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T3c Ethernet

Las tecnologías “Ethernet”

1. Conectores para cobre

RJ45 Los conectores habituales para cableado de cobre son los RJ45 y RJ49 que podemos ver a izquierda y derecha respectivamente.

2. Conectores y transceptores de fibra óptica

A diferencia del cable de cobre RJ-45, las conexiones de fibra óptica utilizan una variedad de conectores y módulos intercambiables según el tipo de cable y la aplicación:

Conector LC (Lucent Connector)

LC

Conector de formato pequeño (Small Form Factor) con pestaña de retención tipo push-pull. Es el estándar más utilizado en electrónica de red actual y transceptores SFP por su alta densidad.

Conector SC (Subscriber Connector)

SC

Conector de cuerpo cuadrado con mecanismo de acoplamiento por presión. Muy común en instalaciones FTTH (fibra hasta el hogar) y latiguillos de interconexión tradicional.

Conector ST (Straight Tip) y FC (Ferrule Connector)

El conector ST es cilíndrico con fijación por bayoneta (similar a los conectores BNC). Es un diseño clásico utilizado ampliamente en redes LAN antiguas.

El FC es similar al anterior y destaca por utilizar un cuerpo roscado metálico que garantiza una sujeción extremadamente firme.

Módulos transceptores (SFP / SFP+)

SFP

Pequeños módulos que se insertan en los puertos de los switches o routers para convertir señales eléctricas en ópticas (y viceversa), permitiendo cambiar de tipo de fibra sin reemplazar el equipo.

3. Mecanismos de acceso al medio:

CSMA/CD: "Cena a oscuras con varios comensales"

Para entender CSMA/CD (Collision Detection), imagina una mesa redonda en una habitación totalmente a oscuras donde varias personas quieren hablar por un único canal (la mesa):

  1. Escuchar (Carrier Sense): Antes de hablar, esperas a que nadie esté diciendo nada.
  2. Hablar (Multiple Access): Si hay silencio, comienzas a hablar.
  3. Colisión: Si otra persona empieza a hablar exactamente al mismo tiempo, las voces se solapan y nadie entiende nada.
  4. Detección y parada (Collision Detection): En cuanto te das cuenta del solapamiento, gritas "¡Colisión!" (Jamming signal) para que todos callen.
  5. Tiempo aleatorio (Back-off): Cada comensal lanza un dado mental y espera un tiempo aleatorio antes de intentar hablar de nuevo.

Evolución con Switches: En Ethernet moderno Full-Duplex no hay "mesa compartida". Cada equipo tiene una línea directa y privada con el switch, por lo que las colisiones no existen.

youtube csma/cd

CSMA/CA: "Asamblea organizada pidiendo el turno de palabra"

Utilizado en redes Wi-Fi donde no se pueden escuchar las colisiones mientras se transmite:

  1. Escuchar el medio: El dispositivo comprueba que el aire esté libre.
  2. Reserva del canal (RTS / CTS): El emisor envía un mensaje breve (Request to Send) pidiendo permiso para transmitir.
  3. Permiso de emisión: Si el punto de acceso concede el turno, responde con un mensaje (Clear to Send) avisando al resto de dispositivos que esperen.
  4. Confirmación (ACK): Tras enviar los datos, se espera una confirmación explícita. Si no llega, se asume que hubo interferencias y se reintenta.

3. Estructura de la trama Ethernet II

A continuación se detalla la estructura física y los campos que componen la trama Ethernet II:

Desglose de campos:

  • Preámbulo (8 Bytes): "El aviso" de que empieza la trama.

  • Dirección MAC Destino (6 Bytes): Dirección física de la tarjeta de red (NIC) del receptor. Si la trama se dirige a todos los equipos, contiene FF:FF:FF:FF:FF:FF (Broadcast).

  • Dirección MAC Origen (6 Bytes): Dirección física única del equipo emisor grabada en el hardware.

  • EtherType (2 Bytes): Indica qué protocolo de la capa superior (Capa 3 - Red) está encapsulado dentro del campo de datos:

    • 0x0800: IPv4
    • 0x8100: VLAN
    • 0x86DD: IPv6
    • 0x0806: ARP

  • Datos / Payload (46 a 1500 Bytes): El paquete de red transportado. Si el contenido ocupa menos de 46 bytes, se añade un relleno (padding) para alcanzar el tamaño mínimo de trama de 64 bytes.

  • FCS - Frame Check Sequence (4 Bytes): Un código de comprobación de redundancia cíclica (CRC32) calculado por el emisor. El receptor vuelve a calcular este valor al recibir la trama; si no coincide, la trama se descarta por corrupta.

4. Estándares Power over Ethernet (PoE)

Resumen de las especificaciones principales de los estándares PoE según la normativa IEEE:

Norma IEEE Potencia útil en dispositivo Ejemplo de uso habitual
IEEE 802.3af (PoE) 12.95 W Teléfonos IP, cámaras fijas de seguridad, lectores de tarjetas
IEEE 802.3at (PoE+) 25.50 W Puntos de acceso Wi-Fi 5/6, cámaras PTZ con motor/calefactor
IEEE 802.3bt (PoE++ Tipo 3) 51.00 W Puntos de acceso Wi-Fi 6E/7, pantallas de señalización digital
IEEE 802.3bt (PoE++ Tipo 4) 71.30 W Pantallas interactivas, ordenadores Thin Clients, iluminación LED