UAP14475 のブログⅢ

Yahoo!ブログから引っ越してきました。パソコンとトイガンが大好物です。  暇になると艦これを始めてしまいます。とにかく秘書艦は阿武隈ちゃんで。

1000BASE-Tについて

まあいろいろ調べたのでまとめます。
基本的にWikipediaと個人の考察が元です。
 
 
1000BASE-Tとは
1000Mbpsのスループットを実現する規格。
CAT5e以上のケーブルが規格に適応するとされている。
半二重通信であり4対の信号線を同時に使用する。
 
1000BASE-TXとは名前が似ているが通信方法が全くの別物であり、
全二重通信、250MHz動作(Tは125MHz動作)、CAT6以上が適応などの特徴がある。
対応機器が少ないため1000BASE-TXを使用する個人環境はあまりないと思われる。
 
 
1000BASE-Tの通信 : CSMA/CD (CarrierSenseMultipleAccess/ColitionDetection)
「搬送波感知多重アクセス/衝突検出」という意味。
一定時間の待機を行い他の機器が通信していないかを確かめ、
通信中でない場合には通信、通信中であった場合にはさらに一定時間待機する。
また電圧を監視することにより衝突(通信の重複)を感知することが可能。
 
無線LANのCSMA/CAと似ているものの、
CSMA/CAが「衝突回避」として衝突しないようにRTS/CTSを行ったり
衝突の可能性を検出するためにACKを送ることで判断するのに対して
CSMA/CDは「衝突感知」なので実際に衝突したかを感知する。
 
 
1000BASE-Tの通信 : 8B1Q4
8bitごとに1bitのエラー検出ビットを取り付けて9bitにする。
 
 
1000BASE-Tの通信 : 4D-PAM5
「4次元5値シンボル化」という意味。
4対のデータ線をPAM5(5値のパルス振幅変調)で扱うということ。
PAM5は5つの電圧(1000BASE-Tでは+1.0V、+0.5V、0V、-0.5V、-1.0V)を
仮想的なクロック信号(正弦波)の対応する電圧と等しくなるタイミングに
一致させて送信するためクロック信号の代わりになるほか、
多値(PAM5は5つ)で表現するためデータ線の周波数も下がる。
・・・文章では表現が難しいためWikipediaあたりの参考画像の参照を推奨します。
 
5値のうち「0V」は連続するとタイミングが分からなくなるため信号ではないと仮定して、
有効な信号「+1.0V、+0.5V、-0.5V、-1.0V」でデータを表すとすると、
この4信号はそれぞれ0b00、0b01、0b10、0b11の表現が可能なため・・・
「2bit×4対=8bit/Clock」
 
また8bit/Clockであるため・・・
「1000Mbps/8bit=125MHz」
 
よって1000BASE-Tの動作は・・・
「8bit125MHz」
 
さらにこの8bitというのは8B1Q4によって
1bitのエラー検出ビットを8bitに取り付けたものであるため
データサイズ(バイト)は9bit=1byte。つまり・・・
「1000Mbps/9=111MB/s」
 
 
ただしCSMA/CDなどの影響があるので実測で111MB/sが出るかと言われれば
答えは「場合によっては出る」でしょうね。PC同士を直結とかなら出る・・・かも。
ただハブなどで多くの機器を繋いである場合はちょっと・・・
CSMA/CDのMAは「MultipleAccess」、「回線を共有する」ということなので
同時に通信を行う台数が多ければ多いほど転送速度は低下します。