Gigabit Ethernet et comment ça marche (un guide 2022)

Gigabit Ethernet permet des transferts réseau jusqu'à 1 000 Mbps à l'aide d'un câblage standard Cat 5 UTP (paire torsadée non blindée). Comment y parvenir, puisque les câbles Cat 5 ne peuvent fonctionner que jusqu'à 100 Mbps ? Nous expliquerons cela ainsi que d'autres problèmes très intéressants concernant les performances Gigabit Ethernet.

Les câbles Ethernet Cat 5 comportent huit fils (quatre paires), mais selon les normes 10BaseT et 100BaseT (respectivement 10 Mbps et 100 Mbps), seuls quatre (deux paires) de ces fils sont réellement utilisés. Une paire est utilisée pour transmettre des données et l'autre paire est utilisée pour recevoir des données.

La norme Ethernet utilise une technique contre le bruit électromagnétique appelée annulation. Lorsqu’un courant électrique est appliqué à un fil, il génère un champ électromagnétique autour du fil. Si ce champ est suffisamment puissant, il peut créer des interférences électriques sur les fils juste à côté, corrompant les données qui y étaient transmises. Ce problème est appelé diaphonie.

[boîte Amazon = »B00WD017GQ » modèle = »tableau »]

L'annulation consiste à transmettre deux fois le même signal, le deuxième signal étant « mis en miroir » (polarité inversée) par rapport au premier, comme vous pouvez le voir sur la figure 1. Ainsi, lors de la réception des deux signaux, l'appareil de réception peut comparer les deux. signaux, qui doivent être égaux mais « en miroir ». La différence entre les deux signaux est le bruit, ce qui permet à l'appareil récepteur de savoir très facilement ce qu'est un bruit et de l'éliminer. Normes de fil « +TD » pour « Transmission de données » et normes de fil « +RD » pour « Réception de données ». "-TD" et "-RD" sont les versions "en miroir" du même signal transmis respectivement sur "+TD" et "+RD".

Sur la norme 10BaseT, chaque bit que l'ordinateur souhaite transmettre est physiquement codé en un seul bit de transmission, c'est-à-dire que pour un groupe de huit bits transmis, huit signaux seront générés sur le fil. Sa vitesse de transfert de 10 Mbps signifie que son horloge est de 10 MHz, mais simplement parce qu'à chaque cycle d'horloge, un seul bit est transmis. Sur d'autres normes, c'est différent.

100BaseT utilise un schéma de codage appelé 8B/10B, dans lequel chaque groupe de huit bits est codé en un signal de 10 bits. Ainsi, contrairement au 10BaseT, chaque bit ne représente pas directement un signal sur le fil. Si vous faites le bon calcul, avec un taux de transfert de données de 100 Mbps, la fréquence d'horloge du 100BaseT est de 125 MHz (10/8 x 100). Ainsi, les câbles Cat 5 sont certifiés pour avoir une vitesse de transmission allant jusqu'à 125 MHz.

Ce que fait Gigabit Ethernet, c'est changer le codage. Au lieu de coder chaque bit en un seul signal comme 10BaseT ou de coder chaque groupe de 8 bits en un signal de 10 bits, il code deux bits par signal. Ainsi, un signal sur un câble Ethernet Gigabit représente deux bits, au lieu d'un seul bit. En d'autres termes, au lieu d'utiliser simplement deux tensions sur un signal représentant simplement « 0 » ou « 1 », il utilise quatre tensions différentes, représentant « 00 », « 01 », « 10 » et « 11 ». De plus, au lieu de en utilisant seulement quatre fils du câble, Gigabit Ethernet utilise tous les fils.

De plus, toutes les paires sont utilisées de manière bidirectionnelle. Comme nous l'avons vu ci-dessus, 10BaseT et 100BaseT utilisent des paires différentes pour la transmission et la réception ; sur 1000BaseT, comme on appelle également le câblage Gigabit Ethernet, les mêmes paires sont utilisées pour la transmission et la réception de données.

La beauté du Gigabit Ethernet est qu'il utilise toujours la fréquence d'horloge 100BaseT/Cat 5 de 125 MHz, mais comme plus de données sont transmises à la fois, le taux de transfert est plus élevé. Le calcul est assez simple : 125 MHz x 2 bits par signal (c'est-à-dire par paire de fils) x 4 signaux par heure = 1 000 Mbps.

Cette technique de modulation s'appelle 4D-PAM5 et utilise en réalité cinq tensions (la cinquième tension est utilisée pour son mécanisme de correction d'erreurs).

C'est donc une erreur de dire que Gigabit Ethernet fonctionne à 1 000 MHz. Ce n'est pas le cas. Il fonctionne à 125 MHz comme Fast Ethernet (100BaseT), mais il atteint 1.000 Mbps car il transmet deux bits à la fois et utilise les quatre paires du câble.

Dans le tableau ci-dessous, vous pouvez vérifier le brochage du câblage Gigabit Ethernet. « BI » signifie bidirectionnel, tandis que DA, DB, DC et DD signifient respectivement « Data A », « Data B », « Data C » et « Data D ».