Wie funktionieren Tx / Rx-Kabelpaare in einem Ethernet-Kabel?

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Diese Frage wird eine Vereinfachung sein, da mir das richtige Wissen fehlt.

Nehmen wir an, wir möchten ein Signal über das Netzwerk senden. Wir werden dieses Schema verwenden, da die Signale hoffentlich so über das Netzwerk gesendet werden:

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Vorausgesetzt, das oben Gesagte ist ungefähr so, wie eine Signalübertragung funktioniert. Wie würde ein Schaltungsschema für ein Ethernet 100TX-Netzwerkkabel aussehen? (Das Kabel verwendet die Drähte 1, 2, 3 und 6, um Daten zu übertragen, 1,2 Paare für Tx (Übertragung) und 3,6 für Rx (Empfang).

Wenn ich diese Frage stelle, möchte ich verstehen, ob beide Tx-Drähte (1,2-Drähte) gleichzeitig zur Datenübertragung verwendet werden oder ob ich immer zwei Drähte haben muss, um tatsächlich ein Signal über ein Netzwerk zu übertragen. Wenn erstere zutrifft, warum brauche ich immer zwei Kabel?

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Ok, das "Erdungskabel" -Konzept. Nachdem ich Ihren Kommentar zum ersten Mal gelesen habe, habe ich gedacht, dass Sie die Spannung zwischen Draht1 und Draht1 (macht keinen Sinn) oder zwischen Draht1-Draht2 (Sie können nur einmal messen, wie kommt es, dass 2 Signale kommen) messen. Nachdem ich den Kommentar zum zweiten Mal gelesen hatte, stellte ich fest, dass das System möglicherweise ein drittes Kabel enthält. Und sowohl PC1 als auch PC2 können ihre eigenen Erdungskabel haben. Die Zeichnung:

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//bearbeiten:

  • PC2 verfügt über ein eigenes Erdungskabel
  • PC1- und PC2-Kabel sind getrennt (nicht angeschlossen)
  • Auf dem Bild sende ich 1111111 ... auf der ersten Leitung und 0000000 ... auf der zweiten Leitung gleichzeitig . Beachten Sie auch, dass die Zeit vergeht und kein Taktsignal in der Schaltung vorhanden ist. Das Taktsignal, das angibt, wann ein Signal endet und wo ein anderes Signal beginnt.
colemik
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Wenn Ihr Stromkreis nicht mit dem Erdungskabel verbunden ist, ist dieses Kabel nicht wirklich mit Ihrem Stromkreis "geerdet". Ich werde meine Antwort so ändern, dass sie eine echte Differenzsignalisierung mit Masse enthält. Die Schaltung, die ich gezeigt habe, ist nicht differenziell, da das Erdungskabel dasjenige sein könnte, das an beide negativen Anschlüsse der Batterien angeschlossen ist.
Pentium100

Antworten:

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Ein Paar wird zum Senden verwendet, das andere zum Empfangen.

Wenn Sie zwei Computer ohne Switch oder Hub verbinden, mussten Sie in der Vergangenheit ein Crossover-Kabel verwenden, bei dem ein Paar an einem Ende mit den Pins 1,2 und am anderen Ende mit den Pins 3,6 verbunden ist. Hubs hatten eine umgekehrte Pinbelegung des Sockels, sodass Sie ein PC mit einem geraden Kabel an einen Hub anschließen können, aber ein Crossover-Kabel benötigen, um zwei Hubs zu verbinden (es sei denn, ein Hub verfügt über einen "Uplink" -Port).

Moderne Ethernet-Geräte können mit jedem Kabel verbunden werden - sie ermitteln, ob das Kabel gerade oder gekreuzt ist, und konfigurieren sich entsprechend neu. Gigabit-Ethernet funktioniert etwas anders - es verwendet alle Paare (statt nur zwei) und kann jedes Paar nach Bedarf als "Senden" oder "Empfangen" neu konfigurieren.

Nun, warum Paare anstelle von Einzeldrähten verwendet werden:

Um Daten zu übertragen, müssen Sie in der Lage sein, Strom auf das empfangende Gerät zu übertragen. Da wir wissen, dass Strom nur fließt, wenn ein geschlossener Stromkreis vorliegt, benötigen Sie mindestens zwei Drähte, die die Geräte verbinden. Ihr "Schema 2" funktioniert nicht, da Sie die nicht angeschlossenen "Batterien" gezogen haben. Dies kann auf zwei Arten erfolgen: Einfacher ist es, ein oder mehrere Datenkabel und ein Erdungskabel (Single Ended System genannt) zu haben. Hier wird die Masse von allen Signalen geteilt und Sie benötigen weniger Drähte. Dieses System funktioniert jedoch auf großen Entfernungen nicht gut - Rauschen kann leicht in das Kabel eindringen und das Empfangsgerät kann die Übertragung möglicherweise nicht verstehen. Eine Lösung besteht darin, ein Koaxialkabel zu verwenden (es schützt das Datenkabel vor Rauschen). Diese sind jedoch teuer und Sie benötigen ein Kabel für jeden Datenstift. Dennoch werden beispielsweise mehrere Koaxialkabel verwendet, z. zum Anschließen eines VGA-Monitors an den Computer (zumindest in den besseren Monitorkabeln). Dies gilt auch für analoges Audio.

Eine bessere Möglichkeit besteht darin, zwei Drähte für jedes Signal zu haben. Jetzt senden Sie das Signal in beiden Drähten, invertieren jedoch einen von ihnen. Wenn Sie also "1" in einem Draht senden, senden Sie "0" in den anderen - die Spannung zwischen diesen beiden Drähten ist also immer ungleich Null. Sie verwenden auch ein Twisted Pair-Kabel. Dies wird als Differenzsignalisierung bezeichnet. Jetzt wirkt sich das Rauschen auf beide Drähte in einem Paar gleichermaßen aus und der Empfänger kann es aufheben (indem er die Spannung zwischen den Drähten anstelle jedes Drahtes zur Erde misst). Dadurch kann das Signal mit billigeren Twisted-Pair-Kabeln weiter gesendet werden. Professionelles analoges Audio verwendet auch Differenzsignale beispielsweise für Mikrofone usw. (die XLR-Anschlüsse haben drei Pins - positives Signal, negatives Signal und Masse), sodass längere Kabel verwendet werden können, ohne dass das Signal durch Rauschen beeinträchtigt wird.

Ein Beispiel für eine Differenzsignalisierung: diff

Wie Sie sehen, ist in diesem Fall die Polarität der empfangenen Spannung von Bedeutung. Wenn also das Rauschen beide Drähte gleich beeinflusst, ändert sich die Polarität nicht und die Informationen werden weiterhin übertragen.

Um in beide Richtungen (aber nicht gleichzeitig, sogenannter "Halbduplex") über dasselbe Kabelpaar zu senden, können Sie dies folgendermaßen tun:

Halbduplex

Wenn nun ein Schalter geschlossen ist, leuchten beide Lampen auf, sodass jedes Ende abwechselnd senden kann. Diese Anordnung wird als "offener Kollektor" bezeichnet.

Pentium100
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Vielen Dank. Bei einem Koaxialkabel ist die Abschirmung die Masse / oder, um es mit „dem anderen Draht“ zu sagen, der den Stromkreis schließt? (Ich frage nach diesem bc das Koaxialkabel scheint nur einen Draht zu haben)
colemik
Wie kann ich zwei Signale gleichzeitig über zwei Drähte (zwei Drähte, die einen Stromkreis bilden) senden? (da ich nur einen Schalter in einem Kabelpaar habe, um ein Signal zu senden) (ein Schalter - ein Signal pro
Kabelpaar
@trismarck in einem Koaxialkabel, die Abschirmung ist der "andere Draht", deshalb ist es da. Es ist ziemlich einfach, ein Signal alternativ (in jeweils einer Richtung) über dieselbe Schaltung in beide Richtungen zu senden. Ich werde die Antwort so bearbeiten, dass sie den Schaltplan enthält.
Pentium100
Ich verstehe es immer noch nicht;) Zitat: "Jetzt senden Sie das Signal in beiden Drähten, aber invertieren Sie einen von ihnen [ich invertiere einen der Drähte?, Was meinen Sie mit" invertieren "], das heißt, wenn Sie Senden Sie 1 in einem Draht, Sie senden 0 in den anderen - die Spannung zwischen diesen beiden Drähten ist also immer ungleich Null. " Siehe meinen Kommentar zwischen []. Und tut mir leid, dass ich so hartnäckig bin.
Colemik
@trismarck Ich wollte damit sagen (manchmal macht die Tatsache, dass Englisch nicht meine Muttersprache ist, einige Ausdrücke seltsam), dass das Signal auf einem Draht (in Bezug auf Masse oder einen anderen Punkt) umgekehrt ist, wenn Sie das Signal mit Diff-Signal senden des Signals auf dem anderen Draht. Anstatt beispielsweise einen Schalter zum Ein- und Ausschalten des Signals zu haben, würden Sie stattdessen die Polarität der "Batterie" umschalten und am anderen Ende Dioden verwenden, um festzustellen, auf welche Weise die Batterie angeschlossen ist. Fragen zu stellen ist gut. Wenn Sie immer noch nicht verstehen, werde ich einen Schaltplan zeichnen.
Pentium100