En las redes informáticas , las capas físicas Fast Ethernet transportan tráfico a una velocidad nominal de 100 Mbit / s. La velocidad de Ethernet anterior era de 10 Mbit / s. De las capas físicas Fast Ethernet, 100BASE-TX es, con mucho, la más común.
Fast Ethernet se introdujo en 1995 como el estándar IEEE 802.3u [1] y siguió siendo la versión más rápida de Ethernet durante tres años antes de la introducción de Gigabit Ethernet . [2] El acrónimo GE / FE se utiliza a veces para dispositivos que admiten ambos estándares. [3]
Nomenclatura
El "100" en la designación del tipo de medio se refiere a la velocidad de transmisión de 100 Mbit / s, mientras que el "BASE" se refiere a la señalización de banda base . La letra que sigue al guión ("T" o "F") se refiere al medio físico que transporta la señal (par trenzado o fibra, respectivamente), mientras que el último carácter ("X", "4", etc.) se refiere a el método de código de línea utilizado. Fast Ethernet a veces se denomina 100BASE-X , donde "X" es un marcador de posición para las variantes FX y TX. [4]
Diseño general
Fast Ethernet es una extensión del estándar Ethernet de 10 megabits . Funciona con un par trenzado o un cable de fibra óptica en una topología de bus con cableado en estrella , similar al estándar IEEE 802.3i llamado 10BASE-T , en sí mismo una evolución de 10BASE5 (802.3) y 10BASE2 (802.3a). Los dispositivos Fast Ethernet son generalmente compatibles con versiones anteriores de los sistemas 10BASE-T existentes, lo que permite actualizaciones plug-and-play desde 10BASE-T. La mayoría de los interruptores y otros dispositivos de red con puertos capaces de Fast Ethernet puede realizar la negociación automática , la detección de una pieza de equipo 10BASE-T y configurar el puerto de 10BASE-T half duplex si el equipo 10BASE-T no puede realizar la propia negociación automática. El estándar especifica el uso de CSMA / CD para el control de acceso a los medios. Un full-duplex modo también se especifica como en la práctica todas las redes modernas utilizan conmutadores Ethernet y operar en modo full-duplex, así como los dispositivos heredados que utilizan semidúplex todavía existen.
Un adaptador Fast Ethernet se puede dividir lógicamente en un controlador de acceso a medios (MAC), que se ocupa de los problemas de mayor nivel de disponibilidad del medio, y una interfaz de capa física ( PHY ). El MAC normalmente está vinculado a la PHY mediante una interfaz paralela síncrona de cuatro bits a 25 MHz conocida como interfaz independiente de medios (MII), o mediante una variante de 50 MHz de dos bits denominada interfaz independiente de medios reducida (RMII). En casos raros, el MII puede ser una conexión externa, pero generalmente es una conexión entre circuitos integrados en un adaptador de red o incluso dos secciones dentro de un solo circuito integrado. Las especificaciones están escritas en base a la suposición de que la interfaz entre MAC y PHY será un MII, pero no lo requieren. Los concentradores Fast Ethernet o Ethernet pueden usar el MII para conectarse a múltiples PHY para sus diferentes interfaces.
El MII fija la tasa de bits de datos máxima teórica para todas las versiones de Fast Ethernet en 100 Mbit / s. La tasa de información que se observa realmente en las redes reales es menor que el máximo teórico, debido al encabezado y al final necesarios (bits de direccionamiento y detección de errores) en cada trama de Ethernet y al espacio requerido entre paquetes entre las transmisiones.
Cobre
Alfiler | Par | Cable | Color |
---|---|---|---|
1 | 2 | + / propina | blanco / naranja |
2 | 2 | - / anillo | naranja |
3 | 3 | + / propina | blanco verde |
4 | 1 | - / anillo | azul |
5 | 1 | + / propina | blanco azul |
6 | 3 | - / anillo | verde |
7 | 4 | + / propina | blanco / marrón |
8 | 4 | - / anillo | marrón |
100BASE-T es cualquiera de varios estándares Fast Ethernet para cables de par trenzado , que incluyen: 100BASE-TX (100 Mbit / s sobre dos pares Cat5 o mejor cable), 100BASE-T4 (100 Mbit / s sobre cuatro pares Cat3 o mejor cable, extinto), 100BASE-T2 (100 Mbit / s sobre cable de dos pares Cat3 o mejor, también extinto). La longitud del segmento para un cable 100BASE-T está limitada a 100 metros (328 pies) (el mismo límite que 10BASE-T y Gigabit Ethernet ). Todos son o fueron estándares según IEEE 802.3 (aprobado en 1995). Casi todas las instalaciones de 100BASE-T son 100BASE-TX.
Nombre | Estándar | Estado | Medio | Código de línea | Distancia especificada |
---|---|---|---|---|---|
100BASE-TX | IEEE 802.3u | Actual | Dos cables de par trenzado ( Cat-5, Cat-5e , Cat-6 , Cat-7 ) | 4B5B | 100 metros |
100BASE-T1 | Cláusula 96 de IEEE 802.3bw-2015 | Actual | Un cableado de par trenzado ( Cat-3 ) | PAM 3 | 15 metros |
100BASE-T2 | IEEE 802.3y | legado | Dos cables de par trenzado ( Cat-3 ) | PAM 5 | 100 metros |
100BASE-T4 | IEEE 802.3u | legado | Cuatro cableado de par trenzado ( Cat-3 ) | PAM 3 | 100 metros |
100BASE-TX
100BASE-TX es la forma predominante de Fast Ethernet y se ejecuta sobre dos pares de cables dentro de un cable de categoría 5 o superior. Cada segmento de red puede tener una distancia máxima de cableado de 100 metros (328 pies). Se utiliza un par para cada dirección, lo que proporciona una operación de dúplex completo con 100 Mbit / s de rendimiento en cada dirección.
Como 10BASE-T , los pares activos en una conexión estándar terminan en los pines 1, 2, 3 y 6. Dado que un cable de categoría 5 típico contiene 4 pares, puede admitir dos enlaces 100BASE-TX con un adaptador de cableado. [5] El cableado es un cableado convencional según los estándares de terminación ANSI / TIA-568 , T568A o T568B. Esto coloca a los pares activos en los pares naranja y verde ( segundo y tercer pares canónicos ).
La configuración de las redes 100BASE-TX es muy similar a la de 10BASE-T. Cuando se usa para construir una red de área local , los dispositivos en la red (computadoras, impresoras, etc.) generalmente se conectan a un concentrador o conmutador , creando una red en estrella . Alternativamente, es posible conectar dos dispositivos directamente mediante un cable cruzado . Con los equipos actuales, los cables cruzados generalmente no son necesarios, ya que la mayoría de los equipos admiten la negociación automática junto con el MDI-X automático para seleccionar y ajustar la velocidad, el dúplex y el emparejamiento.
Con hardware 100BASE-TX, los bits sin procesar, presentados con 4 bits de ancho con frecuencia de reloj de 25 MHz en el MII, pasan por la codificación binaria 4B5B para generar una serie de símbolos 0 y 1 sincronizados a una velocidad de símbolo de 125 MHz . La codificación 4B5B proporciona ecualización de CC y modelado de espectro. Al igual que en el caso de 100BASE-FX, los bits se transfieren a la capa de conexión del medio físico mediante la codificación NRZI . Sin embargo, 100BASE-TX introduce una subcapa adicional dependiente del medio, que emplea MLT-3 como codificación final del flujo de datos antes de la transmisión, lo que da como resultado una frecuencia fundamental máxima de 31,25 MHz. El procedimiento está tomado de las especificaciones ANSI X3.263 FDDI , con cambios menores. [6]
100BASE-T1
En 100BASE-T1 [7], los datos se transmiten a través de un solo par de cobre, 3 bits por símbolo, cada uno de los cuales se transmite como par de códigos utilizando PAM3. Solo admite full-duplex, transmitiendo en ambas direcciones simultáneamente. Se requiere el cable de par trenzado para admitir 66 MHz, con una longitud máxima de 15 m. No se define ningún conector específico. El estándar está diseñado para aplicaciones automotrices o cuando Fast Ethernet se integrará en otra aplicación. Fue desarrollado como BroadR-Reach antes de la estandarización IEEE. [8]
100BASE-T2
Símbolo | Nivel de señal de línea |
---|---|
000 | 0 |
001 | +1 |
010 | −1 |
011 | −2 |
100 (ESC) | +2 |
En 100BASE-T2 , estandarizado en IEEE 802.3y, los datos se transmiten a través de dos pares de cobre, pero estos pares solo deben ser de categoría 3 en lugar de la categoría 5 requerida por 100BASE-TX. Los datos se transmiten y reciben en ambos pares simultáneamente [9], lo que permite la operación full-duplex. La transmisión utiliza 4 bits por símbolo. El símbolo de 4 bits se expande en dos símbolos de 3 bits a través de un procedimiento de codificación no trivial basado en un registro de desplazamiento de retroalimentación lineal . [10] Esto es necesario para aplanar el ancho de banda y el espectro de emisión de la señal, así como para igualar las propiedades de la línea de transmisión. El mapeo de los bits originales a los códigos de símbolo no es constante en el tiempo y tiene un período bastante grande (que aparece como una secuencia pseudoaleatoria). El mapeo final de los símbolos a los niveles de modulación de línea PAM-5 obedece a la tabla de la derecha. 100BASE-T2 no fue ampliamente adoptado, pero la tecnología desarrollada para él se utiliza en 1000BASE-T. [11]
100BASE-T4
100BASE-T4 fue una implementación temprana de Fast Ethernet. Requiere cuatro pares de cobre trenzados de par trenzado de calidad de voz , un cable de menor rendimiento en comparación con el cable de categoría 5 utilizado por 100BASE-TX. La distancia máxima está limitada a 100 metros. Un par está reservado para transmitir, otro para recibir y los dos restantes cambian de dirección. El hecho de que se utilicen 3 pares para transmitir en cada dirección hace que 100BASE-T4 sea inherentemente semidúplex.
Se utiliza un código 8B6T muy inusual para convertir 8 bits de datos en 6 dígitos de base 3 (la configuración de la señal es posible ya que hay casi tres veces más números de base 3 de 6 dígitos que números de base 2 de 8 dígitos) . Los dos símbolos de base 3 de 3 dígitos resultantes se envían en paralelo sobre 3 pares utilizando modulación de amplitud de pulso de 3 niveles (PAM-3).
100BASE-T4 no se adoptó ampliamente, pero parte de la tecnología desarrollada para él se utiliza en 1000BASE-T . [11]
100BaseVG
Propuesto y comercializado por Hewlett Packard , 100BaseVG era un diseño alternativo que utilizaba cableado de categoría 3 y un concepto de token en lugar de CSMA / CD. Estaba programado para la estandarización como IEEE 802.12, pero desapareció rápidamente cuando el conmutador 100BASE-TX se hizo popular.
Fibra óptica
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 a 850 nm | 200 MHz · km a 850 nm | 500 MHz · km a 850 nm | 1500 MHz · km a 850 nm | 3500 MHz · km a 850 nm | 3500 MHz · km @ 850 nm y 1850 MHz · km @ 950 nm | 1 dB / km a 1300/1550 nm | 0,4 dB / km a 1300/1550 nm |
Nombre | Estándar | Estado | Medios de comunicación | Conector | Módulo transceptor | Alcance (km) | Recuento de medios | Carriles | Notas |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Fast Ethernet - ( Velocidad de datos : 100 Mbit / s - Código de línea : 4B5B × NRZ-I - Velocidad de línea: 125 MBd - Full-Duplex / Half-Duplex) | |||||||||
100BASE ‑FX | 802.3u-1995 cláusula 24, 26 | Actual | Fibra 1300 nm | ST SC MT-RJ MIC (FDDI) | N / A | FDDI: 2 (FDX) | 2 | 1 | [12] máx. 412 m para conexiones semidúplex para garantizar la detección de colisiones; especificación derivada en gran parte de FDDI. Ancho de banda modal : 800 MHz · km [13] |
OM1: 4 | |||||||||
50/125: 5 | |||||||||
100BASE ‑LFX | propietario (no IEEE) | Actual | Fibra 1310 nm | LC (SFP) ST SC | SFP | OM1: 2 | 2 | 1 | transmisor láser FP específico del proveedor Full-duplex Ancho de banda modal : 800 MHz · km [14] |
OM2: 2 | |||||||||
62,5 / 125: 4 | |||||||||
50/125: 4 | |||||||||
OSx: 40 [13] | |||||||||
100BASE-SX | TIA-785 (2000) | legado | Fibra 850 nm | ST, SC, LC | N / A | OM1: 0,3 | 2 | 1 | Óptica compartible con 10BASE-FL , lo que permite tener un esquema de negociación automática y utilizar adaptadores de fibra 10/100. |
OM2: 0,3 | |||||||||
100BASE-LX10 | 802.3ah-2004 cláusula 58 | Actual} | Fibra 1310 nm | LC | SFP | OSx: 10 | 2 | 1 | Dúplex completo solo comúnmente denominado simplemente -LX [15] |
100BASE-BX10 | Actual | Fibra TX: 1310 nm RX: 1550 nm | 1 | Solo dúplex completo; Multiplexor óptico utilizado para dividir señales TX y RX en diferentes longitudes de onda. | |||||
100BASE -EX | propietario (no IEEE) | Actual | Fibra 1310 nm | SC LC | SFP GBIC | OSx: 40 | 2 | 1 | específico del proveedor [16] |
100BASE ‑ZX | propietario (no IEEE) | Actual | Fibra 1550 nm | SC LC | SFP GBIC | OSx: 80 | 2 | 1 | específico del proveedor [17] |
Puertos Fast Ethernet SFP
La velocidad Fast Ethernet no está disponible en todos los puertos SFP, [18] pero es compatible con algunos dispositivos. [19] [20] No se debe suponer que un puerto SFP para Gigabit Ethernet sea compatible con Fast Ethernet.
Interoperabilidad óptica
Para que sea interoperable hay algunos criterios que deben cumplirse: [21]
- Codificación de línea
- Longitud de onda [a]
- Modo dúplex
- Recuento de medios
- Tipo y dimensión de medio
100BASE-X Ethernet no es compatible con versiones anteriores de 10BASE-F y no es compatible con versiones anteriores de 1000BASE-X .
100BASE-FX
100BASE-FX es una versión de Fast Ethernet sobre fibra óptica . La subcapa 100BASE-FX dependiente del medio físico (PMD) está definida por el PMD de FDDI , [23] por lo que 100BASE-FX no es compatible con 10BASE-FL , la versión de 10 Mbit / s sobre fibra óptica.
100BASE-FX todavía se utiliza para la instalación existente de fibra multimodo donde no se requiere más velocidad, como las plantas de automatización industrial. [13]
100BASE-LFX
100BASE-LFX es un término no estándar para referirse a la transmisión Fast Ethernet. Es muy similar a 100BASE-FX pero alcanza distancias más largas de hasta 4-5 km sobre un par de fibras multimodo mediante el uso de un transmisor láser Fabry-Pérot [24] que funciona con una longitud de onda de 1310 nm. La atenuación de la señal por km a 1300 nm es aproximadamente la mitad de la pérdida de 850 nm. [25] [26]
100BASE-SX
100BASE-SX es una versión de Fast Ethernet sobre fibra óptica estandarizada en TIA / EIA-785-1-2002. Es una alternativa de menor costo y menor distancia a 100BASE-FX. Debido a la longitud de onda más corta utilizada (850 nm) y la distancia más corta admitida, 100BASE-SX utiliza componentes ópticos menos costosos (LED en lugar de láseres).
Debido a que usa la misma longitud de onda que 10BASE-FL , la versión de 10 Mbit / s de Ethernet sobre fibra óptica, 100BASE-SX puede ser compatible con versiones anteriores de 10BASE-FL. El costo y la compatibilidad hacen que 100BASE-SX sea una opción atractiva para quienes se actualizan desde 10BASE-FL y quienes no requieren largas distancias.
100BASE-LX10
100BASE-LX10 es una versión de Fast Ethernet sobre fibra óptica estandarizada en 802.3ah-2004 cláusula 58. Tiene un alcance de 10 km sobre un par de fibras monomodo.
100BASE-BX10
100BASE-BX10 es una versión de Fast Ethernet sobre fibra óptica estandarizada en 802.3ah-2004 cláusula 58. Utiliza un multiplexor óptico para dividir señales TX y RX en diferentes longitudes de onda en la misma fibra. Tiene un alcance de 10 km sobre una sola hebra de fibra monomodo.
100BASE-EX
100BASE-EX es muy similar a 100BASE-LX10 pero alcanza distancias más largas de hasta 40 km sobre un par de fibras monomodo debido a una óptica de mayor calidad que un LX10, que funciona con láseres de longitud de onda de 1310 nm. 100BASE-EX no es un estándar formal, sino un término aceptado por la industria. [16] A veces se lo denomina 100BASE-LH (larga distancia) y se confunde fácilmente con 100BASE-LX10 o 100BASE-ZX porque el uso de -LX (10), -LH, -EX y -ZX es ambiguo entre proveedores.
100BASE-ZX
100BASE-ZX es un término no estándar pero de múltiples proveedores [17] [se necesita mejor fuente ] para referirse a la transmisión Fast Ethernet usando una longitud de onda de 1.550 nm para alcanzar distancias de al menos 70 km sobre fibra monomodo. Algunos proveedores especifican distancias de hasta 160 km sobre fibra monomodo, a veces denominada 100BASE-EZX. Los rangos más allá de los 80 km dependen en gran medida de la pérdida de ruta de la fibra en uso, específicamente la cifra de atenuación en dB por km, el número y la calidad de conectores / paneles de conexión y empalmes ubicados entre transceptores. [27]
Ver también
- Lista de anchos de banda de dispositivos
Notas
- ^ Es posible que ciertos tipos de ópticas funcionen con un desajuste en la longitud de onda. [22]
Referencias
- ^ IEEE 802.3u-1995 . IEEE . 26 de octubre de 1995. doi : 10.1109 / IEEESTD.1995.7974916 . ISBN 978-0-7381-0276-4.
- ^ H. Frazier (2002) [1998]. "El estándar 802.3z Gigabit Ethernet". Red IEEE . IEEE. 12 (3): 6–7. doi : 10.1109 / 65.690946 .
- ^ "Combinación de módulos OC3 / STM1 GE / FE - Guía del módulo ERX 10.3.x" . Juniper Networks .
- ^ "Ficha técnica de módulos conectables de factor de forma pequeño Cisco 100BASE-X para aplicaciones Fast Ethernet" . Cisco.
- ^ "Adaptadores CAT5E" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 7 de julio de 2014 . Consultado el 17 de diciembre de 2012 .
- ^ "El PMD 100BASE-TX (y MDI) se especifica incorporando el estándar FDDI TP-PMD, ANSI X3.263: 1995 (TP-PMD), por referencia, con las modificaciones que se indican a continuación". (sección 25.2 de IEEE802.3-2002).
- ^ Cláusula 96 de IEEE 802.3bw-2015
- ^ Junko Yoshida (1 de diciembre de 2015). "Impulsado por los estándares IEEE, Ethernet llega a la carretera en 2016" . EETimes . Consultado el 6 de octubre de 2016 .
- ^ Robert Breyer y Sean Riley (1999). Ethernet conmutada, rápida y Gigabit . Publicaciones técnicas de Macmillan. pag. 107.
- ^ IEEE 802.3y
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- ^ "Todo lo que siempre quiso saber sobre las redes ópticas, pero tenía miedo de preguntar" (PDF) . archive.nanog.org . Richard A. Steenbergen . Consultado el 30 de marzo de 2020 .
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- ^ "Base de conocimientos de fibra" . Fluke Networks . 28 de febrero de 2014 . Consultado el 8 de abril de 2020 .
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- ^ "SFP15160FE0B / SFP / 100BASE-eZX" . Óptica Skylane . Archivado desde el original el 19 de agosto de 2020 . Consultado el 21 de marzo de 2020 .
enlaces externos
- Variaciones habituales de hardware de 100 Mbit / s
- Orígenes e historia de Ethernet
- Descarga gratuita de estándares IEEE802.3
- Resumen técnico de ProCurve Networking 100BASE-FX