Gigabit
Ethernet, también conocida como GigaE, es una ampliación del estándar Ethernet
(concretamente la versión 802.3ab y 802.3z del IEEE) que consigue una capacidad
de transmisión de 1 Gigabit por segundo, correspondientes a unos 1000 megabits
por segundo de rendimiento contra unos 100 de Fast Ethernet (También llamado
100BASE-TX).
Historia
Como
resultado de la investigación realizada por Xerox Corporación a principios de
los años 70, Ethernet se consagró como un protocolo ampliamente reconocido
aplicado a la capa física y de enlace. Posteriormente apareció Fast Ethernet
que incrementó la velocidad de 10 a 100 megabits por segundo (Mbit/s). Gigabit
Ethernet fue la siguiente evolución, incrementando en este caso la velocidad hasta
1000 Mbit/s (1 Kbit/s). La idea de obtener velocidades de 1 Gbit/s sobre
Ethernet se gestó durante 1995, una vez aprobado y ratificado el estándar Fast
Ethernet, y prosiguió hasta su aprobación en junio de 1998 por el IEEE como el
estándar 802.3z (z, por ser la última letra del alfabeto, y pensar que sería la
última de la familia Ethernet), comúnmente conocido como 1000BASE-X.
IEEE
802.3ab, ratificada en 1999, define el funcionamiento de Gigabit Ethernet sobre
cables de cobre del tipo Unshielded twisted pair (UTP) y categoría 5, 5e o 6 y
por supuesto sobre fibra óptica. De esta forma, pasó a denominarse 1000BASE-T.
Se decidió que esta ampliación sería idéntica al Ethernet normal desde la capa
de enlace de datos hasta los niveles superiores, permitiendo el aprovechamiento
de las posibilidades de la fibra óptica para conseguir una gran capacidad de
transmisión sin tener que cambiar la infraestructura de las redes actuales.
Uno de los
retrasos con el estándar fue la resolución de un problema al emitir con láser
sobre fibra multimodo, ya que en casos extremos se podía producir una división
del haz, con la consiguiente destrucción de datos. Esto era debido a que la
fibra multimodo fue diseñada pensando en emisores LED, no láser y fue resuelto
prohibiendo que en este estándar los láser dirigieran su haz hacia el centro de
la fibra.
Inicialmente,
Gigabit Ethernet fue muy utilizado sobre redes de gran capacidad, como por
ejemplo, redes de comunicación de universidades. En 2000, Apple's Power Mac G4
y PowerBook G4 fueron las primeras máquinas en utilizar la conexión 1000BASE-T,
a las que siguieron posteriormente Macintoshes y PC´s.
En 2002,
IEEE ratificó una nueva evolución del estándar Ethernet, 10 Gigabit Ethernet,
con un tasa de transferencia de 10 000 megabits por segundo (10 veces
mayor a Gigabit Ethernet).
Características y prestaciones
Gigabit Ethernet surge como consecuencia de la presión competitiva de ATM por
conquistar el mercado LAN y como una extensión natural de las normas Ethernet
802.3 de 10 y 100 Mbit/s. que prometen tanto en modo semi-dúplex como dúplex,
un ancho de banda de 1 Gbit/s. En modo semi-dúplex, el estándar Gigabit
Ethernet conserva con mínimos cambios el método de acceso CSMA/CD (Carrier
Sense Multiple Access/Colision Detection) típico de Ethernet. Los cambios son:
- Ráfaga de tramas.
- Extensión de portadoras.
- Gran énfasis por el Control C, Control Z.
En cuanto a
las dimensiones de red, no hay límites respecto a extensión física o número de
nodos. Al igual que sus predecesores, Gigabit Ethernet soporta diferentes
medios físicos, con distintos valores máximos de distancia. El IEEE 802.3
Higher Speed Study Group ha identificado tres objetivos específicos de
distancia de conexión: conexión de fibra óptica multimodo con una longitud
máxima de 500 m; conexión de fibra óptica monomodo con una longitud máxima de
dos kilómetros; y una conexión basada en cobre con una longitud de al menos 25
m. Además, se está trabajando para soportar distancias de al menos 100 m en
cableado UTP de categoría 5. Es una tecnología aplicada a los mejores montajes
de las redes lan a nivel mundial. Hay que tener una cierta precaución con los
protocolos que aplica pero de resto es quizás la mejor de las tecnologias
aplicadas a las redes en general.
Estándares 1000BASE-X (802.3z)
Estándares
con codificación 8B10B, 1250 Mbaudios.
1000BASE-SX
·
Fibra
Multimodo (MMF).
·
Laser 850
nm.
·
Distancia
< 550 m.
1000BASE-LX
·
Fibra SMF.
·
Laser 1310
nm.
·
Distancia
< 10 km.
1000BASE-EX
·
Fibra SMF.
·
Laser 1310
nm.
·
Distancia
< 40 km.
1000BASE-ZX
·
Fibra SMF.
·
Laser 1550
nm.
·
Distancia
< 80 km.
1000BASE-CX
·
Cable STP (2
pares).
·
Distancia
< 25 m.
Estándares
1000BASE-T (1999 - 802.3ab)
- Cable UTP-5e (125 MHz) con 4 pares.
- Codificación PAM-5.
- Distancia < 100 m.
- Full-Duplex (FDX) dual.
- Modulación a 125 Mbaudios, se traduce en 250 Mbit/s por par.
Interés por el estándar Gigabit
La incorporación de viejos miembros a la Gigabit Ethernet Alliance no paró de
crecer desde su creación en el mes de mayo de 1996, bajo el impulso de firmas
como 3Com, Sun Microsystems, Bay Networks, Cisco Systems, UB Networks, Intel y
Compaq. El rápido crecimiento de la alianza demostró que tanto las grandes como
las pequeñas compañías creían en Gigabit Ethernet como una tecnología LAN
clave.
El gran
interés por la nueva propuesta Ethernet se debe a su simplicidad, fiabilidad,
compatibilidad hacia atrás y costes.
Gigabit Ethernet en la práctica
El
principal atractivo de Gigabit Ethernet reside, precisamente, en basarse en una
tecnología tan convencional como Ethernet. Hasta la fecha, el debate sobre Gigabit
Ethernet se ha centrado por lo general en sus aspectos técnicos, como la
extensión de portadora (carrier extensión) o interrupt coalescense, olvidándose
de otras cuestiones más prácticas. Como es lógico, de nada sirve la tecnología
sin una estrategia capaz de adaptarla y ponerla en marcha.
En primer
lugar, parece claro que la tecnología Gigabit Ethernet puede ser utilizada de
tres formas distintas: para conectar conmutadores entre sí, para conectar
servidores a concentradores y para conectar estaciones finales a
concentradores. Los tres tipos de conexión se describen en el orden en el que
se supone que seguirán los administradores de redes y que, curiosamente, sigue
el sentido inverso al del despliegue de Ethernet convencional.
Por
distintos motivos el nivel de aceptación de las tres clases de conexión
difieren significativamente. Es seguro que la de conmutadores entre sí, ya
disponible, tendrá un gran éxito, pues cada vez más los administradores de
redes necesitan disponer de mayores velocidades entre esos dispositivos. Las
conexiones de servidor a conmutador se utilizarán en ciertos entornos de alto
nivel, pero serán innecesarias en la mayoría de los casos. Y es posible que la
de estación final a concentrador nunca llegue a ser popular: son nuevas las
dificultades técnicas que supone crear redes compartidas de 1 Gbit/s.