2 – Ethernet

2.1- Uma breve história

2.2- Cabeamento

2.3- Codificação Manchester

2.4- Fast Ethernet e Ethernet Gigabit

2.5- Porque Ethernet?

2.1- Uma breve história

No decorrer dos avanços científicos da sociedade moderna foi observado a necessidade dos computadores de empresas, universidade, instituições governamentais e outras estarem conectados entre si localmente, o que nos trouxe as redes locais.

Tudo começou no Havaí, quando pesquisadores gostariam de unir os computadores de várias ilhas em uma só rede. Como não era viável a instalação de cabos ligando as ilhas foi desenvolvida uma rede sem fio de ondas curtas chamada ALOHANET. A ALOHA era uma rede baseada em um terminal central que distribuia as mensagens e não era interessante quando o tráfego era muito pesado.

Um pouco mais tarde foi lançado um novo sistema baseado em cabos coaxiais grossos(o éter) no qual poderiam tráfegar dados até 2,94Mbps entre 256 máquinas no máximo. Ele foi chamado de Ethernet. A grande diferença e vantagem desse novo sistema foi a detecção de portadora, ou seja, antes de transmitir um computador verificava se o meio já estava ocupado, reduzindo sensivelmente o número de colisões. Isso foi possível devido graças a transmissão ocorrer em um único cabo, pois no ar não poderia ser feito já que um computador em uma ilha não podeira detectar a transmissão de outro distante em outra ilha.

Além disso ainda existia o problema de dois computadores aguardarem um outro terminar de transmitir e começrem a transmitir ao mesmo tempo. Isso foi solucionado da seguinte maneira: Cada computador escutava a própria transmissão, caso houvesse alguma interferência ele saberia que algum outro terminal estava tentando transmitir e bloqueava o meio, avisando a todos os terminais da rede que aquela transmissão não era válida. Posteriormente, ele aguardava um tempo aleatório e voltava a transmitir, caso houvesse nova colisão ele dobraria esse tempo e assim por diante. Mais tarde foi criado o Ethernet padrão IEEE 802.3 com taxa de transmissão a 10Mbps, e não parou de evoluir até hoje chegando a taxas de transmissão de até 1000Mbps como veremos mais adiante.

2.2- Cabeamento

Os cabos mais comuns utilizados no Ethernet são demonstrados na figura 1.1*.

Figura 1.1 Cabeamento Ethernet

O primeiro cabo utilizado foi o cabo grosso, ele possuia marcas a cada 2,5m onde deveriam ser encaixados os conectores. A notação utilizada(10Base5), significa:

O segundo cabo utiliado foi o cabo fino, mais flexível e utlizando um conector BNC que é mais fácil de instalar e mais confiáveis. Porém só comporta 30 nós por segmento e o mesmo atinge apenas 185m.

Esses dois primeiros cabos possuiam alguns problemas que os “aposentaram”. A detecção de cabos quebrados, conectores mal encaixados ou defeituosos eram definitivamente um problema na manutenção e instalação da rede.

Para solucionar os problemas dos cabos anteriores surgiu o 10Base-T, com as vantagens de um dispositivo chamado Hub, ao qual todas as estações são ligadas por meio de um fio dedicado de no máximo 100m.

A última opção de cabeamento que discutiremos é a fibra ótica, o 10Base-F. Apesar de caro, esse cabeamento proporciona acesso a distâncias muito maiores com um único cabo de fibra, sendo assim, interessantes para edifícios ou hubs distantes entre si.

2.3- Codificação Manchester

O Ethernet utiliza a codificação Manchester para a representação dos bits na transmissão.

Ele utiliza subidas e descidas no nível de tensão(-0,85V e +0,85V) para codificar o bit 0 e o bit 1. Quando a primeira metade do período está com tensão nível alto e a segunda em nível baixo, esse é o bit, quando a primeira metade está com nível baixo e a segunda em nível alto, esse é o bit 1.

O Manchester é codificado dessa maneira para que duas estações consigam sincronizar-se sem a necesidade de um clock externo. Já que sempre ocorre uma transição no meio do período é fácil verificar a frequência da transmissão. A desvantagem do método está na necessidade de duas vezes a banda necessária para a codificação binária.

2.4- Fast Ethernet e Ethernet Gigabit

Com a necessidade de transmitir um maior volume de dados, vieram as iniciativas de aumentar a banda com novas LANs. Foram então criadas redes ópticas baseadas em anéis para serem utilizadas em backbones(FDDI e Fibre Channel). Mas a tecnologia era cara e complicada, o que abriu espaço para os avanços das LANs Ethernet.

Foi então que o comitê 802.3 resolver aperfeiçoar o Ethernet com medo de que um novo protocolo criasse problemas imprevistos e para manter a compatibilidade com as LANs existentes.

O resultado foi o 802.3u, ou Fast Ethernet. Ele mantinha os antigos formatos de quandors, interfaces e regras, e evoluia para uma banda de 100Mbps. Esse projeto baseou-se, pelas vantagens, no 10Base-T, e por isso, todos sistemas Fast Ethernet usam hubs ou switches.

Nome	Cabo	Max. Segmento
100Base-T4	Par trançado	100m
100Base-TX	Par trançado	100m
100Base-FX	Fibra óptica	2000m

Figura 2.4.1 – Cabeamento Fast Ethernet

Praticamente todos os switches do mercado podem trabalhar com estações de 10Mbps e 100Mbps. A maioria dos produtos automaticamente negocia a velocidade a ser usada(10Mpbs ou 100Mbps).

Logo após o lançamento do 802.3u foi criado o padrão 802.3z, a Ethernet Gigabit que opera a 1000Mbps. A Ethernet Gigabit admite tanto cobre quanto fibra óptica. A sinalização na fibra ótica é feita com lasers.

Figura 2.5.1^* - Cabeamento Gigabit Ethernet

Hoje em dia já existe o padrão aprovado 802.3ae a Ethernet 10 de Gigabits.

2.5– Porque Ethernet?

A Ethernet se mantém no mercado a mais de 20 anos por ser simples e flexível. Ela é confiável, tem baixo custo e fácil manutenção. Não há nenhuma tabela de configuração para gerenciar a rede, nem softwares para controlá-la.

Além disso o Ethernet se dá muito bem com o também não orientado a conexão IP, dominante no mercado hoje em dia(Em detrimento ao ATM que não é compatível).

Outras soluções surgiram como mais rápidas que o Ethernet, porém eram caras e complexas além de incompatíveis com a própria Ethernet, com a evolução da Ethernet elas caíram em esquecimento.

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