O método é chamado de cancelamento de eco e requer um pouco de processamento de sinal. Basicamente, a idéia é que, como você sabe o que está enviando, pode separar o sinal que acabou de enviar do que está vindo do outro lado do link. Da maneira como o circuito é configurado, os sinais de transmissão e recepção são sobrepostos uns sobre os outros, somando-se mais ou menos.
Exemplo simples para você ter uma idéia de como isso funciona: se o transmissor enviar
+1, +1, -1, +1
e o receptor local recebe
+2, 0, -2, +2
então você pode descobrir que o sinal do outro lado deve ter sido
+1, -1, -1, +1
Essa é mais ou menos a essência de como funciona, mas é significativamente mais complicada devido a atrasos e reflexões. A técnica é chamada de 'cancelamento de eco' porque enviar apenas um +1 solitário na linha não resultará no recebimento de um solitário +1, mas você receberá várias cópias atrasadas em várias amplitudes. Por exemplo, se você enviar
+1, 0, 0, 0, 0, 0
você pode voltar
0, +0,8, 0, +0,2, -0,1, +0,1
devido a descontinuidades ao longo da linha. O sinal recebido torna-se então a 'convolução' do sinal transmitido com este padrão. Por exemplo, se você enviar
+1, +1, -1, +1, 0, 0, 0, 0
então você terá algo como
0, +0,8, +0,8, -0,6, +0,9, -0,2, +0,4, -0,2, +0,1
Os transceptores enviam sequências de treinamento para descobrir como é o eco (por exemplo, envie um +1 isolado enquanto a outra extremidade está enviando 0 e mede o que você recebe no receptor). Esta informação é usada para reconstruir o que o receptor esperaria ver dos dados transmitidos ecoando de volta. Essa reconstrução é subtraída dos dados recebidos, deixando para trás o sinal da outra extremidade do link.
Esse método não pode tolerar tanta perda ou ruído quanto o uso de pares de sinalização separados para cada direção; no entanto, isso significa que você pode reutilizar o antigo cabeamento de 100 Mbit que você já direcionou para todas as salas do seu prédio.
Aliás, a sinalização de 10 Mbit e 100 Mbit é terrivelmente ineficiente: ambos usam um único par de recebimento e um único par de transmissão, mesmo que o cabo tenha quatro pares. Quando a Ethernet Gigabit foi desenvolvida, os projetistas queriam manter a compatibilidade com a Ethernet de 10 e 100 Mbit, tanto quanto possível. Como não havia como obter 10x a largura de banda de um único par, a solução era melhorar a largura de banda de um único par em 2,5x e usar os quatro pares. Agora eles têm Ethernet 10G sobre uma versão ligeiramente melhorada do mesmo cabeamento (principalmente requer muita blindagem), mas atualmente é muito incomum (a maioria dos ethernet 10G usa cabos completamente diferentes que possuem um par em cada direção, operando a 10G). Eu duvido seriamente que veremos algo mais rápido que a Ethernet 10G em cabos RJ-45.
Como eles fazem isso?
No padrão 802.3 (IEEE Std 802.3-2012, seção 3, p. 180):
Um híbrido é um tipo de acoplador direcional . Ou seja, um componente que separa os sinais que viajam nas direções para frente e para trás na linha.
Porque é melhor?
Como cada cabo só precisa transportar ~ 250 Mb / s em cada direção, em vez de 500 Mb / s, o que permite distâncias mais longas do link.
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A Gige Speed Ethernet utiliza técnicas avançadas de equalização para compensar reflexões do conector, alterações de impedância no caminho de propagação e várias outras imperfeições.
Quanto a como você pode transmitir e receber ao mesmo tempo?
Requer duas coisas, uma é que a impedância do transmissor não pode ser tão baixa que reduz o sinal de entrada, mas o driver precisa ser correspondido por impedância para evitar reflexos. A segunda coisa necessária é que você saiba o que está transmitindo; portanto, qualquer desvio dessa forma de onda deve ser a forma de onda recebida. Desde que as reflexões não sejam muito altas, você deve ser capaz (e de fato é bem-sucedido) de extrair as informações relevantes.
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