Ethernet
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Ethernet es un estándar de redes de computadoras de área local con acceso al medio por contienda CSMA/CD ("Acceso Múltiple por Detección de Portadora con Detección de Colisiones"), es una técnica usada en redes Ethernet para mejorar sus prestaciones. El nombre viene del concepto físico de ether. Ethernet define las características de cableado y señalización de nivel físico y los formatos de tramas de datos del nivel de enlace de datos del modelo OSI.
La Ethernet se tomó como base para la redacción del estándar internacional IEEE 802.3. Usualmente se toman Ethernet e IEEE 802.3 como sinónimos. Ambas se diferencian en uno de los campos de la trama de datos. Las tramas Ethernet e IEEE 802.3 pueden coexistir en la misma red.
Sumario
- 1 Historia de las redes Ethernet
- 2 Objetivos de Ethernet
- 3 Tipos de ethernet
- 4 Diferencias entre Ethernet y IEEE 802.3
- 5 Principios de operación de Ethernet
- 6 Componentes de Ethernet
- 6.1 Componentes de Ethernet a 10 Mb/s.
- 6.2 Equipo terminal de datos (Data Terminal Equipment, DTE)
- 6.3 Interfaz de unidad de conexión (Attachment Unit Interface, AUI).
- 6.4 Conexión al medio físico (Physical Medium Attachment, PMA).
- 6.5 Interfaz dependiente del medio (Medium Dependent Interface, MDI).
- 6.6 Medio.
- 6.7 Componentes de Ethernet a 100 Mb/s.
- 6.8 Interfaz independiente del medio (Media Independent Interface, MII).
- 6.9 Dispositivo de capa física (Physical Layer Device, PHY).
- 6.10 Medio
- 6.11 Componentes de Ethernet a 1000 Mb/s.
- 7 Topologías Ethernet
- 8 Fast Ethernet
- 9 Fuente
- 10 Enlaces externos
Historia de las redes Ethernet
En 1972 comenzó el desarrollo de una tecnología de redes conocida como Ethernet Experimental- El sistema Ethernet desarrollado, conocido en ese entonces como red ALTO ALOHA, fue la primera red de área local (LAN) para computadoras personales (PC). Esta red funcionó por primera vez en mayo de 1973 a una velocidad de 2.94Mb/s.
Las especificaciones formales de Ethernet de 10 Mb/s fueron desarrolladas en conjunto por las corporaciones Xerox, Digital (DEC) e Intel, y se publicó en el año 1980. Estas especificaciones son conocidas como el estándar DEC-Intel-Xerox (DIX), el libro azul de Ethernet. Este documento hizo de Ethernet experimental operando a 10 Mb/s un estándar abierto.
La tecnología Ethernet fue adoptada para su estandarización por el comité de redes locales (LAN) de la IEEE como IEEE 802.3. El estándar IEEE 802.3 fue publicado por primera vez en 1985.
El estándar IEEE 802.3 provee un sistema tipo Ethernet basado, pero no idéntico, al estándar DIX original. El nombre correcto para esta tecnología es IEEE 802.3 CSMA/CD, pero casi siempre es referido como Ethernet. IEEE 802.3 Ethernet fue adoptado por la organización internacional de estandarización (ISO), haciendo de el un estándar de redes internacional.
Ethernet continuó evolucionando en respuesta a los cambios en tecnología y necesidades de los usuarios. Desde 1985, el estándar IEEE 802.3 se actualizó para incluir nuevas tecnologías. Por ejemplo, el estándar 10BASE-T fue aprobado en 1990, el estándar 100BASE-T fue aprobado en 1995 y Gigabit Ethernet sobre fibra fue aprobado en 1998.
Ethernet es una tecnología de redes ampliamente aceptada con conexiones disponibles para PCs, estaciones de trabajo científicas y de alta desempeño, mini computadoras y sistemas mainframe.
La arquitectura Ethernet provee detección de errores pero no corrección de los mismos. Tampoco posee una unidad de control central, todos los mensajes son transmitidos a través de la red a cada dispositivo conectado. Cada dispositivo es responsable de reconocer su propia dirección y aceptar los mensajes dirigidos a ella. El acceso al canal de comunicación es controlado individualmente por cada dispositivo utilizando un método de acceso probabilístico conocido como disputa (contention).
Objetivos de Ethernet
Los objetivos principales de Ethernet son consistentes con los que se han convertido en los requerimientos básicos para el desarrollo y uso de redes LAN.
Los objetivos originales de Ethernet son:
Simplicidad
- Las características que puedan complicar el diseño de la red sin hacer una contribución substancial para alcanzar otros objetivos se han excluido.
Bajo Costo
- Las mejoras tecnológicas van a continuar reduciendo el costo global de los dispositivos de conexión.
Compatibilidad
- Todas las implementaciones de Ethernet deberán ser capaces de intercambiar datos a nivel de capa de enlace de datos. Para eliminar la posibilidad de variaciones incompatibles de Ethernet, la especificación evita características opcionales.
Direccionamiento flexible
- El mecanismo de direccionamiento debe proveer la capacidad de dirigir datos a un único dispositivo, a un grupo de dispositivos, o alternativamente, difundir (broadcast) el mensaje a todos los dispositivos conectados a la red.
Equidad
- Todos los dispositivos conectados deben tener el mismo acceso a la red.
Progreso
- Ningún dispositivo conectado a la red, operando de acuerdo al protocolo Etheret, debe ser capaz de prevenir la operación de otros dispositivos.
- Alta velocidad
- La red debe operar eficientemente a una tasa de datos de 10 Mb/s.
Bajo retardo
- En cualquier nivel de tráfico de la red, debe presentarse el mínimo tiempo de retardo posible en la transferencia de datos.
Estabilidad
- La red debe ser estable bajo todas las condiciones de carga. Los mensajes entregados deben mantener un porcentaje constante de la totalidad del tráfico de la red.
Mantenimiento
- El diseño de Ethernet debe simplificar el mantenimiento de la red, operaciones y planeamiento.
Arquitectura en capas
- El diseño Ethernet debe ser especificado en término de capas de forma de separar las operaciones lógicas de los protocolos de capa de enlace de las especificaciones de comunicaciones físicas del canal de comunicación.
Tipos de ethernet
Existen una gran variedad de implementaciones de IEEE 802.3. Para distinguir entre ellas, se ha desarrollado una notación. Esta notación especifica tres características de la implementación.
- La tasa de transferencia de datos en Mb/s
- El método de señalamiento utilizado
- La máxima longitud de segmento de cable en cientos de metros del tipo de medio.
Algunos tipos de estas implementaciones de IEEE 802.3 y sus características se detallan a continuación:
Ethernet
1BASE-5 El estándar IEEE para Ethernet en banda base a 1Mb/s sobre cable de par trenzado a una distancia máxima de 250m.
10BASE-5 Es el estándar IEEE para Ethernet en banda base a 10Mb/s sobre cable coaxial de 50 Ω troncal y AUI (attachment unit interface) de cable par trenzado a una distancia máxima de 500m.
10BASE-2 El estándar IEEE para Ethernet en banda base a 10MB/s sobre cable coaxial delgado de 50 Ω con una distancia máxima de 185m.
10BROAD-36 El estándar IEEE para Ethernet en banda ancha a 10Mb/s sobre cable coaxial de banda ancha de 75 Ω con una distancia máxima de 3600m.
10BASE-T El estándar IEEE para Ethernet en banda base a 10 Mb/s sobre cable par trenzado sin blindaje (Unshielded Twisted Pair o UTP) siguiendo una topología de cableado horizontal en forma de estrella, con una distancia máxima de 100m desde una estación a un hub.
10BASE-F El estándar IEEE para Ethernet en banda base a 10Mb/s sobre fibra óptica con una distancia máxima de 2.000 metros (2Km).
Fast Ethernet
100BASE-TX El estándar IEEE para Ethernet en banda base a 100Mb/s sobre dos pares (cada uno de los pares de categoría 5 o superior) de cable UTP o dos pares de cable STP.
100BASE-T4 El estándar IEEE para Ethernet en banda base a 100Mb/s sobre 4 pares de cable UTP de categoría 3 (o superior).
100BASE-FX Es el estándar IEEE para Ethernet en banda base a 100Mb/s sobre un sistema de cableado de dos fibras ópticas de 62.5/125 μm.
100BASE-T2 El estándar IEEE para Ethernet en banda base a 100Mb/s sobre 2 pares de categoría 3 (o superior) de cable UTP.
Gigabit Ethernet
1000BASE-SX El estándar IEEE para Ethernet en banda base a 1000Mb/s (1Gb/s) sobre 2 fibras multimodo (50/125 μm o 62.5/125 μm) de cableado de fibra óptica.
1000BASE-LX El estándar IEEE para Ethernet en banda base a 1000Mb/s (1Gb/s) sobre 2 fibras monomodo o multimodo (50/125 μm or 62.5/125 μm) de cableado de fibra óptica.
1000BASE-CX El estándar IEEE para Ethernet en banda base a 1000Mb/s (1Gb/s) sobre cableado de cobre blindado balanceado de 150 Ω. Este es un cable especial con una longitud máxima de 25m.
1000BASE-T El estándar IEEE para Ethernet en banda base a 1000Mb/s (1Gb/s) sobre 4 pares de categoría 5 o superior de cable UTP, con una distancia máxima de cableado de 100m.
Diferencias entre Ethernet y IEEE 802.3
Introducción
Si bien IEEE 802.3 y Ethernet son similares, no son idénticos. Las diferencias entre ellos son lo suficientemente significantes como para hacerlos incompatibles entres si.
Todas las versiones de Ethernet son similares en que comparten la misma arquitectura de acceso al medio múltiple con detección de errores, CSMA/CD (carrier sense multiple access with collision detection). Sin embargo, el estándar IEEE 802.3 ha evolucionado en el tiempo de forma que ahora soporta múltiples medios en la capa física, incluyendo cable coaxial de 50 Ω y 75 Ω, cable par trenzado sin blindaje (Unshielded Twisted Pair o UTP), cable par trenzado con blindaje (Shielded Twisted Pair o STP) y fibra óptica. Otras diferencias entre los dos incluyen la velocidad de transmisión, el método de señalamiento y la longitud máxima del cableado.
Formato de la trama
La diferencia más significativa entre la tecnología Ethernet original y el estándar IEEE 802.3 es la diferencia entre los formatos de sus tramas. Esta diferencia es lo suficientemente significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles.
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas está en el preámbulo. El propósito del preámbulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red sincronizarse a si mismos a la trama entrante. El preámbulo en Ethernet tiene una longitud de 8 bytes pero en IEEE 802.3 la longitud del mismo es de 7 bytes, en este último el octavo byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama.
La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que se encuentra en la trama Ethernet. Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que es transportado en la trama. Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser transportados en la trama. El campo tipo fue reemplazado en el estándar IEEE 802.3 por un campo longitud de trama, el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se encuentran en el campo da datos.
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de dirección, tanto de destino como de origen. Mientras que el formato de IEEE 802.3 permite el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes, el estándar Ethernet permite solo direcciones de 6 Bytes. El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de IEEE 802.3, pero la tecnología de red continua siendo referenciada como Ethernet.
Características de Ethernet
Las siguientes son algunas de las características que definen a Ethernet: Las especificaciones Ethernet (IEEE 802.3) también han sido adoptadas por ISO y se encuentran en el estándar internacional 8802-3. Ethernet esta basado en la lógica de la topología bus. Originalmente, el bus era una única longitud de cable a la cual los dispositivos de red estaban conectados. En las implementaciones actuales, el bus se ha miniaturizado y puesto en un hub (concentrador) al cuál las estaciones, servidores y otros dispositivos son conectados.
Ethernet usa un método de acceso al medio por disputa (contention). Las transmisiones son difundidas en el canal compartido para ser escuchadas por todos los dispositivos conectados, solo el dispositivo de destino previsto va a aceptar la transmisión. Este tipo de acceso es conocido como CSMA/CD.
Ethernet ha evolucionado para operar sobre una variedad de medios, cable coaxial, par trenzado y fibra óptica, a múltiples tasas de transferencia. Todas las implementaciones son interoperables, lo que simplifica el proceso de migración a nuevas versiones de Ethernet.
Múltiples segmentos de Ethernet pueden ser conectados para formar una gran red LAN Ethernet utilizando repetidores. La correcta operación de una LAN Ethernet depende en que los segmentos del medio sean construidos de acuerdo a las reglas para ese tipo de medio. Redes LAN complejas construidas con múltiples tipos de medio deben ser diseñadas de acuerdo a las pautas de configuración para multisegmentos provistas en el estándar Ethernet. Las reglas incluyen límites en el número total de segmentos y repetidores que pueden ser utilizados en la construcción de una LAN.
Ethernet fue diseñado para ser expandido fácilmente. El uso de dispositivos de interconexión tales como puente (bridges), ruteadores (routers), y conmutadores (switches) permiten que redes LAN individuales se conecten entre si. Cada LAN continúa operando en forma independiente pero es capaz de comunicarse fácilmente con las otras LAN conectadas.
Principios de operación de Ethernet
Cada dispositivo equipado con Ethernet opera en forma independiente del resto de los dispositivos de la red, las redes Ethernet no hacen uso de un dispositivo central de control. Todos los dispositivos son conectados a un canal de comunicaciones de señales compartidas.
Las señales Ethernet son transmitidas en serie, se transmite un bit a la vez. Las transmisiones se realizan a través del canal de señales compartidas donde todos los dispositivos conectados pueden escuchar la transmisión. Antes de comenzar una transmisión, un dispositivo escucha el canal de transmisión para ver si se encuentra libre de transmisiones. Si el canal se encuentra libre, el dispositivo puede transmitir sus datos en la forma de una trama Ethernet.
Después de que es transmitida una trama, todos los dispositivos de la red compiten por la siguiente oportunidad de transmitir una trama. La disputa por la oportunidad de transmitir entre los dispositivos es pareja, para asegurar que el acceso al canal de comunicaciones sea justo, ningún dispositivo puede bloquear a otros dispositivos.
El acceso al canal de comunicaciones compartido es determinado por la subcapa MAC. Este control de acceso al medio es conocido como CSMA/CS.
Direccionamiento
Los campos de direcciones en una trama Ethernet llevan direcciones de 48 bits, tanto para la dirección de destino como la de origen. El estándar IEEE administra parte del campo de las direcciones mediante el control de la asignación un identificador de 24 bits conocido como OUI (Organizationally Unique Identifier, identificador único de organización). A cada organización que desee construir interfaces de red (NIC) Ethernet, se le asigna un OUI de 24 bits único, el cual es utilizado como los primeros 24 bits de la dirección de 48 bits del NIC. La dirección de 48 bits es referida como dirección física, dirección de hardware, o dirección MAC.
El uso de direcciones únicas preasignadas, simplifica el montaje y crecimiento de una red Ethernet.
La topología lógica de una red determina como las señales son transferidas en la red. La topología lógica de una red Ethernet provee un único canal de comunicaciones que transporta señales de todos los dispositivos conectados. Esta topología lógica puede ser diferente de la topología física o de la disposición real del medio. Por ejemplo, si los segmentos del medio de una red Ethernet se encuentran conectados físicamente siguiendo una topología estrella, la topología lógica continua siendo la de un único canal de comunicaciones que transporta señales de todos los dispositivos conectados.
Múltiples segmentos Ethernet pueden ser interconectados utilizando repetidores para formar una red LAN más grande. Cada segmento de medio es parte del sistema de señales completo. Este sistema de segmentos interconectados nunca es conectado en forma de bucle, es decir, cada segmento debe tener dos extremos.
La señal generada por un dispositivo es puesta en el segmento de medio al cual esta conectado. La señal es repetida en todos los otros segmentos conectado de forma que sea escuchada por todos las demás estaciones. Sin importar cual se ala topología física, solo existe un canal de señales para entregar tramas a través de todos los segmentos a todos los dispositivos conectados.
Tiempo de señales
Para que el método de control de acceso al medio funcione correctamente, todas las interfaces de red Ethernet deben poder responder a las señales dentro de una cantidad de tiempo especificada. El tiempo de la señal está basado en la cantidad de tiempo que le toma a una señal ir de un extremo de la red al otro y regresar (Round Trip Time).
El límite del Round Trip Time debe alcanzar a pesar de que combinación de segmentote de medio se utilicen en la construcción de la red. Las pautas de configuración proveen las reglas para la combinación de segmentos con repetidores de forma que el tiempo de las señales se mantenga. Si estas reglas no son seguidas, las estaciones podrían no llegar a escuchar las transmisiones a tiempo y las señales de estas estaciones pondrían interferirse entre si, causando colisiones tardías y congestionamiento en la red.
Los segmentos del medio deben ser construidos de acuerdo a las pautas de configuración para el tipo de medio elegido y la velocidad de transmisión de la red (las redes de mayor velocidad exigen un tamaño de red de menor). Las redes locales Ethernet construidas por múltiples tipos de medios deben ser diseñadas siguiendo las pautas para configuraciones multi-segmento del estándar Ethernet.
Componentes de Ethernet
Componentes de Ethernet a 10 Mb/s.
La especificación original IEEE 802.3 era para Ethernet a 10Mb/s sobre cable coaxial grueso. Hoy en día hay cuatro tipos de Ethernet operando a 10Mb/s, cada uno operando sobre un medio distinto. Estos se resumen a continuación:
| Nombre | Medio |
| 10BASE-5 | Cable coaxial grueso |
| 10BASE-2 | Cable coaxial delgado |
| 10BASE-T | Cable par trenzado |
| 10BASE-F | Cable de fibra óptica |
Los AUI, PMA, y MDI pueden ser internos o externos al dispositivo de red.
Equipo terminal de datos (Data Terminal Equipment, DTE)
En el estándar IEEE, los dispositivos de red son referidos como equipos terminales de datos (DTE). Cada DTE conectado a la red Ethernet debe estar equipado con una interfaz de red (NIC) Ethernet. La NIC provee una conexión con el canal de comunicación. Esta contiene los componentes electrónicos y el software necesario para realizar las funciones necesarias para enviar una trama ethernet a través de la red.
Interfaz de unidad de conexión (Attachment Unit Interface, AUI).
La AUI provee un camino tanto para señales como para la energía entre las interfaces de red (NIC) Ethernet y el PMA. En el estándar DIX original, este componente era llamado cable transceptor.
Conexión al medio físico (Physical Medium Attachment, PMA).
El PMA es la parte de la capa física que se encarga de el control de la transmisión, detección de las colisione, la recuperación de reloj y la alineación del Retardo de Propagación (Skew).
Interfaz dependiente del medio (Medium Dependent Interface, MDI).
La MDi provee a la PMA de una conexión física y eléctrica al medio de transmisión. Por ejemplo, en el caso de Ethernet 10BASE-T, la MDI es un conector remodular de 8 posiciones, que encaja con un enchufe modular de 8 posiciones acoplado a 4 pares de cable UTP.
Medio.
El medio transporta las señales entre los dispositivos conectados. Pueden utilizarse cable coaxial delgado o grueso, cable par trenzado, o cable de fibra óptica.
Componentes de Ethernet a 100 Mb/s.
El incremento en diez veces la velocidad resulta en un factor de reducción de diez veces el tiempo que se necesita para transmitir un bit en la red. El formato de la trama, la cantidad de datos transportados, y el método de control de acceso al medio se mantienen sin cambios. Hay cuatro tipos de Ethernet operando a 100Mb/s. Estos se resumen a continuación:
Nombre |
Medio |
100BASE-T2 |
2-pares de UTP (Categoría 3 o superior) |
100BASE-T4 |
4-pares de UTP (Categoría 3 o superior) |
100BASE-TX |
2-pares de cable par trenzado para datos (UTP o STP categoría 5 o superior ) |
100BASE-FX |
Cable de fibra óptica |
Los estándares 100BASE-TX y 100BASE-FX son referidos conjuntamente como 100BASE-X. Estos estándares adoptan los estándares de medios físicos desarrollados por la ANSI para FDDI y TP-PMD. Los estándares 100BASE-T2 y 100BASE-T4 fueron desarrollados para hacer posible el uso de cableado UTP de menor calidad.
Las funciones realizadas por la DTE y MDI son las mismas que para Ethernet a 10Mb/s. Sin embargo, las especificaciones de Fast Ethernet incluyen un mecanismo de auto-negociación. Esto hace posible proveer interfaces de red (NICs) de doble velocidad que pueden operar tanto en 10 como 100Mb/s en forma automática.
Interfaz independiente del medio (Media Independent Interface, MII).
La MII es un conjunto de componentes electrónicos opcionales diseñados para hacer las diferencias en el señalamiento requeridas para diferentes medios transparente para los chips Ethernet que se encuentran en los NIC de los dispositivos de red. Los componentes electrónicos de MII y el conector de 40 pines y cable asociados hacen posible conectar un dispositivo de red a cualquiera de varios tipos de medio para una mayor flexibilidad.
Dispositivo de capa física (Physical Layer Device, PHY).
El rol de este dispositivo es similar al del transceptor en Ethernet a 10Mb/s. Esta unidad puede ser interna o externa al dispositivo de red. Generalmente, es parte de la interfaz de red y el hub que contiene los circuitos necesarios para transmitir y recibir datos sobre el cable.
Medio
Ethernet a 100 Mb/s puede utilizar cable UTP, STP, o fibra óptica (el cable coaxial no es soportado).
Componentes de Ethernet a 1000 Mb/s.
Gigabit Ethernet aumenta aún más la velocidad de transferencia hasta llegar a los 1000 Mb/s (1 Gb/s). Utiliza el mismo formato de trama, opera en full duplex y usa los mismos métodos de control de flujo que las otras versiones de Ethernet. Em modo half duplex, Gigabit Ethernet utiliza el mismo meto de acceso al medio CSMA/CD para resolver las disputas por el medio compartido.
Hay cuatro tipos de Ethernet operando a 1Gb/s. Estos se resumen a continuación.
Nombre |
Medio |
1000BASE-SX |
Cable de fibra óptica multimodo (50/125 μm o 62.5/125 μm) |
1000BASE-LX |
Cable de fibra óptica monomodo o multimodo (50/125 μm o 62.5/125 μm) |
1000BASE-CX |
Cable de cobre blindado especial |
1000BASE-T |
4-pares Categoría 5 (o superior) de cable UTP |
Los estándares SX, LX, y CX son referidos en conjunto como 1000BASE X (IEEE 802.3z). Estos estándares adoptan los estándares para medios físicos desarrollados pro ANSI para fibra óptica. El estándar T (IEEE 802.3ab) fue desarrollado para hacer posible el uso de cableado UTP.
Los componentes utilizados en las redes Ethernet de 1 Gb/s realizan las mismas funciones que en Fast Ethernet. Sin embargo, la interfaz independiente del medio (Media Independent Interface, MII) ahora es referida como interfaz gigabit independiente del medio (Gigabit Media Independent Interface, GMII).
Topologías Ethernet
Introducción Las redes ethernet a menudo están formadas por múltiples segmentos individuales interconectados por repetidores. Los segmentos están interconectados entre si siguiendo lo que se denomina un patrón de árbol sin raíz. Cada segmento Ethernet es una rama individual de la red completa.
Se considera sin raíz ya que los segmentos interconectados pueden crecen en cualquier dirección.
Los segmentos Ethernet individuales pueden utilizar diferentes medios. Históricamente cada tipo de medio requiere de una disposición de física de cable diferente. Actualmente la topología física recomendada para las instalaciones es la topología estrella como se especifica en ANSI/TIA/EIA-568-A. La utilización de una topología estrella ha hecho permitido limitar las interrupciones en la red causadas por problemas de cableado.
Topología Bus
Cuando se utiliza cable coaxial delgado, la topología física de la red puede ser únicamente una topología bus. En este diseño, todos los dispositivos son conectados a un único tramo de cable. Este cable provee un camino para las señales eléctricas que es común para todos los dispositivos conectados y transporta todas las transmisiones entre los dispositivos.
Un problema asociado con el diseño bus de cableado es que una falla en cualquier parte del cable coaxial delgado va a interrumpir el camino eléctrico. Como resultado, la operación de todos los dispositivos conectados será interrumpida.
Los dispositivos conectados a un segmento de cable coaxial delgado siguen una topología conocida como cadena tipo margarita. En esta topología, un cable coaxial delgado conectado a un conector T BNC en un dispositivo es conectado a otro conector T en el siguiente dispositivo y así sucesivamente. Los conectores T que se encuentran en los extremos opuestos del segmento son terminales.
En una topología cadena tipo margarita, si cualquier cable coaxial delgado es removido incorrectamente del conector T, todo el segmento queda no funcional para todos los dispositivos conectados. Si el conector T es removido de la interfaz de red Ethernet, el segmento continúa funcionando, ya que la continuidad del cable coaxial no ha sido interrumpida.
También es posible tener segmentos punto a punto en un ambiente de cable coaxial delgado. Utilizando un repetidor multipuerto se puede conectar un segmento en forma directa a un dispositivo. Esto limita el número de dispositivos que pueden ser afectados por el daño a un cable específico.
Topología Estrella
Los segmentos de par trenzado y de fibra óptica son dispuestos en una topología física estrella. En esta topología, los dispositivos individuales son conectados a un concentrador o hub central, formando un segmento. Las señales de cada dispositivo conectado son enviadas al hub y luego difundidas a todos los otros dispositivos conectados. Este diseño permite a Ethernet operar lógicamente como un bus, pero físicamente el bus solo existe en el hub.
Una topología estrella simplifica la administración de la red y la resolución de problemas ya que cada tramo de cable conecta solo dos dispositivos, una a cada extremo del cable. Si un dispositivo no puede comunicarse exitosamente con la red, puede ser movido físicamente a otra ubicación para establecer si la falla reside en el cableado o en el dispositivo. Este tipo de aislamiento es mucho más difícil en las topologías bus o cadena tipo margarita.
Fast Ethernet
Fast Ethernet, también conocido como 10BASE-T, fue desarrollado en respuesta a la necesidad de una red LAN compatible con Ethernet con mayor tasa de transferencia que pudiera operar sobre el cableado UTP. 100BASE-T fue desarrollado por la IEEE802.3 y es totalmente compatible con 10BASE-T. Las especificaciones de 100BASE-T se encuentran en el estándar IEEE802.3u.
En 100BASE-T, los parámetros de tiempo se incrementan por un factor de diez para alcanzar un incremento de 10 veces de la tasa de transferencia. Sin embargo, el resto del mecanismo de CSMA/CD no se modifica. La diferencia en el nivel de rendimiento es atribuido a cuan frecuentemente son transmitidas las tramas. El formato de la trama, la longitud, el control de errores, y la administración de información son prácticamente idénticas a las que se encuentran en 10BASE-T. Esto permite una mejora en el rendimiento utilizando tecnología familiar.
No obstante, hay algunos cambios en 100BASE-T entre los que se incluyen:
- Funciones de control de errores adicionales
- No hay soporte para ningún tipo de medio de cable coaxial.
- Soporte para auto negociación. Esta es la técnica que permite que dispositivos 10BASE-T y 100BASE-T se reconozcan entre si y que automáticamente cambien a una tasa de transferencia aceptada por ambos.
Fast Ethernet especifica cuatro tipos de transceptores, 100BASE-T2, 100BASE-T4, 100BASE-TX, y 100BASE-FX. Los cuatro son similares con respecto a los requerimientos de componentes, modo de operación y topología. Todos operan dentro de las limitaciones de distancias de cableado especificadas por los estándares ANSI/TIA/EIA-568-A y ISO/IEC 11801 para cableado.
Tres de los tipos de transceptores, types—100BASE-T4, 100BASE-TX, y 100BASE-FX están definidos en el suplemento IEEE 802.3u publicado en 1995. 100BASE-T2 está definido en el suplemento IEEE 802.3y publicado en 1997. 100BASE-T4, 100BASE-TX, y 100BASE-FX son las versiones más ampliamente adoptadas de Fast Ethernet.
100BASE-T4
Los segmentos de tipo T4 operan sobre UTP categoría 3 o superior. Para permitir que se utilice UTP categoría 3, el esquema de señalamiento utiliza cuatro pares de cables. Los cuatro pares son utilizados en paralelo, lo que reduce el ancho de banda de señales requerido para cada par. Esto se traduce en requerimientos de circuítos para recuperación de datos más simples y un sistema más robusto.
100BASE-T2
En 1995, se formó el grupo de trabajo de la IEEE 802.3y para estudiar la posibilidad de transmitir 100Mb/s sobre dos pares de UTP categoría 3. En 1997 se finalizó el estándar 100BASE-T2.
El nuevo transceptor funciona sobre todos los tipos de medio UTP actualmente utilizados para 100BASE-T4 y 100BASE-TX. Si bien es posible alcanzar una tasa de datos de 100Mb/s sobre dos cables UTP categoría 3, esto es al costo de sofisticadas técnicas de señalamiento digital. Los transceptores de 100BASE-T2 requieren de la cancelación del nearend crosstalk (NEXT) y de ecualización digital adaptativa para realizar su función.
100BASE-X
El estándar 100BASE-FX engloba a 100BASE-TX y 100BASE-FX. Ambos utilizan los estándares para medios físicos desarrollados por ANSI para FDDI. El estándar X combina los estándares Ethernet y FDDI. Utiliza el método de control de acceso al medio CSMA/CD de Ethernet y el tipo de transceptor de FDDI.
100BASE-X contiene dos tipos de transceptores, par trenzado de cobre y fibra óptica multimodo. El Tipo de segmento TX opera sobre dos pares de par trenzado de grado para datos, es decir UTP categoría 5 o superior o STP-A 150 W. El tipo de segmento FX opera sobre dos fibras ópticas multimodo 62.5/125 μm. 100BASE-X no provee un mecanismo para de puente entre Ethernet y las redes FDDI.
La técnica de señalamiento en 100BASE-X transmite datos sobre dos vías de señales, una en cada dirección. Cada vía de señales provee una tasa transferencia de datos completa de 100Mb/s.
La arquitectura 100BASE-X preserva la naturaleza full duplex del canal de comunicación subyacente. Cualquier transceptor 100BASE-X puede ser usado para transmisiones full duplex.
