Dlaczego kable Ethernet mają 8 przewodów?

To może wydawać się głupie pytanie, ale dlaczego kable Ethernet mają 8 przewodów? Kable Cat5 wykorzystywały tylko 4 z 8 przewodów, więc tylko 4 są faktycznie „potrzebne”. Dlaczego nie 12 lub 16 przewodów?

To interesujące pytanie, ponieważ nigdy nie widziałem niczego, co autorytatywnie określa decyzje projektowe związane z tym wyborem. Wszystko, na co się natknąłem, czy to na Interwebs, czy w rozmowach z ludźmi mądrzejszymi ode mnie w tej dziedzinie, wydaje się wskazywać na dwie możliwości:

1. Zabezpieczenie na przyszłość
2. Dodatkowe ekranowanie

Sprawdzanie przyszłości

Do czasu specyfikacji Cat5 obserwowaliśmy eksplozję przebiegów kabli danych. Telefon korzystał z Cat3 lub czegoś podobnego od jakiegoś czasu, szeregowe połączenia zostały uruchomione w kampusach uniwersyteckich, ThickNet się obejrzał, ThinNet zaczął być szeroko stosowany w laboratoriach mikrokomputerowych, a w niektórych przypadkach w biurach. Było oczywiste, że sprzęt komputerowy stanowi falę przyszłości. Dowiedzieliśmy się również o strasznych kosztach wymiany okablowania, aby sprostać wymaganiom dłuższych segmentów lub wyższych prędkości. Spójrzmy prawdzie w oczy, wymiana okablowania jest koszmarnym obowiązkiem i droga.

Pomysł ograniczenia tego kosztu poprzez opracowanie kabla, który można by uruchomić i pozostawić na miejscu przez pewien czas, był zdecydowanie atrakcyjny. Inżynierowie myślący przyszłościowo, prawdopodobnie zmęczeni wymianą okablowania, mogli z łatwością znaleźć dodatkowe pary w specyfikacji. W końcu, zwłaszcza w czasach, gdy cena miedzi luzem była stosunkowo niska. Co jest droższe - dodanie 4 dodatkowych przewodów lub poproszenie zespołu ludzi o usunięcie starego okablowania i dodanie nowego?

Dodatkowe ekranowanie

Ponieważ typowym Cat5 jest UTP (nieekranowana skrętka), nie zawiera on dodatkowej uziemionej folii do usuwania zewnętrznych zakłóceń elektromagnetycznych. Zostało mi opisane, że gdy właściwie uziemione, nieużywane przewody pomogą buforować użyteczne pary w podobny, choć mniej skuteczny sposób, niż faktyczne ekranowanie. Mogło to być ważną cechą na dłuższych odcinkach i (elektrycznie) hałaśliwym otoczeniu, do którego byliśmy przyzwyczajeni.

Dla mnie argument na przyszłość jest najbardziej przekonujący.

Z tego samego powodu, dla którego pierwsza i druga para są podłączone do pinów 4, 5 i 3, 6: zgodność z systemami telefonicznymi. W telefonii główna para to środkowa para, a druga para to kolejna od środkowej (piny 2, 5 w RJ11 i 3, 6 w RJ45).

Jeśli korzystasz z Fast Ethernet lub Ethernet, możesz przekierować sygnał telefoniczny zwykłym kablem i będzie on działał bez rozgałęźnika (możesz podłączyć telefon lub komputer bezpośrednio do gniazda).

Dlaczego 8, a nie 6? Nie wiem Możliwe, że ludzie odpowiedzialni za Ethernet myśleli, że prędkości 100 Mb / s będą wymagały dwóch par wysyłających i dwóch odbierających ( były to „czasy interfejsów równoległych” ;-)) lub że posiadanie przepustowości dla 2 linii telefonicznych byłoby korzystne.

Więcej przewodów może prowadzić do zbyt drogich kabli, więc 8 wybrano jako kompromis.

4-parowy kabel UTP ze złączami RJ-45 został wynaleziony do użytku w telefonach audio. Jego przyjęcie i ewolucja jako medium do szybkiej cyfrowej transmisji danych było kwestią wygody: dostosowanie wcześniej istniejących masowo produkowanych produktów do nowych zastosowań zamiast opracowywania zupełnie nowego standardu technicznego specyficznego dla jednej nowej aplikacji.

Sposób, w jaki to działa, został zademonstrowany podczas opracowywania norm prędkości. Równolegle opracowano 100BASE-TX, -T2 i -T4, ukierunkowane na przyjęcie w różnych rodzajach wcześniej istniejących instalacji elektrycznych. T4 zapewnia przepływność 100 Mb / s na wszystkich 4 parach Cat3, które znajdowały się już w wielu milach kanałów w firmach już dla telefonów i wcześniejszych technologii sieciowych. T2 może pracować na 2 parach Cat3 kosztem bardziej złożonego modelu sygnalizacji i wrażliwości na interferencje, co tłumaczy jego de facto nieistnienie. TX potrzebuje 2 par Cat5, co pozostawia 2 pary nadające się do innych zastosowań: odrębną sieć fizyczną lub usługę telefoniczną, podzieloną za pomocą bardzo prostego adaptera. Dzięki tej zdolności TX przeżył, podczas gdy T4 był zasadniczo używany tylko przejściowo. Zamiana starego 4-parowego telefonu lub Cat3 UTP na 4-parowy UTP Cat5 w tych samych seriach nie była

Ostatecznie nikt nie używa 2-parowego UTP Cat5, ponieważ 2-parowy UTP dowolnego gatunku nigdy nie był ekonomicznie uzasadnioną opcją pod względem pieniędzy lub przestrzeni dla niczego dłuższego niż kabel krosowy. Nie jest dużo cieńszy ani tańszy niż 4 pary, ponieważ 2 pary potrzebują takiej samej ochrony fizycznej i elektrycznej jak 4, jeśli zamierzasz je prowadzić w ścianach i kanałach.

Jeśli chodzi o dodatkowe pytanie dotyczące liczby rdzeni ...

Każda z czterech par w kablu Cat 5 ma różną dokładną liczbę skrętów na metr, aby zminimalizować przesłuch między parami. Chociaż zestawy kabli zawierające 4 pary są powszechne, kategoria 5 nie jest ograniczona do 4 par. Aplikacje szkieletowe wymagają użycia do 100 par. [2] Takie wykorzystanie linii zrównoważonych pomaga zachować wysoki stosunek sygnału do szumu pomimo interferencji zarówno ze źródeł zewnętrznych, jak i przesłuchów z innych par. Okablowanie kategorii 5 jest najczęściej stosowane w szybszych sieciach Ethernet, takich jak 100BASE-TX i 1000BASE-T.

Źródło .

10BaseT i 100BaseTX potrzebują tylko czterech przewodów, ale Gigabit Ethernet potrzebuje ośmiu.

Pierwsza uwaga: w tego rodzaju systemie okablowania wykorzystuje się do transmisji jednego sygnału nie jednego przewodu, ale pary. W jednej linii drut jest sygnałem w fazie +, w drugiej w fazie - (logiczne „1” znajduje się w jednej linii, na przykład + 10 V, ale w drugiej linii pary wynosi -10 V). Jest tak, ponieważ na końcu RX sygnał kablowy jest oceniany jako różnica między pierwszą i drugą linią w parze. Jest to dobry sposób na wyeliminowanie zakłóceń na linii - na linii można zakłócać inny sygnał do linii, ale zostanie on dodany na obu liniach w tym samym kierunku - na przykład, jeśli dodałeś na obu liniach + 10 V i będziesz mieć logiczne „1”, będziesz miał na pierwszej linii + 20 V, na drugiej linii 0 V (-10 V + 10 V), ale różnica jest nadal taka sama, 20 V. Podobne dla logicznego „0” będzie różnica na parze 0 V. Szczerze mówiąc: nie wiem dokładnie, ile woltów jest na przewodzie, to tylko dla wyobraźni.

Drugie powiadomienie: jeśli pierwszy system okablowania wykorzystywał 4 pary, było tak, ponieważ dla sieci komputerowej zaplanowano 2 pary, a dla komunikacji głosowej pozostałe 2 pary. To było dobre do 100 Mb / s sieci. W sieciach 1 Gb / s komputery używają 4 par, a komunikacja na tej prędkości jest tylko w połowie dupleksowa. Jeśli chcesz mieć pełny dupleks z prędkością 1 Gb / s, musisz użyć okablowania optycznego.