Ethernet. Revisões. Ethernet. Ethernet. Ethernet. Ethernet. NIC (Network Interface Card ) com transceiver. Repetidor. Hub (Concentrador)

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1 Revisões USB Características genéricas Interface mecânica Interface eléctrica Transceiver USB 2.0 Firewire 10Base5, 10Base2; 10BaseT 2003/04 Helena Sarmento 1 Topologia em que múltiplos computadores partilham um meio (Ether) único. propagação do sinal segmento emissor receptor Não existe um controlador do barramento, sendo os computadores que lhe estão ligados que coordenam o acesso ao barramento, através de CSMA (Carrier Sense on Multiple-Access networks). Enquanto um computador transmite uma trama, tem o controlo do barramento e todos os outros computadores têm de esperar. Quando acaba a transmissão, o barramento fica acessível a todos os computadores. 2003/04 Helena Sarmento 2 Quando nenhum computador está a aceder, não há sinal (carrier) no barramento, podendo um computador enviar dados. não há sinal (carrier) (0,7 V) Quando dois nós, ao verificarem que o barramento está livre, lhe acedem há uma colisão. não há sinal (carrier) (0,7 V) Durante uma transmissão de uma trama há sinal (carrier) e os outros computadores não podem enviar dados. há sinal (carrier) (variação entre -0,7 e 0,7 V) 2003/04 emissor Helena receptor Sarmento 3 emissor emissor Um nó, ao iniciar a transmissão, continua a monitorar o barramento e ao detectar a colisão envia um sinal (jam) a indicar este problema. O outro nó recebe a indicação, pára a transmissão e envia sinal (jam). jam jam jam: sinal de 48 bits emissor emissor 2003/04 Helena Sarmento 4 CSMA/CD (CSMA/Collision Detection) Algoritmo de binary backoff: Quando há um computador detecta uma colisão, pára de emitir e espera um tempo aleatório para voltar a tentar aceder ao barramento. Se ao aceder, detectar nova colisão, vai duplicando o tempo de forma a diminuir a probabilidade de colisão. Dispositivos numa rede: NIC (Network Interface Card ) com transceiver Adaptador instalado num computador que permite uma ligação ponto a ponto à rede Repetidor Dispositivo para regenerar ou replicar um sinal, resolvendo problemas de atenuação na linha. Hub (Concentrador) É um repetidor com múltiplos portos (10BaseT) 2003/04 Helena Sarmento /04 Helena Sarmento 6 1

2 Dispositivos numa rede: NIC Network Interface Card (incluindo MAU) Bridge Divide a rede em segmentos com diferentes domínios de colisão. Actua a nível da camada de ligação de dados (diferente domínio de colisão) Switch (Comutador) É uma bridge com múltiplos portos (mais de duas interfaces) cabo coaxial transceiver isolamento codificador/ descodificador Manchester buffer, acesso ao PC e MAC PC Router (Encaminhador) Nível 3 do modelo OSI (diferente domínio de broadcast) 2003/04 Helena Sarmento /04 Helena Sarmento 8 Blocos funcionais do NIC transceiver isolamento Transceiver Receptor do sinal do cabo e geração do sinal digital para o descodificador. BNC RJ45 Descodificador Buffer e interface com o computador» NE83C92» 78QE8392L receptor alimentação O receptor detecta tensões 2003/04 Helena Sarmento /04 Helena Sarmento 10 Data buffer: redução dos efeitos de carga na linha e das reflexões (alta impedância e baixa capacidade) Igualizador: para compensar a resposta em frequência do cabo regenerando a forma rectangular do sinal 2003/04 Helena Sarmento /04 Helena Sarmento 12 2

3 Filtro passa-baixo (Bessel de 4ª ordem) para obter valor DC da tensão no cabo (detecção de colisões) Squelch: diferencia estado activo de estado de repouso 2003/04 Helena Sarmento /04 Helena Sarmento 14 Transceiver Emissor do sinal para o cabo e recepção do sinal digital do descodificador. Injecta corrente na linha. Receptor Line driver: gera os sinais digitais para o descodificador» NE83C92» 78QE8392L 2003/04 Helena Sarmento /04 Helena Sarmento 16 Entradas diferenciais. O emissor gera uma onda quadrada O díodo reduz o efeito de carga da capacidade do cabo (necessário em 10base5) 2003/04 Helena Sarmento /04 Helena Sarmento 18 3

4 O squelch desactiva a transmissão quando o sinal tem duração ou níveis reduzidos. 2003/04 Helena Sarmento 19 O temporizador inibe o emissor se este estiver activo mais de um certo intervalo de tempo (falta). 2003/04 Helena Sarmento 20 Transceiver Colisões» NE83C92» 78QE8392L Se o nível DC da tensão dos dados está mais negativo que o nível da blindagem do cabo de pelo menos Vth o oscilador gera o sinal de colisão. 2003/04 Helena Sarmento /04 Helena Sarmento 22 Heartbeat: indica que o circuito está a funcionar actuando em CD no fim de uma transmissão (sinal de 10MHz) 2003/04 Helena Sarmento /04 Helena Sarmento 24 4

5 7x 8x 9x 10x 11x 12x 7x 8x 9x 10x 11 x 12x C A x 2x 3x 4x 5x 6x 1x 2x 3x 4x 5x 6x A B imac imac imac imac imac DP8392C Características eléctricas Symb Parameter Min Typ Max Units I EE1 Supply current out of V EE pin--non transmitting ma I EE2 Supply current out of V EE pin--transmitting ma I RXI Receive input bias current (RXI) µa V CD Collision threshold (Receive mode) -1,45-1,53-1,58 V V OD Differential output voltage (RX g, CD g ) ±550 ±1200 mv V OB Diff. output voltage imbalance (RX ±, CD ± ) ±40 mv V TS Transmitter squelch threshold (TX ± ) mv C X Input capacitance (RXI) 1,2 Max pf 2003/04 Helena Sarmento /04 Helena Sarmento 26 Descodificador do código Manchester Isolamento entre o transceiver e o codificador/descodificador de manchester 2003/04 Helena Sarmento 27 O padrão de cada byte dos 7 bytes da trama é /04 Helena Sarmento 28 Interface com a rede (cont) Buffer e interface com o computador Hub (Concentrador) hub Todos os nós recebem a trama enviada Recebe o sinal e transmite-no para todos os portos ligados ao hub (é um repetidor). Não filtra ou redirecciona dados entre redes. Permite ligar todos os nós de uma rede, se os hubs estiverem ligados a um backbone Os nós competem no acesso ao meio de transmissão (domínio de colisão). 2003/04 Helena Sarmento /04 Helena Sarmento 30 5

6 imac imac imac imac imac Bridge Interligação de segmentos numa LAN Switch (comutador) Opera no nível 2 (OSI) Analisa os endereços de origem e destino e se os dois endereços pertencem ao mesmo segmento a trama é descartada. Bridge transparente: aprende quais os computadores que estão ligados à LAN A e à LAN B, analisando o endereço MAC de origem da trama recebida num dado porto. Bridge multiporto Só o nó de destino recebe a trama enviada 2003/04 Helena Sarmento /04 Helena Sarmento 32 a 100 Mbps (Fast u) compatível com 10BaseT (half-duplex ) Gigabit Mantém-se a compatibilidade com e Fast Característica 100BaseTX 100BaseT4 100BaseFX Segmentos Distância Cabo 2 pares Cat5 UTP 4 pares Ca3, Cat4 e Cat5 UTP Fibra óptica multimodo duplex Half 2003/04 Helena Sarmento 33 GMII Vários tipos de meio para o mesmo controlador MAC 2003/04 Helena Sarmento 34 a 1 Gbps (Gigabit z) a 1 Gbps (Gigabit ae) Característica Segmentos Distância Cabo 1000BasesSX 220 m (9µm) 550 (62,5 µm) 220 m (9µm) 550 (62,5 µm) Fibra multimodo (laser 850 nm) 1000BaseLX 550 m (multimodo) 5 km (monomodo) 550 m (multimodo) 5 km (monomodo) Fibra monomodo e multimodo (laser 1300 nm) 1000BaseCX 25 m 50 m STP Característica Segmentos Distância Cabo duplex 1000BaseT Cat 5 UTP 4 pares Half duplex Utilização Backbone curto Backbone campus Interligação de clusters 2003/04 Helena Sarmento /04 Helena Sarmento 36 6

7 GMII Gigabit Media Independent Layer MAC PLS PMA Meio AUI MDI GMII Permite ritmos de: 10, 100 e 1000 Mbps Fornece 2 sinais: Carrier Sense Collision Detect Permite, utilizando o mesmo controlador MAC, ligara a STP, UTP, fibra em monomodo e multi-modo. A camada de reconcilação transforma os sinais de carrier Sense e Collision Detect entre o nível físico (PLS) e a camada MAC. 2003/04 Helena Sarmento /04 Helena Sarmento 38 PCS Physical Coding Sublayer Utiliza codificação 8B/10B (1000BASE-X) Gera Carrier Sense e Colision Detect Gere a negociação para determinar o ritmo de transmissão (10, 100 ou 1000 Mbps) e o modo de operação (half-duplex ou full-duplex) PCS Physical Coding Sublayer Trata da codificação, gera CS e CD e gere a negociação para determinar o ritmo de transmissão (10, 100 ou 1000 Mbps) e o modo de operação (half-duplex ou fullduplex) PMA Physical Medium Attachment Serializa e agrupa bits em grupos (code group) PMD Physical Medium Dependent Define os sinais para o meio e a ligação física (fichas) 2003/04 Helena Sarmento /04 Helena Sarmento Gigabit (802.ae): norma aprovada em Junho de /04 Helena Sarmento 41 7