Què és Ethernet?

Els ordinadors i encaminadors són necessaris per a qualsevol xarxa informàtica. Generen i propaguen trànsit de xarxa, respectivament. Tanmateix, res d'això és possible sense algun mitjà de comunicació. El Wi-Fi és l'estàndard dominant a l'espai sense fil, almenys per a les xarxes domèstiques i empresarials.

Les xarxes sense fil poden ser molt convenients per utilitzar-les amb dispositius que s'han de poder moure mentre estan connectats. Aquest no és el cas de tots els dispositius, però. Els ordinadors d'escriptori rarament es mouen i, fins i tot, no s'utilitzen mentre es mouen. Tot i que es poden connectar en xarxa mitjançant Wi-Fi, hi ha una opció millor.

Les xarxes sense fils han de fer front a la degradació del senyal a causa d'obstruccions com ara les parets. També actua com un domini de difusió únic, és a dir, tots els dispositius reben tot el trànsit de xarxa i opten per ignorar aquest trànsit no dirigit a ells. Una xarxa per cable no necessàriament ha de fer front a aquests problemes. L'únic inconvenient és que els dispositius connectats s'han de connectar físicament a la xarxa. Això està bé per a ordinadors de sobretaula i generalment acceptable per a ordinadors portàtils, però és un assassí per als telèfons mòbils.

L'estàndard dominant per a xarxes cablejades s'anomena Ethernet. S'utilitza en xarxes domèstiques, xarxes empresarials, sistemes de superordinadors i dispositius d'automoció. Actualment hi ha estàndards Ethernet disponibles per a velocitats de xarxa de fins a 40 Gb/s.

Nota: Les velocitats de la xarxa normalment es mostren en unitats de megabits per segon o gigabits per segon. Això és diferent dels megabytes i gigabytes. Els bytes estan fets de 8 bits, de manera que una connexió de megabits triga 8 segons a transferir un megabyte. Les unitats que utilitzen bytes sempre es denoten amb una "B" majúscula. Els bits, la unitat més petita, utilitzen una "b" minúscula.

Orígens

Ethernet es va desenvolupar per primera vegada a mitjans de la dècada de 1970 a Xerox PARC. El disseny original tenia una amplada de banda de 2,94 Mb/s. Després es va actualitzar a 10 Mb/s, la velocitat a la qual es va comercialitzar Ethernet per primera vegada el 1980. L'IEEE també la va estandarditzar com a 802.3 el 1983. L'estàndard 10BASE5 inicial utilitzava cable coaxial "gruixut", que era relativament car. 10BASE2 es va estandarditzar l'any 1985 utilitzant un cablejat coaxial més prim i més barat per reduir els costos d'implementació. Aquesta reducció de costos va ser important, ja que la majoria d'edificis només tenien el cablejat de parell trenat utilitzat per a la telefonia i necessitava fer funcionar els cables coaxials des de zero.

Consell: la notació XBASE-X és una mica maldestra però té una mica de lògica. El primer número indica la classe de velocitat de la xarxa. Per exemple, 10BASE5 té una velocitat de xarxa de classe de 10 Mb/s. La segona X s'utilitza una mica més fluix, però generalment indica el tipus de cable. El cable 10BASE2 és més estret que el cable 10BASE5. 100BASET utilitza un cable de parell trenat en lloc d'un cable coaxial.

El 1987, l'estàndard 1BASE5 va oferir la primera versió d'Ethernet per utilitzar cablejat de parell trenat. Tot i que va ser un fracàs comercial, aquesta norma va establir les bases per a desenvolupaments futurs. El 1990 es va estandarditzar 10BASE-T. Va ser de moda gràcies a la seva velocitat i suport a la infraestructura de cable existent.

Canvia a parell trenat

Tot i que una de les raons principals del canvi de cable coaxial a parell trenat va ser que el cablejat de parell trenat ja estava àmpliament implementat, no va ser l'únic motiu del seu èxit. Els estàndards de cable coaxial eren essencialment un cable compartit. Es van veure les transmissions de tots els altres dispositius des de qualsevol dispositiu, tot i que se suposava que les targetes de xarxa havien de baixar el trànsit no destinat al seu dispositiu.

Això significava que tots els amfitrions compartien l'ample de banda i que un problema podria afectar tota la xarxa. Les col·lisions de senyal a la xarxa van significar que les trames col·lisionades havien de ser retransmeses.

El cablejat de parell trenat permetia un canvi a la topologia estrella, on cada dispositiu tenia el seu enllaç dedicat a l'encaminador o un interruptor. El domini de col·lisió es va escurçar de tota la xarxa a cada enllaç. També va permetre que dos dispositius es comuniquessin a velocitats màximes de xarxa sense consumir tot l'ample de banda per a altres dispositius.

Aquesta elecció de disseny va permetre augmentar encara més les velocitats, per a xarxes més extenses i per a cables més llargs. El cablejat de parell trenat encara s'utilitza per als cables elèctrics d'Ethernet, tot i que també existeixen estàndards per a les connexions de fibra òptica.

Altres Normes

Ethernet és un ampli conglomerat d'estàndards necessaris per fer que tot funcioni. Els tipus de cables són estandarditzats, connectors físics, mètodes de senyalització, maneig de col·lisions i adreçament. Per exemple, els cables estan estandarditzats en categories basades en l'amplada de banda per a la longitud del cable. Les característiques exactes, com ara el blindatge i els materials, deixen al fabricant. Això vol dir que, tot i que els estàndards poden incloure un cable màxim de 100 m, un cable d'alta qualitat pot funcionar a distàncies més llargues.

Els connectors físics estan ben estandarditzats, sent el connector 8P8C el connector Ethernet gairebé universal. S'ofereixen algunes variants, inclosa una per al seu ús en entorns durs i una altra dissenyada per a connexions de fibra òptica. El connector 8P8C té vuit pins, dels quals velocitats iguals o inferiors a 100BASETX només en fan servir 4.

Això permet que els altres quatre cables es puguin utilitzar opcionalment per proporcionar energia, en un estàndard anomenat Power over Ethernet o PoE. El principal inconvenient del connector és la feble pestanya de bloqueig que és relativament fàcil de trencar i, un cop trencada, pot deixar el cable poc fiable.

Els mètodes de senyalització estandarditzats inclouen nivells de tensió estàndard, el nombre de parells trenats en un cable, la longitud d'ona del làser utilitzat, l'ús de fibra monomode o multimode i l'ús de semidúplex o full-duplex. Ethernet utilitza adreces MAC de 48 bits per encaminar el trànsit de xarxa. Aquest mètode està tan ben estandarditzat que algunes altres tecnologies l'utilitzen i són intercompatibles, com ara Wi-Fi i Wi-Max.

Ús actual

La majoria de xarxes domèstiques que utilitzen una connexió per cable utilitzaran un cable Cat5e, capaç de transmetre fins a 2,5 GBASE-T. Tanmateix, la majoria de xarxes domèstiques probablement funcionaran a FastEthernet ( 100BASE-TX ) o gigabit Ethernet ( 1000BASE-T ), que Cat5e és més que capaç de gestionar.

Consell: són 2,5 Gb/s, 100 Mb/s i 1000 Mb/s respectivament.

40GBASE-T és l'estàndard Ethernet més ràpid actual amb velocitats de 40 Gb/s. Això només es va estandarditzar el 2016 i ofereix velocitats de dades només realment utilitzables en entorns de centres de dades empresarials, de manera que encara no s'utilitza gaire. A més, 40GBASE-T requereix un cable Cat8 per proporcionar una amplada de banda suficient.

Conclusió

Ethernet és una col·lecció d'estàndards en la seva majoria reconeixibles directament pel cable ethernet. Els cables Ethernet vénen en classes, sent Cat5e l'estàndard principal per als usuaris finals, ja que admet amplades de banda de fins a 2,5 Gb/s. Els estàndards no només defineixen com connectar físicament dispositius a través d'una xarxa, sinó també com transferir dades. Ethernet és l'estàndard de xarxa per cable dominant.