Это может показаться глупым вопросом, но почему кабели Ethernet имеют 8 проводов? В кабелях Cat5 использовалось только 4 из 8 проводов, поэтому на самом деле «необходимы» только 4. Почему не 12 или 16 проводов?
Это интересный вопрос, поскольку я никогда не видел ничего, что авторитетно заявляло бы о дизайнерских решениях, лежащих в основе этого выбора. Все, с чем я сталкивался, будь то в Интернете или в разговоре с людьми, которые умнее меня в этой области, похоже, указывает на две возможности:
К моменту появления спецификации Cat5 мы наблюдали взрывной рост количества кабелей для передачи данных. Телефон использовал Cat3 или что-то подобное в течение некоторого времени, последовательные соединения были запущены во всех университетских кампусах, ThickNet начал свой путь, ThinNet начал находить широкое применение в микрокомпьютерных лабораториях и в некоторых случаях в офисах. Было очевидно, что за сетевым компьютерным оборудованием будущее. Мы также узнали об ужасных расходах на замену кабелей для удовлетворения требований более длинных сегментов или более высоких скоростей. Посмотрим правде в глаза, замена кабеля - это кошмарная работа и дорого.
Идея ограничения этой стоимости путем разработки кабеля, который можно было бы проложить и оставить на некоторое время, определенно была привлекательной. Таким образом, дальновидные инженеры, которые, вероятно, устали от замены проводки, легко могли счесть целесообразным добавить в спецификацию дополнительные пары. В конце концов, особенно в то время, когда цена на оптовую медь была относительно низкой. Что дороже - добавить 4 дополнительных провода или попросить группу людей удалить старую проводку и добавить новую?
Поскольку типовой Cat5 является UTP (неэкранированная витая пара), он не содержит дополнительной заземленной фольги для защиты от посторонних электромагнитных помех. Мне было описано, что при правильном заземлении неиспользуемые провода будут способствовать буферизации используемых пар аналогичным, хотя и менее эффективным способом, чем фактическое экранирование. Это могло быть важной особенностью при длительных пробегах и (электрически) шумных средах, к которым мы привыкли прокладывать кабели в то время.
Для меня аргумент в пользу будущего является наиболее убедительным.
По той же причине, по которой первая и вторая пара подключены к контактам 4, 5 и 3, 6: совместимость с телефонными системами. В телефонии основная пара - это средняя пара, а вторая пара - следующая от средней (контакты 2, 5 в RJ11 и 3, 6 в RJ45).
Если вы используете Fast Ethernet или Ethernet, вы можете маршрутизировать телефонный сигнал по обычному кабелю, и он будет работать без разветвителя (вы можете подключить телефон или компьютер напрямую к розетке).
Почему 8, а не 6? Я не знаю. Возможно, люди, ответственные за Ethernet, думали, что для скорости 100 Мбит / с потребуется две пары отправки и две пары приема (те мы "возраст параллельных интерфейсов" ;-)) или что было бы полезно иметь емкость для 2 телефонных линий.
Больше проводов могло привести к слишком дорогим кабелям, поэтому 8 было выбрано в качестве компромисса.
4-парный кабель UTP с разъемами RJ-45 был изобретен для использования в аудиотелефоне. Его принятие и развитие в качестве средства высокоскоростной передачи цифровых данных было вопросом удобства: адаптация уже существующих серийно выпускаемых продуктов для новых целей, а не разработка совершенно нового технического стандарта для одного нового приложения.
Как это работает, было продемонстрировано при разработке стандартов скорости. 100BASE-TX, -T2 и -T4 разрабатывались параллельно с целью внедрения на различных типах уже существующих электромонтажных устройств. T4 обеспечивает скорость 100 Мбит / с по всем 4 парам Cat3, которые уже использовались на многих милях каналов в компаниях для телефонов и предшествующих сетевых технологий. T2 может работать на 2 парах Cat3 за счет более сложной модели сигнализации и чувствительности к помехам, что объясняет его фактическое отсутствие. TX требует 2 пары Cat5, поэтому 2 пары можно использовать для других приложений: отдельная физическая сеть или телефонная служба, разделенная с помощью очень простого адаптера. Благодаря этой возможности TX выжил, в то время как T4, по сути, использовался только временно. Замена старого 4-парного телефона или Cat3 UTP на 4-парный Cat5 UTP за одни и те же прогоны не была бесплатной, но это был довольно простой путь к значительному улучшению коммуникационных возможностей.
В конце концов, никто не использует 2-парный UTP Cat5, потому что 2-парный UTP любого класса никогда не был экономически разумным вариантом с точки зрения денег или пространства для чего-либо большего, чем соединительный кабель. Он не намного тоньше и дешевле, чем 4-парный, потому что 2 пары нуждаются в такой же физической и электрической защите, как 4, если вы собираетесь прокладывать его в стенах и трубопроводах.
Что касается вашего дополнительного вопроса о количестве ядер ...
Каждая из четырех пар кабеля Cat 5 имеет разное точное количество витков на метр, чтобы минимизировать перекрестные помехи между парами. Хотя кабельные сборки, содержащие 4 пары, являются обычными, Категория 5 не ограничивается 4 парами. Базовые приложения включают использование до 100 пар. [2] Такое использование симметричных линий помогает сохранить высокое отношение сигнал / шум, несмотря на помехи от внешних источников и перекрестные помехи от других пар. Кабели категории 5 чаще всего используются для более быстрых сетей Ethernet, таких как 100BASE-TX и 1000BASE-T.
Для 10BaseT и 100BaseTX требуется всего четыре провода, а для Gigabit Ethernet - восемь.
В качестве первого примечания: в этой кабельной системе для передачи одного сигнала используется не один проводник, а пара. В одном линейном проводе сигнал находится в фазе +, во втором - в фазе - (логическая «1» находится в одной строке, например + 10В, а во второй строке пары -10В). Это связано с тем, что на конце RX кабеля сигнал оценивается как разница между первой и второй линиями в паре. Это хороший способ устранить помехи на линии - на линии могут возникать помехи другому сигналу линии, но он будет добавлен на обе линии в том же направлении - например, если вы добавите на обе линии + 10 В и у вас будет логическая «1», у вас будет в первой строке + 20V, во второй строке 0V (-10V + 10V), но разница все равно останется 20V. Аналогично для логического «0» будет разница на паре 0V. Скажу честно: точно не знаю, сколько вольт на проводе, это только для воображения.
Второе замечание: если первая кабельная система использовала 4 пары, это было так, потому что 2 пары планировались для компьютерной сети, а другие 2 пары планировались для голосовой связи. Это было хорошо для сетей со скоростью до 100 Мбит / с. В сетях 1 Гбит / с компьютеры используют 4 пары, и связь на этой скорости только полудуплексная. Если вы хотите иметь полнодуплексную связь на скорости 1 Гбит / с, вам необходимо использовать оптический кабель.