Da mesma forma que o Fast Ethernet proporcionou um salto na velocidade de transmissão em relação a ethernet tradicional, o Gigabit Ethernet proporciona o mesmo salto em relação ao Fast Ethernet. Agora a velocidade de transmissão passa a ser 1000 Mbps ou 1 Gbps, em comparação aos 100 Mbps do Fast Ethernet. Suporta CSMA/CD e transmissão em half e full-duplex, porém algumas mudanças foram necessárias para suportar o half-duplex.
A rajada de quadros é uma característica através da qual uma estação pode transmitir vários pacotes sem perder o controle. A transmissão é feita preenchendo-se o intervalo entre os quadros com bits de modo que o meio não fique livre para as demais estações transmitirem.
O Gigabit Ethernet pode ser divido em duas categorias:
» 1000Base-T – Suporta cabeamento UTP até a distância máxima de 100 metros
» 1000Base-X – Suporta fibra ótica e cabo de cobre blindado.
2.3.4.1 – 802.3ab 1000Base-T
A busca por uma solução de cabo de cobre ideal para o Fast Ethernet levou a adoção do padrão 100Base-TX. Porém existem dois outros padrões pouco conhecidos, o 100Base-T2 e 100Base-T4. O 100Base-T4 não ganhou popularidade porque era necessário o uso de todos os 4 pares de fios do cabeamento UTP categoria 3 ou 5. As redes 10Base-T existentes usavam apenas 2 pares. Ou seja, quem quisesse fazer um upgrade da sua rede para o 100Base-T4, teria que mudar todo o cabeamento. Além disso, o 100Base-T4 não operava a full-duplex.
O 100Base-T2 usava apenas 2 fios como o 10Base-T, porém nenhum vendedor implementou o padrão.
Com a chegada de soluções de 1 Gbps para as redes ethernet, os projetistas pegaram o melhor de todos os padrões de 100 Mbps e incorporaram na especificação 1000Base-T.
2.3.4.2 – 802.3z 1000Base-X
Em 1999 o padrão 802.3z foi confirmado e incluído no padrão 802.3. 1000Base-X é a especificação para Gigabit Ethernet usando fibra ótica. Pode ser divido em três tipos de mídia: 1000Base-SX, 1000Base-LX e 1000Base-CX.
1000Base-SX – É o mais comum e o mais barato, usando fibra multímodo comum. O baixo custo não é a toa. Pode chegar a uma distância máxima de 220m. Muito aquém portanto dos 2km que era possível com o 100Base-FX.
1000Base-LX – Usa fibra monomodo e pode chegar até a 5km.
1000Base-CX – Usa cabo par trançado blindado(STP) com conector précrimpado. Em vez do RJ-45, o conector usado é um DB-9 ou HSSDC. Pode chegar a somente 25 metros. Essa solução quase não é utilizada, porque o 1000Base-T fornece a mesma velocidade por um preço menor e 4 vezes a distância máxima do 1000Base-CX, usando cabo UTP.
2.3.4.3 – Auto Negociação
Devido a numerosas combinações de taxa de dados e modos duplex, a auto negociação tem a finalidade de determinar a compatibilidade do dispositivo. Em geral auto negociação de velocidade e duplex é projetado para cabos par trançado, uma vez dispositivos de fibra ótica não suportam auto negociação.
O processo começa quando o dispositivo detecta a atividade de link na sua interface.
» O dispositivo envia um sinal FLP avisando a velocidade deseja e o modo duplex
» Se a estação remota suporta auto negociação, ela envia um sinal FLP com sua preferência.
» As duas negociam a melhor velocidade e modo duplex.
A tabela mostra a hierarquia da auto negociação
Se um dos dispositivos não suporta auto negociação, o auto sense do meio é usado. Por exemplo, uma estação antiga de 10 Mbps deseja conectar a um switch de 100 Mbps. O switch envia um FLP para a estação indicando 100 Mbps em full-duplex. A estação não entende o FLP e o ignora. O switch sente a ausência da resposta do FLP e naturalmente assume que a estação é de 10 Mbps e seta a velocidade de comunicação com aquela estação para 10 Mbps.
Mas, e quando o dispositivo é 100 Mbps e não suporta auto negociação. Será que ele terá que operar a 10 Mbps por não suportar a auto negociação?
Está especificado no padrão 100Base-X que todos os dispositivos 100Base-X enviam sinais FLP. Logo, o switch em questão receberá o sinal FLP da estação e setará a comunicação entre elas para 100 Mbps. É através do recebimento ou não do sinal FLP que o dispositivo sabe se o outro dispositivo é de 10 Mbps ou de 100 Mbps.
Figura 2.18 – Auto Negociação
Já em redes Gigabit Ethernet, a auto negociação é um pouco diferente. Ela é dependente do meio e como conseqüência disso, somente dispositivos 1000Base-X podem negociar entre si. Como a taxa de transmissão é pré-determinada, a velocidade não é algo a se negociar,somente o modo duplex. O sinal FLP não é utilizado, dando lugar a uma sinalização especifica.
2.3.4.4 – Aplicação
A tecnologia pode ser utilizada em todos os tipos de backbone, em redes corporativas e redes domesticas que necessitam de grande largura de banda para uso de aplicações multimídia entre outras. Devido a seu alto custo, a tecnologia atualmente só é utilizada em redes grandes que tem condição de pagar pela migração. O seu alto custo inviabiliza(pelo menos por enquanto) seu uso para redes domésticas. Apesar da sua alta taxa, isso não justifica a sua adoção para redes domésticas, já que uma rede de 100 Mbps ainda satisfaz e muito o usuário. Ao invés de migrar toda a rede, uma opção seria apenas migrar o backbone. Já que ele é o ponto central por onde passam todos os dados da rede e um potencial gargalo.
Figura 2.19 – Gigabit Ethernet implementado em uma empresa.
Figura 2.20 – Gigabit Ethernet implementado em um ISP
A tabela mostra um resumo dos padrões ethernet
2.3.5 – Padrão IEEE de 10 Gbps
Sancionado em 2002, com o IEEE 802.3ae, a tecnologia 10Gbps tem entre suas características básicas:
» Não suporta CSMA/CD
» Opera apenas ponto a ponto
» Modo full-duplex somente
» Cabo fibra ótica multímodo e monomodo
Como opera somente ponto a ponto, esta tecnologia tem seu uso voltado apenas para backbones e necessidades especificas tais como: aplicações que exigem alta performance, onde altas taxas de transmissão e compartilhamento de grandes massas de dados, é exigida. Apresenta alta largura de banda, baixa taxa de latência, o que é ideal para suportar aplicações de dados intensivo e de resposta muito rápida, que estão cada vez freqüentes no mundo de negócios atual. Um bom exemplo é a criação de filmes de animação gráfica, onde o detalhamento de textura, luz e movimento, contribui enormemente para o crescimento do tamanho dos arquivos. Sem uma rápida troca de dados entre estações e servidores, o nível realístico que vemos nos filmes de hoje, seria impossível de ser conseguido.
Pensa-se inclusive na adoção da tecnologia para ampliar e agilizar os backbones mundiais.
O padrão é o 10GBase-X, e atualmente a tecnologia vem sendo utilizada nos EUA, no projeto internet2.
Em 2004 foi sancionado o padrão 10GBase-CX4 que especifica o uso da tecnologia com fio de cobre twiaxial. Essa é uma solução de alta performance e baixo custo. É adequada para situações em que atividades colaborativas intensivas sejam exigidas tais como: digitalização e edição de imagem, simulação e modelagem e CAD/CAM. Está ainda previsto para 2006 a adoção de um padrão que permitirá o seu uso em cabos UTP categoria 5.
Figura 2.21 – Exemplo do uso do padrão 10GBase-CX4
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