Jak funguje Gigabit Ethernet?
S Ethernet kabelem jste se jistě již setkali. Všichni víme, že slouží k posílání dat z jednoho konce na druhý a že je na něj narozdíl od WiFi vždy spoleh. Ale přemýšleli jste někdy o tom, jak vlastně taková komunikace přes síťový kabel probíhá?
UTP (Unshielded Twisted Pair, tedy nestíněná kroucená dvojlinka) kabely kategorie 5 (Cat 5) jsou jinými slovy standardní ethernetové kabely. Umožňují přenost dat rychlostí 10 a 100Mb/s, avšak i 1Gb/s.
UTP kabel obsahuje celkem 8 vodičů, při módech 10BaseT a 100BaseT jsou však použity pouze čtyři.
|
Pin |
Color |
Function |
|
1 |
White with Green |
+TD |
|
2 |
Green |
-TD |
|
3 |
White with Orange |
+RD |
|
4 |
Blue |
Not Used |
|
5 |
White with Blue |
Not Used |
|
6 |
Orange |
-RD |
|
7 |
White with Brown |
Not Used |
|
8 |
Brown |
Not Used |
Jak vidíte v tabulce, dva dráty slouží k posílání a další k příjmu signálů. Dva vodiče se používají kvůli eliminaci přeslechů (crosstalk).
Signál se vlastně posílá dvakrát (+TD a -TD) - v každém kabelu s jinou polaritou, tedy zrcadlově. Na piny +RD a -RD na přijímači pak dorazí dva impulsy, které mají být stejné, jen s opačnou polaritou. Potom je snadné signály porovnat a rozeznat a odstranit šum.
Při rychlosti 10Mb/s, tedy standardu 10BaseT, je každý posílaný bit zakódován... jako jeden bit. Tedy kolik bitů pošlete, tolik bitů pojede přes kabel a dorazí na jeho druhý konec. Frekvence přenosu je tedy 10MHz.
Standard 100BaseT kóduje každých fyzických 8 bitů (tedy bajt) jako 10 bitů. Při přenosové rychlosti 100Mb/s je tedy frekvence 125MHz.
Gigabit Ethernet však nepoužívá žádný ze zmiňovaných kódovacích schémat. Namísto dvou voltáží reprezentujících 0 a 1 je použito několik úrovní napětí, značících 00, 01, 10 a 11. Gigabitová komunikace také používá všechny dráty kabelu, namísto pouhé poloviny. Kódovací technika se zde jmenuje 4D-PAM5 a používá 5 voltáží - pátý slouží pro mechanismus opravování chyb.
|
Pin |
Color |
Function |
|
1 |
White with Green |
+BI_DA |
|
2 |
Green |
-BI_DA |
|
3 |
White with Orange |
+BI_DB |
|
4 |
Blue |
+BI_DC |
|
5 |
White with Blue |
-BI_DC |
|
6 |
Orange |
-BI_DB |
|
7 |
White with Brown |
+BI_DD |
|
8 |
Brown |
-BI_DD |
Gigabit Ethernet používá stejnou frekvenci, jako 100BaseT, tedy 125MHz. Protože však posílá 2 bity každým párem vodičů a používá 4 páry drátů (viz tabulka - BI znamené Bi-Directional neboli obousměrně, +DA/-DA = Data A, +DB/-DB = Data B atd.), výsledná rychlost je 1000Mb/s.
PCI nebo PCI-E?
Aby Gigabit Ethernet fungoval v plné rychlosti, potřebuje k tomu také dostatečný základ v podobě sběrnice, na kterou je síťová karta připojena. Teoretická maximální propustnost GigE je 125MB/s. Staré rozhraní PCI má rychlost 133MB/s, je tedy jen tak tak dostačující. Ale protože se tato rychlost dělí mezi ostatní zařízení (zvuková karta, diskový řadič), většinou není možné se síťovou kartou připojenou na PCI dosáhnout na limit gigabitového ethernetu. Tento problém řeší rozhraní PCI-E, které přenese až 250MB/s a tato rychlost se nesdílí s ničím jiným. Jak poznat, zdali je vaše integrovaná síťovka připojená na PCI, nebo PCI-E? Pokud vaše deska nepodporuje PCI Express rozhraní, jedná se na 100% o síťovou kartu na PCI. Pokud máte desku s PCI-E sloty, můžete ještě v manuálu k desce mebo na stránkách výrobce odpovědného čipu ověřit, zdali opravdu využívá rozhraní PCI-E.
Pro gigabitovou síť vám stačí obyčejné UTP Cat5 kabely, někdy se však doporučují spíše Cat5e, které méně trpí přeslechy a rušením.
Zdroj: Hardware Secrets
