极低:即使电缆有四对,也都使用一个接收对和一个发送对。在开发千兆以太网时,设计人员希望尽可能保持与10和100 Mbit以太网的兼容性。由于不可能从单个对中获得10倍的带宽,因此解决方案是将单对带宽提高2.5倍,然后使用所有四对。他们现在在同一电缆的稍有改进的版本上具有10G以太网(主要是需要很多屏蔽),但是目前很少见(大多数10G以太网使用完全不同的电缆,在每个方向上都有一对以10G运行)。我严重怀疑我们会通过RJ-45电缆看到比10G以太网更快的速度。


1
如果只使用一半的电线,为什么人们要支付两倍的铜费?
JDługosz

这是一个非常好的问题。我认为这是电话系统的一个障碍-用于以太网的RJ-45插孔可以承载四条电话线。奇怪的线对配置也来自电话接线,因为它允许将具有两线或四线功能的连接器轻松地与一线或两线布线。还值得注意的一点是:许多建筑物的每个房间都有多条RJ-45端接电缆,这些电缆端接在电信机房的配线架中,并且可以根据需要连接到电话线或以太网交换机。另外,RJ-11插头可插入RJ-45插孔。
alex.forencich 2014年

关于电信和数据通信的事情要记住的一件事:驱动新设计的各种“传统”约束条件使它们的采用和维护成本更低。
alex.forencich 2014年

6

他们是怎么做到的呢?

从802.3标准(IEEE Std 802.3-2012,sec 3,p.180):

通过在每个线对上以250 Mb / s的数据速率进行传输可以达到1000 Mb / s的总数据速率,如图40-2所示。混合和消除器的使用通过允许在同一对电线上同时发送和接收符号来实现全双工传输。在每个线对上使用调制速率为125 MBd的基带信令。从四维五级符号星座中选择发送的符号。

混合是一种类型的定向耦合器。就是说,一个组件可以分离沿线路的正向和反向传播的信号。

为什么会更好?

因为每条电缆在每个方向上仅需承载约250 Mb / s的速率,而不是500 Mb / s,因此可以实现更长的链路距离。


3

Gige Speed以太网使用先进的均衡技术来补偿连接器反射,传播路径中的阻抗变化以及各种其他缺陷。

至于如何同时发送和接收?

它需要两件事,一是发射机的阻抗不能太低以至于使输入信号短路,但是驱动器需要进行阻抗匹配以始终防止反射。需要做的第二件事是您知道要传输的内容,因此与该波形的任何偏差都必须是输入波形。只要反射不是太高,您就应该能够(并且实际上是成功的)提取相关信息。

By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.