Dobre pytanie. Pełne udzielenie odpowiedzi wymagałoby dość głębokiego spojrzenia na okablowanie Ethernet. Ale spróbuję wyjaśnić to prostszym językiem.
Wszystkie trzy prędkości (10, 100, 1000) przebiegają przez to samo fizyczne okablowanie: nieekranowaną skrętkę ( UTP ). UTP składa się z 4 par drutów (8 drutów ogółem) - każda para jest skręcona wokół siebie . Każda para drutów współpracuje ze sobą, wysyłając sygnały na drugi koniec.
To, co pozwala temu samemu okablowaniu fizycznemu przenosić bity przez drut przy tak bardzo różnych prędkościach, to różne sposoby użycia każdej z 4 par drutów. Będziemy musieli omówić trzy oddzielne pomysły: standardy i użycie drutu, transmitowane bity i częstotliwość.
Standardy i użycie drutu
Na przykład 100BASE-TX jest dominującym standardem, który zarządza szybkościami transmisji 100 Mb / s przez UTP. Odbywa się to przez przeznaczenie jednej pary przewodów do transmisji, a drugiej pary przewodów do odbioru - pozostałe dwie pary są nieużywane.
1000BASE-T jest dominującym standardem, który reguluje prędkości transmisji 1000 Mb / s przez UTP. Odbywa się to za pomocą wszystkich czterech par przewodów jednocześnie w obu kierunkach. Każda para odpowiada za przenoszenie około 250 Mb / s ruchu na raz, zapewniając całkowitą przepustowość 1000 Mb / s lub 1 Gb / s.
Transmisje bitów
Jedną z innych różnic między 100BASE-TX i 1000BASE-T jest to, że każdy z nich transmituje bity w drucie inaczej.
Zasadniczo w danym momencie pewien sygnał napięcia na przewodzie reprezentuje pewną wartość. W 100BASE-TX istnieją tylko dwie możliwe wartości: wartość 0lub wartość 1. Można powiedzieć, że w danym przypadku pojedynczy bit można przesłać przez drut .
W 1000BASE-T, istnieją cztery możliwe wartości napięcia, które mogą występować na drucie: 00 01 10 11. Lub, inaczej mówiąc, każde wystąpienie sygnału przykładanego do UTP w standardzie 1000BASE-T przesyła dwa bity na raz.
Częstotliwość
100BASE-TX wymaga częstotliwości 100 MHz , co oznacza, że każdy sygnał może być przyłożony i odczytany przez drugą stronę 100 milionów razy na sekundę. Ostatecznie jest to prędkość, z jaką każda para drutów może przesyłać albo a 1albo a 0. To powoduje, że 100BASE-TX uzyskuje prędkość 100 Mb / s, ponieważ każde „wystąpienie” przykładanego sygnału jest równoważne pojedynczemu przesyłanemu bitowi. A ponieważ stosowane są dwie pary (jedna w każdym kierunku), co odpowiada 100 Mb / s w jednym kierunku i 100 Mb / s w drugim lub w sumie 100 Mb / s pełnego dupleksu.
1000BASE-T wymaga zastosowania częstotliwości 125 MHz, co oznacza, że sygnał można odczytać z (pary) przewodów 125 milionów razy na sekundę. Ponieważ każde wystąpienie sygnału zastosowanego w 1000BASE-T wysyła dwa bity przez drut, oznacza to, że każda para może przesyłać 250 milionów bitów przez drut na sekundę, czyli 250 Mb / s. Ponieważ są używane cztery pary, daje to w sumie prędkość 1000 Mb / s lub 1 GB / s.
Podsumowanie
Są to niektóre z metod, w których pojedyncza fizyczna specyfikacja okablowania (UTP) jest w stanie przesyłać dane z tak ogromnymi różnymi prędkościami (10 Mb / s, 100 Mb / s, 1000 Mb / s - lub 10/100/1000). Pomyśl o tym z punktu widzenia ewolucji technologii - inżynierowie znaleźli nowe sposoby przesyłania danych tym samym przewodem. Jako taki, pojedynczy drut może wykonywać wiele prędkości jednocześnie. Pojedynczy drut UTP może wykonywać 10, 100 lub 1000 milionów bitów na sekundę, dlatego druty i interfejsy są oznaczone 10/100/1000.
Obawiam się, że nie znam specyfiki tego, w jaki sposób 10BASE-T przenosi bity przez drut, więc nie mogę opisać, jak to działa, tak jak zrobiłem pozostałe dwa standardy