Masz rację, że tak wysokie częstotliwości byłyby całkowicie niemożliwe do zarządzania. Wysłanie jednego bitu na częstotliwość spowodowałoby również problemy dla różnych rodzajów transmisji radiowych. Mamy więc techniki modulacji, które pozwalają wysłać więcej niż jeden bit.
Odrobina terminologii: baud, większość ludzi pamięta ten termin z czasów modemów telefonicznych, to szybkość symboli, przy której działa medium komunikacyjne. Symbol może zawierać więcej niż jeden bit, więc wysyłanie symboli wielobitowych pozwala na większą przepustowość przy niższych częstotliwościach.
10MbE (10Base-T) wykorzystywał bardzo proste odwrócone kodowanie Manchester, 10 Mbaud i pojedynczą parę różnicową -2,5 V / 2,5 V do komunikacji w każdym kierunku.
100MbE (100Base-TX) zastosował kodowanie 4B / 5B, 125 Mb / s oraz pojedynczą parę różnicową -1.0 / 1.0v do komunikacji w każdym kierunku. Zatem 4 / 5b * 125 MHz = 100 Mb w każdym kierunku.
1GbE (1000Base-T) wykorzystuje PAM-5 TCM, ten sam 125 Mbaud co 100MbE, wszystkie cztery pary różnicowe -1.0 / 1.0v do komunikacji w obu kierunkach jednocześnie. Kodowanie PAM-5 pozwala na 5 stanów, ale modulacja kraty ogranicza każdy koniec do 2 w danym momencie, więc 2 bity są wysyłane w każdym symbolu. Zatem 125 M / s * 4 * 2b = 1 Gb / s.
Uwagi dodatkowe: 1GbE używa tylko jednej pary do negocjacji początkowego połączenia. Jeśli na kablu działa tylko ta para, może to prowadzić do braku odpowiedzi karty sieciowej, która wydaje się łączyć. Ponadto prawie wszystkie nowe karty sieciowe mogą negocjować dowolną z 4 par, co umożliwia automatyczne MDI / MDI-X (ale nie jest to wymagane przez specyfikację). 1000Base-T wymaga okablowania Cat5e. 1000Base-TX uproszczone karty sieciowe, ale wymagany kabel Cat6; z różnych powodów nigdy nie oderwał się od ziemi.
10GbE wykorzystuje kodowanie PAM-16 DSQ128, 833 Mbaud, 4 pary jak poprzednio. Nowy PAM-16 DSQ-128 z korekcją błędów LDPC jest na tyle skomplikowany, że nie będę próbował wyjaśniać, jak tutaj działa, poza stwierdzeniem, że skutecznie przesyła 3 bity informacji na symbol nawet przez okablowanie o częstotliwości tylko 500 MHz (lub mniej w niektóre okoliczności). Zatem 833,3 MHz * 4 * 3b = 10 Gb / s.
Uwagi dodatkowe: 10GbE wymaga okablowania Cat6a do pracy na 100m, Cat6 na 55m i może współpracować z Cat5e dla bardzo krótkich kabli. Okablowanie inne niż Cat6a powinno być odradzane ze względu na odchylenie od standardowej długości 100 m. Ponadto starsze karty sieciowe nie miały wzmocnienia niezbędnego do wysyłania 10GbE na odległości 100 m i były ograniczone do krótszych kabli - szczegółowe informacje na temat producenta, jeśli masz kartę sieciową 10GbE pierwszej generacji.
40GbE i 100GbE nie mają obecnie sfinalizowanych standardów miedzi. Istnieją dwie propozycje 40GBase-T. Pierwszy wykorzystuje te same techniki co 10Gbase-T, ale 4x szybszy i wymagający okablowania certyfikowanego dla ~ 1600 MHz. Drugi wykorzystuje PAM-32 DSQ-512 i wymaga okablowania przy ~ 1200 MHz (wyższa złożoność oznaczałaby stosunkowo drogie karty sieciowe). Oba mogą używać LDPC, aby umożliwić stosowanie lekko niedocenionego okablowania.
Złącza: ani 40, ani 100GbE nie będzie używać złącza C8P8 (potocznie RJ-45), ale prawdopodobnie jego odmiana o nazwie GG45, z 4 parami w 4 rogach złącza. Istnieje również złącze pośrednie, ARJ45-HD z pinami dla 10MbE-10GbE (RJ-45) i 40GbE-100GbE (GG45). TERA to konkurujące złącze o częstotliwości 1000 MHz, wydaje się mało prawdopodobne, aby stało się nowym standardem.
Okablowanie: Cat7 i Cat7a to standardy okablowania przeznaczone dla 600 MHz i 1200 MHz. Pierwotnie były nazywane CatF i CatFa. Cat8.1 i Cat8.2 zostały zaproponowane z ocenami dla 1600 i 2000 MHz.
Trwa debata na temat tego, czy będzie standard 100GBase-T, ponieważ przy obecnej technologii Cat7a, Cat8.1 i Cat8.2 będą przenosić tylko takie połączenia odpowiednio 10 m, 30 m i 50 m. Cat7a i nowsze to już zupełnie inne kable od Cat6a i niższych, wymagające ekranowania zarówno poszczególnych par, jak i kabla jako całości. Testy sugerujące, że te połączenia są możliwe, nie wykazują również opłacalnej implementacji. Istnieje uzasadniona spekulacja, że bardziej zaawansowane / czułe obwody mogą przenosić 100GbE w pewnym momencie w przyszłości, ale to tylko spekulacja.
Warto wspomnieć: 10GBase-R, 40GBase-R i 100GBase-R to rodzina specyfikacji światłowodów dla 10, 40 i 100GbE, które wszystkie zostały znormalizowane. Wszystkie są dostępne w krótkich (-SR, 400 m), długich (-LR, 10 km), rozszerzonych (-ER, 40 km), zastrzeżonych (-ZR, 80 km) i EPON / x (-PR / x, 20 km) zakresach . Wszystkie używają wspólnego kodowania 64b / 66b, 10,3125 GBaud, i po prostu używają więcej „linii” dla dodatkowej pojemności (odpowiednio 1, 4 i 10) - linie mają różne długości fali światła na tym samym kablu światłowodowym. Zastrzeżona implementacja 200GBase działa na drodze do standaryzacji, choć z modulowanymi częstotliwościami DWDM i zasięgami do 2 mm.