O que é Ethernet?

Computadores e roteadores são necessários para qualquer rede de computadores. Eles geram e propagam o tráfego de rede, respectivamente. No entanto, nada disso é possível sem alguma forma de meio de comunicação. O Wi-Fi é o padrão dominante no espaço sem fio, pelo menos para redes domésticas e corporativas.

A rede sem fio pode ser muito conveniente para uso com dispositivos que precisam se mover enquanto estiverem conectados. Este não é o caso para todos os dispositivos, no entanto. Computadores de mesa raramente são movidos e, mesmo assim, não são usados ​​enquanto são movidos. Embora possam ser conectados em rede via Wi-Fi, há uma opção melhor.

A rede sem fio precisa lidar com a degradação do sinal devido a obstruções, como paredes. Ele também atua como um único domínio de transmissão, o que significa que todos os dispositivos recebem todo o tráfego de rede e optam por ignorar o tráfego que não é direcionado a eles. Uma rede com fio não precisa necessariamente lidar com esses problemas. A única desvantagem é que os dispositivos conectados devem ser cabeados fisicamente na rede. Isso é bom para computadores desktop e geralmente aceitável para laptops, mas é um assassino para telefones celulares.

O padrão dominante para redes com fio é chamado Ethernet. É usado em redes domésticas, redes corporativas, sistemas de supercomputadores e dispositivos automotivos. Os padrões Ethernet estão atualmente disponíveis para velocidades de rede de até 40 Gb/s.

Observação: as velocidades de rede geralmente são listadas em unidades de megabits por segundo ou gigabits por segundo. Isso é diferente de megabytes e gigabytes. Bytes são feitos de 8 bits, então leva 8 segundos para uma conexão megabit transferir um megabyte. As unidades que usam bytes são sempre indicadas com um “B” maiúsculo. Bits, a unidade menor, usam um “b” minúsculo.

Origens

A Ethernet foi desenvolvida pela primeira vez em meados da década de 1970 na Xerox PARC. O projeto original tinha uma largura de banda de 2,94 Mb/s. Isso foi então atualizado para 10Mb/s, a velocidade na qual a Ethernet foi comercializada pela primeira vez em 1980. O IEEE também a padronizou como 802.3 em 1983. O padrão 10BASE5 inicial usava cabo coaxial “grosso”, que era relativamente caro. 10BASE2 foi padronizado em 1985 usando cabeamento coaxial mais fino e barato para reduzir os custos de implementação. Essa redução de custo foi significativa, pois a maioria dos prédios tinha apenas o cabeamento de par trançado usado para telefonia e precisava passar os cabos coaxiais do zero.

Dica: A notação XBASE-X é um tanto desajeitada, mas tem alguma lógica. O primeiro número indica a classe de velocidade da rede. Por exemplo, 10BASE5 tem uma velocidade de rede de 10Mb/s. O segundo X é um pouco mais usado, mas geralmente indica o tipo de cabo. O cabo 10BASE2 é mais estreito que o cabo 10BASE5. 100BASET usa um cabo de par trançado em vez de coaxial.

Em 1987, o padrão 1BASE5 ofereceu a primeira versão de Ethernet para usar cabeamento de par trançado. Embora tenha sido um fracasso comercial, esse padrão estabeleceu a base para desenvolvimentos futuros. Em 1990, o 10BASE-T foi padronizado. Estava na moda graças à sua velocidade e suporte à infraestrutura de cabo existente.

Alternar para par trançado

Embora uma das principais razões para a mudança do cabo coaxial para o par trançado seja que o cabeamento de par trançado já foi amplamente implementado, não foi a única razão para seu sucesso. Os padrões de cabo coaxial eram essencialmente um cabo compartilhado. As transmissões de todos os outros dispositivos de qualquer dispositivo foram vistas, embora as placas de rede devessem descartar o tráfego não destinado ao dispositivo.

Isso significava que todos os hosts compartilhavam a largura de banda e que um problema poderia afetar toda a rede. As colisões de sinal na rede significavam que os quadros em colisão precisavam ser retransmitidos.

O cabeamento de par trançado permitia um switch para a topologia estrela, onde cada dispositivo tinha seu link dedicado ao roteador ou switch. O domínio de colisão foi reduzido de toda a rede para cada link. Ele também permitia que dois dispositivos se comunicassem em velocidades máximas de rede sem consumir toda a largura de banda de outros dispositivos.

Essa escolha de design permitiu que as velocidades fossem aumentadas ainda mais, para redes mais extensas serem possíveis e comprimentos de cabo mais longos. O cabeamento de par trançado ainda é usado para cabos ethernet elétricos, embora também existam padrões para conexões de fibra óptica.

Outros Padrões

Ethernet é um amplo conglomerado de padrões necessários para fazer tudo funcionar. Os tipos de cabos são padronizados, conectores físicos, métodos de sinalização, tratamento de colisão e endereçamento. Por exemplo, os cabos são padronizados em categorias com base na largura de banda para o comprimento do cabo. As especificações exatas, como blindagem e materiais, são deixadas para o fabricante. Isso significa que, embora os padrões possam listar um comprimento máximo de cabo de 100 m, um cabo de alta qualidade pode operar em distâncias maiores.

Os conectores físicos são bem padronizados, com o conector 8P8C sendo o conector ethernet quase universal. Algumas variantes são oferecidas, incluindo uma para uso em ambientes hostis e outra projetada para conexões de fibra óptica. O conector 8P8C tem oito pinos, dos quais velocidades iguais ou inferiores a 100BASETX usam apenas 4.

Isso permite que os outros quatro cabos sejam usados ​​opcionalmente para fornecer energia, em um padrão chamado Power over Ethernet ou PoE. A principal desvantagem do conector é a aba de travamento frágil que é relativamente fácil de quebrar e, uma vez quebrada, pode deixar o cabo solto de forma não confiável.

Os métodos de sinalização padronizados incluem níveis de voltagem padrão, o número de pares trançados em um cabo, o comprimento de onda do laser usado, o uso de fibra monomodo ou multimodo e o uso de half ou full duplex. A Ethernet usa endereços MAC de 48 bits para rotear o tráfego de rede. Este método é tão bem padronizado que algumas outras tecnologias o utilizam e são intercompatíveis, incluindo Wi-Fi e Wi-Max.

Uso atual

A maioria das redes domésticas que usam uma conexão cabeada usará um cabo Cat5e, capaz de transmitir até 2,5GBASE-T. No entanto, a maioria das redes domésticas provavelmente operará em FastEthernet ( 100BASE-TX ) ou gigabit Ethernet ( 1000BASE-T ), que o Cat5e é mais do que capaz de lidar.

Dica: São 2,5 Gb/s, 100 Mb/s e 1000 Mb/s, respectivamente.

40GBASE-T é o padrão Ethernet mais rápido atual com velocidades de 40 Gb/s. Isso só foi padronizado em 2016 e oferece velocidades de dados realmente utilizáveis ​​apenas em ambientes de data center corporativo, portanto ainda não é amplamente usado. Além disso, 40GBASE-T requer um cabo Cat8 para fornecer largura de banda suficiente.

Conclusão

Ethernet é uma coleção de padrões, em sua maioria diretamente reconhecíveis pelo cabo ethernet. Os cabos Ethernet vêm em classes, sendo o Cat5e o principal padrão para usuários finais, pois suporta larguras de banda de até 2,5 Gb/s. Os padrões não apenas definem como conectar dispositivos fisicamente em uma rede, mas também como transferir dados. Ethernet é o padrão de rede com fio dominante.