Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 1

Ethernet 10 Mbps• Ethernet antigua tiene características de arquitectura comunes. • En general, las redes contienen varios tipos de medios. • El estándar asegura que se mantenga la interoperabilidad. • El diseño arquitectónico general es de suma importancia a la hora de

implementar una red de medios mixtos. • Resulta más fácil violar los límites máximos de retardo a medida que

la red crece. • Los límites de temporización se basan en parámetros tales como:

– La longitud del cable y su retardo de propagación. – El retardo de los repetidores. – El retardo de los transceptores. – El acortamiento del intervalo entre las tramas. – Los retardos dentro de la estación

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 2

Ethernet: 10 Mbps.

• Las tecnologías Ethernet de 10BASE5, 10BASE2 y 10BASE-T se consideran implementaciones antiguas de Ethernet.

• Las cuatro características comunes de Ethernet antigua son los parámetros de:– Temporización – Formato de trama– Proceso de transmisión – Una regla básica de diseño

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 3

Formato de Trama Ethernet 10 mbps

• Los datos de la trama de Capa 2 se convierten de números hexadecimales a números binarios.

• A medida que la trama pasa de la subcapa MAC a la capa física, se llevan a cabo procesos adicionales antes de que los bits se trasladen

desde la capa física al medio.

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 4

Ethernet 10BASE5• 10BASE5 fué el primer medio que se utilizó para Ethernet. • El principal beneficio de 10BASE5 era su longitud. • En la actualidad, puede hallarse en las instalaciones antiguas, pero no se

recomienda para las instalaciones nuevas. • Los sistemas 10BASE5 son económicos y no requieren de configuración• Las NIC son muy difíciles de encontrar así como el hecho de que es sensible a

las reflexiones de señal en el cable. • Los sistemas 10BASE5 también representan un único punto de falla.• 10BASE5 hace uso de la codificación Manchester. • Cada uno de los cinco segmentos máximos de coaxial grueso puede medir hasta

500 m de largo. • El cable es grueso, pesado y difícil de instalar. Sin embargo, las limitaciones de

distancia eran favorables y esto prolongó su uso en ciertas aplicaciones.

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 5

Ethernet 10Base 5

Cable: Cable coaxial grueso (thicknet). Conectores: N-conectores, transceivers, cables DIX y puertos AUI. Transceiver: Externos conectados al segmento. Longitud máxima de segmento: 500 m. Distancia máxima transceiver-computador: 50 m. Distancia mínima entre transceivers: 2.5 m. Longitud total de la red: 2500 m. Máximo número de computadoras por segmento: 100 Es conforme con la regla 5-4-3.

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 6

Ethernet 10BASE5

• Entre dos estaciones lejanas cualesquiera, sólo se permite que tres segmentos repetidos tengan estaciones conectadas, usando los otros dos segmentos repetidos solamente como segmentos de enlace para extender la red: regla 5-4-3-2-1

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 7

Ethernet 10BASE2• La tecnología 10BASE2 se introdujo en 1985.• La instalación fue más sencilla debido a su menor tamaño y peso,

y por su mayor flexibilidad. • Tiene un costo bajo y carece de la necesidad de hubs.• Usa la codificación Manchester. • Los computadores en la LAN se conectaban entre sí con una serie

de tendidos de cable coaxial en bus. • Se usaban conectores BNC para unir estos tendidos a un conector

en forma de T en la NIC.• Cada uno de los cinco segmentos máximos de cable coaxial

delgado puede tener hasta 185 metros de longitud.• Transmite en modo half duplex a una máxima velocidad de 10

Mbps.

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 8

Ethernet 10Base2

Cable: Cable coaxial delgado (thinnet). Conectores: BNC, T-connector, Barrel connector. Tranceiver: Interno. Longitud máxima de Red: 925 m. Backbone para hubs: Cable coaxial/ Fibra óptica. Número de computadoras por segmento: 30 Distancia mínima entre dos puntos de red: 0.5m. Número total de computadoras: 1024

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 9

Ethernet 10BASE2

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 10

10 BASE T• 10BASE-T fue introducido en 1990. • Utiliza cable UTP de Categoría 3, 4, 5, 5e o superior, conectado a un

hub central que contiene el bus compartido.• Usa topología en estrella extendida• Al principio, 10BASE-T era un protocolo half-duplex pero luego se

agregaron características de full-duplex.• 10BASE-T usa la codificación Manchester. • Los cuatro pares de hilos deberían utilizarse ya sea con la disposición

de salida de los pins del cable T568-A o bien la T568-B. Este tipo de instalación de cables admite el uso de protocolos múltiples sin necesidad de volver a cablear.

• El par transmisor del lado receptor se conecta al par receptor del dispositivo conectado.

• UTP es económico y fácil de instalar. • Ofrece tráfico de 10 Mbps en modo half-duplex y de 20 Mbps en

modo full-duplex.

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 11

10 BASE T

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 12

10 BASE T

• Los enlaces de 10BASE-T pueden tener distancias sin repetidor de hasta 100

• Los hubs pueden solucionar el problema de la distancia pero permiten que se propaguen las colisiones. • La introducción difundida de los switches ha hecho que la limitación de la distancia resulte menos importante

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 13

All versions of Ethernet have the same:1. MAC addressing2. CSMA/CD3. Frame format

However, other aspects of the MAC sublayer, physical layer, and medium have changed.

802.2

Fast Ethernet

7.1 Tecnología Fast Ethernet

10 0

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 14

Tecnología Fast Ethernet

• Tres características comunes a 100BASE-TX y a 100BASE-FX son:– Los parámetros de temporización

– El formato de trama

– Algunas partes del proceso de transmisión.

• Tanto 100BASE-TX como 100BASE-FX comparten los mismos parámetros de temporización. – Es decir: Un tiempo de bit a 100-Mbps = 10 nseg = 0,01

microsegundos = 1/100-millonésima parte de un segundo.

• Soporta autonegociación

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 15

Tecnología Fast Ethernet

El formato de trama 100-Mbps es el mismo que el de 10-Mbps.

Las señales de frecuencia más alta son más susceptibles al ruido.Para responder a estos problemas, Ethernet de 100-Mbps utiliza dos distintos pasos de codificación: • La primera parte de la codificación utiliza una técnica denominada 4B/5B• La segunda parte es la codificación real de la línea específica para el cobre o la fibra.

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 16

100Base-TX

• 100BASE-TX transporta 100 Mbps de tráfico en modo half-duplex. En modo full-duplex, puede intercambiar 200 Mbps de tráfico.

• Usa codificación 4B/5B, que luego es mezclada y convertida a 3 niveles de transmisión multinivel o MLT-3.

• 100BASE-TX con un cable UTP Cat 5 fué el estándar que se convirtió en un éxito comercial.

• Aplicable a PC de oficina y grupos de trabajo.

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 17

100BASE-TX

• 100BASE-TX puede ser full-duplex o half-duplex • Una red Ethernet utilizando pares separados para transmisión y

recepción (full-duplex) y una topología conmutada previene colisiones en el bus físico.

MLT3 coding

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 18

7.1.7 100BASE-TX

RJ45 Pinouts are the same as 10BASE-T

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 19

100BASE-FX • Una versión en fibra podría ser utilizada para aplicaciones

con backbones, conexiones entre distintos pisos y edificios donde el cobre es menos aconsejable y también en entornos de gran ruido. Pero no tuvo el éxito esperado.

• El par de fibra con conectores ST o SC es el que se utiliza más comúnmente.

• La transmisión a 200 Mbps es posible debido a las rutas individuales de Transmisión (Tx) y Recepción (Rx) de fibra óptica.

• Usa codificación 4B/5B el cual es mezclado y convertido a NRZI

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 20

7.1.8 100BASE-FX

La transmisión de 200 Mbps es posible debido al modo full duplex en la fibra óptica.

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 21

Arquitectura Fast Ethernet

• Los enlaces Fast Ethernet generalmente consisten en una conexión entre la estación y el hub o switch.• Los enlaces de 100BASE-TX pueden tener distancias sin repetición de hasta 100 m. • El amplio uso de switches ha hecho que las limitaciones de distancia sean menos importantes. • Como la mayoría de Fast Ethernet está conmutada, estos representan los límites prácticos entre los

dispositivos.

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 22

Arquitectura Fast Ethernet

• Un repetidor Clase 1 puede introducir hasta 140 tiempos de bit de latencia. Todo repetidor que cambie entre una implementación de Ethernet y otra es un repetidor Clase 1.

• Un repetidor Clase II está restringido a menores retardos, 92 tiempos de bit, debido a que inmediatamente repite la señal entrante al resto de los puertos sin proceso de translación. Para lograr menor latencia, los repetidores Clase II deben conectarse a tipos de segmentos que usen la misma técnica de señalización. El cable para 100BASE-TX entre repetidores Clase II no puede superar los 5 metros.

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 23

All versions of Ethernet have the same:1. MAC addressing2. CSMA/CD3. Frame format

However, other aspects of the MAC sublayer, physical layer, and medium have changed.

10 0

802.2

Gigabit Ethernet

7.2.1 1000-Mbps Ethernet

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 24

GIGABIT ETHERNET

• La trama de Gigabit Ethernet presenta el mismo formato que se utiliza en Ethernet de 10 y 100 Mbps.

• Según su implementación, Gigabit Ethernet puede hacer uso de distintos procesos para convertir las tramas a bits en el cable.

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 25

GIGABIT ETHERNET• Gigabit Ethernet utilice dos distintos pasos de codificación.• Los datos codificados proporcionan sincronización, uso

eficiente del ancho de banda y mejores características de la relación entre Señal y Ruido.

• En la capa física, los patrones de bits a partir de la capa MAC se convierten en símbolos. – Los símbolos también pueden ser información de control tal como

trama de inicio, trama de fin, condiciones de inactividad del medio.

– La trama se codifica en símbolos de control y símbolos de datos para aumentar la tasa de transferencia de la red.

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 26

1000Base-T

• Se creó con el fin de aliviar cuellos de botella• Recomienda utilizar cable categoría 5e o superior• La transmisión full dúplex en el mismo hilo origina

colisiones generando patrones de voltaje complejos• Utiliza la codificación de línea 4D-PAM5• Los enlaces entre switches son utilizados para:

– Aplicaciones de video– Backbone de edificios– Enlaces para servidores

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 27

Once again the frame remains unchanged.

The differences between standard Ethernet, Fast Ethernet and Gigabit Ethernet occur at the physical layer.

• Since the bits are introduced on the medium for a shorter duration and more often, timing is critical.

• This high-speed transmission requires frequencies closer to copper medium bandwidth limitations.

• This causes the bits to be more susceptible to noise on copper media. • Like 100Base-TX these issues require Gigabit Ethernet to use two

separate encoding steps. • Data transmission is made more efficient by using codes to represent

the binary bit stream. • The encoded data provides synchronization, efficient usage of

bandwidth, and improved Signal-to-Noise Ratio characteristics.

To interconnect a 1000BASE-T network to a 100BASE-T network use a layer 2 bridge or switch.

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 28

1st Frame

2nd Frame

3rd Frame

4th Frame

• Cat 5e cable can reliably carry up to 125 Mbps of traffic.

• 1000BASE-T uses all four pairs of wires.

• This is done using complex circuitry called a Hybrid to allow full duplex transmissions on the same wire pair.

• This provides 250 Mbps per pair. • With all four-wire pairs, this provides

the desired 1000 Mbps. • Since the information travels

simultaneously across the four paths, the circuitry has to divide frames at the transmitter and reassemble them at the receiver.

Because Gigabit Ethernet is inherently full-duplex, the Media Access Control method views it as a point-to-point

link.

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 29

• Fiber cannot do multi level signaling (not 4D-PAM5 nor MLT3)• at 1 Gigabit Non Return to Zero (NRZ) signaling is used with• 8B/10B coding to ensure that a good synchronizing signal is

always present.

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 30

Different sub layers in the Physical Layer

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 31

L=Long Wave Length

1300nm

S=Short Wave Length 850

nm

• The Media Access Control method treats the link as point-to-point.

• Since separate fibers are used for transmitting (Tx) and receiving (Rx) the connection is inherently full duplex.

• Gigabit Ethernet permits only a single repeater between two stations.

multimode

error

5000

550

550

550

275

100

25

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 32

The bandwidth of fiber is inherently very large. It has been limited by

• emitter technology • fiber manufacturing processes • detector technology

Single mode

error

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 33

Table 1  100BASE-TX, 1000BASE-X, and 1000BASE-T

100BASE-TX 1000BASE-X 1000BASE-T

Frame format 802.3 Ethernet 802.3 Ethernet 802.3 Ethernet

MAC protocol 802.3 Ethernet 802.3 Ethernet 802.3 Ethernet

Flow control 802.3x 802.3x 802.3x

Symbol rate 125 Mbaud 125 Mbaud 1.25 Gbaud

Data rate 100 Mbps 1000 Mbps 1000 Mbps

Encoding (PCS) ANSI FDDI 4B/5B ANSI FC 8B/10B 5 level PAM

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 34

All versions of Ethernet have the same:1. MAC addressing2. CSMA/CD3. Frame format

However, other aspects of the MAC sublayer, physical layer, and medium have changed.

10 0

802.2

10 Gigabit Ethernet

 7.2.5 10-Gigabit Ethernet

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 35

1. Formato de trama: es el mismo, permitiendo la interoperabilidad entre todas variedades de versiones anteriores sin necesidad de conversión de protocolos

2. Periodo de bit: 0.1 nanosesegundos 3. Como utiliza solo conexión full-duplex en fibra, CSMA/CD no es

necesario4. Permite enlaces en fibra de 40 Km e interoperabilidad con las

tecnologías SONET/SDH. 5. Es posible crear redes flexibles, eficientes y confiables de punta a

punta a un costo relativamente bajo. 6. TCP/IP puede operar con LANs, MANs, y WANs con un método de

transporte de capa 2.

10GIGABIT ETHERNET (IEEE 10Gb 802.3ae)

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 36

Familia 10GbE: 802.3ae (June 2002)

• 10GBASE-SR: Permite cubrir distancias cortas sobre fibra óptica multimodo instaladas. Admite entre 26 y 82m.

• 10GBASE-LX4: Utiliza multiplexación por división de longitud de onda. Admite entre 240 y 300m sobre fibra óptica multimodo ya instalada, y 10 Km sobre fibra monomodo.

• 10GBASE-LR y 10GBASE-ER: Admite entre 10 km y 40 km sobre fibra monomodo.

• 10GBASE-SW, 10GBASE-LW, y 10GBASE-EW : En conjunto se le conoce como 10GBASE-W. Su objetivo es trabajar con equipos WAN SONET/SDH para módulos de transporte síncronos.

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 37

1. Formato de trama: es el mismo, permitiendo la interoperabilidad entre todas variedades de versiones anteriores sin necesidad de conversión de protocolos

2. Periodo de bit: 0.1 nanosesegundos 3. Como utiliza solo conexión full-duplex en fibra, CSMA/CD no es

necesario4. Permite enlaces en fibra de 40 Km e interoperabilidad con las

tecnologías SONET/SDH. 5. Es posible crear redes flexibles, eficientes y confiables de punta a

punta a un costo relativamente bajo. 6. TCP/IP puede operar con LANs, MANs, y WANs con un método de

transporte de capa 2.

10GIGABIT ETHERNET (IEEE 10Gb 802.3ae)

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 38

Familia 10GbE: 802.3ae (June 2002)

• 10GBASE-SR: Permite cubrir distancias cortas sobre fibra óptica multimodo instaladas. Admite entre 26 y 82m.

• 10GBASE-LX4: Utiliza multiplexación por división de longitud de onda. Admite entre 240 y 300m sobre fibra óptica multimodo ya instalada, y 10 Km sobre fibra monomodo.

• 10GBASE-LR y 10GBASE-ER: Admite entre 10 km y 40 km sobre fibra monomodo.

• 10GBASE-SW, 10GBASE-LW, y 10GBASE-EW : En conjunto se le conoce como 10GBASE-W. Su objetivo es trabajar con equipos WAN SONET/SDH para módulos de transporte síncronos.

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 39

Physical Media

Dependent

Each transceiver has four 3.125-Gbit/s DFB lasers that are optically multiplexed to provide a 10-Gbit/s data throughput.

10GBASE-LX4 uses Wide Wavelength Division Multiplex (WWDM) to multiplex four bit simultaneous bit streams as four wavelengths of light launched into the fiber at one time.

Physical Media

Attachment

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 40

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 41

Coarse Wavelength Division Multiplexing

Oct-03 ©Cisco Systems CCNA Semester 1 Version 3 Comp11 Mod7 – St. Lawrence College – Cornwall Campus, ON, Canada – Clark slide 42