# 100BASE-TX

## 개요

**10BASE-TX는 이더넷(Ethernet) 네트워크 물리적 계층(PHY) 표준 중 하나로, 100 Mbps의 전송 속도를 제공하며 흔히 **패스트 이더넷(Fast Ethernet)** 이라고 불립니다. 이 표준은 IEEE 802.3u에서 정의되었으며, 특히 구리 케이블을 사용하는 지역 네트워크(LAN) 환경에서 네트워크 속도를 10BASE-T의 10 Mbps에서 10배 빠른 100 Mbps로 향상시키는 데 중요한 역할을 했습니다. 100BASE-TX는 오늘날 대부분의 이더넷 장비에서 여전히 널리 사용되며, 특히 레거시 시스템이나 특정 산업 환경에서 중요한 위치를 차지하고 있습니다.

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## 기술 사양

### 전송 속도
- **100 Mbps**: 초당 100메가비트의 데이터 전송이 가능합니다. 이는 이전의 10BASE-T 대비 10배 빠른 속도이며, 초기 고속 네트워크 도입에 기여했습니다.

### 케이블 유형
- **UTP(Unshielded Twisted Pair) 케이블**: 100BASE-TX는 **Category 5**(Cat 5) 이상의 비차폐 쌍꼬임선 케이블을 사용합니다. Cat 5e나 Cat 6 케이블도 호환 가능하며, 더 나은 신호 품질과 간섭 방지를 제공합니다.
- **사용하는 와이어 쌍**: 4개의 쌍 중 **2개의 쌍**만 사용합니다. 하나는 전송(TX)용, 다른 하나는 수신용(RX)용으로 사용됩니다.

### 커넥터
- **RJ-45 커넥터**: 표준 8핀 RJ-45 커넥터를 사용하며, 이는 대부분의 이더넷 장비와 호환됩니다.

### 최대 케이블 길이
- **100미터**: 하나의 링크(segment)당 최대 100미터까지 케이블을 배선할 수 있습니다. 이는 10BASE-T과 동일한 제한이지만, 더 높은 주파수 대역에서 동작하므로 케이블 품질과 설치 품질이 중요합니다.

### 전송 방식
- **풀 듀플렉스(Full-Duplex)** 및 **하프 듀플렉스(Half-Duplex)** 모두 지원 가능하지만, 풀 듀플렉스가 일반적으로 사용됩니다.
- **MLT-3 인코딩**: 전송 시 신호 간섭을 줄이기 위해 MLT-3(Multi-Level Transmit) 인코딩 방식을 사용합니다. 이는 세 가지 전압 레벨(-1V, 0V, +1V)을 이용해 데이터를 전송하며, 전자기 간섭(EMI)을 감소시킵니다.
- **4B/5B 인코딩**: 데이터는 먼저 4비트를 5비트로 변환한 후 MLT-3으로 전송됩니다. 이는 클럭 동기화와 신뢰성 있는 전송을 보장합니다.

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## 작동 원리

100BASE-TX는 다음의 단계를 거쳐 데이터를 전송합니다:

1. **데이터 인코딩**: 송신 데이터는 4비트 단위로 묶여 **4B/5B 인코딩**을 통해 5비트 코드로 변환됩니다. 이는 전송 효율을 약간 낮추지만, 신호의 DC 균형과 클럭 복구를 용이하게 합니다.
2. **신호 변조**: 인코딩된 데이터는 MLT-3 방식으로 전압 레벨을 변화시켜 아날로그 신호로 변환됩니다.
3. **전송**: 변조된 신호는 두 개의 쌍꼬임선을 통해 전송됩니다. TX 쌍은 송신, RX 쌍은 수신에 사용됩니다.
4. **수신 및 디코딩**: 수신 장치는 신호를 수신한 후 MLT-3를 해독하고, 5B/4B 디코딩을 통해 원래의 데이터를 복원합니다.

이 과정은 물리적 계층에서 자동으로 처리되며, 사용자는 이더넷 프레임 형식이나 상위 계층 프로토콜만 고려하면 됩니다.

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## 네트워크 토폴로지 및 장비

- **스위치 중심형 토폴로지**: 100BASE-TX는 일반적으로 **스위치**(Switch)를 중심으로 스타 형태의 토폴로지를 구성합니다. 각 장치는 스위치에 직접 연결되며, 풀 듀플렉스 통신이 가능해 충돌이 발생하지 않습니다.
- **허브(Hub) 사용 제한**: 하프 듀플렉스 모드에서 허브를 사용할 수 있지만, 충돌 도메인이 커지고 성능이 저하되므로 권장되지 않습니다.
- **자동 협상(Auto-negotiation)**: 대부분의 100BASE-TX 장비는 10BASE-T 또는 1000BASE-T와의 호환성을 위해 **자동 협상 기능**을 지원합니다. 이 기능을 통해 연결된 두 장치가 최적의 속도와 듀플렉스 모드를 자동으로 결정합니다.

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## 장점과 한계

### 장점
- **기존 인프라와 호환성**: 10BASE-T에서 사용하던 RJ-45 커넥터와 케이블을 그대로 사용할 수 있어, 업그레이드 비용이 낮습니다.
- **고속 전송**: 100 Mbps는 당시로서는 고속이었으며, 파일 전송, 인터넷 접속, 멀티미디어 스트리밍 등 다양한 용도에 적합했습니다.
- **광범위한 지원**: 수십 년간 사용되어온 표준으로, 거의 모든 네트워크 장비에서 지원됩니다.

### 한계
- **속도 제한**: 현재 기준으로는 100 Mbps가 제한적입니다. 고화질 비디오, 클라우드 컴퓨팅, 대용량 데이터 전송에는 부적합할 수 있습니다.
- **케이블 품질 의존성**: 고속 전송을 위해서는 Cat 5 이상의 케이블과 정확한 배선이 필요하며, 품질이 낮은 케이블은 오류를 유발할 수 있습니다.
- **거리 제한**: 100미터 이상 전송하려면 리피터나 스위치를 추가해야 합니다.

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## 관련 표준 및 발전

- **100BASE-T4**: Cat 3 케이블을 사용하는 대안 표준이지만, 4개의 쌍을 모두 사용하고 성능이 낮아 거의 사용되지 않음.
- **100BASE-FX**: 광섬유를 사용하는 패스트 이더넷 표준으로, 장거리 전송에 적합.
- **1000BASE-T**: 기가비트 이더넷으로, Cat 5e 이상의 케이블을 사용하며 1000 Mbps를 지원. 100BASE-TX를 대체하는 방향으로 발전.

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## 참고 자료 및 관련 문서

- IEEE 802.3u-1995: Fast Ethernet 표준 문서
- [IEEE Standards Association](https://ieeexplore.ieee.org/document/279100)
- RFC 1060: "Assigned Numbers" – 네트워크 프로토콜 번호 정의
- 관련 표준: 10BASE-T, 1000BASE-T, 100BASE-FX

100BASE-TX는 현대 네트워크의 기초를 다진 중요한 이더넷 표준으로, 여전히 많은 환경에서 신뢰성 있게 작동하고 있습니다.