Este documento resume las principales tecnologías de Ethernet, incluyendo Ethernet de 10 Mbps, Fast Ethernet de 100 Mbps, Gigabit Ethernet de 1000 Mbps y 10-Gigabit Ethernet. Describe las características, topologías, codificaciones y estándares de cada una, así como las diferencias en la capa física entre ellas. También compara las tecnologías disponibles para cada velocidad y discute el futuro desarrollo de Ethernet hacia velocidades aún mayores.

1. Clase 01 Tecnologías de Ethernet Gigabit Ethernet y 10-Gigabit Ethernet

2. Ethernet de 10 Mbps

3. Ethernet de 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.

4. Ethernet de 10 Mbps 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.)

5. Ethernet de 10 Mbps

6. Ethernet de 10 Mbps Una transición de alto a bajo representa un 0 y una transición de bajo a alto representa un 1. Hay dos niveles de voltaje.

7. Ethernet de 10 Mbps 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.

8. 10BASE5 La arquitectura de redes que usan 10BASE 5 es una topología física de bus lineal y regla 5-4-3.

9. 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.

10. 10BASE2

11. 10BASE-T 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.

12. 10BASE-T 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.

13. 10BASE-T

14. 10BASE-T En la conexión entre un hub y la NIC, se usa un cable UTP cruzado en el cual los pines 1 y 2 en un extremo van a los pines 3 y 6 en el otro extremo.

15. Cableado de 10BASE-T

16. Ethernet de 100 Mbps

17. 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.

18. 100BASE-TX La ausencia de una transición indica el 0 y la presencia de una transición indica el 1. Hay tres niveles de voltaje.

19. 100BASE-TX Disposición de la salida de los pins para una conexión 100BASE-TX. Esto es igual que en la configuración de 10BASE-T.

20. 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.

21. 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.

22. 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.

23. 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.

24. 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.

25. Ethernet de 1000 Mbps 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.

26. Ethernet de 1000 Mbps

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

28. Ethernet de 1000 Mbps 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.

29. 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.

30. 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.

31. 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.

32. 1000BASE-SX y LX 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.

33. 1000BASE-SX y LX

34. 1000BASE-SX y LX Distancias máximas para 1000BASE-LX Distancias máximas para 1000BASE-SX

35. Comparación de Medios de Gigabit Ethernet

36. 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).

37. 10-Gigabit Ethernet Parámetros para la operación de 10-Gigabit Ethernet:

38. 10-Gigabit Ethernet Algunas tecnologías disponibles para 10GbE son: -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).

39. 10-Gigabit Ethernet

40. El Futuro de 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.