¿Qué es Ethernet?

Se requieren computadoras y enrutadores para cualquier red informática. Generan y propagan tráfico de red, respectivamente. Sin embargo, nada de eso es posible sin algún tipo de medio de comunicación. Wi-Fi es el estándar dominante en el espacio inalámbrico, al menos para redes domésticas y empresariales.

Las redes inalámbricas pueden ser muy convenientes para usar con dispositivos que deben poder moverse mientras están conectados. Sin embargo, este no es el caso para todos los dispositivos. Las computadoras de escritorio rara vez se mueven, e incluso entonces, no se usan mientras se mueven. Si bien se pueden conectar en red a través de Wi-Fi, hay una mejor opción.

Las redes inalámbricas tienen que lidiar con la degradación de la señal debido a obstrucciones como paredes. También actúa como un único dominio de transmisión, lo que significa que todos los dispositivos reciben todo el tráfico de la red y eligen ignorar el tráfico que no está dirigido a ellos. Una red cableada no necesariamente tiene que lidiar con estos problemas. El único inconveniente es que los dispositivos conectados deben estar cableados físicamente a la red. Esto está bien para las computadoras de escritorio y, en general, es aceptable para las computadoras portátiles, pero es un asesino para los teléfonos móviles.

El estándar dominante para las redes cableadas se llama Ethernet. Se utiliza en redes domésticas, redes empresariales, sistemas de supercomputadoras y dispositivos automotrices. Actualmente, los estándares de Ethernet están disponibles para velocidades de red de hasta 40 Gb/s.

Nota: las velocidades de red generalmente se enumeran en unidades de megabits por segundo o gigabits por segundo. Esto es distinto de megabytes y gigabytes. Los bytes están formados por 8 bits, por lo que una conexión de megabit tarda 8 segundos en transferir un megabyte. Las unidades que usan bytes siempre se indican con una "B" mayúscula. Bits, la unidad más pequeña, usa una "b" minúscula.

Orígenes

Ethernet se desarrolló por primera vez a mediados de la década de 1970 en Xerox PARC. El diseño original tenía un ancho de banda de 2,94 Mb/s. Esto luego se actualizó a 10 Mb/s, la velocidad a la que Ethernet se comercializó por primera vez en 1980. IEEE también lo estandarizó como 802.3 en 1983. El primer estándar 10BASE5 usaba un cable coaxial "grueso", que era relativamente costoso. 10BASE2 se estandarizó en 1985 utilizando un cableado coaxial más delgado y económico para reducir los costos de implementación. Esta reducción de costos fue significativa ya que la mayoría de los edificios solo tenían el cableado de par trenzado que se usaba para telefonía y necesitaban instalar los cables coaxiales desde cero.

Sugerencia: la notación XBASE-X es algo torpe pero tiene algo de lógica. El primer número indica la clase de velocidad de la red. Por ejemplo, 10BASE5 tiene una velocidad de red de clase de 10 Mb/s. La segunda X se usa un poco más libremente, pero generalmente indica el tipo de cable. El cable 10BASE2 es más angosto que el cable 10BASE5. 100BASET utiliza un cable de par trenzado en lugar de coaxial.

En 1987, el estándar 1BASE5 ofreció la primera versión de Ethernet para usar cableado de par trenzado. Si bien fue un fracaso comercial, este estándar sentó las bases para desarrollos futuros. En 1990 se estandarizó 10BASE-T. Estaba de moda gracias a su velocidad y soporte para la infraestructura de cable existente.

Cambiar a par trenzado

Si bien una de las principales razones del cambio del cable coaxial al par trenzado fue que el cableado de par trenzado ya estaba ampliamente implementado, no fue la única razón de su éxito. Los estándares de cable coaxial eran esencialmente un cable compartido. Se vieron las transmisiones de todos los demás dispositivos desde cualquier dispositivo, aunque se suponía que las tarjetas de red descartarían el tráfico que no estaba destinado a su dispositivo.

Esto significaba que todos los hosts compartían el ancho de banda y que un problema podía afectar a toda la red. Las colisiones de señales en la red significaban que las tramas en colisión debían retransmitirse.

El cableado de par trenzado permitió un cambio a la topología en estrella, donde cada dispositivo tenía su enlace dedicado al enrutador o un interruptor. El dominio de colisión se acortó de toda la red a cada enlace. También permitió que dos dispositivos se comunicaran a velocidades de red máximas sin consumir todo el ancho de banda de otros dispositivos.

Esta elección de diseño permitió aumentar aún más las velocidades, posibilitar redes más extensas y longitudes de cable más largas. El cableado de par trenzado todavía se usa para los cables eléctricos de Ethernet, aunque también existen estándares para las conexiones de fibra óptica.

Otros estándares

Ethernet es un amplio conglomerado de estándares necesarios para que todo funcione. Los tipos de cables son estandarizados, conectores físicos, métodos de señalización, manejo de colisiones y direccionamiento. Por ejemplo, los cables están estandarizados en categorías según el ancho de banda para la longitud del cable. Los detalles exactos, como el blindaje y los materiales, se dejan en manos del fabricante. Esto significa que, si bien los estándares pueden enumerar un recorrido máximo de cable de 100 m, un cable de alta calidad puede funcionar en distancias más largas.

Los conectores físicos están bien estandarizados, siendo el conector 8P8C el conector Ethernet casi universal. Se ofrecen algunas variantes, incluida una para uso en entornos hostiles y otra diseñada para conexiones de fibra óptica. El conector 8P8C tiene ocho pines, de los cuales las velocidades de 100BASETX e inferiores solo usan 4.

Esto permite que los otros cuatro cables se utilicen opcionalmente para proporcionar energía, en un estándar llamado Power over Ethernet o PoE. La principal desventaja del conector es la lengüeta de bloqueo endeble que es relativamente fácil de romper y, una vez rota, puede dejar el cable suelto de manera poco confiable.

Los métodos de señalización estandarizados incluyen niveles de voltaje estándar, la cantidad de pares trenzados en un cable, la longitud de onda del láser utilizado, el uso de fibra monomodo o multimodo y el uso de medio o dúplex completo. Ethernet utiliza direcciones MAC de 48 bits para enrutar el tráfico de red. Este método está tan bien estandarizado que algunas otras tecnologías lo usan y son compatibles entre sí, incluidos Wi-Fi y Wi-Max.

Uso actual

La mayoría de las redes domésticas que usan una conexión por cable usarán un cable Cat5e, capaz de transmitir hasta 2.5GBASE-T. Sin embargo, la mayoría de las redes domésticas probablemente funcionarán con FastEthernet ( 100BASE-TX ) o gigabit ethernet ( 1000BASE-T ), que Cat5e es más que capaz de manejar.

Consejo: eso es 2,5 Gb/s, 100 Mb/s y 1000 Mb/s respectivamente.

40GBASE-T es el estándar Ethernet más rápido actual con velocidades de 40 Gb/s. Esto solo se estandarizó en 2016 y ofrece velocidades de datos que solo se pueden usar en entornos de centros de datos empresariales, por lo que aún no se usa mucho. Además, 40GBASE-T requiere un cable Cat8 para proporcionar suficiente ancho de banda.

Conclusión

Ethernet es una colección de estándares en su mayoría directamente reconocibles por el cable Ethernet. Los cables Ethernet vienen en clases, siendo Cat5e el estándar principal para los usuarios finales, ya que admite anchos de banda de hasta 2,5 Gb/s. Los estándares no solo definen cómo conectar físicamente los dispositivos a través de una red, sino también cómo transferir datos. Ethernet es el estándar dominante de redes cableadas.