Ir - Aula 05 - Padrao Fast-eterneth Ieee 803.2u

Interconexes de Redes

IEEE 802.3u - Fast-Ethernet

Agenda da Aula

Padro Ethernet IEEE 802.3u;

Conceitos Bsicos;

Implementao;

Auto-negociao;

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Objetivo da Aula

Ao final da aula o aluno dever compreender o padro Fast-Ethernet, ou IEEE 802.3u

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Introduo

No incio da dcada de 90, apostava-se que o FDDI seria a prxima gerao de LANs para as pontas - mas ela nunca passou do mercado de backbone;

O gerenciamento da rede complicado, sendo suas interfaces de rede complexas e caras;

Os fabricantes de estaes de trabalho no quiseram tornar o FDDI a rede padro. 4

Introduo

Para se conseguir maior largura de banda em uma rede de 10 Mbps, complicava-se bastante a instalao;

Conectava-se as LANs atravs de uma soluo que envolvesse um labirinto de pontes, roteadores, hubs e gateways;

Em 1992, o comit IEEE 802.3 se reuniu, para estudar propostas para a normatizao de uma LAN de maior velocidade, compatvel com o Ethernet 10; 5

Introduo

O comit 802.3 trabalhou rapidamente e aprovou o resultado 802.3u em junho de 1995;

O IEEE 802.3u , na realidade, um aditivo norma IEEE 802.3, para justificar sua compatibilidade;

conhecido popularmente como Fast Ethernet.

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Fast-Ethernet Implementao

O tempo de bit (bit time) da Ethernet era de 100 ns, como pode ser verificada na regra de trs abaixo:

10.000.000 bits 1 s

1 bit x

x = 1 /10.000.000 = 0,000.000.1 s = 0,1 s, ou 100 s;

O tempo de bit da Fast Ethernet tem que ser 10 vezes menor, 10 s.

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Todos os sistemas Fast Ethernet usam hubs;

O Fast Ethernet manteve o formato dos quadros MAC, a taxa de transmisso aumentou 10 vezes;

Incluiu mecanismos de auto-negociao;

Manteve mecanismos de teste de integridade;

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DTE DTEHub Hub100 m 100 m5 m


A distncia mxima entre 2 DTEs (Estao de Trabalho) de 205 metros, com at 2 hubs em

cascata, da seguinte forma:

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Suporta modo Full Duplex para 100Base-Tx e 100Base-Fx;

Suporta par tranado blindado ou no blindado (muito mais comum), ou fibra ptica mono ou multimodo;

Para o cabeamento de par trancado, decidiu-se suportar tambm o de categoria 3, devido a sua ampla base instalada no mundo inteiro, principalmente em redes telefnicas. Porm o cabo cat. 3 no consegue carregar sinais de 100 Mbps com codificao Manchester por 100 metros, a distncia mxima entre um DTE (data terminal

equipment estao de trabalho) e o hub no 10BASE-T.

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O comit decidiu ento adotar o cat. 3, cat. 5 e fibra ptica,

sendo obrigado para isto em dividir as possibilidades de

implementao em 3, com interfaces para a rede totalmente

incompatveis:

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A limitaes de 100 metros nas 100BASE-TX, 100BASE-T4, 100BASET2, bem como a de 412 metros na 100BASE-FX, so determinadas pela atenuao do sinal eletromagntico, e as distncias mximas entre dois pontos da rede so limitadas pelo round trip timing.

Observao: O padro EIA-TIA 568 recomenda um segmento mximo de 90 metros entre o equipamento do rack de distribuio e a tomada, e de 10 metros para os patch-cables das extremidades e compensao das perdas de sinais das conexes intermediarias.

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Cabeamento do tipo 100BASE-T4 4 pares UTP categoria 3, 4 e 5:

Recomenda-se a utilizao de UTP Cat. 5 (4 pares) para patch-cable e;

Conector MDI de 8 pinos RJ-45: 4 pares trancados no blindados polarizados:

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(100BASE-T4)

Esquema de pinagem em uma ligao 100BASE-T4 entre Hubs, ou entre estaes:

TX Transmisso ; RX Recepo ; BI Bidirecional

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No se utiliza codificao Manchester. So enviados sinais ternrios (Trits), pelo TX e pelos 2 BI. Em um nico clock, o cabo pode conter um 0,1 ou 2. Em 3 pares, so 27 combinaes (000, 001, 002, 010 ....222). Isto corresponde ao envio de 4 bits com alguma redundncia.

Ex: 000 corresponderia aos bits 0000

222 corresponderia aos bits 1111


(100BASE-T4)

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Em um nico clock, transmitiramos 4 bits. Em 25 milhes de clocks (25 Mbits/s), transmitiramos 100 Mbits/s, alm do canal reverso (RX), que suportaria 33,3 Mbps (em uma possvel ligao Full Duplex). Este esquema se chama 8B6T (mapa de 8 bits para 6 trits).

Teste de integridade Os transceivers (MAU), emitem um sinal especial, chamado Fast Link Pulse (FLP), quando a rede esta inativa, apenas para testar a integridade do sinal. Normalmente aceso na placa e no Hub um led de integridade, mas no informa sobre a qualidade dos sinais do segmento.


(100BASE-T4)

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Cabeamento do Tipo 100BASE-TX 2 Pares UTP categoria 5

So utilizados apenas os pares 1-2 e 3-6 (TX e RX);

utilizado o esquema 4B5B (5 perodos de relgio geram 4 bits), com isto cria-se uma certa redundncia, facilita a sincronizao do relgio, cria padres para delimitao de quadro e permite compatibilidade com a camada de meio fsico do FDDI;

5 perodos de relgio gerariam 5 bits, (32 combinaes). S que apenas 16 combinaes sero utilizadas para dados. 3 So para delimitadores, 2 so para controle, 3 para sinalizaao de hardware e 8 so reservadas;


(100BASE-TX)

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Trabalha com relgios de 125 MHz, devido ao mtodo de codificao de blocos (4B5B). Porm, a frequncia efetiva no meio de transmisso e de 62,5 MHz (estando, portanto, dentro da limitao de 100 MHz para cabos categoria 5). Para conseguir a menor frequncia, o padro adota o sistema de codificao de linha MLT-3 (Multilevel Transmit Signal-3);

Tenses da MLT-3: +1V, 0V, -1V

Permite Full Duplex, com transmisso e recepo simultneas (200 Mbits/s)


(100BASE-TX)

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(100BASE-TX)

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TIPOS DE REPETIDORES (HUBS) PARA 100BASE-TX:

CLASSE 1:

Refaz os sinais em outras formas, retransmitindo-os em outras portas;

Possibilita desta forma repetir sinais entre segmentos com diferentes formas de sinalizao (100BASE-TX/100BASE-T4 e 100BASE-FX);

Provoca um maior retardo (cerca de 0.7 ms), que limita a utilizao de apenas 1 repetidor por domnio de coliso quando o comprimento mximo do cabo e utilizado.


(100BASE-TX)

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CLASSE 2:

Possui menor retardo (cerca de 0.46 m s);

Apenas repete os sinais, sem transform-los, o que no permitiria a utilizao de segmentos com diferentes tcnicas de sinalizao.

O 100BASE-TX e o 100BASE-FX utilizam a mesma tcnica de sinalizao, de maneira que podemos combinar estas duas tecnologias em um hub classe 2.


(100BASE-TX)

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Portas CROSSOVER

Portas que invertem os pinos 1-2 e 3-6, a fim de permitir a ligao entre 2 hubs, atravs de um cabo comum.

Normalmente estas portas esto identificadas por um sinal C .

E possvel utilizar, ao invs de uma porta CROSS-OVER, um cabo CROSS-OVER, que permitiria, alm da ligao entre 2 hubs, a ligao entre 2 estaces, com a seguinte pinagem


(100BASE-TX)

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Portas CROSSOVER

1 TD+_______ 3RD+

2 TD -_______ 6RD

3RD+ _______ 1 TD+

6RD - _______ 2 TD

Esquema de ligao CROSS-OVER:

1 TD+_______ 1 TD+

2 TD -_______ 2 TD

3RD+ _______ 3 RD+

6RD - _______ 6 RD

Esquema de ligao comum Hub-DTE:


(100BASE-TX)

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TESTE DE INTEGRIDADE DO LINK:

Feitos atravs dos Fast Link Pulses (FLP), enviados mesmo nos perodos de inatividade da rede.

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Mecanismo de Auto-Negociao

Objetiva aumentar a compatibilidade e prover um modo fcil de migrao de 10 Mbps para 100 Mbps;

A partir de meados de 1996, praticamente todos os dispositivos Fast-Ethernet passaram a implementar esse mecanismo;

Alguns switches e interfaces de rede permitem tanto a ativao o mecanismo de auto-negociao quanto a seleo manual da velocidade do link.

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O mecanismo de auto-negociao para Fast-Ethernet tambm utiliza os Fast Link Pulses (FLP):

Possibilita que um hub que suporte mltiplas velocidades detectar a velocidade de operao do dispositivo Ethernet conectado a ele;

Assim, o hub pode ajustar a velocidade das suas portas corretamente.

necessrio que os dois ns de uma conexo ponto a ponto suportem o mecanismo de auto-negociao.


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Os FLP so gerados apenas em perodos inativos da rede com intervalos mnimos de 201 s, no gerando trfego adicional;

Automaticamente, quando o equipamento ligado, gerado um FLP;

Manualmente, atravs de um software de gerenciamento, possvel configurar parmetros para os FLPs.


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A Ethernet 10 Mbps utilizada o LIP - Link Integrity Pulse ou teste de integridade de link, que compatvel com o FLP;

Se o hub 10/100 auto-negotiation recebe um LIP, a porta passa a operar a 10 Mbps.


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Para dispositivos em fibra ptica no existem mecanismos de auto-negociao para velocidade (Ethernet/Fast Ethernet);

Porm implementado o mecanismo para detectar se os ns podem operar no modo Full Duplex ou Half Duplex.


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possvel, por gerenciamento local ou remoto, forar uma configurao de velocidade desejada de funcionamento do link.

Se forem configuradas velocidades diferentes na estao e no hub, o link no ir funcionar.


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Uma Rede com Fast-Ethernet

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Referncias

UFRN, Programa de Ps-Graduao em Engenharia Eltrica, Arquitetura de Redes e Protocolos de Baixo Nvel, Professor Srgio Viana Fialho, Seminrio - Tecnologia Ethernet, Fast Ethernet e Gigabit Ethernet, Alunos: Mario Sergio Silva e Raimundo Viegas Junior

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