Redes de Alta Velocidade

Redes de Alta Velocidade

Redes de Alta Velocidade Parte I IEEE 802.3 Ethernet Parte II Parte II IEEE 802.3z Gigabit Ethernet

Redes de Alta Velocidade Parte I IEEE 802.3 Ethernet Parte II Parte II IEEE 802.3z Gigabit Ethernet

1990: 300 mil computadores conectados a internet 1992: 1 milhão de servidores 1995: 10 milhões (Brasil 120 mil) 1996: 12,8 milhões, em 150 países. 1999: 7,6 milhões estão conectados à rede no Brasil Ethernet de 10Mbps impedia o escoamento de todo o tráfego de dados gerado pelo crescimento exponencial do número de conexões e serviços oferecidos. Para quebrar a barreira dos 10Mbit/s, surgiram as tecnologias de redes de alta velocidade como o ATM (Assynchronous Transfer Mode), FDDI e os padrões da IEEE 100 Base-T Fast Ethernet e 100 VG-AnyLAN.

Fast Ethernet Fast Ethernet é uma instância da família Ethernet, sendo um termo utilizado em padrões de redes onde os dados trafegam à taxa nominal de 100 Mbps.

Existem duas diferentes tecnologias para Fast Ethernet IEEE 802.3u IEEE 802.12 100VG-AnyLAN 100Base-T Suporta CSMA/CD da Ethernet 100VG-AnyLAN Cria um novo mecanismo de controle de acesso ao meio Utiliza HUBs que controlam o acesso ao meio usando demand priority Modificações adjacentes permitem transportar frames Token Ring

Histórico Sistema de Acoplamento de Mídia 100Base-T é 10 vezes mais rápido do que 10Base-T Apesar disso, existem características que foram mantidas: Formato do frame e quantidade de dados Controle de Acesso ao meio Mecanismo para Auto-negociação da taxa de transmissão Suporte para interfaces ethernet de velocidade dupla (10 e 100 Mbps) Diagrama de Blocos para os componentes 100Base-T:

Histórico Objetivos do Working Group Suporte do CSMA/CD com taxa de transmissão de 100 Mbps Formato do Frame MAC é idêntico Como meio físico, admite o uso de par trançado e fibra óptica Intercambiável com componentes 10Base-T e 100Base-TX Fast Ethernet Consortium Desenvolve tecnologia e esta é utilizada pelo IEEE 802.3u Fast Ethernet Working Group A Fast Ethernet Consórcio foi formado em dezembro de 1993 e é um dos consórcios do InterOperability Lab (IOL), da Universidade New Hampshire, USA. O consórcio foi formado através da cooperativa Acordo de fornecedores interessados em testar produtos para Fast Ethernet.

Características comum entre redes Ethernet e Fast Ethernet Formato de dados Método de acesso- CSMA/CD Cabos comuns (no caso par trançado, CAT5 e fibra) Switches devem ser preferencialmente utilizados em redes de 100 Mbps Principais diferenças entre redes Ethernet e Fast Ethernet Extensão das redes Não existe especificação para cabos Coaxiais (ou Triaxiais) para Fast Ethernet Regras de configuração

Histórico Migrando de Ethernet para Fast Ethernet Cuidados: Novos cartões de rede são necessários Cabo coaxial não é suportado Integração pode ser realizada com switches Redes esparsas utilizam bridges, switches e roteadores Máximo diâmetro entre duas estações é 205m (par trançado)

Exemplos de Instalações

Exemplos de Instalações

Exemplos de Instalações

Exemplos de Instalações

Esquema para o padrão 100Base-X

Esquema para o padrão 100Base-T4

Esquema para o HUB Fast Ethernet suportando diferentes tipos de mídia

Histórico MEIOS FÍSICOS F PARA TRANSMISSÃO A 100 MBPS Cobre 100Base-TX 100Base-T4 100Base-T2 Fibra Óptica 100Base-FX 100Base-SX 100Base-BX

MEIOS FÍSICOS F PARA TRANSMISSÃO A 100 MBPS Cobre 100Base-TX 100Base-T4 100Base-T2 Fibra Óptica Requer cabeamento com 2 pares de cabo par trançado de categoria 5 (CAT 5). Utiliza codificação binária 4B5B Cada Segmento de rede pode ter uma distância de no máximo 100 metros. Dispositivos ligados diretamente ao Hub, numa topologia estrela Para ligar 2 dispositivos em rede é necessário o uso de cabo crosssover. 100Base-FX 100Base-SX 100Base-BX

MEIOS FÍSICOS F PARA TRANSMISSÃO A 100 MBPS Cobre 100Base-TX 100Base-T4 100Base-T2 Foram utilizados nas primeiras implementações de Fast Ethernet. São utilizados 2 dos quatro cabos de par trançado, de maneira semelhante ao cabo categoria 3 (Sistema telefônico) Fibra Óptica 100Base-FX 100Base-SX 100Base-BX

MEIOS FÍSICOS F PARA TRANSMISSÃO A 100 MBPS Cobre 100Base-TX 100Base-T4 100Base-T2 O dado é transmitido sobre 2 pares de par trançado, utilizando 4 bits por símbolo. Utiliza modulação PAM-5. Fibra Óptica 100Base-FX 100Base-SX 100Base-BX

MEIOS FÍSICOS F PARA TRANSMISSÃO A 100 MBPS Cobre 100Base-TX 100Base-T4 100Base-T2 Fibra Óptica Com o uso de fibra óptica, os links alcançaram comprimentos da ordem de alguns kms (com repetidor). O lazer empregado emite irradiação luminosa no espectro infravermelho, com comprimento de onda de 1300 nm. Devido a dispersão, o comprimento máximo de fibra é de 400m (half-duplex), ou 2 km (full duplex) com fibra multimodo. 100Base-FX 100Base-SX 100Base-BX

MEIOS FÍSICOS F PARA TRANSMISSÃO A 100 MBPS Cobre 100Base-TX 100Base-T4 100Base-T2 Fibra Óptica LEDS, e não Lazers. Utiliza a janela de comprimento de onda 850 nm, Compatível com redes 10Base-FL, Distância máxima de 300 m, Utiliza dois cabos de fibra ótica multimodo Apresenta custo menor se comparada ao 100Base-FX 100Base-FX 100Base-SX 100Base-BX

MEIOS FÍSICOS F PARA TRANSMISSÃO A 100 MBPS Cobre Única fibra monomodo é utilizada. Devido a isso, é necessário o uso do multiplexador 100Base-TX 100Base-T4 100Base-T2 Fibra Óptica 100Base-FX 100Base-SX 100Base-BX

Histórico Elementos de Conexão Um adaptador Fast Ethernet pode ser logicamente dividido em: Controlador de Acesso ao Meio (MAC), Interface de Camada Física (PHY) O MAC pode ser ligado ao PHY por uma interface paralela síncrona de 4 bits e de 25 MHz conhecida como Media Independent Interface (MII). Cada DTE ligado a um canal Ethernet é equipado com uma interface Ethernet. A interface Ethernet provê uma conexão ao meio Ethernet e contém os eletrônicos e software necessários para realizar as funções de controle de acesso ao meio necessárias para enviar um frame ao canal Ethernet.

Quais estratégias são mais utilizadas para Fast Ethernet? Resposta: 100BaseTX e 100BaseFX.

100Base-TX

100Base-TX Segmentos 100Base-TX são segmentos do link Um segmento do link é definido como o meio ponto a ponto Conecta dois e somente dois MDIs A menor rede consistiria de 2 computadores Instalações Típicas T consistiriam de hubs repetidores ou hubs de comutação de pacotes Provê comunicação entre um número maior de segmentos de link NIC em uma terminação, hub na outra terminação do segmento Hubs podem conectar tantos segmentos quanto o número de portas Toda a comunicação é centralizada via hub Segmento de comprimento máximo m 100m Dois segmentos de 100m podem ser conectados através s de um hub Classe I ou Classe II

100Base-T Repetidor, Hub Portas Ethernet nos repetidores não utilizam uma interface internet A porta do repetidor conecta o sistema de media Fast Ethernet com o respectivo PHY e MDI do equipamento. Transportando os sinais diretamente de um segmento a outro, portanto, não contém interfaces Ethernet, já que não operam no nível de frames Ethernet. Um hub repetidor pode ser equipado com uma interface Ethernet para provê uma forma de se comunicar com o hub sobre a rede (gewrenciamento com interface para o hub) Basicamente existem dois tipos de hubs repetidores no sistema 100Base-T: Classe I Classe II

Requisitos de Compatibilidade das camadas Física e MAC

Histórico Hubs repetidores Classe I levam a atrasos de maior duração Demodulam o sinal que chega na porta de entrada, obtendo o símbolo digital Modulam quando envio o sinal para outras portas Repetem sinais entre segmentos de mídia que utilizam diferentes técnicas de sinalização Repetidor Classe II proporciona menores atrasos temporais Repetem imediatamente o sinal que chega para todas as outras portas Conecta somente segmentos que utilizam a mesma técnica de sinalização

Histórico Teste de integridade de Link PHY monitora continuamente o recebimento de dados do caminho em atividade O sistema de sinalização é baseado na sinalização ANSI FDDI (4B/5B com codificação dados + sinal do relógio) Transceptores de par trançado utilizam conectores MDI de oito pinos tanto para enviar quanto para receber pulso do link conhecidos por Fast Link Pulses (FLP) Utilizado no mecanismo de auto negociação Permitem aos hubs multi taxas detectarem a velocidade de operação de um determinado dispositivo Ethernet Assim, o hub ajusta a taxa de transmissão de sua porta, após a detecção.

100Base-FX

100Base-T4

Histórico 100Base-T4 Par trançado categoria 3 tem alta atenuação e é bastante sensível a interferência eletromagnética UTP Cat3atinge 16Mbps 4 pares em paralelo atinge 25 Mbps Codificação de dados é fundamental

Diâmetro Máximo M de rede Distância Máxima M de Cabeamento

Critérios de Projeto

Prof. Dr. Dr. Luiz Luiz Silveira Júnior Curso de de Ciência da da Computação E.mail: disciplina.ufersa@gmail.com

Redes de Alta Velocidade Parte I IEEE 802.3 Ethernet Parte II Parte II IEEE 802.3z Gigabit Ethernet