Механизмы кодирования данных внутри физики

Нолики и единички внутри провода.

Для большинства инженеров (и я вхожу в их число), абсолютно не важно, каким образом биты долетают по проводам. В этих знаниях особо нет практического смысла. Однако, не смотря на, процесс передачи минимальной информации внутри медного провода происходит весьма занимательно.

В начале, следует отметить, передаваемая информация, подвергается логическому кодированию. Если сильно упростить, то в передаваемые биты встраиваются другие биты, для обеспечения контроля доставки и проверки целостности. Информация (примерно на 25%) разбухает, но это позволяет доставлять её без потерь (окей окей, с меньшими потерями).

Дальше, прежде чем вылететь в порт, сетевая карта так же меняет всё то, что до этого момента ещё хоть как то напоминало фрагмент mp3 файла. Происходит скремблирование. Опять же, если сильно упростить, этот процесс напоминает мясорубку, где в биты меняются так, чтобы доставить их как можно лучше.

Поясню. Скажем в вашем файле, после добавления контрольных пар, появилась последовательность из 10 единичек. Передать в провод их не получится, так как, невозможно распознать когда же закончилась одна единичка и началась вторая (на самом деле, всё чуть сложнее, и в определённых средах и при определённых скоростях, можно различить два-три одинаковых бита идущих последовательно), потому сетевая карта забирает эту колбасу из десяти "1" и аккуратно нарезает её, накладывая что-то похожее на XOR для каждого следующего бита.

Если совсем точнее прочитать RFC (и ничего не перепутать, а я мог это сделать =), то для современного гигабитного провода, схема скремблирования называется 8B/10B, а для десяти гигабит 64B/66B.

Ещё стоит отметить, что в гигабитном (и во всех более быстрых) соединении, для передачи информации используются не совсем единички и ноли, а пять разных состояний в одной паре, которые трактуются как: 00, 01, 10, 11 и калибровочный сигнал (отсутствие данных). Этот набор данных передаётся одновременно по четырём (или большему количеству) парам, т.е. в гигабите, например, за один такт передаётся восемь бит.

Возвращаясь на один абзац выше, стоит отметить, что переход в гигабитной среде от одной схемы скремблирования к другой (8B/10B -> 64B/66B), позволил увеличить скорость в несколько раз, и именно на этом (и ещё на парочке свойств среды передачи) и основано появление новых скоростных стандартов связи 2,5 и 5 гигабит в секунду, которые были анонсированы в конце прошлого года.

Stay connected and receive bytes.

https://t.me/cooladmin/