Warum haben Ethernetkabel 8 Drähte?

Das mag eine blöde Frage sein, aber warum haben Ethernet-Kabel 8 Drähte? Bei Cat5-Kabeln wurden nur 4 der 8 Drähte verwendet, sodass nur 4 tatsächlich "benötigt" werden. Warum nicht 12 oder 16 Drähte?

Dies ist eine interessante Frage, da ich noch nie etwas gesehen habe, das die Entwurfsentscheidungen hinter dieser Wahl maßgeblich festlegt. Alles, was mir in den Interwebs oder bei Gesprächen mit Leuten begegnet ist, die schlauer sind als ich, scheint auf zwei Möglichkeiten hinzuweisen:

1. Zukunftssicherheit
2. Extra Abschirmung

Zukunftssicher

Zum Zeitpunkt der Cat5-Spezifikation hatten wir die Explosion von Datenkabelstrecken gesehen. Das Telefon hatte Cat3 verwendet oder etwas Ähnliches, serielle Verbindungen waren auf dem gesamten Universitätsgelände hergestellt worden, ThickNet hatte sich herumgetrieben, ThinNet wurde in Mikrocomputerlabors und in einigen Fällen in Büros zunehmend eingesetzt. Es war offensichtlich, dass die Vernetzung von Computergeräten die Welle der Zukunft war. Wir hatten auch die schrecklichen Kosten eines Kabelwechsels erfahren, um den Anforderungen längerer Segmente oder höherer Geschwindigkeiten gerecht zu werden. Seien wir ehrlich, das Ersetzen von Kabeln ist ein Albtraum und teuer.

Die Idee, diese Kosten durch die Entwicklung eines Kabels zu begrenzen, das verlegt werden kann und einige Zeit an Ort und Stelle bleibt, war auf jeden Fall attraktiv. Vorausschauende Ingenieure, die es wahrscheinlich satt hatten, die Verkabelung auszutauschen, hätten es leicht als sinnvoll empfunden, zusätzliche Paare in die Spezifikation aufzunehmen. Immerhin, vor allem zu einer Zeit, als der Preis für Kupfer in loser Schüttung relativ niedrig war. Was ist teurer - Hinzufügen von 4 zusätzlichen Drähten oder von einem Team, das alte Drähte entfernt und neue hinzufügt?

Extra Abschirmung

Da es sich bei Cat5 in der Regel um UTP (ungeschirmtes Twisted Pair) handelt, enthält es keine zusätzliche geerdete Folie, um die elektromagnetischen Störungen von außen zu beseitigen. Es wurde mir beschrieben, dass die nicht verwendeten Drähte bei ordnungsgemäßer Erdung dazu beitragen, die in Gebrauch befindlichen Paare auf ähnliche, wenn auch weniger wirksame Weise zu puffern als die tatsächliche Abschirmung. Dies könnte ein wichtiges Merkmal auf lange Sicht und in (elektrisch) lauten Umgebungen gewesen sein, an die wir damals gewöhnt waren.

Für mich ist das Argument der Zukunftssicherheit das überzeugendste.

Aus dem gleichen Grund, warum das erste und das zweite Paar an die Pins 4, 5 und 3, 6 angeschlossen sind: Kompatibilität mit Telefonsystemen. In der Telefonie ist das Hauptpaar das mittlere Paar und das zweite Paar das nächste von der Mitte (Pins 2, 5 in RJ11 und 3, 6 in RJ45).

Wenn Sie Fast Ethernet oder Ethernet verwenden, können Sie das Telefonsignal über ein normales Kabel leiten und es funktioniert ohne Splitter (Sie können Telefon oder Computer direkt an eine Steckdose anschließen).

Warum 8 und nicht 6? Ich weiß es nicht. Es ist möglich, dass die für Ethernet Verantwortlichen dachten, dass eine Geschwindigkeit von 100 Mbit / s zwei Sende- und zwei Empfangspaare erfordert (das war das Alter der "parallelen Schnittstellen" ;-)) oder dass die Kapazität für zwei Telefonleitungen von Vorteil wäre.

Mehr Drähte könnten zu zu teuren Kabeln führen, so dass 8 als Kompromiss gewählt wurde.

Das 4-paarige UTP-Kabel mit RJ-45-Anschlüssen wurde für die Verwendung in Audiotelefonen entwickelt. Die Übernahme und Weiterentwicklung als Medium für die digitale Hochgeschwindigkeitsdatenkommunikation war eine Frage der Annehmlichkeit: Anpassen bereits bestehender Massenprodukte für neue Verwendungszwecke, anstatt einen völlig neuen technischen Standard zu entwickeln, der für eine neue Anwendung spezifisch ist.

Die Art und Weise, wie dies funktioniert, wurde in der Entwicklung von Geschwindigkeitsstandards demonstriert. Parallel dazu wurden 100BASE-TX, -T2 und -T4 entwickelt, die auf verschiedene Arten bereits bestehender Verkabelungsanlagen abgestimmt sind. T4 bietet 100 Mbit / s über alle 4 Paare von Cat3, die in vielen kilometerlangen Conduits in Unternehmen bereits für Telefon- und frühere Netzwerktechnologien eingesetzt wurden. T2 kann auf Kosten eines komplexeren Signalisierungsmodells und einer höheren Störempfindlichkeit an zwei Cat3-Paaren arbeiten, was erklärt, warum es de facto nicht existiert. TX benötigt 2 Paare Cat5, sodass 2 Paare für andere Anwendungen verwendet werden können: ein bestimmtes physisches Netzwerk oder ein Telefondienst, das mit einem sehr einfachen Adapter aufgeteilt werden kann. Diese Fähigkeit ist der Grund, warum TX überlebte, während T4 im Wesentlichen nur vorübergehend verwendet wurde. Das Austauschen von alten 4-Paar-Telefonen oder Cat3-UTPs gegen 4-Paar-Cat5-UTPs in denselben Läufen war nicht möglich.

Letztendlich verwendet niemand 2-paariges Cat5-UTP, da 2-paariges UTP in jeder Klasse für etwas längeres als ein Patchkabel niemals eine wirtschaftlich sinnvolle Option in Bezug auf Geld oder Platz war. Es ist nicht viel dünner oder billiger als 4 Paare, da 2 Paare den gleichen physischen und elektrischen Schutz benötigen wie 4, wenn Sie es in Wänden und Leitungen betreiben wollen.

Zu Ihrer zusätzlichen Frage zur Anzahl der Adern ...

Jedes der vier Paare in einem Cat 5-Kabel weist eine unterschiedliche genaue Anzahl von Drehungen pro Meter auf, um das Übersprechen zwischen den Paaren zu minimieren. Obwohl Kabelbaugruppen mit 4 Paaren üblich sind, ist Kategorie 5 nicht auf 4 Paare beschränkt. Bei Backbone-Anwendungen werden bis zu 100 Paare verwendet. [2] Diese Verwendung von symmetrischen Leitungen trägt dazu bei, ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis trotz Störungen durch externe Quellen und Übersprechen durch andere Paare aufrechtzuerhalten. Die Verkabelung der Kategorie 5 wird am häufigsten für schnellere Ethernet-Netzwerke wie 100BASE-TX und 1000BASE-T verwendet.

Quelle .

10BaseT und 100BaseTX benötigen nur vier Drähte, Gigabit Ethernet dagegen acht.

Als erster Hinweis: Bei dieser Art von Verkabelungssystem wird zur Übertragung eines Signals nicht ein Leiter, sondern ein Paar verwendet. In einer Leitung ist das Signal in der + Phase, in der zweiten in der - Phase (logische "1" ist in einer Leitung zum Beispiel +10 V, aber in der zweiten Leitung des Paares ist -10 V). Dies liegt daran, dass am Empfangsende des Kabels das Signal als Differenz zwischen der ersten und der zweiten Leitung im Paar ausgewertet wird. Es ist eine gute Methode, um Störungen auf der Leitung zu beseitigen - auf der Leitung kann ein anderes Signal auf die Leitung gestört werden, aber es wird auf beiden Leitungen in der gleichen Richtung hinzugefügt - zum Beispiel, wenn Sie auf beiden Leitungen + 10V und hinzufügen Sie haben eine logische "1", Sie haben in der ersten Leitung + 20V, in der zweiten Leitung 0V (-10V + 10V), aber der Unterschied ist der gleiche, 20V. Ähnlich für logische "0" wird Differenz auf dem Paar 0V sein. Seien Sie ehrlich: Ich weiß nicht genau, wie viele Volt am Draht sind, es ist nur zur Einbildung.

Der zweite Hinweis: Wenn das erste Verkabelungssystem 4 Paare verwendete, war dies der Fall, da 2 Paare für das Computernetzwerk und 2 weitere Paare für die Sprachkommunikation geplant waren. Dies war gut bis zu 100 Mbit / s Netzwerken. In 1-Gbit / s-Netzwerken verwenden Computer 4 Paare und die Kommunikation mit dieser Geschwindigkeit ist nur halbduplex. Wenn Sie eine Vollduplex-Kommunikation mit 1 Gbit / s möchten, müssen Sie eine optische Verkabelung verwenden.