En las redes de computadoras , las capas físicas Fast Ethernet transportan tráfico a una velocidad nominal de 100 Mbit/s. La velocidad de Ethernet anterior era de 10 Mbit/s. De las capas físicas de Fast Ethernet, 100BASE-TX es, con diferencia, la más común.
Fast Ethernet se introdujo en 1995 como el estándar IEEE 802.3u [1] y siguió siendo la versión más rápida de Ethernet durante tres años antes de la introducción de Gigabit Ethernet . [2] El acrónimo GE/FE se utiliza a veces para dispositivos que soportan ambos estándares. [3]
El 100 en la designación del tipo de medio se refiere a la velocidad de transmisión de 100 Mbit/s, mientras que BASE se refiere a la señalización de banda base . La letra que sigue al guión ( T o F ) se refiere al medio físico que transporta la señal (par trenzado o fibra, respectivamente), mientras que el último carácter ( X , 4 , etc.) se refiere al método de código de línea utilizado. A veces se hace referencia a Fast Ethernet como 100BASE-X , donde X es un marcador de posición para las variantes FX y TX. [4]
Fast Ethernet es una extensión del estándar Ethernet de 10 megabits . Funciona con un cable de par trenzado o de fibra óptica en una topología de bus cableado en estrella , similar al estándar IEEE 802.3i llamado 10BASE-T , en sí mismo una evolución de 10BASE5 (802.3) y 10BASE2 (802.3a). Los dispositivos Fast Ethernet generalmente son compatibles con sistemas 10BASE-T existentes, lo que permite actualizaciones plug-and-play desde 10BASE-T. La mayoría de los conmutadores y otros dispositivos de red con puertos capaces de Fast Ethernet pueden realizar la negociación automática , detectando una pieza de equipo 10BASE-T y configurando el puerto en 10BASE-T semidúplex si el equipo 10BASE-T no puede realizar la negociación automática por sí mismo. El estándar especifica el uso de CSMA/CD para el control de acceso a los medios. También se especifica un modo full-duplex y, en la práctica, todas las redes modernas utilizan conmutadores Ethernet y funcionan en modo full-duplex, incluso cuando todavía existen dispositivos heredados que usan half-duplex.
Un adaptador Fast Ethernet se puede dividir lógicamente en un controlador de acceso a medios (MAC), que se ocupa de los problemas de nivel superior de disponibilidad del medio, y una interfaz de capa física ( PHY ). El MAC generalmente está vinculado a la PHY mediante una interfaz paralela síncrona de 25 MHz de cuatro bits conocida como interfaz independiente de medios (MII), o mediante una variante de 50 MHz de dos bits llamada interfaz independiente de medios reducida (RMII). En casos excepcionales, el MII puede ser una conexión externa, pero suele ser una conexión entre circuitos integrados en un adaptador de red o incluso dos secciones dentro de un solo circuito integrado. Las especificaciones se escriben basándose en el supuesto de que la interfaz entre MAC y PHY será una MII, pero no la requieren. Los concentradores Fast Ethernet o Ethernet pueden usar el MII para conectarse a múltiples PHY para sus diferentes interfaces.
El MII fija la velocidad de bits de datos máxima teórica para todas las versiones de Fast Ethernet en 100 Mbit/s. La velocidad de información realmente observada en redes reales es menor que el máximo teórico, debido al encabezado y final necesarios (bits de direccionamiento y detección de errores) en cada trama de Ethernet , y al espacio entre paquetes requerido entre transmisiones.
100BASE-T es cualquiera de varios estándares Fast Ethernet para cables de par trenzado , [ dudoso ] que incluyen: 100BASE-TX (100 Mbit/s sobre cable Cat5 de dos pares o mejor), 100BASE-T4 (100 Mbit/s sobre cuatro -par de cable Cat3 o mejor, desaparecido), 100BASE-T2 (100 Mbit/s sobre cable Cat3 de dos pares o mejor, también desaparecido). La longitud del segmento de un cable 100BASE-T está limitada a 100 metros (328 pies) (el mismo límite que 10BASE-T y gigabit Ethernet ). Todos son o fueron estándares bajo IEEE 802.3 (aprobado en 1995). Casi todas las instalaciones 100BASE-T son 100BASE-TX.
100BASE-TX es la forma predominante de Fast Ethernet y pasa por dos pares de cables dentro de un cable de categoría 5 o superior. La distancia del cable entre nodos puede ser de hasta 100 metros (328 pies). Se utiliza un par para cada dirección, lo que proporciona un funcionamiento full-duplex a 100 Mbit/s en cada dirección.
Al igual que 10BASE-T , los pares activos en una conexión estándar terminan en los pines 1, 2, 3 y 6. Dado que un cable típico de Categoría 5 contiene cuatro pares y los requisitos de rendimiento de 100BASE-TX no superan las capacidades ni siquiera de los peores - Par de rendimiento, un cable típico puede transportar dos enlaces 100BASE-TX con un adaptador de cableado simple en cada extremo. [6] El cableado se conecta convencionalmente a uno de los estándares de terminación ANSI/TIA-568 , T568A o T568B. 100BASE-TX utiliza los pares 2 y 3 (naranja y verde).
La configuración de las redes 100BASE-TX es muy similar a la de 10BASE-T. Cuando se utiliza para construir una red de área local , los dispositivos de la red (computadoras, impresoras, etc.) generalmente están conectados a un concentrador o conmutador , creando una red en estrella . Alternativamente, es posible conectar dos dispositivos directamente mediante un cable cruzado . Con los equipos actuales, los cables cruzados generalmente no son necesarios ya que la mayoría de los equipos admiten la negociación automática junto con MDI-X automático para seleccionar y combinar velocidad, dúplex y emparejamiento.
Con el hardware 100BASE-TX, los bits sin procesar, presentados con 4 bits de ancho y sincronizados a 25 MHz en el MII, pasan por la codificación binaria 4B5B para generar una serie de símbolos 0 y 1 sincronizados a una velocidad de símbolo de 125 MHz . La codificación 4B5B proporciona ecualización de CC y conformación del espectro. Al igual que en el caso de 100BASE-FX, los bits se transfieren luego a la capa de conexión del medio físico mediante codificación NRZI . Sin embargo, 100BASE-TX introduce una subcapa adicional dependiente del medio, que emplea MLT-3 como codificación final del flujo de datos antes de la transmisión, lo que da como resultado una frecuencia fundamental máxima de 31,25 MHz. El procedimiento está tomado de las especificaciones ANSI X3.263 FDDI , con cambios menores. [7]
En 100BASE-T1 [8] los datos se transmiten a través de un único par de cobre, 3 bits por símbolo, cada uno transmitido como par de códigos utilizando PAM3. Admite transmisión full-duplex. Se requiere que el cable de par trenzado soporte 66 MHz, con una longitud máxima de 15 m. No se define ningún conector específico. El estándar está destinado a aplicaciones automotrices o cuando Fast Ethernet se va a integrar en otra aplicación. Fue desarrollado como BroadR-Reach antes de la estandarización IEEE. [9]
En 100BASE-T2 , estandarizado en IEEE 802.3y, los datos se transmiten a través de dos pares de cobre, pero solo se requiere que estos pares sean de Categoría 3 en lugar de la Categoría 5 requerida por 100BASE-TX. Los datos se transmiten y reciben en ambos pares simultáneamente [10] , lo que permite el funcionamiento full-duplex. La transmisión utiliza 4 bits por símbolo. El símbolo de 4 bits se expande a dos símbolos de 3 bits mediante un procedimiento de codificación no trivial basado en un registro de desplazamiento de retroalimentación lineal . [11] Esto es necesario para aplanar el ancho de banda y el espectro de emisión de la señal, así como para igualar las propiedades de la línea de transmisión. La correspondencia de los bits originales con los códigos de símbolos no es constante en el tiempo y tiene un período bastante largo (que aparece como una secuencia pseudoaleatoria). El mapeo final de símbolos a niveles de modulación de línea PAM-5 obedece a la tabla de la derecha. 100BASE-T2 no se adoptó ampliamente, pero la tecnología desarrollada para él se utiliza en 1000BASE-T. [5]
100BASE-T4 fue una de las primeras implementaciones de Fast Ethernet. Requería cuatro pares de cobre trenzados de par trenzado de calidad de voz , un cable de menor rendimiento en comparación con el cable de categoría 5 utilizado por 100BASE-TX. La distancia máxima se limitó a 100 metros. Un par estaba reservado para transmisión y otro para recepción, y los dos restantes cambiaban de dirección. El hecho de que se utilizaran tres pares para transmitir en cada dirección hizo que 100BASE-T4 fuera inherentemente semidúplex.
Se utilizó un código 8B6T muy inusual para convertir 8 bits de datos en 6 dígitos de base 3 (la configuración de la señal es posible ya que hay casi tres veces más números de base 3 de 6 dígitos que números de base 2 de 8 dígitos). . Los dos símbolos de base 3 de 3 dígitos resultantes se enviaron en paralelo a través de tres pares utilizando modulación de amplitud de pulso de 3 niveles (PAM-3).
100BASE-T4 no se adoptó ampliamente, pero parte de la tecnología desarrollada se utiliza en 1000BASE-T . [5] Se lanzaron muy pocos concentradores con soporte 100BASE-T4. Algunos ejemplos incluyen el 3com 3C250-T4 Superstack II HUB 100, el IBM 8225 Fast Ethernet Stackable Hub [12] y el Intel LinkBuilder FMS 100 T4. [13] [14] Lo mismo se aplica a los controladores de interfaz de red . Para conectar 100BASE-T4 con 100BASE-TX se requirió equipo de red adicional.
Propuesto y comercializado por Hewlett-Packard , 100BaseVG era un diseño alternativo que utilizaba cableado de categoría 3 y un concepto de token en lugar de CSMA/CD. Estaba previsto que se estandarizara como IEEE 802.12, pero desapareció rápidamente cuando el 100BASE-TX conmutado se hizo popular.
Las variantes de fibra utilizan cable de fibra óptica con los tipos de interfaz enumerados. Las interfaces pueden ser fijas o modulares, a menudo como conectables de factor de forma pequeño (SFP).
La velocidad Fast Ethernet no está disponible en todos los puertos SFP, [18] pero es compatible con algunos dispositivos. [19] [20] No se debe suponer que un puerto SFP para Gigabit Ethernet sea compatible con versiones anteriores de Fast Ethernet.
Para que sea interoperable hay que cumplir algunos criterios: [21]
100BASE-X Ethernet no es compatible con 10BASE-F y no es compatible con 1000BASE-X .
100BASE-FX es una versión de Fast Ethernet sobre fibra óptica . La subcapa dependiente del medio físico (PMD) de 100BASE-FX está definida por el PMD de FDDI , [23] por lo que 100BASE-FX no es compatible con 10BASE-FL , la versión de 10 Mbit/s sobre fibra óptica.
100BASE-FX todavía se utiliza para instalaciones existentes de fibra multimodo donde no se requiere más velocidad, como plantas de automatización industrial. [dieciséis]
100BASE-LFX es un término no estándar para referirse a la transmisión Fast Ethernet. Es muy similar a 100BASE-FX, pero alcanza distancias más largas de hasta 4 a 5 km a través de un par de fibras multimodo mediante el uso de un transmisor láser Fabry-Pérot [24] que funciona con una longitud de onda de 1310 nm. La atenuación de la señal por km a 1300 nm es aproximadamente la mitad de la pérdida de 850 nm. [25] [26]
100BASE-SX es una versión de Fast Ethernet sobre fibra óptica estandarizada en TIA/EIA-785-1-2002. Es una alternativa de menor costo y distancia más corta a 100BASE-FX. Debido a la longitud de onda más corta utilizada (850 nm) y la distancia más corta admitida, 100BASE-SX utiliza componentes ópticos menos costosos (LED en lugar de láseres).
Debido a que utiliza la misma longitud de onda que 10BASE-FL , la versión de 10 Mbit/s de Ethernet sobre fibra óptica, 100BASE-SX puede ser compatible con versiones anteriores de 10BASE-FL. El costo y la compatibilidad hacen de 100BASE-SX una opción atractiva para quienes actualizan desde 10BASE-FL y quienes no requieren largas distancias.
100BASE-LX10 es una versión de Fast Ethernet sobre fibra óptica estandarizada en 802.3ah-2004 cláusula 58. Tiene un alcance de 10 km sobre un par de fibras monomodo.
100BASE-BX10 es una versión de Fast Ethernet sobre fibra óptica estandarizada en 802.3ah-2004 cláusula 58. Utiliza un multiplexor óptico para dividir las señales TX y RX en diferentes longitudes de onda en la misma fibra. Tiene un alcance de 10 km a través de un solo hilo de fibra monomodo.
100BASE-EX es muy similar a 100BASE-LX10 pero alcanza distancias más largas de hasta 40 km a través de un par de fibras monomodo debido a una óptica de mayor calidad que un LX10, que funciona con láseres de longitud de onda de 1310 nm. 100BASE-EX no es un estándar formal sino un término aceptado por la industria. [27] A veces se lo denomina 100BASE-LH (larga distancia) y se confunde fácilmente con 100BASE-LX10 o 100BASE-ZX porque el uso de -LX(10), -LH, -EX y -ZX es ambiguo. entre vendedores.
100BASE-ZX es un término no estándar pero de múltiples proveedores [28] [ se necesita una mejor fuente ] para referirse a la transmisión Fast Ethernet que utiliza una longitud de onda de 1550 nm para alcanzar distancias de al menos 70 km a través de fibra monomodo. Algunos proveedores especifican distancias de hasta 160 km a través de fibra monomodo, a veces llamada 100BASE-EZX. Los alcances superiores a 80 km dependen en gran medida de la pérdida de trayectoria de la fibra en uso, específicamente la cifra de atenuación en dB por km, el número y la calidad de los conectores/paneles de conexión y los empalmes ubicados entre los transceptores. [29]