Que é Ethernet?

Os ordenadores e os enrutadores son necesarios para calquera rede informática. Xeran e propagan o tráfico de rede, respectivamente. Non obstante, nada diso é posible sen algún medio de comunicación. A wifi é o estándar dominante no espazo sen fíos, polo menos para as redes domésticas e empresariais.

As redes sen fíos poden ser moi convenientes para usar con dispositivos que deben poder moverse mentres están conectados. Non obstante, este non é o caso de todos os dispositivos. Os ordenadores de escritorio raramente se moven e, aínda así, non se usan mentres se moven. Aínda que poden conectarse en rede mediante Wi-Fi, hai unha opción mellor.

As redes sen fíos teñen que facer fronte á degradación do sinal debido a obstáculos como as paredes. Tamén actúa como un único dominio de transmisión, o que significa que todos os dispositivos reciben todo o tráfico de rede e optan por ignorar ese tráfico que non está dirixido a eles. Unha rede con cable non necesariamente ten que tratar con estes problemas. O único inconveniente é que os dispositivos conectados deben estar conectados fisicamente á rede. Isto é bo para ordenadores de escritorio e xeralmente aceptable para portátiles, pero é un asasino para teléfonos móbiles.

O estándar dominante para redes con cable chámase Ethernet. Utilízase en redes domésticas, redes empresariais, sistemas de supercomputadores e dispositivos de automoción. Os estándares Ethernet están dispoñibles actualmente para velocidades de rede de ata 40 Gb/s.

Nota: as velocidades da rede adoitan indicarse en unidades de megabits por segundo ou gigabits por segundo. Isto é distinto dos megabytes e gigabytes. Os bytes están feitos de 8 bits, polo que unha conexión de megabits leva 8 segundos en transferir un megabyte. As unidades que usan bytes sempre se indican cunha "B" maiúscula. Bits, a unidade máis pequena, usa unha "b" minúscula.

Orixes

Ethernet desenvolveuse por primeira vez a mediados da década de 1970 en Xerox PARC. O deseño orixinal tiña un ancho de banda de 2,94 Mb/s. Despois actualizouse a 10 Mb/s, a velocidade á que Ethernet se comercializou por primeira vez en 1980. O IEEE tamén o normalizou como 802.3 en 1983. O estándar 10BASE5 inicial utilizaba un cable coaxial "groso", que era relativamente caro. 10BASE2 foi estandarizado en 1985 usando cables coaxiales máis finos e máis baratos para reducir os custos de implementación. Esta redución de custos foi significativa xa que a maioría dos edificios só tiñan o cableado de par trenzado usado para a telefonía e necesitaban para executar os cables coaxiais desde cero.

Consello: a notación XBASE-X é algo torpe pero ten certa lóxica. O primeiro número indica a clase de velocidade da rede. Por exemplo, 10BASE5 ten unha velocidade de rede de clase 10 Mb/s. A segunda X úsase lixeiramente máis solto pero xeralmente indica o tipo de cable. O cable 10BASE2 é máis estreito que o cable 10BASE5. 100BASET usa un cable de par trenzado en lugar de un cable coaxial.

En 1987, o estándar 1BASE5 ofreceu a primeira versión de Ethernet para usar cableado de par trenzado. Aínda que foi un fracaso comercial, esta norma sentou a base para futuros desenvolvementos. En 1990 10BASE-T foi estandarizado. Estaba de moda grazas á súa velocidade e á súa compatibilidade coa infraestrutura de cable existente.

Cambia a Par trenzado

Aínda que unha das principais razóns para o cambio de cable coaxial a par trenzado foi que o cableado de par trenzado xa estaba amplamente implementado, non foi a única razón do seu éxito. Os estándares de cable coaxial eran esencialmente un cable compartido. Víronse as transmisións de todos os outros dispositivos desde calquera dispositivo, aínda que se suponía que as tarxetas de rede eliminaban o tráfico non destinado ao seu dispositivo.

Isto significaba que todos os hosts compartían o ancho de banda e que un problema podía afectar a toda a rede. As colisións de sinal na rede fixeron que as tramas en colisión debían ser retransmitidas.

O cableado de par trenzado permitiu un cambio á topoloxía en estrela, onde cada dispositivo tiña a súa ligazón dedicada ao enrutador ou un interruptor. O dominio de colisión reduciuse de toda a rede a cada ligazón. Tamén permitiu que dous dispositivos se comunicaran a velocidades máximas de rede mentres non consumían todo o ancho de banda para outros dispositivos.

Esta elección de deseño permitiu aumentar aínda máis as velocidades, para que fosen posibles redes máis extensas e para que fosen posibles lonxitudes de cable máis longas. O cableado de par trenzado aínda se usa para os cables de Ethernet eléctricos, aínda que tamén existen estándares para as conexións de fibra óptica.

Outras Normas

Ethernet é un amplo conglomerado de estándares necesarios para que todo funcione. Os tipos de cables son estandarizados, conectores físicos, métodos de sinalización, tratamento de colisións e direccionamento. Por exemplo, os cables están estandarizados en categorías baseadas no ancho de banda para a lonxitude do cable. As especificacións exactas, como a blindaxe e os materiais, déixanse ao fabricante. Isto significa que, aínda que os estándares poden indicar un cable máximo de 100 m, un cable de alta calidade pode funcionar a distancias máis longas.

Os conectores físicos están ben estandarizados, sendo o conector 8P8C o conector ethernet case universal. Ofrécense algunhas variantes, incluíndo unha para o seu uso en ambientes duros e outra deseñada para conexións de fibra óptica. O conector 8P8C ten oito pinos, dos cales as velocidades iguales ou inferiores a 100BASETX só usan 4.

Isto permite que os outros catro cables se utilicen opcionalmente para proporcionar enerxía, nun estándar chamado Power over Ethernet ou PoE. O principal inconveniente do conector é a feble pestana de bloqueo que é relativamente fácil de romper e, unha vez roto, pode deixar o cable solto de forma pouco fiable.

Os métodos de sinalización estandarizados inclúen niveis de tensión estándar, o número de pares trenzados nun cable, a lonxitude de onda do láser utilizado, o uso de fibra mono ou multimodo e o uso de semidúplex ou full-duplex. Ethernet usa enderezos MAC de 48 bits para enrutar o tráfico da rede. Este método está tan ben estandarizado que algunhas outras tecnoloxías úsano e son compatibles entre elas, incluíndo Wi-Fi e Wi-Max.

Uso actual

A maioría das redes domésticas que usan unha conexión por cable usarán un cable Cat5e, capaz de transmitir ata 2.5GBASE-T. Non obstante, a maioría das redes domésticas probablemente funcionarán en FastEthernet ( 100BASE-TX ) ou gigabit Ethernet ( 1000BASE-T ), que Cat5e é máis que capaz de manexar.

Consello: é 2,5 Gb/s, 100 Mb/s e 1000 Mb/s respectivamente.

40GBASE-T é o estándar de Ethernet máis rápido actual con velocidades de 40 Gb/s. Esta só se normalizou en 2016 e ofrece velocidades de datos só realmente utilizables en contornas de centros de datos empresariais, polo que aínda non se usa moito. Ademais, 40GBASE-T require un cable Cat8 para proporcionar suficiente ancho de banda.

Conclusión

Ethernet é unha colección de estándares recoñecibles na súa maioría directamente polo cable ethernet. Os cables Ethernet veñen en clases, sendo Cat5e o estándar principal para os usuarios finais xa que admite anchos de banda de ata 2,5 Gb/s. Os estándares non só definen como conectar fisicamente os dispositivos a través dunha rede, senón tamén como transferir datos. Ethernet é o estándar de rede con cable dominante.