Ein Paar wird zum Senden verwendet, das andere zum Empfangen.
Wenn Sie zwei Computer ohne Switch oder Hub verbinden, mussten Sie in der Vergangenheit ein Crossover-Kabel verwenden, bei dem ein Paar an einem Ende mit den Pins 1,2 und am anderen Ende mit den Pins 3,6 verbunden ist. Hubs hatten eine umgekehrte Pinbelegung des Sockels, sodass Sie ein PC mit einem geraden Kabel an einen Hub anschließen können, aber ein Crossover-Kabel benötigen, um zwei Hubs zu verbinden (es sei denn, ein Hub verfügt über einen "Uplink" -Port).
Moderne Ethernet-Geräte können mit jedem Kabel verbunden werden - sie ermitteln, ob das Kabel gerade oder gekreuzt ist, und konfigurieren sich entsprechend neu. Gigabit-Ethernet funktioniert etwas anders - es verwendet alle Paare (statt nur zwei) und kann jedes Paar nach Bedarf als "Senden" oder "Empfangen" neu konfigurieren.
Nun, warum Paare anstelle von Einzeldrähten verwendet werden:
Um Daten zu übertragen, müssen Sie in der Lage sein, Strom auf das empfangende Gerät zu übertragen. Da wir wissen, dass Strom nur fließt, wenn ein geschlossener Stromkreis vorliegt, benötigen Sie mindestens zwei Drähte, die die Geräte verbinden. Ihr "Schema 2" funktioniert nicht, da Sie die nicht angeschlossenen "Batterien" gezogen haben. Dies kann auf zwei Arten erfolgen: Einfacher ist es, ein oder mehrere Datenkabel und ein Erdungskabel (Single Ended System genannt) zu haben. Hier wird die Masse von allen Signalen geteilt und Sie benötigen weniger Drähte. Dieses System funktioniert jedoch auf großen Entfernungen nicht gut - Rauschen kann leicht in das Kabel eindringen und das Empfangsgerät kann die Übertragung möglicherweise nicht verstehen. Eine Lösung besteht darin, ein Koaxialkabel zu verwenden (es schützt das Datenkabel vor Rauschen). Diese sind jedoch teuer und Sie benötigen ein Kabel für jeden Datenstift. Dennoch werden beispielsweise mehrere Koaxialkabel verwendet, z. zum Anschließen eines VGA-Monitors an den Computer (zumindest in den besseren Monitorkabeln). Dies gilt auch für analoges Audio.
Eine bessere Möglichkeit besteht darin, zwei Drähte für jedes Signal zu haben. Jetzt senden Sie das Signal in beiden Drähten, invertieren jedoch einen von ihnen. Wenn Sie also "1" in einem Draht senden, senden Sie "0" in den anderen - die Spannung zwischen diesen beiden Drähten ist also immer ungleich Null. Sie verwenden auch ein Twisted Pair-Kabel. Dies wird als Differenzsignalisierung bezeichnet. Jetzt wirkt sich das Rauschen auf beide Drähte in einem Paar gleichermaßen aus und der Empfänger kann es aufheben (indem er die Spannung zwischen den Drähten anstelle jedes Drahtes zur Erde misst). Dadurch kann das Signal mit billigeren Twisted-Pair-Kabeln weiter gesendet werden. Professionelles analoges Audio verwendet auch Differenzsignale beispielsweise für Mikrofone usw. (die XLR-Anschlüsse haben drei Pins - positives Signal, negatives Signal und Masse), sodass längere Kabel verwendet werden können, ohne dass das Signal durch Rauschen beeinträchtigt wird.
Ein Beispiel für eine Differenzsignalisierung:
Wie Sie sehen, ist in diesem Fall die Polarität der empfangenen Spannung von Bedeutung. Wenn also das Rauschen beide Drähte gleich beeinflusst, ändert sich die Polarität nicht und die Informationen werden weiterhin übertragen.
Um in beide Richtungen (aber nicht gleichzeitig, sogenannter "Halbduplex") über dasselbe Kabelpaar zu senden, können Sie dies folgendermaßen tun:
Wenn nun ein Schalter geschlossen ist, leuchten beide Lampen auf, sodass jedes Ende abwechselnd senden kann. Diese Anordnung wird als "offener Kollektor" bezeichnet.
