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5ºAula
ETHERNET
Objetivos de aprendizagem
Ao término desta aula, vocês serão capazes de: 
• definir o que é Ethernet;
• identificar cada um dos componentes do padrão Ethernet e suas principais atualizações;
• compreender o funcionamento do Ethernet.
Caros(as) alunos(as)!
Nesta aula, será estudada a tecnologia de transmissão em redes locais 
mais utilizadas atualmente, a Ethernet. Estudaremos seus componentes, e a 
sua evolução desde o seu estágio inicial até os dias de hoje. 
Lembrem-se de que dúvidas poderão surgir no decorrer dos estudos! 
Quando isso acontecer, anote, acesse a plataforma e utilize as ferramentas 
“Quadro de avisos” ou “Fórum” para interagir com seus colegas de curso 
ou com seu tutor. Sua participação é muito importante e estamos preparados 
para ensinar e aprender com seus avanços.
Bons estudos!
41
Redes de Computadores I 40
1. 
Seções de estudo
Histórico da Ethernet
2. O Padrão IEEE 802
3. O Padrão IEEE 802.3
1 - Histórico da ethernet
O padrão Ethernet é o mais utilizado em redes locais. 
Estima-se que mais de 80% das redes locais implantadas no 
mundo utilizam a tecnologia Ethernet. 
Sua história começa no final do ano de 1972, quando 
Robert Metcalfe, na época funcionário da Xerox, desenvolveu 
um sistema para conectar os computadores Xerox Alto. Esse 
sistema, que inicialmente recebera o nome de “Alto ALOHA 
Network”, foi baseado no sistema ALOHA desenvolvido pela 
Universidade do Havaí. Ele tinha uma taxa de transferência 
de 2.94 Mbps (megabits por segundo) e interconectava 100 
estações de trabalho em um cabo com 1 km de comprimento. 
No ano seguinte, recebeu o nome Ethernet em referência ao 
éter luminífero (meio através do qual os físicos do século XIX 
acreditavam que as ondas eletromagnéticas se propagavam) 
e para deixar claro que o sistema funcionaria em qualquer 
máquina, não somente em equipamentos Xerox. 
Em 1976, Metcalfe junto com seu assistente, David 
Boggs, apresentou ao público o sistema através da publicação 
de um artigo na revista Communications of the ACM, sob o 
título: “Ethernet: Distributed Packet-Switching For Local Computer 
Networks”. O diagrama mostrado na figura 1 foi feito a mão 
por Metcalfe, para ser apresentado na National Computer 
Conference, em junho de 1976, a fim de mostrar o padrão 
Ethernet ao público.
Figura 1 – Diagrama do Ethernet feito a mão por Metcalfe
Disponível em: <http://www.ieee802.org/3/ethernet_diag.html>. Acesso em: 08 março 2019.
Em 1978, a Xerox requer a sua patente. Em 1979, 
Metcalfe deixa a Xerox e funda a 3COM.
Devido ao sucesso desse sistema, em 1980, uma parceria 
entre DEC, Intel e Xerox especificou uma rede Ethernet a 
10 Mbps (padrão DIX). Essa especificação foi liberada para 
a criação de sistemas abertos baseados nessa tecnologia. 
Esse padrão veio para competir com os padrões TOKEN 
RING e ARCNET. Em pouco tempo a Ethernet superou os 
concorrentes e se tornou líder do mercado.
O crescimento e o sucesso do padrão Ethernet se devem 
a vários fatores como, por exemplo: 
Custo dos equipamentos: o fato de o padrão Ethernet 
ser declarado aberto (o direito de propriedade não pertencer 
a uma empresa) fez com os equipamentos Ethernet fossem 
fabricados por várias empresas. Com essa competitividade 
entre as empresas, os preços dos equipamentos caíram. Com 
isso, ganhou o consumidor final que passou a contar com 
uma variedade de componentes a preços competitivos. A 
invenção do par trançado não foi feita pela IEEE, mas por 
uma empresa chamada SynOptics Comunnications [spurgeon]; a 
IEEE apenas o padronizou. Esse novo meio não ficou em 
poder somente dessa empresa, ao contrário, todos poderiam 
fabricar e comercializar esse novo meio de transmissão. Com 
esse novo meio de transmissão mais barato e mais fácil de 
trabalhar, a Ethernet começou um crescimento vertiginoso.
Facilidade de Expansão: desde o primeiro padrão 
Ethernet a 10 Mbps (mega bits por segundo) até os dias de hoje 
sempre houve uma preocupação do comitê gestor do padrão 
802.3 em relação à compatibilidade entre a nova versão do 
padrão com a anterior. No início a Ethernet era a 10 Mbps 
(half duplex), utilizando cabos coaxiais, depois surgiu o par 
trançado que aproveitou a estrutura de cabeamento telefônico 
existente. Note que a adoção de um novo meio físico não 
alterou a arquitetura interna do protocolo, no que diz respeito 
ao formato do quadro e do protocolo de acesso ao meio. 
Foi necessária apenas a modificação dos componentes de 
sinalização e componentes de mídia. Depois veio o fast 
Ethernet (100 Mbps) e novamente o formato do quadro 
não foi alterado. Utilizou-se o cabeamento já existente. Os 
novos equipamentos eram compatíveis com os antigos e, 
assim, o padrão vem evoluindo até os dias de hoje, quando já 
temos velocidades disponíveis no mercado, de até 100 Gbps 
(somente em fibra ótica).
Além desses dois fatores citados acima, também 
devemos salientar que a confiabilidade da Ethernet foi outro 
fator decisivo para seu sucesso. Hoje já se utiliza a Ethernet 
pelas operadoras de telecomunicações na chamada last mile, 
a última milha, nome que se dá ao sistema de comunicação 
entre o prédio da operadora e a casa do assinante.
2 - O padrão IEEE802
A IEEE é uma organização de padronização que 
estabelece normas nas áreas de engenharia elétrica e 
informática. Instituída em fevereiro de 1980, a família de 
padrões 802 da IEEE trata de padrões para redes locais e 
metropolitanas. Especificamente, esses padrões descrevem 
protocolos para as camadas de enlace e física. A figura 2 
ilustra a arquitetura adotada pelo IEEE 802. 
Figura 2-Relação entre o modelo OSI e o padrão IEEE 802
Fonte: Acervo pessoal
Segundo Soares (1995, p. 141): 
O padrão IEE 802.1 é um documento que 
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41
descreve o relacionamento entre os diversos 
padrões IEE 802 e o relacionamento deles com 
o modelo de referência OSI. Esse documento 
contém também padrões para gerenciamento 
da rede e informações para a ligação inter-redes. 
O padrão ANSI/IEEE 802.2 (ISO 8802/2) 
descreve a subcamada superior do nível de enlace, 
que utiliza o protocolo Logical Link Control 
Protocol. Os outros padrões que aparecem na 
físico e protocolos da subcamada MAC para 
diferentes tecnologias de redes locais.
Segundo o autor, os padrões inferiores (802.3, 802.4, 802.5, 
entre outros) definem os tipos de acesso físico para diferentes 
tecnologias de redes locais. Cada padrão é de responsabilidade 
de um subcomitê. O 802.3, por exemplo, especifica o padrão 
Ethernet, o 802.4 Token Bus, o 802.5 Token Ring. Ao receber 
alguma atualização para poder contemplar algum novo meio de 
transmissão ou alguma nova facilidade ao padrão, é publicado 
um suplemento sobre as novas normas. O suplemento tem 
o nome da norma, adicionado de uma letra ao final. Por 
exemplo, o suplemento da norma 802.3 que contempla cabos 
coaxiais finos é a 802.3a, a 802.3u é o suplemento que descreve 
a Fast Ethernet (100BASET) e a 802.3z é a descrição da Gigabit 
Ethernet (1000BASE-X). Após esse suplemento ser aprovado, 
ele se torna parte da norma básica e não é mais publicado 
como um complemento.
Abaixo, listamos algumas das normas IEEE 802:
• 802.2: Comitê LLC (Logical Link Control)
• 802.3: Comitê Ethernet 
• 802.4: Comitê Token Bus
• 802.5: Comitê Token Ring
• 802.6: Comitê MAN (Metropolitan Area Network)
• 802.11: Comitê Wireless LAN 
• 802.15: Comitê Wireless Personal Area Network 
(WPAN) 
• 802.16: Comitê Broadband Wireless Access (WIMax)
3 - O PADRÃO IEEE802.3 (Ethernet)
Antes de estudarmos os diversos modelos do padrão 
802.3, vamos olhar alguns detalhes do padrão Ethernet. Primeiro 
vamos deixar claro que Ethernet não é um protocolo, mas sim 
uma tecnologia de redes locais. Ela atua nas duas camadas do 
modelo OSI (física e enlace) e não possui as camadas superiores 
(rede, transporte, etc.). As arquiteturas de redes (TCP/IP, IPX/
SPX, AppleTalk, etc) a utilizam como meio para transportar os 
seus dados. Podemos enxergar a Ethernet como um meio de 
transportepara as arquiteturas de redes, figura 3.
Figura 3 – Relação entre Ethernet e arquiteturas de rede
Fonte: Acervo pessoal
Abaixo, listamos a cronologia de alguns suplementos da 
norma 802.3:
Data Suplemento Descrição
1983 802.3
10BASE5 (10 MBit/s) sobre cabo coaxial 
grosso
1985 803.3a
1985 802.3c
1987 802.3d
1987 802.3e 1BASE5 (1 Mbits/s) StarLAN
1990 802.3i
1993 802.3j
1995 802.3u
Ethernet a 100 Mbit/s
1998 802.3z
1998 802.3
1999 802.3ab
Gigabit Ethernet 1000BASE-T sobre par 
2000 802.3d
2002 802.3
suplementos anteriores
2003 802.3ae
2003 802.af
2004 802.ak
10GBASE-CX4 – 10 GBit Ethernet sobre cabo 
2005 802.3
suplementos anteriores
2006 802.3an
10GBASE-T –10Gbit Ethernet sobre cabo 
UTP
2006 802.aq
2007 802.3aw
2009 802.3av
2010 802.3ba
2016 802.3bz
Tabela 1. Principais Suplementos da norma 802.3
Fonte: Acervo pessoal
Componentes da Ethernet
• O sistema Ethernet é composto por quatro elementos: 
• O quadro Ethernet (frame);
43
Redes de Computadores I 42
• O protocolo de acesso ao meio;
• Sistema de sinalização;
• O meio físico.
O sistema de sinalização é composto por placas de redes, 
hubs e switches. O meio físico são as mídias utilizadas na 
transmissão dos dados (coaxial, par trançado e fibra).
O Quadro Ethernet
O componente principal do Ethernet é o quadro, a 
função dos outros componentes é realizar a transmissão 
desses quadros de uma máquina a outra. O quadro Ethernet é 
composto por bits dispostos em campos descritos conforme 
a figura 4.
Figura 4 – Campos do Quadro Ethernet
Fonte: Acervo pessoal
O tamanho mínimo e máximo que um quadro pode ter 
é de 64 e de 1518 bytes, respectivamente (não entra no cálculo 
o preâmbulo e o SFD).
A definição de cada campo do quadro é a seguinte:
• Preâmbulo: Sequência composta por 56 bits (ou 7 
bytes) utilizado para que o receptor e o transmissor 
sincronizem seus circuitos eletrônicos, alertando 
que um quadro irá ser transmitido. Cada um dos sete 
bytes é composto pela sequência 10101010. 
• SFD: Stall Frame Delimiter composto por 1 byte 
também faz parte do preâmbulo e é composto pela 
sequência 10101011. Os dois últimos bits 1 indicam 
que o preâmbulo acabou e que o quadro começa nos 
próximos bits.
• Endereço de destino/Endereço de Origem: 
Cada interface Ethernet possui um endereço exclusivo 
de 48 bits. Os 24 primeiros bits (3 bytes) recebem 
o nome de Organizationally Unique Identifier (OUI) e 
identificam o fabricante da interface. O formato do 
endereço Ethernet é expresso por 6 números inteiros 
hexadecimais de dois dígitos cada um separados 
por dois pontos (:) ou traço (-). Os valores podem 
variar de 00 a FF (0 a 255 em decimal). A IEEE é 
responsável pelo controle do OUI. O fabricante deve 
requisitar a IEEE seu identificador. Uma lista com 
todos os OUI pode ser encontrada em:(<http://
standards.ieee.org/regauth/oui/oui.txt.>) Os outros 
24 bits são atribuídos pelos fabricantes. Não pode 
(ou não deveria) haver no mundo duas interfaces 
com o mesmo endereço. Nesses dois campos são 
colocados os endereços a quem se destina o quadro 
e o endereço de quem o está enviando. Ao receber 
um quadro, a estação checa o endereço de destino. 
Caso seja igual ao seu ela continuará a receber o 
resto do quadro, caso contrário o descartará. Existe 
um endereço especial chamado de broadcast o qual 
indica que o quadro se destina a todas as estações, no 
Ethernet ele possui o valor FF:FF:FF:FF:FF:FF. 
Você poderá visualizar o endereço físico da interface 
de rede de seu computador através dos seguintes 
passos (considerando que você utilize o sistema 
operacional Windows): clique no menu iniciar, 
depois em acessórios, prompt de comando, 
depois digite ipconfig /all localize a linha endereço 
físico. Um exemplo seria: 00-17-31-2D-A3-72. 
Nesse caso, 00-17-31 (os três primeiros bytes) 
identificam o fabricante (AsusTek), e os três últimos 
foram atribuídos pelo fabricante.
• Tipo/Tamanho: Esse campo indica o tamanho do 
campo dados ou o tipo de informação que o mesmo 
carrega. Como distinguir se o valor neste campo 
é referente ao tipo ou ao tamanho. Se o valor for 
menor ou igual a 1518, então o valor se refere ao 
tamanho. Caso for maior ou igual a 1536, então o 
campo está sendo utilizado para informar o tipo de 
protocolo que está sendo transportado no campo 
dados.
• Dado: é a informação sendo transmitida. Caso 
o tamanho, conteúdo a ser transmitido for menor 
que 46 bytes, deverão ser acrescidos caracteres de 
preenchimento até que se complete o tamanho 
mínimo. 
• CRC: FCS do quadro, utilizado para verificar se o 
quadro foi transmitido corretamente.
Protocolo de acesso ao meio
No padrão original Ethernet o meio físico era 
compartilhado, era necessário um mecanismo para controlar o 
acesso a esse meio. Para isso, é utilizado o protocolo CSMA/
CD. Esse protocolo só é utilizado no modo half-duplex. Em 
full-duplex ele é desligado (existe um canal para transmissão e 
outro para recepção, não existe mais o meio compartilhado). 
Neste protocolo, quando a estação possui dados a 
transmitir, deve-se escutar o meio físico (também chamado 
de canal). Ao detectar que o canal está livre (não está 
ocorrendo uma transmissão) ela esperará por um período de 
9,6 microssegundos (tempo correspondente à transmissão de 
96 bits) chamado de intervalo entre quadros (IFG-InterFrame 
Gap). Esse intervalo de tempo é necessário para que uma 
estação não monopolize o canal. Transcorrido esse tempo e o 
canal ainda estiver livre, ela começa a sua transmissão.
é compartilhado é comum ocorrerem colisões. Uma colisão 
pode ser definida como a junção de dois ou mais sinais que 
origina um outro de valor incompreensível. Ela ocorre quando 
duas estações transmitem ao mesmo tempo.
Vamos olhar mais de perto a ocorrência de colisão. 
Suponha duas estações (a e b), uma em cada extremidade do 
barramento. Ao detectar que o canal estava livre, a estação “a” 
começa a sua transmissão. O sinal injetado no canal levará 
algum tempo até atingir o outro extremo do barramento; 
chamamos esse tempo de t. No instante t-1 a estação “b” 
ainda detecta o canal como livre e pode também transmitir. Se 
ela o fizer, uma colisão irá ocorrer, e será detectado primeiro 
por ela. Somente depois de transcorrido outro instante t de 
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tempo será detectado pela estação “a” (tempo que levará o 
sinal transmitido por “b” para percorrer o canal até a outra 
extremidade). A esse intervalo de tempo 2t nós chamamos 
de tempo de slot ou tempo de contenção (tempo que 
o sinal levaria para ir de um extremo do barramento 
ao outro e voltar). Na ethernet a 10 e a 100 Mbps o tempo 
de slot é o tempo que se leva para transmitir 512 bits (51,2 
microssegundos na transmissão a 10 Mbps).
Ao detectar uma colisão, a estação continuará a transmitir 
32 bits de dados (chamado de Jam) para reforçar a ocorrência 
da colisão. Note que se a colisão for detectada durante o envio 
do preâmbulo, ela transmitirá o Jam somente após o envio do 
preâmbulo. Após o envio deste sinal, as estações executam 
o algoritmo de espera aleatória exponencial truncada que 
consiste em esperar por um tempo que é calculado da 
seguinte forma: é sorteado um número entre 0 e 2n-1, em 
que n representa o número consecutivo de colisões para um 
mesmo quadro. Esse número é multiplicado pelo tempo de 
slot, resultando no tempo em que a estação deve esperar antes 
de tentar uma nova transmissão. Caso o número de colisões 
ultrapasse a 10, esse número aleatório é truncado em 1023 
(210-1). Caso ocorram 16 colisões, a transmissão é abortada. 
As estações fazem uma estimativa da quantidade de estações 
que estão fornecendo carga no canal através do número de 
colisões sucessivas. A tabela 2, ilustra as estimativas do tempo 
de espera e de estações estimadas utilizando o canal em um 
sistema de 10 mbps (SPURGEON, 2000)
C o l i s õ e s 
Sucessivas Estimado de outras Estações
Intervalo de 
Aleatórios
Intervalo de 
tempo de 
espera
1 1 0...1 0...51,2 
s
2 3 0...3 0...153,6 
s
3 7 0...7 0...358,4 
s4 15 0...15 0...768 
s
5 31 0...31 0...1,59 ms
6 63 0…63 0..3,23 ms
7 127 0…127 0...6,50 ms
8 255 0…255 0...13,1 ms
9 511 0…511 0...26,2 ms
10-15 1023 0...1023 0...52,4 ms
16 Muito alto N/D Descarta o quadro
Tabela 2 - tempos de espera máximos em um sistema de 10Mbps (s=microssegundos; 
ms=milissegundos)
Fonte: Acervo pessoal.
Notamos que em um sistema Ethernet half-duplex temos 
um limite máximo de 1024 estações. Se a estação transmitiu 
512 bits e não houve uma colisão dizemos que ela ganhou o 
canal e o protocolo CSMA/CD garante que não ocorrerão 
colisões. 
Chamamos de diâmetro da rede o tamanho total do cabo 
em que o sinal pode trafegar (ida e volta) em tempo de 512 
bits. Em sistemas a 10 mbps esse diâmetro é de 2.800 metros 
(10BASE5) e a 100 mbps é de 205 metros (100BASE-T).
A ocorrência de colisão é um fato normal e esperado em 
um sistema Ethernet half-duplex e o protocolo foi justamente 
projetado para lidar com essas colisões. O que não é normal é 
a ocorrência de uma colisão depois de decorrida a transmissão 
de 512 bits do quadro (depois da estação ter ganhado o canal). 
As colisões que ocorrem após uma estação ter ganho o meio 
são chamadas de colisões tardias e o protocolo CSMA/CD 
não está preparado para lidar com esse erro que deve ser 
detectado pelo software aplicativo. A ocorrência de colisões 
tardias é uma anomalia e pode derrubar uma rede inteira. Uma 
de suas causas pode ser a utilização de dispositivos full-duplex 
em sistemas half-duplex ou problemas na mídia, causados pelo 
efeito de cross-talk ou linha cruzada, que é a interferência que 
um canal gera em outro. 
ETHERNET a 10 Mbps
A especificação inicial do 802.3 padrão utilizava como 
mídia o cabo coaxial grosso (thick net) e topologia em barra, 
e utilizava o protocolo CSMA/CD como método de acesso 
ao meio. 
A sinalização utilizada é a Manchester, que emprega duas 
transições para representar um bit. Note que isso gera uma 
largura de banda de 20 MHz, pois temos que transmitir 10 
Mbps, e cada bit requer fdois pulsos. 
O Padrão 10Base5
O sistema 10Base5 utiliza o cabo coaxial grosso 
operando a 10 Mbps por segundo, topologia em barra, com 
o tamanho máximo do segmento de 500 metros, podendo 
se estender por até 2.500 metros, utilizando 4 repetidores (5 
segmentos de 500 metros cada). A cada 2,5 metros existem 
marcações no cabo indicando onde devem ser colocados 
os transceptores, que são conectados a interface de rede do 
computador através de um cabo. Pode haver no máximo 100 
estações por segmento.
A codificação utilizada é a Manchester. As tensões 
envolvidas na sinalização são: 0V para o bit 1 e -2V para o 
bit 0, conforme ilustrado na figura 5. Foi introduzida uma 
nova definição, o tempo de bit, que é o tempo necessário 
para sinalizar um bit. Na ethernet esse tempo é de 100 nano 
segundos (1 bit / 10000000 Mbps = 0,0000001 s ou 100 ns), 
ou seja a cada 100 nano segundos ela sinaliza um bit no canal.
A transmissão é half-duplex.
Fonte: Acervo pessoal
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Redes de Computadores I 44
O Padrão 10BASE2
Utiliza cabo coaxial fino e topologia em barra. O 
tamanho máximo de cada segmento é de 185 metros. 
Podemos estender por até cinco segmentos com a utilização 
de quatro repetidores, ficando o barramento com 925 metros 
de comprimento. Nas extremidades do barramento deve ser 
conectado um terminador de 50 ohms para evitar a ocorrência 
de ecos no cabo. As estações são conectadas ao barramento 
através de conectores BNC em formato de “T”. 
A codificação é semelhante ao 10BASE5 e a transmissão 
é half-duplex.
O Padrão 10BASE-T
Esse sistema utiliza o par trançado como meio físico de 
transmissão. Utiliza a topologia em estrela, os dispositivos 
utilizados para conectar as estações são: hubs e switches. O 
modo de transmissão pode ser half-duplex ou full-duplex. 
Quando utilizado o modo full-duplex o protocolo CSMA-
CD é desligado, pois não existe mais o meio de transmissão 
compartilhado, existindo um par para transmissão e outro 
para recepção. 
A distância máxima entre as estações e o concentrador 
(hub ou switch) é de 100 metros, tanto em half como em full-
duplex. Note que a limitação do comprimento se deve à 
atenuação do sinal no cabo de par-trançado e não mais à 
limitação do tempo de slot de 512 tempos de bit.
A codificação adotada é a Manchester. O sistema utiliza 
a transmissão diferencial balanceada. Por um fio é transmitido 
o sinal com a amplitude positiva (0 a 2,5V) e pelo outro com 
a amplitude negativa (0 a -2,5V), como podemos verificar na 
figura 6.
Fonte: Acervo pessoal
O Padrão 10BASE-FL
Padrão que evoluiu do FOIRL (Fiber Optic Inter-Repeater 
Link) que era utilizado para interconectar concentradores a 
uma distância de até 1.000 metros. 
O padrão FOIRL foi desenvolvido em 1989 e o 
10BASE-FL em 1993. A distância atingida na interconexão 
foi de até 2.000 metros, utilizando fibra multimodo 62,5 
micrômetros e da casca=125 micrômetros).
São empregados transceivers ópticos que convertem os 
sinais elétricos para luminosos e vice-versa. A codificação 
é a Manchester. Para sinalizar os pulsos altos necessita-se da 
presença de luz e para os baixos pulsos a luz não é necessária. 
Existe uma fibra que envia (TX) e outra que recebe (RX) o 
sinal luminoso.
O Padrão 100BASE-T
Na década de 80, a velocidade de 10 Mbps era suficiente, 
mas a medida que os computadores começaram a evoluir, 
essa velocidade deixou de ser suficiente. Dessa necessidade 
surgiu o Fast-Ethernet oficialmente descrita pelo padrão IEEE 
802.3u. 
Foi mantido o formato do quadro Ethernet, sendo 
abandonada a utilização do cabo coaxial. Foi padronizado 
somente o par trançado e a fibra óptica. As diferenças em 
relação ao padrão anterior são: o InterFrame Gap (IFG), 
que passou de 9,6 nano segundos para 0,96 nano segundos 
(décima parte do IFG anterior); o tempo bit passou de 100 
nano segundos para 10 nano segundos; a utilização do 
preâmbulo ficou obsoleta, pois agora, quando não há dados 
a serem transmitidos, é emitido um sinal constante no canal, 
chamado de sinal IDLE. Mas a sua existência foi mantida para 
manter a compatibilidade. 
A codificação também foi mudada. Não é usada mais a 
Manchester, e sim a 4B/5B, que mapeia um grupo de 4 bits de 
dados a serem transmitidos em um grupo de 5 bits, conforme 
a tabela 3. Apesar de adicionar uma sobrecarga de 25%, essa 
codificação envia o sinal de clock, juntamente com os dados 
(note que sempre haverá uma transição nos dados sendo 
transmitidos; somente no sinal de IDLE que não há), além 
de transmitir sinais de controle como os delimitadores SSD 
e ESD.
Bloco de 4 bits
 (Dados)
Bloco de 5 bits 
a ser transmitido Descrição
0000 11110 016
0001 01001 116
0010 10100 216
0011 10101 316
0100 01010 416
0101 01011 516
0110 01110 616
0111 01111 716
1000 10010 816
1001 10011 916
1010 10110 A16
1011 10111 B16
1100 11010 C16
1101 11011 D16
1110 11100 E16
1111 11101 F16
46
45
- 11111 IDLE
- 11000 SSD #1
- 10001 SSD #2
- 01101 ESD #1
- 00111 ESD #2
- 00100 Halt
Fonte: Acervo pessoal
A sinalização desse bloco de 5 bits é feito utilizando a 
sinalização MLT-3 (MultiLevel Threshold 3). Cada transição de 
sinal pode assumir um dos 3 níveis de voltagens (+1V, 0V 
e 1V). Para transmitir o bit 1 há uma mudança de nível e 
para transmitir o bit 0 não há mudança. A figura 7 demonstra 
a sinalização do dado hexadecimal E9 após passar pela 
codificação 4B/5B (em binário: E=11100 e 9=10011). Essa 
sinalização emite menos interferência eletromagnética e 
requer menos banda que a codificação Manchester.
Figura 7 – Exemplo da sinalização MLT-3
Fonte: Acervo pessoal
A sinalização física para o 100Base-FX (fibra óptica) é 
a NRZI, que modifica o sinal quando envia bit 0, e inverte 
o sinal do estado anterior quando enviando bit 1. A figura 8 
ilustra essa sinalização.
Figura 8 – Exemplo da sinalização NRZI
Fonte: Acervo pessoal
A GIGABIT ETHERNET
Ao final do ano de 1995, o comitê 802 institui um grupo 
de estudos (The Higher Speed Study Group) com a missão depesquisar novas velocidades para o padrão Ethernet. 
Em meados de 1996 foi aprovado o 802.3z (1000Base-X) 
que definiu o padrão Gigabit Ethernet desenvolvido para 
utilizar basicamente como meio de transmissão a fibra ótica 
e ser utilizado como backbone para rede campus ou conectar 
servidores ou estações de trabalho que necessitavam de uma 
alta taxa de transferência de dados. No ano de 1999, foi 
aprovado o comitê 802.3ab (1000Base-T) para operar o padrão 
Gigabit Ethernet em cabo de par trançado. 
O 1000Base-X adota três meios físicos de transmissão: 
fibras monomodo (diâmetro do núcleo de 9 mícron), fibras 
multimodo (com diâmetro do núcleo de 50 e 62,5 mícron) e 
cabo de par trançado blindado (que não foi muito difundido 
devido à distância que alcançava, 25 metros). 
As distâncias máximas alcançadas (para o 1000BASE-X) 
em um único lance são descritas na tabela 4.
Tipo do Meio Físico Distância Máxima
5 Km (LX)
275 metros (SX)
550 metros (LX)
550 metros (SX)
550 metros (LX)
Cabo de Cobre (trançado blindado) 25 metros (CX)
Tabela 4 – Distância máxima (1000Base-X) para um lance de cabo
Fonte: Acervo pessoal
A nomenclatura LX e SX se refere ao comprimento de 
onda (L=Long, comprimento de onda entre 1270 – 1355 nm, 
S=short, comprimento entre 770 – 860 nm), CX faz referência 
ao cobre (Copper).
A codificação utilizada no 1000Base-X é a 8B/10B, ou seja 
8 bits de dados são transformados em 10 bits antes de serem 
transmitidos. A sinalização é a NRZ. Nível alto é sinalizado 
com a presença de luz e o nível baixo pela sua ausência.
O 1000Base-T descreve o padrão Gibabit Ethernet para 
ser adotado o par trançado como meio físico de transmissão. 
Inicialmente foi desenvolvido o 1000Base-T e depois o 1000Base-
TX. A diferença entre os dois se encontra na arquitetura dos 
transceptores utilizados na sinalização. O 1000Base-T se utiliza 
de uma arquitetura mais complexa implicando em um preço 
mais elevado dos equipamentos. Já a TX adota uma arquitetura 
menos complexa, refletindo um preço menos elevado dos 
equipamentos. Por outro lado, o Base-T pode ser empregado 
em cabos categoria 5e, que eram os cabos utilizados na época, 
já o Base-TX necessita de cabos categoria 6. Quem desejasse 
migrar para gigabit e pretendesse utilizar o TX teria que trocar 
todo o cabeamento, implicando em um custo elevado. O cabo 
cat 6 é mais caro que o cat 5e. Por isso, no mercado, é comum 
encontrar equipamentos 1000Base-T, não só pela questão do 
cabeamento, mas também porque o valor dos ativos caíram 
bastante de preço.
O 1000Base-T utiliza os 4 pares de fios para sinalização 
através de um mecanismo complexo de codificação chamado 
4D-PAM5, que envia 8 bits de dados codificado em quatro 
símbolos e sinalizados em cinco níveis de amplitude (PAM5, o 
MLT3 utiliza-se de três níveis). A transmissão e recepção são 
feitas nos quatro pares simultaneamente, graças à presença de 
um circuito híbrido que consegue separar o sinal emitido do 
sinal recebido através da diferença de suas fases.
 O circuito de transmissão do 1000Base-TX é cerca de 
75% menos complexo que o do Base-T. São utilizados dois 
pares para transmissão e dois para recepção. Cada par transmite 
a 250Mbps, necessitando de uma banda passante menor do 
cabo. A figura 9 ilustra esses dois circuitos.
Figura 9 - Circuitos 1000Base-TX e 1000Base-T
Fonte: Acervo pessoal
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Redes de Computadores I 46
CARRIER EXTENSION 
O padrão Ethernet específica um tamanho mínimo de 
quadro de 64 bytes, que corresponde a 512 bits, também 
chamado de slot time ou tempo de contenção. Esse é o tempo 
necessário para o sinal ir do início do barramento até o seu 
final e voltar. Esse tempo é utilizado para garantir que no caso 
de uma colisão, esta será percebida pela estação transmissora 
no início do cabo. 
Note que o diâmetro de rede diminuiu da Ethernet (2.500 
metros) para o Fast Ethernet (200 metros), essa diminuição foi 
na ordem de dez vezes. Se for mantido o mesmo slot time, 
o diâmetro de rede no gigabit ethernet seria na ordem de 20 
metros. Esse diâmetro de rede é suficiente para interconectar 
equipamentos dentro de uma sala, mas para uma rede local 
não é. 
Para resolver esse impasse foi adotado que o slot time 
seria de 512 bytes, mas manteria o tamanho mínimo do quadro 
em 64 bytes. Quando o tamanho do quadro a ser transmitido 
estivesse entre 64 e 512 bytes ele seria completado com 
símbolos de extensão (carrier extension). O tamanho do quadro 
não é aumentado, mas sim o tempo da portadora. Figura 10-a.
O problema foi solucionado, mas foi criado outro. Se 
forem transmitidos quadros com o tamanho mínimo de 
64 bytes teremos um desperdício de 448 bytes. Com isso, o 
desempenho do gigabit ethernet seria um pouco melhor que o 
fast ethernet, algo em torno de 25%. Para contornar esse 
problema foi desenvolvida uma técnica chamada de packet 
bursting, na qual a estação adiciona à sua transmissão mais de 
um pacote, obedecendo à seguinte regra: o primeiro pacote 
deve ter o slot time de 512 bytes, os pacotes subsequentes 
são adicionados com uma separação entre eles chamada de 
IGP (inter packet gap). Figura 10-b. Dessa maneira, tem-se um 
aumento substancial na taxa de vazão.
Na transmissão full-duplex não é utilizado o Carrier 
Extension e nem o Packet Bursting. Ao invés de adotar o CSMA/
CD é empregado o flow control, que permite que um dispositivo 
sinalize outro que não envie mais pacotes, pois não pode mais 
processá-los devido à sobrecarga ou falta de recursos, como 
buffers, por exemplo.
Figura 10 - a) Carrier Extension b) Packet Bursting
Fonte: Acervo pessoal
Ethernet 10 Gigabit 
O padrão 10 Gigabit Ethernet está sob o comando da 
10GEA (Gigabit Ethernet Aliance). As normas IEEE para o 10 
Giga são: 802.3ae (10GBASE-SR, 10GBASE-LR, 10GBASE-
ER, 10GBASE-LX4), 802.3ak (CX4 cobre twin-ax), 802.3an 
(10GBASE-T, par trançado de cobre), 802.3ap (10GBASE-
KX4 e 10GBASE-KR, backplane) e 802.3aq (10GBASE-
LRM). As normas 802.3ae e 802ak já foram incorporadas na 
802.3. Espera-se a incorporação das outras para este ano.
Com a introdução desse padrão, a Ethernet entra na briga 
pelas redes metropolitanas e de longa distância, concorrendo 
diretamente com o ATM. A IEEE tem pretensões de levar a 
Ethernet a velocidade de 40, 80 e 100 Gigabits por segundo. 
Somente o modo full-duplex é suportado.
O Padrão 10BASE-SR
É o módulo mais barato, o que consome menos energia e o 
de menor tamanho da família 10 giga. O termo SR indica “short 
range” (curto alcance), utiliza codificação 64B/66B, operando 
sobre fibras multimodo com laser, com comprimento de onda 
de 850 nm. Atinge distâncias de 26 metros ou 300 metros 
O Padrão 10BASE-LR
O 10BASE-LR (Long Range) opera sobre cabo de fibra 
mono modo com laser com comprimento de onda de 1310 
nm. Atinge distâncias de no máximo 25 km.
O Padrão 10BASE-ER
O 10BASE-ER (Extended Range) utiliza fibra mono modo 
usando laser com comprimento de onda de 1550 nm. Atinge 
distâncias de até 40 Km. Existe um padrão que não é definido 
pelo IEEE, chamado de 10GBASE-ZR que pode chegar a 
80km.
O Padrão 10GBASE-LX4
São utilizados 4 lasers como fonte transmissora, cada um 
operando em comprimento de onda. Atinge distâncias de até 
300 metros quando operando sobre fibras multimodo e de até 
10 km quando operando sobre fibra mono modo. 
O Padrão 10GBASE-LRM
Esse padrão permite alcançar maiores distâncias utilizando 
os cabos multimodo utilizados pelo 10GBASE-SR. Em vez 
dos 26 metros podemos alcançar 220 metros utilizando o 
mesmo cabo óptico. 
O Padrão 10BASE-CX4
Utiliza quatro pares de cabos Twinax para transmitir 
dados a até 15 metros. Geralmente utilizado dentro de data 
centers para interconexão de servidores aos switches. Na 
figura 11 temos um exemplo do conector utilizado.
Disponível em: <htt p://store.cablesplususa.com/qsfpcables.html> Acesso em: 10 março. 2013
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O Padrão 10GBASE-T
Esse padrão disponibiliza 10 Giga sobre cabo de par 
trançado blindado ou não, até uma distância de 55 metros,utilizando cabos categoria 6 e 100 metros, quando adotados 
cabos categoria 6a. 
O Padrão 10GBASE-KX4 e 10GBASE-KR
Esse padrão foi desenvolvido para ser utilizado em 
backplanes (placas de circuito impresso que são utilizadas 
em switches, roteadores e blade servers). O comprimento 
máximo do trilho de cobre não pode ultrapassar 1 metro de 
comprimento.
Retomando a aula
Parece que estamos indo bem. Então para encerrar 
esta aula, vamos recordar o que foi estudado em 
nossa quinta aula.
1- HISTÓRICO DA ETHERNET
Na seção 1, conhecemos a história da tecnologia 
Ethernet, vimos que surgiu no final do ano de 1972 criada 
pelo então funcionário da Xerox Robert Metcalf. Em 1976 
foi publicada na revista científica Comunicados da ACM a 
sua especificação. Em 1980 um consórcio entre as empresas 
Digital, Intel e Xerox especificou o padrão Ethernet a 10 
Mb/s. Podemos citar três fatores que a levou a ser hoje a 
tecnologia usada em mais de 80% das redes locais:
• O primeiro e talvez um dos mais importantes 
para o sucesso e popularização dessa tecnologia 
foi que essa especificação foi considerada livre (tal 
qual o modelo OSI para criação de arquiteturas de 
redes de computadores), qualquer fabricante pode 
produzir dispositivos para essa tecnologia não 
sendo necessário o pagamento de royalties com isso 
aumentou a oferta de dispositivos forçando a queda 
do preço e consequentemente a popularização da 
tecnologia.
• A retro compatibilidade. Sempre que a tecnologia 
evoluía ela mantinha compatibilidade com as 
anteriores. Por exemplo, uma placa Ethernet de 
1Gb/s deverá funcionar com o padrão antigo de 
10Mb/s.
• E por último a robustez do padrão. 
2 - O PADRÃO IEEE 802
Nessa seção 2, aprendemos o que é IEE e o que é o 
padrão 802. A IEE é um organismo internacional que define 
padrões nas áreas de engenharia elétrica e informática. É 
composto por vários comitês, cada um responsável por um 
padrão. O padrão que trata sobre redes locais e metropolitanas 
chama-se 802. 
O 802 trabalha nas duas primeiras camadas do modelo 
OSI: física e enlace. Portanto é responsável pela correta 
sinalização em um meio físico dos dados enviados pela 
camada superior, a de rede.
Ele foi composto em três subcamadas. Na mais inferior 
estão os padrões que lidam diretamente com o meio físico. 
Aqui que se encaixa o padrão Ethernet (que no IEE recebeu o 
nome de 802.3), além dele existem outros como o 802.4 (Token 
Bus), 802.5 (Token Ring) e o 802.11 (padrão wireless). Esses 
padrões realizam as funções descritas na primeira camada do 
modelo OSI e uma porção da segunda, a de enlace. Acima 
dessa subcamada do 802 está o 802.2 que é responsável pela 
ligação entre a camada superior do modelo OSI, a de rede, com 
a subcamada inferior do 802. Gerenciando a comunicação 
entre essas duas subcamadas está a 802.1.
3 -O PADRÃO IEEE 802.3
Na seção 3, estudamos o padrão Ethernet. Vimos 
que ele é utilizado como um meio de transporte por várias 
arquiteturas de redes. 
Para cada nova atualização do padrão é criado um 
suplemento que é nomeado adicionando uma letra ao final do 
nome original do padrão. Assim o suplemento que descreve 
o Ethernet a 100 Mb/s chama-se 802.3u.Todo dispositivo 
Ethernet possui em sua descrição todos os suplementos 
que foram incorporados em sua fabricação. Assim ao ver na 
descrição do equipamento o nome 802.3ab você sabe que ele 
suporta o Gigabit Ethernet. 
Estudamos os quatro elementos da Ethernet: o quadro, 
o protocolo de acesso ao meio, o sistema de sinalização e o 
meio físico.
Aprendemos que o tamanho de um quadro Ethernet pode 
ser de 64 a 1518 bytes. Que o tamanho máximo do dado que 
um quadro poder carregar é de 1500 bytes. Vimos cada uma 
das sinalizações (codificações) utilizadas em cada atualização 
do padrão que permitiram o aumento de velocidade. Vimos 
também que para manter a compatibilidade com versões 
anteriores, mais especificamente com transmissões half-
duplex, foram desenvolvidas as técnicas do carrier extension 
e o packet-bursting. Técnicas essas que são desligadas ao se 
utilizar conexões full-duplex, assim como o CSMA/CD, que 
em seu lugar utiliza-se o flow control.
SPURGEON, Charles E. ETHERNET – O Guia 
Definitivo. Rio de Janeiro: Campus, 2000.
Vale a pena ler
Vale a pena
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Redes de Computadores I 48
WIKIPÉDIA, Xerox Alto. Disponível em: <http://
pt.wikipedia.org/wiki/Xerox_Alto>. Acesso em: 16 abril. 
2019.
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PINHEIRO, José Maurício. Aula 03 - Cabeamento 
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Vale a pena acessar
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16 abril. 2019.
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Glossary of Fiber Optics. Disponível em: <http://www.
youtube.com/watch?v=ERZZga26_Cw>. Acesso em: 16 
abril. 2019.
YOUTUBE. Fibra Óptica - Processo de 
Fabricação. Disponível em: <http://www.youtube.com/
watch?v=EK9bblRKayAAcesso em: 16 abril. 2019.
YOUTUBE. Como Funciona a Fibra Óptica - 
Parte 1. Disponível em: <http://www.youtube.com/
watch?v=ZCMKHqaLi4o>. Acesso em 01 març. 2013.
Vale a pena assistir
YOUTUBE. Como Funciona a Fibra Óptica - 
Parte 2. Disponível em: <http://www.youtube.com/
watch?v=Tc1C2_Jp9Ro&NR=1&feature=endscreen>. 
Acesso em: 16 abril. 2019.
YOUTUBE. Entenda os Conceitos da Fibra 
Óptica. Disponível em: <http://www.youtube.com/
watch?v=VpfYeYSmfPY>. Acesso em: 16 abril. 2019.
Minhas anotações
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