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12.4.1  Estándares IEEE 802.3

§1  Sinopsis

La especificación IEEE para Ethernet es la 802.3, que define que tipo de cableado se permite y cuales son las características de la señal que transporta.  La especificación 802.3 original utilizaba un cable coaxial grueso de 50 ohm, que permite transportar una señal de 10 Mbps a 500 m.   Más tarde se añadió la posibilidad de utilizar otros tipos de cables: Coaxial delgado;  pares de cables trenzados, y fibra óptica.

Una red Ethernet puede transmitir datos a 10 Mbps sobre un solo canal de banda base [2], generalmente un bus coaxial o una estructura ramificada.  Los segmentos de cable están limitados a un máximo de 500 m.  Aunque la mayoría de fabricantes especifican un máximo de 100 estaciones en cada segmento, el límite práctico puede ser menor, dependiendo de la utilización.

El número máximo de DTEs [1] en una red Ethernet es de 1024;  pueden utilizarse repetidores para aumentar la longitud de la red conectando varios segmentos,  pero el número máximo de repetidores que puede encontrar una señal es de 2.

§2  Los principales estándares utilizados en Ethernet son los siguientes:

Como puede verse, los distintos estándares Ethernet tienen una denominación que responde a la fórmula general  xBaseZ.   La designación Base se refiere a "Baseband modulation", que es el método de modulación empleado.  El primer número X, indica la velocidad en Megabits por segundo sobre el canal  (que es distinta de la velocidad disponible para datos, ya que junto a estos se incluyen los "envoltorios").  La última cifra (o letra) Z, señala la longitud máxima del cable en centenares de metros, o el tipo de tecnología.  Por ejemplo, T significa par trenzado "Twisted (pairs)",  F fibra óptica "Fiber", etc.

§2.1  10Base5:

Conocido como Ethernet de cable grueso. 10 Mbps, de banda base.  Puede ser identificado por su cable amarillo.  Utiliza cable coaxial grueso; el 5 viene de la longitud máxima del segmento que son 500 m.  El cable debe estar unido a tierra en un solo punto.

Cada estación está unida al cable mediante un tranceptor denominado MAU ("Medium Attachment Unit") y un cable de derivación.  El conector usado en los adaptadores 10Base5 se denomina AUI ("Attachment Unit Interface"). Tiene un aspecto similar al de un puerto serie con 15 patillas (DB15).

Los transceptores no deben estar situados a menos de 8.2 piés (2.5 metros) entre sí, y el cable de derivación no debe exceder de 165 piés (50 metros).  Si se utiliza un cable de derivación de alta flexibilidad esta longitud deben ser reducida a 41 piés (12.5 metros).

Nota:  algunos tranceptores tienen circuitos que deben ser tenidos en cuenta al contar estas longitudes; lo que se denomina "Longitud Equivalente".

§2.2  10Base2:

Conocido como Ethernet de cable fino cuya designación comercial es RG-58. 10 Mbps, banda base;  utiliza conectores BNC ("Bayonet Nut connector").  Su distancia máxima por segmento es de 606 pies (185 m), aunque pueden utilizarse repetidores para aumentar esta distancia siempre que los datos no pasen por más de dos repetidores antes de alcanzar su destino.

El número de DTEs en cada segmento no debe ser mayor de 30, y deben estar separados por un mínimo de 1.6 pies (0.5 metros).

Nota en la práctica esta distancia mínima debe ser mucho mayor.  El autor ha encontrado fallos de conexión absolutamente inexplicables utilizando este tipo de cable, que sencillamente han desaparecido manteniendo esta distancia (longitud de cable) superior a 4 o 5 metros.

Utiliza cable coaxial de 50 Ohm apantallado que debe estar terminado por adaptadores resistivos de 50 Ohmios y estar conectado a tierra en un punto.  El cable no debe estar conectado consigo mismo formando un anillo, y debe estar conectado al DTE mediante un adaptador "T", sin que esté permitido añadir un prolongador a dicho adaptador ni conectar directamente con el DTE eliminando el adaptador "T".   Su mejor atractivo es su precio, del orden del 15% del cable grueso.

Nota:  este tipo de cable, muy usado hasta fechas recientes, ha cedido protagonismo en favor de las instalaciones Base-T; actualmente solo se recomienda para instalaciones muy pequeñas.

§2.3  10Base-T:

En Septiembre de 1990, el IEEE aprobó un añadido a la especificación 802.3i, conocida generalmente como 10BaseT.   Estas líneas son mucho más económicas que las anteriores de cable coaxial, pueden ser instaladas sobre los cableados telefónicos UTP ("Unshielded Twister Pairs") existentes [3], y utilizar los conectores telefónicos estándar RJ-45 (ISO 8877), lo que reduce enormemente el costo de instalación ( H12.4.2).

Estos cables se conectan a una serie de "hubs", también conocidos como repetidores multipuerto, que pueden estar conectados entre sí en cadena o formando una topología arborescente, pero el camino de la señal entre dos DTEs no debe incluir más de cinco segmentos, cuatro repetidores (incluyendo AUIs opcionales), dos tranceptores (MAUs) y dos AUIs.

10 Mbps, banda base, cable telefónico UTP de 2 pares de categoría 3, 4 o 5, con una impedancia característica de 100 +/-15 ohms a 10 Mhz [4];  no debe exceder de 328 pies (100 m).

Cuando una red contenga cinco segmentos y cuatro repetidores, el número de segmentos coaxiales no debe ser mayor que tres, el resto deben ser de enlace con DTEs (es lo que se conoce como regla 5-4-3).   Dicho de otra forma:  Entre cualquier par de estaciones no debe haber más de 5 segmentos, 4 repetidores y 3 conexiones hub-hub.  Si se utilizan segmentos de fibra óptica, no deben exceder de 1640 pies (500 metros).

Cuando una red contenga cuatro segmentos y tres repetidores utilizando enlaces de fibra óptica, los segmentos no deben exceder de 3280 pies (1000 metros).

§2.4  10Base-F:

10 Mbps, banda base, cable de fibra óptica.  Longitud máxima del segmento 2000 metros.

§2.5  100Base-T4:

Fast Ethernet a 100 Mbps, banda base, que utiliza par trenzado de 4 pares de categoría 3, 4 o 5.  Distancia máxima 100 m.

§2.6  100Base-TX:

Fast Ethernet a 100 Mbps, banda base, utiliza par trenzado de 2 pares de categoría 5.  Distancia máxima 100 m.

§2.7  100Base-FX:

Fast Ethernet a 100 Mbps que utiliza fibra óptica.  Longitud máxima del segmento 2000 metros.

§2.7  10GBaseT:

En Junio de 2006 se aprobó el estándar 10GBaseT.  Como se desprende de su nombre, se refiere a conexiones de 10 Gbit por segundo (10.000 Mbps) con una longitud máxima entre Hubs o repetidores (segmento) de 100 m. Sin embargo, a la fecha de la publicación del estándar ningún cable estandarizado cumplía con los requisitos. El de categoría 6 se adoptó inicialmente para segmentos de 55 metros pero hubo que reducirla a 37 m.  Se espera que el cable de categoría 7 cumpla plenamente con las exigencias de la nueva especificación.

§3  §6  Árbol de extensión

El árbol de extensión ("spanning tree") es un tipo de conexión asociado a la norma IEEE 802.3 que no requiere que las estaciones de la red mantengan un registro de las direcciones, lo que implica un menor costo de cada NIC.

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[1]  DTE  ("Data Terminal Equipment");  equipo conectado a una Ethernet.

[2]  Banda base ("Baseband").  Método de transmisión en el que la capacidad de transporte de un medio (cable por ejemplo) se utiliza para transportar una sola señal digital.  Su antónimo es "Broadband" (banda ancha), cuando la capacidad de transmisión se utiliza para transmitir varias señales; este esquema de transmisión es utilizado para transmitir video, voz y señal de datos en un solo medio de transmisión.  Cuando se usa este medio, las señales se separan utilizando diferentes frecuencias (la televisión por cable es un ejemplo de esta última técnica).

[3]  UTP, cables de pares trenzados sin apantallar.  El clásico cable de red de 4 pares trenzados (8 hilos en total).

[4]  El estándar Ethernet establece las características que debe tener cada categoría de cable.