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Fast Ethernet

Origem: Wikipedia, a enciclopedia livre.
Intel PRO/100 Fast Ethernet NIC , uma placa PCI

Em redes de computadores , as camadas fisicas Fast Ethernet transportam trafego na taxa nominal de 100 Mbit/s. A velocidade Ethernet anterior era de 10 Mbit/s. Das camadas fisicas Fast Ethernet, 100BASE-TX e de longe a mais comum.

A Fast Ethernet foi introduzida em 1995 como o padrao IEEE 802.3u [ 1 ] e permaneceu como a versao mais rapida da Ethernet por tres anos antes da introducao da Gigabit Ethernet . [ 2 ] O acronimo GE/FE as vezes e usado para dispositivos que suportam ambos os padroes. [ 3 ]

Nomenclatura [ editar | editar codigo-fonte ]

O "100" na designacao do tipo de midia refere-se a velocidade de transmissao de 100 Mbit/s, enquanto o "BASE" refere-se a sinalizacao de banda base . A letra apos o traco ("T" ou "F") refere-se ao meio fisico que transporta o sinal (par trancado ou fibra, respectivamente), enquanto o ultimo caractere ("X", "4", etc.) o metodo de codigo de linha usado. Fast Ethernet as vezes e referido como 100BASE-X , onde "X" e um espaco reservado para as variantes FX e TX. [ 4 ]

Projeto geral [ editar | editar codigo-fonte ]

Fast Ethernet e uma extensao do padrao Ethernet de 10 megabits. Ele e executado em par trancado ou cabo de fibra optica em uma topologia de barramento com fio em estrela , semelhante ao padrao IEEE 802.3i chamado 10BASE-T , ele proprio uma evolucao de 10BASE5 (802.3) e 10BASE2 (802.3a). Os dispositivos Fast Ethernet sao geralmente compativeis com sistemas 10BASE-T existentes, permitindo atualizacoes plug-and-play de 10BASE-T. A maioria dos switches e outros dispositivos de rede com portas compativeis com Fast Ethernet podem executar a negociacao automatica, detectando uma peca do equipamento 10BASE-T e configurando a porta para 10BASE-T half duplex se o equipamento 10BASE-T nao puder executar a negociacao automatica. A norma especifica o uso de CSMA/CD para controle de acesso a midia. Um modo full-duplex tambem e especificado e, na pratica, todas as redes modernas usam switches Ethernet e operam em modo full-duplex, mesmo que ainda existam dispositivos legados que usam half duplex.

Um adaptador Fast Ethernet pode ser dividido logicamente em um controlador de acesso de midia (MAC), que lida com os problemas de nivel superior de disponibilidade media e uma interface de camada fisica ( PHY ). O MAC e normalmente vinculado ao PHY por uma interface paralela sincrona de 25 MHz de quatro bits conhecida como interface independente de midia (MII) ou por uma variante de 50 MHz de dois bits chamada interface independente de midia reduzida (RMII). Em casos raros, o MII pode ser uma conexao externa, mas geralmente e uma conexao entre ICs em um adaptador de rede ou ate mesmo duas secoes dentro de um unico IC. As especificacoes sao escritas com base na suposicao de que a interface entre MAC e PHY sera um MII, mas eles nao exigem isso. Fast Ethernet ou hubs Ethernet pode usar o MII para se conectar a varios PHYs para suas diferentes interfaces.

O MII fixa a taxa de bits de dados maxima teorica para todas as versoes de Fast Ethernet em 100 Mbit/s. A taxa de informacao realmente observada em redes reais e menor que o maximo teorico, devido ao cabecalho e trailer necessarios (enderecamento e bits de deteccao de erro) em cada quadro Ethernet e ao intervalo entre pacotes necessario entre as transmissoes.

Cobre [ editar | editar codigo-fonte ]

100BASE-T e um dos varios padroes Fast Ethernet para cabos de par trancado, incluindo: 100BASE-TX (100 Mbit/s em dois pares Cat 5 ou cabo melhor), 100BASE-T4 (100 Mbit/s em quatro pares Cat 3 ou cabo melhor, extinto), 100BASE-T2 (100 Mbit/s sobre dois pares Cat3 ou cabo melhor, tambem extinto). O comprimento do segmento para um cabo 100BASE-T e limitado a 100 metros (328 pes) (o mesmo limite de 10BASE-T e Gigabit Ethernet ). Todos sao ou foram padroes sob IEEE 802.3 (aprovado em 1995). Quase todas as instalacoes 100BASE-T sao 100BASE-TX.

Comparacao de camadas de transporte fisico Ethernet baseadas em par trancado (TP-PHYs) [ 5 ]
Nome Padrao Status Velocidade (Mbit/s) Pares necessarios Faixas por direcao Bits por hertz Codigo de linha Taxa de simbolo por faixa (MBd) largura de banda Distancia maxima (m) Cabo Classificacao do cabo (MHz) Uso
100BASE-TX 802.3u-1995 Ativo atual 100 2 1 3.2 4B5B MLT-3 NRZ-I 125 31.25 100 Cat 5 100 LAN
100BASE-T1 802.3bw-2015 (CL96) Ativo atual 100 1 1 2.6 6 PAM-3 4B/3B 75 37.5 15 Cat 5e 100 Automotivo, IoT, M2M
100BASE-T2 802.3y-1997 obsoleto 100 2 2 4 LFSR PAM-5 25 12.5 100 Cat 3 16 Falha de mercado
100BASE-T4 802.3u-1995 obsoleto 100 4 3 2.6 6 8B6T PAM-3 Half-duplex apenas 25 12.5 100 Cat 3 16 Falha de mercado
100BaseVG 802.12-1995 obsoleto 100 4 4 1.6 6 5B6B Half-duplex apenas 30 15 100 Cat 3 16 Falha de mercado
Fiacao 8P8C ( ANSI/TIA-568 T568B)
Pino Par Fio Cor
1 2 +/tip Par 2 fio 1 branco/laranja
2 2 ?/ring Par 2 fio 2 laranja
3 3 +/tip Par 3 fio 1 Branco/Verde
4 1 ?/ring Par 1 fio 2 azul
5 1 +/tip Par 1 fio 1 Branco/azul
6 3 ?/ring Par 3 fio 2 verde
7 4 +/tip Par 4 fio 1 branco/marrom
8 4 ?/ring Par 4 fio 2 marrom

100BASE-TX [ editar | editar codigo-fonte ]

Placa de rede PCI 3Com 3C905B-TX 100BASE-TX

100BASE-TX e a forma predominante de Fast Ethernet e funciona em dois pares de fios dentro de um cabo de Categoria 5 ou superior. Cada segmento de rede pode ter uma distancia maxima de cabeamento de 100 metros (328 pes). Um par e usado para cada direcao, fornecendo operacao full-duplex com 100 Mbit/s de throughput em cada direcao.

Como 10BASE-T , os pares ativos em uma conexao padrao sao terminados nos pinos 1, 2, 3 e 6. Como um cabo tipico de categoria 5 contem 4 pares, ele pode suportar dois links 100BASE-TX com um adaptador de fiacao. [ 6 ] O cabeamento e convencional de acordo com os padroes de terminacao ANSI/TIA-568 , T568A ou T568B. Isso coloca os pares ativos nos pares laranja e verde (segundo e terceiro pares canonicos).

A configuracao das redes 100BASE-TX e muito semelhante a 10BASE-T. Quando usado para construir uma rede local , os dispositivos na rede (computadores, impressoras etc.) sao normalmente conectados a um hub ou switch , criando uma rede em estrela . Alternativamente, e possivel conectar dois dispositivos diretamente usando um cabo crossover . Com os equipamentos de hoje, os cabos cruzados geralmente nao sao necessarios, pois a maioria dos equipamentos suporta negociacao automatica junto com MDI-X automatico para selecionar e combinar velocidade, duplex e emparelhamento.

Com o hardware 100BASE-TX, os bits brutos, apresentados com 4 bits de largura com clock de 25 MHz no MII, passam pela codificacao binaria 4B5B para gerar uma serie de simbolos 0 e 1 com clock de 125 MHz. A codificacao 4B5B fornece equalizacao DC e modelagem de espectro. Assim como no caso 100BASE-FX, os bits sao entao transferidos para a camada de conexao do meio fisico usando a codificacao NRZI . No entanto, 100BASE-TX introduz uma subcamada dependente do meio adicional, que emprega MLT-3 como uma codificacao final do fluxo de dados antes da transmissao, resultando em uma frequencia fundamental maxima de 31,25 MHz. O procedimento e emprestado das especificacoes ANSI X3.263 FDDI , com pequenas alteracoes. [ 7 ]

100BASE-T1 [ editar | editar codigo-fonte ]

Em 100BASE-T1 [ 8 ] os dados sao transmitidos por um unico par de cobre, 3 bits por simbolo, cada um transmitido como um par de codigo usando PAM3. Suporta transmissao full-duplex. O cabo de par trancado deve suportar 66 MHz, com comprimento maximo de 15 m. Nenhum conector especifico e definido. O padrao e destinado a aplicacoes automotivas ou quando a Fast Ethernet deve ser integrada a outra aplicacao. Foi desenvolvido como BroadR-Reach antes da padronizacao do IEEE. [ 9 ]

100BASE-T2 [ editar | editar codigo-fonte ]

Simbolos 100BASE-T2 para mapeamento de nivel de modulacao de linha PAM-5
Simbolo Nivel de sinal de linha
000 0
001 +1
010 ?1
011 ?2
100 (ESC) +2

Em 100BASE-T2 , padronizado em IEEE 802.3y, os dados sao transmitidos por dois pares de cobre, mas esses pares precisam ser apenas de categoria 3, em vez da categoria 5 exigida por 100BASE-TX. Os dados sao transmitidos e recebidos em ambos os pares simultaneamente [ 10 ] permitindo assim a operacao full-duplex. A transmissao usa 4 bits por simbolo. O simbolo de 4 bits e expandido em dois simbolos de 3 bits por meio de um procedimento de embaralhamento nao trivial baseado em um registrador de deslocamento de realimentacao linear . [ 11 ] Isso e necessario para nivelar a largura de banda e o espectro de emissao do sinal, bem como para corresponder as propriedades da linha de transmissao. O mapeamento dos bits originais para os codigos de simbolos nao e constante no tempo e tem um periodo bastante grande (aparecendo como uma sequencia pseudo-aleatoria). O mapeamento final de simbolos para niveis de modulacao de linha PAM-5 obedece a tabela a direita. O 100BASE-T2 nao foi amplamente adotado, mas a tecnologia desenvolvida para ele e usada no 1000BASE-T. [ 5 ]

100BASE-T4 [ editar | editar codigo-fonte ]

100BASE-T4 foi uma implementacao inicial de Fast Ethernet. Requer quatro pares de cobre trancados de par trancado de grau de voz , um cabo de desempenho inferior em comparacao com o cabo de categoria 5 usado pelo 100BASE-TX. A distancia maxima e limitada a 100 metros. Um par e reservado para transmissao, um para recepcao e os dois restantes mudam de direcao. O fato de 3 pares serem usados ??para transmitir em cada direcao torna o 100BASE-T4 inerentemente half-duplex.

Um codigo 8B6T muito incomum e usado para converter 8 bits de dados em 6 digitos de base 3 (a modelagem do sinal e possivel, pois ha quase tres vezes mais numeros de 6 digitos na base 3 do que numeros de 8 digitos na base 2). Os dois simbolos de base 3 de 3 digitos resultantes sao enviados em paralelo por 3 pares usando modulacao de amplitude de pulso de 3 niveis (PAM-3).

O 100BASE-T4 nao foi amplamente adotado, mas parte da tecnologia desenvolvida para ele e usada no 1000BASE-T . [ 5 ] Muito poucos hubs foram lancados com suporte 100BASE-T4. Alguns exemplos incluem o 3com 3C250-T4 Superstack II HUB 100, IBM 8225 Fast Ethernet Stackable Hub [ 12 ] e Intel LinkBuilder FMS 100 T4. [ 13 ] [ 14 ] O mesmo se aplica as placas controladoras de interface de rede . A ponte 100BASE-T4 com 100BASE-TX exigia equipamento de rede adicional.

100BaseVG [ editar | editar codigo-fonte ]

Proposto e comercializado pela Hewlett Packard , o 100BaseVG era um projeto alternativo usando cabeamento de categoria 3 e um conceito de token em vez de CSMA/CD. Ele foi programado para padronizacao como IEEE 802.12, mas desapareceu rapidamente quando o 100BASE-TX comutado se tornou popular.

Fiber optics [ editar | editar codigo-fonte ]

Legenda para PHYs baseados em fibra [ 5 ]
MMF FDDI
62.5/125 μm
(1987) 		MMF OM1
62.5/125 μm
(1989) 		MMF OM2
50/125 μm
(1998) 		MMF OM3
50/125 μm
(2003) 		MMF OM4
50/125 μm
(2008) 		MMF OM5
50/125 μm
(2016) 		SMF OS1
9/125 μm
(1998) 		SMF OS2
9/125 μm
(2000)
160 MHz·km
@ 850 nm 		200 MHz·km
@ 850 nm 		500 MHz·km
@ 850 nm 		1500 MHz·km
@ 850 nm 		3500 MHz·km
@ 850 nm 		3500 MHz·km
@ 850 nm &
1850 MHz·km
@ 950 nm 		1 dB/km
@ 1300/
1550 nm 		0.4 dB/km
@ 1300/
1550 nm
Nome Padrao Status Meios de comunicacao Conector Modulo
Transceptor 		Alcance
em m 		#
Midia
(?) 		#
Lambdas
(→) 		#
Pistas
(→) 		Notas
Fast Ethernet - ( Taxa de dados : 100 Mbit/s - Codigo de linha : 4B5B × NRZ-I - Taxa de linha: 125 MBd - Full-Duplex / Half-Duplex)
100BASE?FX 802.3u-1995
(CL24/26) 		Ativo atual fibra
1300 nm 		ST
SC
MT-RJ
MIC (FDDI) 		? FDDI: 2k (FDX) 2 1 1 max. 412 m para conexoes half-duplex para garantir deteccao de colisao;
especificacao em grande parte derivada de FDDI.
Largura de banda modal : 800 MHz·km [ 15 ] [ 16 ]
OM1: 4k
50/125: 5k
100BASE?LFX proprietario
(nao IEEE) 		Ativo atual fibra
1310 nm 		LC (SFP)
ST
SC 		SFP OM1: 2k 2 1 1 transmissor a laser FP
especifico do vendedor
Largura de banda modal
full-duplex: 800 MHz·km [ 17 ]
OM2: 2k
62.5/125: 4k
50/125: 4k
OSx: 40k [ 16 ]
100BASE-SX TIA-785
(2000) 		legacy fibra
850 nm 		ST
SC
LC 		? OM1: 300 2 1 1 optica compartilhavel com 10BASE-FL, possibilitando assim um esquema de auto-negociacao e uso de adaptadores de fibra 10/100.
OM2: 300
100BASE-LX10 802.3ah-2004
(CL58) 		phase-out fiber
1310 nm 		LC SFP OSx: 10k 2 1 1 somente full-duplex
100BASE-BX10 phase-out fibra
TX: 1310 nm
RX: 1550 nm 		OSx: 40k 1 somentefull-duplex ;
multiplexador optico usado para dividir os sinais TX e RX em diferentes comprimentos de onda.

Portas Fast Ethernet SFP [ editar | editar codigo-fonte ]

A velocidade Fast Ethernet nao esta disponivel em todas as portas SFP, [ 18 ] mas suportada por alguns dispositivos. [ 19 ] [ 20 ] Uma porta SFP para Gigabit Ethernet nao deve ser considerada compativel com Fast Ethernet.

Interoperabilidade optica [ editar | editar codigo-fonte ]

Para ter interoperabilidade ha alguns criterios que devem ser atendidos:

100BASE-X Ethernet nao e compativel com 10BASE-F e nao e compativel com 1000BASE-X.

100BASE-FX [ editar | editar codigo-fonte ]

100BASE-FX e uma versao de Fast Ethernet sobre fibra otica . A subcamada dependente do meio fisico (PMD) 100BASE-FX e definida pelo PMD do FDDI , [ 22 ] portanto, 100BASE-FX nao e compativel com 10BASE-FL , a versao de 10 Mbit/s sobre fibra optica.

O 100BASE-FX ainda e usado para instalacao existente de fibra multimodo onde nao e necessaria mais velocidade, como plantas de automacao industrial. [ 16 ]

100BASE-LFX [ editar | editar codigo-fonte ]

100BASE-LFX e um termo nao padrao para se referir a transmissao Fast Ethernet. E muito semelhante ao 100BASE-FX, mas atinge distancias maiores de ate 4-5 km em um par de fibras multimodo atraves do uso do transmissor a laser Fabry-Perot [ 23 ] operando em comprimento de onda de 1310 nm. A atenuacao do sinal por km a 1300 nm e cerca de metade da perda de 850 nm. [ 24 ] [ 25 ]

100BASE-SX [ editar | editar codigo-fonte ]

100BASE-SX e uma versao de Fast Ethernet sobre fibra otica padronizada em TIA/EIA-785-1-2002. E uma alternativa de menor custo e menor distancia ao 100BASE-FX. Devido ao menor comprimento de onda usado (850 nm) e a menor distancia suportada, o 100BASE-SX usa componentes opticos menos caros (LEDs em vez de lasers).

Por usar o mesmo comprimento de onda que 10BASE-FL , a versao de 10 Mbit/s de Ethernet sobre fibra optica, 100BASE-SX pode ser compativel com versoes anteriores de 10BASE-FL. O custo e a compatibilidade tornam o 100BASE-SX uma opcao atraente para aqueles que estao atualizando do 10BASE-FL e para aqueles que nao precisam de longas distancias.

100BASE-LX10 [ editar | editar codigo-fonte ]

100BASE-LX10 e uma versao de Fast Ethernet sobre fibra otica padronizada em 802.3ah-2004 clausula 58. Tem um alcance de 10 km sobre um par de fibras monomodo.

100BASE-BX10 [ editar | editar codigo-fonte ]

100BASE-BX10 e uma versao de Fast Ethernet sobre fibra optica padronizada em 802.3ah-2004 clausula 58. Ele usa um multiplexador optico para dividir os sinais TX e RX em diferentes comprimentos de onda na mesma fibra. Tem um alcance de 10 km em um unico fio de fibra monomodo.

100BASE-EX [ editar | editar codigo-fonte ]

O 100BASE-EX e muito semelhante ao 100BASE-LX10, mas atinge distancias maiores de ate 40 km em um par de fibras monomodo devido a optica de maior qualidade do que um LX10, rodando em lasers de comprimento de onda de 1310 nm. 100BASE-EX nao e um padrao formal, mas um termo aceito pela industria. [ 26 ] As vezes e referido como 100BASE-LH (long haul) e e facilmente confundido com 100BASE-LX10 ou 100BASE-ZX porque o uso de -LX(10), -LH, -EX e -ZX e ambiguo entre vendedores.

100BASE-ZX [ editar | editar codigo-fonte ]

100BASE-ZX e um termo nao padrao, mas de varios fornecedores [ 27 ] para se referir a transmissao Fast Ethernet usando comprimento de onda de 1.550 nm para atingir distancias de pelo menos 70 km em fibra monomodo. Alguns fornecedores especificam distancias de ate 160 km em fibra monomodo, as vezes chamada de 100BASE-EZX. Os alcances alem de 80 km sao altamente dependentes da perda de caminho da fibra em uso, especificamente a figura de atenuacao em dB por km, o numero e a qualidade dos conectores/paineis de conexoes e emendas localizadas entre os transceptores. [ 28 ]

Ver tambem [ editar | editar codigo-fonte ]

Notas

  1. ↑ E possivel que certos tipos de otica funcionem com uma incompatibilidade no comprimento de onda. [ 21 ]

Referencias

  1. ↑ IEEE 802.3u-1995 . [S.l.]: IEEE . 26 de outubro de 1995. ISBN   978-0-7381-0276-4 . doi : 10.1109/IEEESTD.1995.7974916  
  2. ↑ H. Frazier (2002) [1998]. ≪The 802.3z Gigabit Ethernet Standard≫. IEEE Network . 12 (3). IEEE. pp. 6?7. doi : 10.1109/65.690946  
  3. ↑ ≪OC3/STM1 GE/FE Module Combination - ERX 10.3.x Module Guide≫ . Juniper Networks  
  4. ↑ ≪Cisco 100BASE-X Small Form-Factor Pluggable Modules for Fast Ethernet Applications Data Sheet≫ . Cisco  
  5. ↑ a b c d Charles E. Spurgeon (2014). Ethernet: The Definitive Guide 2nd ed. [S.l.]: O'Reilly Media. ISBN   978-1-4493-6184-6  
  6. ↑ ≪CAT5E Adapters≫ (PDF) . Consultado em 5 de dezembro de 2022 . Arquivado do original (PDF) em 7 de julho de 2014  
  7. ↑ "O 100BASE-TX PMD (e MDI) e especificado incorporando o padrao FDDI TP-PMD, ANSI X3.263: 1995 (TP-PMD), por referencia, com as modificacoes indicadas abaixo." (secao 25.2 do IEEE802.3-2002).
  8. ↑ IEEE 802.3bw-2015 Clause 96
  9. ↑ Junko Yoshida (1 de dezembro de 2015). ≪Driven by IEEE Standards, Ethernet Hits the Road in 2016≫ . EETimes . Consultado em 5 de dezembro de 2022  
  10. ↑ Robert Breyer and Sean Riley (1999). Switched, Fast, and Gigabit Ethernet . [S.l.]: Macmillan Technical Publishing. p. 107  
  11. ↑ IEEE 802.3y
  12. ↑ ≪IBM 8225 Fast Ethernet Stackable Hub Hardware Announcement≫ . IBM . 28 de maio de 1996  
  13. ↑ ≪3Com Product End of Sale dates≫ (PDF) . Hewlett Packard Enterprise  
  14. ↑ ≪Intel Express 100BASE-T4 User's Manual≫ . Manualzz  
  15. ↑ ≪Introduction To Fast Ethernet≫ (PDF) . Contemporary Control Systems, Inc. 1 de novembro de 2001 . Consultado em 5 de dezembro de 2022  
  16. ↑ a b c ≪Datasheet for EDS-408A-MM-ST≫ . MOXA. 6 de agosto de 2019  
  17. ↑ ≪Datasheet for SFP-1FE Series≫ (PDF) . MOXA. 12 de outubro de 2018 . Consultado em 5 de dezembro de 2022  
  18. ↑ ≪Cisco 350 Series Data Sheet≫ . Cisco (em ingles) . Consultado em 5 de dezembro de 2022  
  19. ↑ ≪Cisco 100BASE-X SFP Data Sheet≫ . Cisco (em ingles) . Consultado em 5 de dezembro de 2022  
  20. ↑ ≪FS GLC-GE-100FX Transceiver≫ . FS (em ingles) . Consultado em 5 de dezembro de 2022  
  21. ↑ ≪Everything You Always Wanted to Know About Optical Networking ? But Were Afraid to Ask≫ (PDF) . archive.nanog.org . Richard A Steenbergen . Consultado em 5 de dezembro de 2022  
  22. ↑ IEEE 802.3 clause 26.2 Functional specifications
  23. ↑ ≪Datasheet for SFP-100FX-31≫ . FS.com . Consultado em 5 de dezembro de 2022  
  24. ↑ ≪Knowledge Base Fiber≫ . Fluke Networks (em ingles). 28 de fevereiro de 2014 . Consultado em 5 de dezembro de 2022  
  25. ↑ ≪Differences between OM1, OM2, OM3, OM4, OS1, OS2 fiber optic cable nomenclatures≫ (PDF) . stl.tech . Consultado em 5 de dezembro de 2022  
  26. ↑ ≪GLC-FE-100EX 100BASE-EX SFP (mini-GBIC) Transceiver≫ . FS.com (em ingles) . Consultado em 5 de dezembro de 2022  
  27. ↑ ≪FS-GLC-FE-100ZX 100BASE-ZX≫ . FS.com (em ingles). FS.com . Consultado em 5 de dezembro de 2022  
  28. ↑ ≪SFP15160FE0B / SFP / 100BASE-eZX≫ . Skylane Optics . Consultado em 5 de dezembro de 2022 . Arquivado do original em 19 de agosto de 2020  

Ligacoes externas [ editar | editar codigo-fonte ]

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