PADR�O IEEE 802

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					                     UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ

CURSO DE REDES DE COMPUTADORES
PROFESSOR MARCELO BERRÊDO
PADRÃO IEEE 802.3                                                           Revisão 24/07/2000
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PADRÃO IEEE 802.3 e ETHERNET:

   Utiliza o método CSMA/CD de acesso ao meio;

1. HISTÓRICO:

    O Primeiro método de múltiplo acesso com detecção de colisão foi o sistema ALOHA,
desenvolvido por Norman Abramson e sua equipe, Objetivando interligar o campus principal da
Universidade do Hawai, na ilha de Ohau, a terminais dispersos pelas demais ilhas e navios, através
de uma rede de radiodifusão via satélite, que começou a operar em 1970.

     EM 1972, um pesquisador da Xerox, Bob Metcalfe, e sua equipe, iniciaram o desenvolvimento
de uma rede para conectar diversos computadores a uma impressora laser. Inicialmente chamada de
ALTO ALOHA, foi rebatizada para ETHERNET, em referência ao “Éter Luminífero”, matéria que
até o século XIX se pensava que existia no vácuo, permitindo a propagação das ondas
eletromagnéticas. Foi acrescentada à tecnologia a capacidade de detecção da portadora (“Carrier-
Sense”)

   Em 1976, com a tecnologia suficientemente desenvolvida e objetivando comercializá-la. a
Xerox renomeou a tecnologia para Xerox Wire. O sistema CSMA/CD funcionava a 2,94 Mbps em
um cabo coaxial grosso de 1 km.

    Em 1977 Metcalfe e sua equipe receberam a patente da tecnologia “Multipoint Data
Comunication System e Colision Detection”, logo conhecida como “Carrier-Sense Multiple Access
with Colision Detection”, ou CSMA/CD. A rede Ethernet surgia oficialmente.

    Em 1979, tentando tornar a tecnologia um padrão da Indústria, a Xerox se associou à Digital
Equipment Co (DEC) e à Intel, para o seu desenvolvimento. Suas novas aliadas então forçaram a
nova troca de nome, de Xerox Wire para Ethernet. Nesta época a Ethernet era somente uma das
diversas tecnologias emergentes, como a MCA, a Hyperchannel, a Arcnet e a Omninet.

    Nesta aliança, a Xerox fornecia a tecnologia, a DEC trabalharia nos projetos de engenharia e se
tornaria um fornecedor do hardware, e a Intel produziria os componentes de silício (chips).

    Em 1980, as 3 empresas aliadas produziram o “Ethernet Blue Box”, ou DIX, especificando
formalmente o Ethernet 1.0, a 2,94 Mbps. Em 1982, uma nova versão do DIX criava o Ethernet 2.0,
operando a 10 Mbps.

    Em junho de 1981, foi formado o subcomitê IEEE 802.3, para produzir um padrão
internacionalmente aceito baseado no trabalho que criara o DIX.
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Notas de Aula
    EM 1982, as 19 empresas participantes do subcomitê anunciaram uma proposta, ainda em
“draft”, para o padrão 10Base-5 (10 Mbps, banda base, para cabo coaxial grosso permitindo
distâncias de até 500 metros).

    Nesta época, uma empresa criada em 1979 por Bob Metcalfe e 3 sócios, Howard Charney, Ron
Crane, Greg Shaw e Bill Kraus), a Computer, Comunication and Compatibility Corporation (mais
conhecida como 3Com), desenvolveu e lançou a primeira interface Ethernet para IBM PC em
barramento ISA, a EtherLink ISA Adapter.

    Esta placa foi revolucionária também por trazer embutido o Medium Attachment Unit (MAU)
Transceiver, permitindo a utilização do cabo coaxial fino (Thin Ethernet). O responsável pelo
projeto foi o engenheiro Ron Crane, que desenhou a placa. O Thin Ethernet tornou-se em 1984 um
padrão do IEEE 802.3 conhecido como 10Base-2 (10 Mbps, banda base, para rede de até 200
metros).

    A opção da 3Com pelo IBM/PC popularizou não somente a empresa, mas também a rede
Ethernet, face ao sucesso do IBM PC nos anos 80.

    Em 1983, a Intel, a AT&T e a NCR iniciaram por conta própria pesquisas para o
desenvolvimento de uma tecnologia Ethernet que utilizasse cabos telefônicos em par trançado não
blindado (UTP). A NCR propôs uma tecnologia em barramento similar ao 10Base-2, mas a AT&T
propôs uma topologia física em estrela, parecida com as existentes nas estruturas de telefonia.

    Em 1984, 14 companhias participaram do subcomitê IEEE 802.3 para o desenvolvimento do
Ethernet em UTP. A dificuldade estava em prover 10 Mbps em um cabo UTP. Diversas
companhias optaram pelo desenvolvimento de uma versão mais lenta do Ethernet para cabo UTP, a
1 Mbps, chamada 1Base-5. Em 1986, foi aprovado o padrão 1Base-5.

   Neste ano, a Intel anunciou o processador 80386, um processador de 32 bits que tornaria os
computadores muito mais rápidos. O principal argumento dos defensores do 1Base-5, de que os
computadores existentes não suportavam 10 Mbps, caiu por terra, de modo que o 1Base-5 já nasceu
obsoleto, e não “decolou”.

    Em 1987, uma empresa com dois anos de existência fundada por ex-funcionários da Xerox,
chamada SynOptics, lançou um hub que permitia trabalhar com cabos UTP a 10 Mbps, batizado de
LATTISNET), sendo o pioneiro nesta nova tecnologia. O subcomitê IEEE 802.3 tratou de se reunir
para tentar chegar a um acordo para a padronização da nova tecnologia. 3 Anos de debates foram
necessários para chegarem a um consenso, e em 1990 foi finalmente padronizada a norma IEEE
802.3i, conhecida como 10Base-T.

     Uma das razões da grande popularização do Ethernet deve ser creditado à Novell, empresa com
sede em Provo, Utah, fundada no início dos anos 80. Neste período ela desenvolveu uma família de
sistemas operacionais de rede que alavancaram a utilização dos computadores em rede. Por muito
tempo os sistemas NetWare só funcionavam em redes Ethernet. Em 1989, a Novell vendeu sua
divisão de fabricação de placas de rede e tornou pública a tecnologia de fabricação das mesmas,
criando um padrão de fato da indústria que aumentou o número de fabricantes de placas, criou uma
economia de escala e reduziu o preço final das mesmas: o padrão NE2000.

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Notas de Aula
TABELA 1 - PRINCIPAIS ESPECIFICAÇÕES DA TECNOLOGIA ETHERNET E SIMILARES:

Nome                Nome         Especificação   Velocidade   Ano de   Midia
Coloquial           Oficial      Suplemento IEEE (Mbps)       Aprovaçã Suportada
                                                              o
Thick Ethernet      10Base-5     802.3           10           1983     Coaxial 50
                                                                       (grosso)
Thin Ethernet       10Base-2     802.3a          10           1988     Coaxial 50
Cheapernet                                                             (fino)
Broadband           10Broad-36   802.3b          10           1985     Coaxial 75
Ethernet
Fiber Optic Inter   FOIRL        802.3d          10           1987        Fibra          óptica
Repeater link                                                             multimodo
StarLAN             1Base-5      802.3e          1            1987        UTP Cat-3
                                                                          2 pares 100
Twisted Pair        10Base-T     802.3i          10           1990        UTP Cat-3
Ethernet                                                                  2 pares 100
Fiber Ethernet      10Base-FL    802.3j          10           1993        Fibra          óptica
                    10Base-FB                                             monomodo           ou
                                                                          multimodo
Cabos de 120                    802.3t          10           1995        UTP Cat-3
para 10Base-T                                                             2 pares 120
Fast Ethernet       100Base-TX   802.3u          100          1995        Cat-5, 2 pares
                    100Base-T4                                            Cat-3, 4 pares
                    100Base-FX                                            Fibra óptica
Cabos de 150                    802.3v          10           1995        UTP Cat-3
para 10Base-T                                                             2 pares 120
Full Duplex /    FDX             802.3x          100          1997
Flow Control
Fast Ethernet – 100Base-T2       802.3y          100          1997        UTP Cat-3
Cat-3 2pares                                                              2 pares 100
Gigabit Ethernet 1000Base-SX     802.3z          1000         1998        FO multimodo
                 1000Base-LX                                              FO mono/multimodo
                 1000Base-CX                                              “Twinax” STP 150
Gigabit Ethernet 1000Base-T      802.3ab         1000         1999        UTP Cat-5
para UTP Cat-5                                                            4 pares 100
VLAN Trunking VLAN Link          802.3ad                      1998
(MPLA)           Agregation
VLAN Tagging VLAN                802.1Q                       1998
                 Tagging
Traffic          Priority        802.1p                       1998
Expediting       Switching
Bridges MAC e Bridges MAC        802.1D                       1998
Spanning Tree                                                 (Revisão)
Iso-Ethernet     Iso-Ethernet2   802.9a          16,66        1995        UTP

100VG-              100VG-       802.12          100          1994        UTP Cat-3
AnyLAN              AnyLAN                                                4 pares 100
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2. MÉTODO DE ACESSO CSMA/CD:

   A detecção de colisão é realizada durante a transmissão. Um nó que esteja transmitindo pode,
    portanto, abortar uma transmissão no meio se detectar a colisão.
   Para que possa haver detecção de colisão por todas as estações transmissoras, o tamanho
    mínimo do quadro deverá ser:
   M  2 C tp (para redes em banda base)
   M  4 C tp (para redes em banda larga)


M – tamanho do quadro
C – taxa de transmissão
tp – tempo de propagação

O produto C x tp corresponde ao tamanho máximo de um segmento, permitido pela norma. Em uma
rede 10Base-5, por exemplo, com quadros de 64 bytes, ou 512 bits, e segmentos de no máximo 2,5
Km, temos:

512 = 2 x 10.000.000 tp

O tempo de propagação será de 512/20.000.000, ou 2,56 x 10-7 segundos. Isto nos dá uma
velocidade de transmissão de 2500/2,56 x 10-7  100.000 Km/s.

O atraso (delay) que se verifica na velocidade de transmissão é causado por alguns fatores:
         Resistência do meio de transmissão
         Tempo decorrido no processo de regeneração do sinal dos repetidores.

Em uma rede Ethernet, um bit é gerado a cada 1/10.000.000 segundos, ou 0,1 s. Isto nos leva à
conclusão que o menor quadro de uma rede Ethernet, que possui 64 bytes ou 512 bits, levaria 51,2
s para ser transmitido.

O tempo que se leva para gerar um bit é conhecido como “bit time”, ou “tempo de bit”, portanto,
os quadros de 64 bytes são gerados em 512 bit times. Este tempo é o Tempo mínimo de
Transmissão de um quadro Ethernet.

   Quanto maior a distância, maior é o tempo de propagação, menor a eficiência, e maior o
    tamanho mínimo do quadro para detecção de colisão.

   Quanto maior for a taxa de transmissão, para quadros de mesmo tamanho, menor será o
    tamanho máximo possível para o segmento.




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                     Estação com
                       dados a
                      transmitir

                                                                  Aguarda, de
                                         Nova tentativa
                                                                 acordo com o
                                                                 algoritmo de
                                                                 contenção (6)

                     Canal livre?
                                      Canal ocupado (3)
                         (1)


                             Canal livre


                      Transmite
                                         Colisão detectada (4)     Transmite
                    quadro, e sente
                                                                 sinal JAM (5)
                      o canal (2)




(1) A estação com dados a transmitir “escuta” o meio, a fim de verificar se não há outras
    transmissões no momento.
(2) Após de um período de tempo determinado pelo protocolo, em que a estação “escuta” o meio,
    chamado de “Interframe Gap”, a estação inicia a transmissão.
(3) Se o canal está ocupado, é monitorado continuamente. Se ficar livre, a estação irá esperar o
    tempo do Interframe Gap e iniciar a transmissão.
(4) A colisão ocorre quando duas ou mais estações simultâneamente (ou quase), ao encontrar o
    meio disponível, iniciam a transmissão. A colisão será detectada pelas estações (Colision
    Detection).
(5) Quando ocorre uma colisão, a estação que primeiro a detectar interrompe a transmissão e envia
    um ruído de 48 bits chamado Sinal de Reforço de Colisão (JAM) para avisar as estações e
    garantir que as mesmas detectem a colisão e rejeitem o quadro recebido. Este ruído chega à
    estação de origem no tempo igual ou inferior a 2. É necessário que ele ainda esteja
    transmitindo para poder detectar a colisão
2 - tempo mínimo de transmissão do quadro Ethernet (512 bit times)

(6) Técnica de retransmissão adotada pelo IEEE 802.3 ao se detectar uma colisão: algoritmo de
    recuo binário exponencial. A estação espera de um tempo zero a um limite superior para
    retransmitir. Se ainda assim houver colisão, ela dobra o tempo do limite superior. Em um ponto
    a duplicação do limite superior é detida. Se após desesseis tentativas de retransmissão as
    Colisões persistirem, a transmissão é abortada.

Fatores que afetam o tamanho máximo do quadro:
     tamanho dos buffers de transmissão e recepção dos quadros
     necessidade de se limitar o retardo de transferência (limitar o tempo de ocupação do canal)

Observação: os quadros tendem na realidade a ser, em sua maioria, muito pequenos (quadros de
controle ou carregando poucos dados) ou muito grandes (transferência de massa de dados).


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3. SINTAXE DO PROTOCOLO NA CAMADA MAC:

Basicamente existem 4 tipos de quadros Ethernet. Eles não são compatíveis entre si, portanto, todas
Que necessitam se comunicar desejam estar configuradas para transmitir e receber os mesmos tipos
de quadro.

São eles:

Ethernet II – É o Ethernet original, definido pelo DIX, conhecido como Ethernet 2.0 Sua principal
diferença está no campo Length, que nesta versão é conhecido como “Type” e define na realidade o
tipo de protocolo (IP, IPX, ARP, Apple Talk, etc).

    7        1        6           6          2      46-1500        4

   PRE      SFD   Dest Addr   Sour Addr    Type     Data/PAD     FCS


 Figura 1: formato do quadro Ethernet II


Novell Raw LLC – É o popular “Ethernet 802.3” das redes Novell. Apesar da denominação, não é
padrão da Norma IEEE 802.3. Foi desenvolvido pela Novell para ser utilizado nos sistemas
NetWare. Sua principal diferença é que, ao invés de trazer o header LLC no campo data, traz
informações sobre o protocolo IPX.

    7        1        6          6           2      46-1500       4

   PRE SFD Dest Addr          Sour Addr   Length    Data/PAD     FCS


 Figura 2: formato do quadro Ethernet 802.3


Ethernet 802.2 – Definido pela norma, os três primeiros bytes do campo Data são destinados às
informações do header do LLC. 1 byte para o DSAP, 1 byte para o SSAP e um byte para
informações de controle, podendo registrar até 256 identificadores de SAP. (ex: E0 – Novell, F0 –
NetBIOS, 06 – TCP/IP, etc)
    7        1        6           6          2      46-1500        4

  PRE SFD Dest Addr           Sour Addr   Lenght LLC Data/PAD    FCS


 Figura 3: formato do quadro Ethernet 802.2


Ethernet SNAP – parecido com o 802.2, porém adiciona no Data mais 5 bytes para identificação de
protocolo, estendendo a limitação de 256 SAPs do 802.2. A grande aplicação deste quadro está na
“emulação de LAN” do ATM.

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    7        1        6          6         2              46-1500       4

 PRE        SFD   Dest Addr   Sour Addr Lenght LLC Type Data/PAD FCS


Figura 4: Formato básico de um quadro Ethernet Snap


CAMPOS DOS QUADROS ETHERNET:

PRE – Preâmbulo: utilizado para sicronizar os relógios do transmissor com o receptor.

formato: 10101010.10101010.10101010.10101010.10101010.101010.10101010.


SFD – Delimitador de Início de quadro

formato: 10101011


ENDEREÇO DE DESTINO:
ENDEREÇO DE ORIGEM:

Tipos de endereçamento:

       Atribuídos pelo usuário: Endereços Localmente Administrados (16 ou 48 bits)
       Atribuídos pelo fabricante: Endereços Universais

Os Endereços Universais são únicos no mundo. Não há duas placas de rede com o mesmo endereço
MAC.

Se a placa de rede suportar as duas formas de endereçamento, cabe ao administrador da rede decidir
qual usar.

No Endereço de destino:

           1º bit da direita para a esquerda   (bit 47) = 0 – Endereço Individual
           1º bit da direita para a esquerda   (bit 47) = 1 – Endereço de grupo
           Todos os bits = 1 – broadcast
           2º bit da direita para a esquerda   (bit 46) = 0 – Endereço localmente administrado
           2º bit da direita para a esquerda   (bit 46) = 1 – Endereço Universalmente Administrado

Quantidade de endereços globais disponíveis = cerca de 7 x 1013 endereços globais. (em 46 bits)


LENGHT – Indica o tamanho do campo DATA, entre 46 bytes e 1500.

A fim de que se garanta o tamanho mínimo do quadro, do campo Destination Address ao campo
FCS, se necessário serão incluídos bits extras de enchimento (campo PAD) antes do FCS.
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Notas de Aula
Como vimos, uma estação não pode concluir a transmissão de um frame curto antes de o primeiro
bit chegar à extremidade do cabo, onde ele pode colidir com outro quadro, portanto há um tamanho
mínimo para quadros Ethernet.

Para uma rede a 10 Mbps, com 4 repetidores e um comprimento máximo de 2500 m (IEEE 802.3),
2 = 51,2 s, o que corresponde a 64 bytes. Quadros menores, portanto, deverão ter seu campo
PAD preenchido até este tamanho.

À medida que a velocidade da rede cresce, ou o comprimento do cabo tem que diminuir, ou o
tamanho do quadro deve aumentar. Uma LAN a 1 Gbps e 2500 m de comprimento, o tamanho
mínimo do quadro deveria ser de 6400 Mbytes, ou então 640 Mbytes e 250 m.


FCS – Campo para verificação de erros do quadro, utilizando o processo de revisão de redundância
cíclica (CRC).


4. NÍVEL FÍSICO

   Método de sinalização: codificação Manchester;

   MAU (Media Attachment Unit), ou transceiver. Na implementação com conector AUI, o MAU
    fica junto ao meio físico, enquanto que o conector AUI fica na placa de rede.

   Para evitar reflexões nos sinais do meio físico, as MAU's devem apresentar uma alta
    impedância para o meio físico.

   MDI - Media Dependent Interface – define a interface mecânica e elétrica entre a MAU e o
    meio físico.

   Conectores: (MDI – Media Dependent Interface)

    -   BNC 50 ohm;
    -   AUI (Attachment Unit Interface)
    -   RJ-45 (Pares 1,3,5 e 6)
    -   ST (Fibra óptica)


    4.1. OPÇÕES DE MEIO FÍSICO:

   10BASE-5

    -   Taxa de transmissão – 10 Mbits/s;
    -   Banda base;
    -   Sinalização – Codificação Manchester;
    -   Taxa máxima aceitável de erros, 1 erro a cada 108 bits transmitidos
    -   Comprimento máximo de um segmento sem repetidor – 500 metros;
    -   Cabo coaxial grosso de 1,2 cm de diâmetro e impedância de 50 ohms, conectores tipo “N”;
    -   Terminadores de 50 ohms nas extremidades;
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    -    Atenuação – no máximo 9 dB em cada 500 metros, a freqüência de 10 MHz;
    -    Velocidade de propagação mínima – 0,77C (C = 300.000 Km/s)
    -    Conector na Interface da rede: AUI
    -    Comprimento máximo do cabo AUI – 50 metros
    -    Utilização de “casadores de impedância” (terminadores) nas extremidades, a fim de se
         prevenir reflexões
    -    MAU's externos aos adaptadores de rede
    -    Número máximo de repetidores = 4 (comprimento máximo de 1 domínio de colisão = 2500
         m)
    -    Distância entre estações, múltiplos de 2,5 metros, a fim de evitar as somas de fases das
         reflexões das estações.
    -    Número máximo de estações por segmento = 100
    -    Número máximo de segmentos que podem receber estações: em uma rede com 4
         repetidores, portanto com 5 segmentos, apenas 3 poderão receber estações. 2 deverão ser
         utilizados apenas como ligação entre repetidores, aumentando a distância da rede.
    -    Utilização: backbones de rede



            Transceptor (MAU)
                                 Conector de pressão
                                 tipo vampiro (MDI)



    DTE
    (estação)
                Conector
                AUI 15 pinos
                                Terminador 50 ohm
Figura 5 – conexão de uma estação à rede IEEE 802.3 10BASE-5;



   10BASE-2

    -    Taxa de transmissão – 10 Mbits/s;
    -    Banda base;
    -    Sinalização – Codificação Manchester;
    -    Taxa máxima aceitável de erros, 1 erro a cada 107 bits transmitidos
    -    simples, barato, flexível, muito utilizado até hoje;
    -    As funções do transceiver estão dentro do DTE (Data Terminal Equipment – ou estação de
         trabalho);
    -    Cabo coaxial fino de aproximadamente 0,5 cm de diâmetro;
    -    Conectores tipo BNC com conexão por baioneta;
    -    Atenuação máxima, 8,5 dB em 185 metros de cabo, na freqüência de 10 MHz;
    -    Velocidade mínima de propagação no cabo de 0,65C
    -    Comprimento máximo do segmento, sem repetidores, 300 metros;
    -    Comprimento máximo do segmento, com a utilização de repetidores: 185 metros;
    -    N.º máximos de estações por segmento = 30


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Notas de Aula
    -   Número máximo de segmentos que podem receber estações: em uma rede com 4
        repetidores, portanto com 5 segmentos, apenas 3 poderão receber estações. 2 deverão ser
        utilizados apenas como ligação entre repetidores, aumentando a distância da rede.
    -   Espaço mínimo entre estações = 50 cm
    -   Utilização de “casadores de impedância” (terminadores) nas extremidades, a fim de se
        prevenir reflexões
    -   Comprimento máximo do conector BNC = 4 cm, a fim de prevenir reflexões.
    -   Nº máximo de repetidores = 4; comprimento máximo da sub-rede (domínio de colisão) =
        925 m

Principais desvantagens do 10Base-2:

           Falhas no cabo ou estações interrompem todo o segmento;
           Difícil gerenciamento, dificuldade para localização das falhas;
           Tecnologia não escalável para maiores velocidades (100/1000) ou a novas tecnologias,
            como as redes comutadas (switches);
           O acréscimo de novos pontos interrompe a rede, ainda que por uma fração curta de
            tempo.

Principais vantagens do 10Base-2:

           Simples de implementar;
           O cabo coaxial é mais imune a interferências eletromagnéticas que o cabo em par
            trançado não blindado (UTP);
           Baixo custo, (não usa hubs ou switches);
           flexível, podendo adicionar novos pontos sem que haja necessidade de lançar um novo
            cabo.


                 Transceptor (MAU)
                 interno à interface

              DTE                   Conector T BNC


                     Conector          Conector BNC macho
                     BNC Fêmea

                                   Terminador 50 ohm

Figura 6 – conexão de uma estação à rede IEEE 802.3 10BASE-2;


   10BROAD-36

    -   Taxa de transmissão – 10 Mbits/s
    -   Banda larga; cabo coaxial único ou duplo
    -   Modulação – cabo único – DPSK (Diferential Phase-Shift Keying)
    -   Taxa máxima aceitável de erros, 1 erro a cada 108 bits transmitidos;
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    -   Conector na Interface da rede: AUI
    -   As funções do transceiver estão dentro do DTE;
    -   Cabo coaxial de 75 ohm tipo CATV, conectores de pressão e amplificadores;
    -   Banda passante total: 18 MHz (14 MHz para dados e 4 MHz para reforço de colisão)
    -   Comprimento máximo do cabo, a partir da Central Repetidora (headend), 1800 metros;


   10BASE-T

    -   Taxa de transmissão – 10 Mbits/s;
    -   Banda base;
    -   Sinalização – Codificação Manchester;
    -   Meio físico, par trançado comum categorias 3, 4, 5 e 6 das normas ANSI-EIA-TIA 568A ou
        B (EIA – Eletronic Industries Association - Padrão para cabeamento de telecomunicação
        em edifícios comerciais)
    -   Tipo de ligação, Full duplex, com 2 pares trançados (tx e rx). Este tipo de implementação
        só permite a ligação de 2 DTE's ponto a ponto. Para um número maior de DTE's utilizam-se
        repetidores multi-portas (hubs).
    -   simples, barato, flexível e de fácil manutenção;
    -   Muito utilizado hoje em dia;
    -   As funções do transceiver normalmente dentro do DTE, podendo porém, estar fora; Caso
        estejam dentro, a placa de rede utiliza a porta RJ-45. Caso esteja externo, utiliza-se uma
        porta AUI;
    -   Cabo com 2 ou 4 pares trançados de aproximadamente 0,5 cm de diâmetro;
    -   Conectores tipo RJ-45 fêmea nas MAU’s e RJ-45 macho nos cabos;
    -   Quando o hub detecta mais de uma transmissão simultânea, ele detecta a colisão e transmite
        um sinal de reforço de colisão para todos os enlaces;
    -   Atenuação máxima, 8,5 dB em 185 metros de cabo, na freqüência de 10 MHz;
    -   Comprimento máximo do cabo, entre a estação e o hub, 100 metros (as normas EIA/TIA
        568 especificam a distância máxima de 90 metros entre o armário de distribuição e a
        estação de trabalho);
    -   Incorpora a funcionalidade de verificação de integridade do link (Link Integrity), tornando
        mais fácil a verificação rápida de falhas no cabeamento;
    -   Os hubs isolam as estações com interfaces defeituosas, isolando as possíveis causas de um
        problema de rede. Desta maneira uma falha em uma estação da rede não para o
        funcionamento da rede.
    -   Os hubs podem incorporar funções de gerenciamento, ampliando o controle do
        administrador da rede sobre os problemas.
    -   Nº máximo de repetidores = 4 (comprimento máximo de um domínio de colisão = 500 m)




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                                    Par Trançado



            Transceptor (MAU)                 Repetidor
            Interno
              DTE
                             Conector RJ-45

        Figura 7 – Conexão de uma estação a uma rede IEEE 802.3 10BASE-T


   10BASE-F

    -   Taxa de transmissão – 10 Mbits/s;
    -   Banda base;
    -   Fibra óptica multimodo com capa externa de 125 micron, capa interna de 62,5 micron
    -   Permite ligação “ponto a ponto” entre estações (DTE’s), cruzando a fibra TX com a RX em
        uma das pontas.
    -   Para um número maior de 2 DTE’s interligados, utilizam-se repetidores multi-portas (hubs).
    -   As funções do transceiver estão dentro ou fora do DTE; Caso estejam dentro, a placa de
        rede utiliza a porta de fibra (geralmente ST, podendo ser SC ou MIC). Caso esteja externo,
        utiliza-se uma porta AUI;




    -   Quatro formas de implementação:

           FOIRL – Padrão pioneiro para interligação de repetidores;
           10BASE-FL – MAU ativo assíncrono para enlaces de fibra óptica;
           10BASE-FB – MAU ativo síncrono para uso específico em backbone;
           10BASE-FP – MAU passivo e o nó mestre de uma estrela passiva.


   10BASE-FL

    -   A 10BASE-FL substituiu a FOIRL (Fiber Optic Inter-Repeater Link), mantendo a
        compatibilidade com este padrão. A FOIRL definia enlaces de até 1.000 metros e era
        empregada exclusivamente na interligação de repetidores. Os transceivers 10BASE-FL são
        compatíveis com os transceivers FOIRL.
    -   A 10BASE- FL define um enlace de fibra óptica para distâncias de até 2.000 metros, Full
        Duplex, entre DTE’s, DTE e repetidor, ou entre repetidores. O MAU 10BASE-FL pode ser
        externo ou interno.


   10BASE-FB
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Notas de Aula
    -   A 10BASE-FB define um padrão em fibra óptica multimodo para interligar repetidores
        (hubs), de forma mais eficiente.
    -   Com o uso do padrão 10BASE-FB, é possível aumentar o número de repetidores que
        podem ser cascateados em série para um número superior a 4. A distância máxima entre
        hubs em um enlace 10BASE-FB: 2.000 metros;

   10BASE-FP
    -   A 10BASE-FP especifica repetidores e DTES em uma estrela passiva. Usa-se um repetidor
        para interligar a outros segmentos.
    -   O Hub passivo é chamado de nó mestre, que pode conectar até 33 enlaces de fibra óptica. A
        distância máxima entre a estação e o nó mestre é de 500 metros.


TABELA 2 – OPÇÕES DE 10BASE-F:

Versão 10Base-F:     Aplicação:                          Número de repetidores:   Distância máxima:
FOIRL                Ligação entre repetidores (hubs)4   2                        100 metros
10Base-FL            Universal (switches, hubs, DTE’s)   4                        400 a 2000 metros
10Base-FB            Repetidores (hubs) de backbone      >4                       2000 metros
10Base-FP            Repetidor central sem energia       1 (passivo)              500 metros


TABELA 3 – DISTÂNCIAS MÁXIMAS PARA O PADRÂO 10BASE-FL:

Tipo de Conexão:                                  Distância máxima:
Segmento Repetidor – DTE:                         400 metros
Com 4 repetidores e 5 segmentos:                  500 metros
Segmento entre 2 repetidores:                     1000 metros
Sem repetidores (DTE-DTE ou Switch-Switch)        2000 metros


5. TIPOS DE CODIFICAÇÃO DE SINAIS

   Codificação binária direta:

    -   0 volts – bit 0
    -   5 volts – bit 1

Desvantagem – gera ambiguidades. Se uma estação gera uma string 0001000, o receptor pode
interpretar como 1000000 ou 01000000, pois não conseguiria interpretar a diferença entre um
transmissor inativo (0 volts) e o bit 0 (0 volts)

Para que o receptor possa determinar exatamente o início, o meio e o fim de cada bit, foram
desenvolvidos. Entre outros os métodos de CODIFICAÇÃO MANCHESTER e CODIFICAÇÃO
MANCHESTER DIFERENCIAL.

    5.1. CODIFICAÇÃO MANCHESTER:
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Notas de Aula
    Cada Período de 1 bit é dividido em dois intervalos iguais:

Bit 1 – Voltagem alta no 1º intervalo, e baixa no segundo intervalo.
Bit 0 – Voltagem baixa no primeiro intervalo e alta no segundo intervalo.

Desvantagem – requer duas vezes mais largura de banda que a codificação direta, pois os pulsos são
a metade da largura de 1 bit.


     5.2. CODIFICAÇÃO MANCHESTER DIFERENCIAL:

Bit 1 – Ausência de transição no início do intervalo.
Bit 0 – Presença de transição no início do intervalo.

                     1     0     0     0     1     0     1     1    1
    Codificação
    Binária
    Codificação
    Manchester
    Codificação
    Manchester
    Diferencial


Figura 8 – Exemplos dos métodos de sinalização

Para que se possa transmitir a 10 Mbits/s utilizando a codificação Manchester (utilizada na
Ethernet), é necessário que o oscilador produza 2 milhões de pulsos por segundo, ou seja, são 2
pulsos para cada bit, a fim de possibilitar a transição de voltagem em um único bit. Desta forma, as
redes Ethernet trabalham a 20 MHz.


6. CONCENTRADORES (HUBs) ETHERNET:

Hubs são dispositivos utilizados para conectar uma rede local. No caso das redes Ethernet, os hubs
interligam estações em um único domínio de colisão, ou seja, caso ocorra uma colisão, todas as
estações conectadas ao hub deverão percebê-la. Cabe ao hub gerar um sinal de reforço de colisão às
mesmas.

O uso dos hubs viabiliza uma conexão segura, visto que a falha em um segmento se conexão entre o
DTE e o hub afetará apenas aquele DTE, desta forma este tipo de falha não afeta as outras estações
da rede.

Os hubs também simplificam a tarefa de gerenciamento, pois diversos modelos permitem a coleta
de estatísticas de tráfego e colisões, fazendo uso de protocolos ge gerenciamento padronizado,
como SNMP e RMON.

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Notas de Aula
Podemos clasificar genericamente os hus quanto à forma de instalação em modelos de mesa, de
bastidor (ou rack).

HUBS DE MESA:

São modelos mais simples e baratos. Geralmente não oferecem recursos de gerenciamento.
Normalmente não possuem portas de expansão que permitam o empilhamento. Para o crescimento
do número de estações, o recurso será, portanto, o cascateamento.


HUBS DE BASTIDOR (RACK):

São os modelos próprios para fixação nos racks, possuindo a largura padrão de 19 polegadas para
este fim.

Podemos também classificar os hubs quanto à sua forma de expansibilidade em hubs empilháveis
e modulares.


HUBS EMPILHÁVEIS:

São equipamentos que possuem portas específicas para interconexão, formando um backbone
distribuído horizontal ou vertical. A modularidade destes equipamentos difere de acordo com o
fornecedor quanto ao número de portas do hub, bem como o número máximo de hubs
interconectados. Alguns destes equipamentos implementam o protocolo SNMP para gerenciamento,
bem como as definições de monitoração remota (RMON I e RMON II)

Os hubs empilháveis são utilizados em grande escala como equipamentos de “fronteira”, isto é,
equipamentos conectam as estações de trabalho em grandes redes, e estão também conectados aos
equipamentos de “núcleo” (switches, roteadores ou hubs modulares que formam um backbone
colapsado).




Figura 9: hubs empilháveis


HUBS MODULARES:

São dispositivos que dispõem de slots para receberem placas “hubs”, bem como outras de diferentes
funcionalidades, como módulos de gerenciamento e de controle do chassis.



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Notas de Aula
São geralmente equipamentos que conseguem interligar um grande número de estações de trabalho,
e ainda se interligar a outros hubs de chassis ou empilháveis. Útéis para backbones de alta
velocidade, costumam ser bem mais caros que os hubs empilháveis. Quando possuem mais de um
barramento interno, são próprios para a implementação de um backbone colapsado.




Figura 10: hubs modulares


INTERLIGAÇÃO DE HUBS:


   EMPILHAMENTO:

O empilhamento é realizado através de interfaces específicas proprietárias de cada fabricante, que
prolongam o barramento de cada hub, fazendo que os hubs se comportassem como se fossem um
único equipamento. O empilhamento possui as seguintes características:

        - Um único barramento
        - Um único domínio de colisão
        - Um único nível de repetição




    Figura 11 – empilhamento


   CASCATEAMENTO:

Quando o hub não possui interfaces para empilhamento, a única maneira de se interconectar
equipamentos é através de duas portas que seriam dedicadas a estações. Para interligar os hubs, é
necessário utilizar um cabo “cross over”, em que os pares 1-2 e 3-6 estejam cruzados



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Notas de Aula
Alguns hubs possuem uma interface específica para permitir o cascateamento em que o conector
possui os pares TX e RX cruzados (MEDIA DEPENDENT INTERFACE “CROSSED” – MDIX).
Pode-se utilizar para o cascateamento um cabo DTE-HUB comum, se um dos conectores do cabo
estiver conectado em uma porta MDIX, e a outra em uma porta para a conexão a DTEs (MDI).
Normalmente estes hubs possuem uma chave que permite escolher o modo de operação da porta
especial (MDI ou MDIX).

O cascateamento possui as seguintes características:

        - Um barramento para cada hub
        - Um único domínio de colisão
        - Um nível de repetição para cada hub


                    MDIX                          MDI

                                                  Cabo “CROSS OVER”

                    MDI                           MDI



Figura 12 – formas de cascateamento

Como já visto anteriormente, o número máximo de repetições permitidas em um domínio de colisão
Ethernet é igual a 4, portanto não é recomendável se “cascatear” mais do que quatro equipamentos
em uma mesma rede Ethernet.


7. PADRÃO ISO-ETHERNET:

O padrão Iso-Ethernet foi desenvolvido no início dos anos 90 pela empresa National
Semiconductor, e se tornou o padrão IEEE 802.9a em 1995.

A Iso-Ethernet combina o Ethernet a 10Mbps com até 96 canais ISDN B e um canal ISDN D, cada
qual com 64 Kbps. Os canais ISDN B seriam dedicados a dados críticos, sensíveis a retardos, e o
ISDN D para sinalização e controle. A taxa de transmissão é, portanto:

                97 x 64 Kbps + 10 Mbps = 16,16 Mbps.

O conceito é simples e elegante. O tráfego em rajadas comum seria transmitido pelo canal Ethernet.
Dados com tempos críticos, dentro da LAN ou mesmo para localidades remotas seriam transmitidos
através dos canais ISDN BRI (Basic Rate Interface) do mesmo hub Iso-Ethernet.

A tecnologia não conseguiu se firmar no mercado pelas seguintes razões principais:

    -   Os hubs e interfaces de rede não eram compatíveis com o Ethernet padrão;
    -   Apesar da possibilidade de permitir o tráfego isócrono, o crescimento da taxa de
        transmissão não é significativo. Quando foi proposta, a tecnologia teve de enfrentar a
        concorrência do Fast Ethernet a 100 Mbps a preços similares.

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Notas de Aula
A indústria de Networking e Telecomunicações optou, portanto, por ignorar o Iso-Ethernet, e se
voltou então para o desenvolvimento de outros padrões de alta velocidade, como o Fast Ethernet, o
ATM e o FDDI.



8. BIBLIOGRAFIA:


   Tanembaum, Andrew S. – REDES DE COMPUTADORES (3a Edição)
    Editora Campus, 1997
   Soares, Luiz F. G. – REDES DE COMPUTADORES - DAS LANs, MANs, e WANs às
    REDES ATM (2a Edição)
    Editora Campus, 1995

                                                                           a
    Breyer, Robert – SWITCHED, FAST , AND GIGABIT ETHERNET (3 Edição)
    Mcmillan Techincal Publishing, 1999

   Gasparini, Anteu F. L. – REDES METROPOLITANAS E DE LONGA DISTÂNCIA
    Editora Érica, 1999

                                                                       a
    Derfler Jr, Frank J – TUDO SOBRE CABEAMENTO DE REDES (6 Edição)
    Editora Campus, 1994
   Carvalho, José E. M. – INTRODUÇÃO ÀS REDES DE MICROS
    Makron Books, 1998




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