Tecnologías Ethernet 10, 100, 1000 Mbps y 10 Gbps

Redes Avanzadas
Clase 2
Tecnologías LAN Ethernet
Ing. José Ricardo Tillero UPTAEB

Tema 1
Tecnología Ethernet 10 Mbps

 Las Ethernet de 10BASE5, 10BASE2 y 10BASE-T se consideran
implementaciones antiguas de Ethernet.
 Las cuatro características comunes de Ethernet antigua son los parámetros
de temporización, el formato de trama, el proceso de transmisión y una
regla básica de diseño.

 Las 10BASE5, 10BASE2 y 10BASE-T todas comparten los mismos
parámetros de temporización.
 Ethernet de 10 Mbps y versiones mas lentas son asíncronas.
 Cada estación receptora usa ocho octetos de información de temporización
para sincronizar sus circuitos receptores a la data que entra (el Preámbulo
de la trama.)

Una transición de alto a bajo representa un 0 y una transición de bajo a
alto representa un 1. Hay dos niveles de voltaje.

 Ethernet de 10-Mbps opera dentro de los límites de temporización ofrecidos
por una serie de no más de cinco segmentos, separados por no más de
cuatro repetidores.
 Esto se conoce como la regla de 5-4-3. No se pueden conectar más de
cuatro repetidores en serie entre dos estaciones lejanas. Además, no
puede haber más de tres segmentos poblados entre dos estaciones
lejanas.

 10BASE5
La arquitectura de redes que usan 10BASE5 es una topología física de
bus lineal y regla 5-4-3.

 10BASE2
 Cada uno de los cinco segmentos máximos de cable coaxial 10BASE2
puede tener hasta 185 metros de longitud y cada estación se conecta
directamente al conector BNC con forma de "T" del cable coaxial.
 Como sucede con 10BASE5, 10BASE2 también usa half-duplex y su
máxima velocidad de transmisión es de 10 Mbps.
 Puede haber hasta 30 estaciones en cada segmento individual de
10BASE2.

 10BASE2

 10BASET
 Al principio, 10BASE-T era un protocolo half-duplex pero más tarde se
agregaron características de full-duplex para permitir un throughput de 20
Mbps.
 Un cable UTP para 10BASE-T tiene una longitud máxima de 90 metros y
utiliza conectores RJ-45 de ocho pins.
 Aunque el cable de Categoría 3 es apto para uso en redes de 10BASE-T,
se recomienda que cualquier nueva instalación de cables se realice con
cables de Categoría 5e o superior.

 10BASET
 Como sabemos, En el caso de los cables UTP, EIA/TIA especifica el uso
de un conector RJ-45 que muestra ocho hilos de distintos colores.
 Para que la electricidad fluya entre el conector y el jack, el orden de los
hilos debe seguir el código de colores T568A, o T568B recomendado en
los estándares EIA/TIA-568.

 10BASET

 Cableado de 10BASE-T

Tema 2

 Ethernet de 100 Mbps

 100BASE-TX
 En 1995, 100BASE-TX con un cable UTP Cat 5 fue el estándar que se
convirtió en un éxito comercial.
 100BASE-TX usa codificación 4B/5B, que luego es mezclada y
convertida a 3 niveles de transmisión multinivel o MLT-3.
 En este tipo de codificación, la ausencia de una transición indica el 0 y la
presencia de una transición indica el 1.

 100BASE-TX
La ausencia de una transición indica el 0 y la presencia de una
transición indica el 1. Hay tres niveles de voltaje.

 100BASE-TX
Disposición de la salida de los pins para una conexión 100BASE-TX.
Esto es igual que en la configuración de 10BASE-T.

 100BASE-TX
 100BASE-TX transporta 100 Mbps de tráfico en modo half-duplex.
 En modo full-duplex, 100BASE-TX puede intercambiar 200 Mbps de
tráfico.
 Las redes full-duplex normalmente utilizan Switches en vez de Hub.

 100BASE-FX
 100BASE-FX es la versión en fibra óptica de 100BASE-TX.
 Una versión en fibra podría ser utilizada para aplicaciones con
backbones, conexiones entre distintos pisos y edificios donde el cobre es
menos aconsejable y también en entornos de gran ruido.
 Sin embargo, nunca se adoptó con éxito la 100BASE-FX debido a la
introducción de los estándares de fibra y de cobre para Gigabit Ethernet.

 100BASE-FX
 100BASE-FX utiliza la codificación NRZI (Nonreturn-to-Zero, Invert on
ones) donde una transición indica un 1 y la ausencia de transición indica
un 0.

 100BASE-FX
 100BASE-FX tiene un pin para transmisión y un pin para recepción.
 La transmisión a 200 Mbps es posible debido a las rutas individuales de
Transmisión (Tx) y Recepción (Rx) de fibra óptica de 100BASE-FX.

 Arquitectura de Fast Ethernet
 Los enlaces de Fast Ethernet generalmente consisten en una conexión
entre la estación y el hub o switch.
 Los hubs se consideran repetidores multipuerto y los switches, puentes
multipuerto.
 Estos están sujetos a la limitación de 100 m de distancia de los medios
UTP o 482 m de fibra.

Tema 3

 Los estándares para Ethernet de 1000-Mbps o Gigabit Ethernet
representan la transmisión a través de medios ópticos y de cobre.
 El estándar para 1000BASE-X, IEEE 802.3z, especifica una conexión full
duplex de 1 Gbps en fibra óptica.
 El estándar para 1000BASE-T, IEEE 802.3ab, especifica el uso de cable
de cobre de par trenzado de Categoría 5, o mejor.

 Las 1000BASE-TX, 1000BASE-SX y 1000BASE-LX utilizan los mismos
parámetros de temporización.

 Las diferencias entre Ethernet estándar, Fast Ethernet y Gigabit Ethernet
se encuentran en la capa física.
 Debido a las mayores velocidades de estos estándares recientes, la
menor duración de los tiempos de bit requiere una consideración especial
de dos aspectos: la temporización y la susceptibilidad al ruido en los
medios de cobre.

 1000BASE-T
 La tecnología 1000BASE-T usa cable UTP de Categoría 5 o superior.
 Uno de los atributos más importantes del estándar para 1000BASE-T es
que es interoperable con 10BASE-T y 100BASE-TX.
 Como el cable Cat 5e puede transportar, de forma confiable, hasta 125
Mbps de tráfico, obtener 1000 Mbps (Gigabit) de ancho de banda fue un
desafío de diseño.

 1000BASE-T
 El primer paso para lograr una 1000BASE-T es utilizar los cuatro pares
de hilos en lugar de los dos pares tradicionales utilizados para 10BASE-T
y 100BASE-TX.
 Esto se logra mediante un sistema de circuitos complejo que permite las
transmisiones full duplex en el mismo par de hilos. Esto proporciona 250
Mbps por par.
 Con los cuatro pares de hilos, proporciona los 1000 Mbps esperados.

 1000BASE-SX y LX
 El estándar IEEE 802.3 recomienda Gigabit Ethernet en fibra como la
tecnología de backbone de preferencia.
 1000BASE-X utiliza una codificación 8B/10B convertida en la codificación
de línea sin retorno a cero (NRZ).
 En la codificación NRZ para fibra, la luz se pulsa utilizando alta y baja
energía.
 La baja energía representa un cero lógico y la alta energía, un uno lógico.

 Las señales NRZ son pulsadas hacia la fibra utilizando fuentes de luz de
onda corta o de onda larga.
 La onda corta utiliza un láser de 850 nm o una fuente LED en fibra óptica
multimodo (1000BASE-SX). Es la más económica de las opciones pero
cubre distancias más cortas.
 La fuente láser de 1310 nm de onda larga utiliza fibra óptica monomodo o
multimodo (1000BASE-LX). Las fuentes de láser utilizadas con fibra
monomodo pueden cubrir distancias de hasta 5000 metros.

Distancias máximas para 1000BASE-SX
Distancias máximas para 1000BASE-LX

 Comparación de Medios de Gigabit Ethernet

Tecnología Ethernet 10 Gbps
 10-Gigabit Ethernet
 Se adaptó el IEEE 802.3ae en juni de 2002 para incluir la transmisión en
full-duplex de 10 Gbps en cable de fibra óptica.
 Esta Ethernet de 10-Gigabit (10GbE) está evolucionando no sólo para las
LAN sino también para las MAN y las WAN.
 Los estándares de la capa física de 10GbE permiten tanto una extensión
de las distancias de hasta 40 km a través de una fibra monomodo como
una compatibilidad con tecnologías de MAN y WAN, tales como la red
óptica síncrona (SONET) y las redes síncronas de jerarquía digital (SDH).

Parámetros para la operación de 10-Gigabit Ethernet:

 10-Gigabit Ethernet tecnologías disponibles:
 10GBASE-SR: Para cubrir distancias cortas en fibra multimodo ya
instalada, admite un rango de 26 m a 82 m.
 10GBASE-LX4: Utiliza la multiplexación por división de longitud de onda
(WDM), admite a un rango de 240 m a 300 m en fibra multimodo ya
instalada y de 10 km en fibra monomodo.
 10GBASE-LR y 10GBASE-ER: Admite entre 10 km y 40 km en fibra
monomodo.
 10GBASE-SW, 10GBASE-LW y 10GBASE-EW: Conocidas
colectivamente como 10GBASE-W, su objetivo es trabajar con equipos
WAN SONET/SDH para módulos de transporte síncrono (STM) OC-192
(9.584640 Gbps).

Futuro de las Tecnologías Ethernet
 IEEE y la Alianza de Ethernet de 10 Gigabits se encuentran trabajando en
estándares para 40, 100 e inclusive 160 Gbps.
 Las tecnologías de Ethernet de alta velocidad y full-duplex que ahora
dominan el mercado están resultando ser suficientes a la hora de admitir
aplicaciones intensivas inclusive las de QoS (Quality of Service), por
ejemplo, telefonía IP y video.

Tecnologías Ethernet 10, 100, 1000 Mbps y 10 Gbps

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